煤矿井下电机车平巷运输防撞信号系统的探索与实现

李春景

华晋焦煤沙曲二矿 山西吕梁 033000

煤矿电机车防撞信号系统巷道运输探索和设计实现，可以改变煤矿安全生产，特别是交通安全，可以减少生命的损失，也能避免司机因为疲劳或分心，导致事故，此外，它可以提高生产效率，可以进行机车的状态，而且还提高了煤矿生产自动化水平，我国煤炭工业的进一步发展。

1 设计目标

设计系统可以掌握煤矿机车在巷道中的位置，并与网络连接，建立与调度服务器的连接。设备同步服务终端的刷新频率应大于2次/min，车载设备的数据刷新频率不小于30次/min，定位精度不小于3m。

2 设计思路

防撞设计的整体思路是对机车的运行情况进行地位，操控，并设置语言提醒系统提示机车司机，达到防撞的目的，系统首先使用RFID路标和位移测算相结合的方法对机车位置进行定位，计算机处理数据信息之后，系统利用WIFI网络即刻上传机车数据信息，确定机车的位、运行方向[1]。

系统设计主要分为四个部分，地下局域网、RFID标签、车辆装置、地下局部区域。

网络使用光纤环网，网络使用ccess巷道点建立一个无线网络，使用RFID标签嵌入在入口和出口的巷道叉嘴，火车头的位置，在车里进了RFID读卡器，获取ID标签，标签信息传感器，得到读卡器后通过分析信息可以测量位移和机车的方向，另一个控制器计算出机车的位置，向上传递到W我Fi连接到局域网网络调度服务器接收信息从各种机车运行的道路，结合地图处理，它将显示在服务器和每个机车车载设备的数字地图协助调度和导航，根据机车运行时，它将被转换成语音信息。

3 网络系统的建设

我们选择光纤环网作为井下主网，由于井下环境相对较差，为了方便光纤在井下的融合，选择多模（125/50微米）光纤，敷设在主巷。100个基点光纤用于开关，使用以太网作为通信线路、服务器、交换机、和ccess巷道分支节点连接到骨干，如进入光学访问、电缆访问、分支网络根据节点间距在使用光纤100多米时，是使用不到100米采矿电缆访问[2]。ccess点将信息传输到协议调制并以射频信号的形式传输给天线，然后通过天线将射频信号转换为电磁波。信号由天线传送。当遇到无线客户端或接收天线时，将信号转换为射频信号，射频信号经过解调后成为初始信号。网络设计部分完成了整个系统的定位。机车本身既是一个移动平台，也是一个客户端。系统设计要求在机车运行方向安装反向定向天线，接收和传输运行方向的无线信号。定向天线的传输可以说是非常遥远的，它可以减少一个ccess点节点的浪费。在拐角处，定向天线比全向天线差，所以这里使用全向天线。

3.1 车载装置内部设计

我们需要在车载设备上实现以下功能:读取RFID标签判断机车辆定位、位移和方向测量、与服务器通讯、命令采集、机车位置在机车电子地图上显示、关键输入操作系统设计。篱笆需要信号传感器的系统设计，同时，设置防爆装置在机车上，还有他把RFID易读性防爆盒内，把天线放在机车定位，机车每次RFID标签后，系统能够识别ID号，并将信息发送到网络，实时计算出机车位置发送到服务器[3]。

3.2 硬件选择

本方案采用主要的系统设计硬件如下：PC 104接口的工控主板，PC 104接口的采集板卡、PC 104接口的脉冲量、大小为96×90m m -PC 104接口板卡、X 86架构本工控主板，凌动N 450C PU、LV D S接口，24路输入和24路输出PC M 3780，采集卡、型号 C P1H -X A -40D T-D 的 PLC。

3.3 行人检测的设计

行人安全预警功能模块是基于红外检测技术，已应用于各种检测领域。在煤矿井下生产中，也有使用热释电传感器探测行人的情况。该系统利用红外探测技术对行人进行探测和报警。

3.4 司机防睡装置

考虑到设计中使用的c-pu容量负载有限，井下光线不好，视频无法清晰判断驾驶员是否清醒。因此，本系统采用Steute公司生产的EEx G FI防爆脚踏开关来判断驾驶员是否处于清醒状态。

3.5 防超速行驶设计

机车在井下运输原煤时，经常发生超速现象。一旦机车速度超过最大限速，机车控制器将输出相应的信号和报警，并控制机车的调速器，降低运行速度。为了实现这个功能，必须进行测试电力机车运行速度，霍尔传感器将检测装置，安装在电力机车车轴，和轴转速转换成频率信号，传感器和反馈，电力机车控制器的这个时候信号收集、计算，以获得实际的机车运行速度的问题。此外，还设置了两组车速报警值，根据这两组数据判断是否报警停车[4]。当电力机车速度大于运行速度报警值时，电力机车控制器发出声光报警信号，并触发调速器降低电力机车速度。当电力机车速度超过危险速度时，由电力机车控制器控制制动系统，使制动器工作，实现对空气制动器的制动控制。该设计可使电力机车在危险距离内快速制动，避免超速现象。

3.6 语音通信系统设计

本设计采用“V O IP语音网关连接矿井模拟电话，利用计算机语音客户端进行生成，将语音客户端嵌入到车载设备和调度平台中，实现语音通信功能。语音通话是用来提醒司机避免撞车的[5]。

4 结语

行人预警的系统设计，司机困倦，可以进行机车的状态，和实时定位信息反映在网络控制系统，和机车的驱动控制，电子地图能保证机车控制，并加入了语音提示系统，可以减少碰撞的发病率，设计具有较强的可操作性，科学而有效的，适合我的实践。