電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐*

陳玖德,康小剛

(酒泉鋼鐵集團(tuán) 信息自動(dòng)化分公司,甘肅 嘉峪關(guān) 735100)

0 引 言

20世紀(jì)70年代,瑞典基律納地下鐵礦利用無(wú)線通訊技術(shù)研發(fā)了無(wú)線遙控電機(jī)車,實(shí)現(xiàn)了井下電機(jī)車的無(wú)線遙控駕駛。目前,國(guó)內(nèi)井下軌道運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行模式仍為現(xiàn)場(chǎng)崗位人員與電機(jī)車駕駛員相互配合完成電機(jī)車的對(duì)車、裝礦、行車、卸礦等過(guò)程,工作人員上下井換班使運(yùn)輸有效時(shí)間大大縮短,造成裝礦效率低下、裝載異常等問(wèn)題,同時(shí)具有較大的安全隱患。而且礦山企業(yè)井下運(yùn)輸環(huán)境惡劣,招工極其難。近年來(lái),隨著我國(guó)數(shù)字化產(chǎn)業(yè)及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,運(yùn)用人工智能、無(wú)人駕駛等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧礦山建設(shè)成為礦山企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。首鋼下屬礦山杏山鐵礦于2013年11月7日上線了國(guó)內(nèi)第一家電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng),該系統(tǒng)一直穩(wěn)定運(yùn)行至今,成功解決了軌道運(yùn)輸系統(tǒng)需多名操作人員在現(xiàn)場(chǎng)的弊端。

電機(jī)車無(wú)人駕駛技術(shù)難點(diǎn)主要集中在障礙物識(shí)別避讓、電機(jī)車精確定位、行車調(diào)度等方面[1-3]。為進(jìn)一步彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)井下有軌復(fù)雜運(yùn)輸環(huán)境自動(dòng)化無(wú)人駕駛技術(shù)的不足,筆者選擇祁連山鐵礦運(yùn)輸水平電機(jī)車全自動(dòng)無(wú)人駕駛展開分析。經(jīng)考察,祁連山鐵礦運(yùn)輸水平的環(huán)境惡劣且運(yùn)輸設(shè)備技術(shù)落后,導(dǎo)致運(yùn)輸效率低下。井下礦料運(yùn)輸幾十年來(lái)全部采用人工現(xiàn)場(chǎng)操控,具有人員密度大,生產(chǎn)工藝落后,勞動(dòng)強(qiáng)度和危險(xiǎn)性高等缺點(diǎn)。因此,提出了一種新型的井下復(fù)雜環(huán)境無(wú)人駕駛電機(jī)車運(yùn)輸技術(shù)實(shí)際應(yīng)用方案,探討主干有線網(wǎng)絡(luò)融合無(wú)線WIFI和全自動(dòng)控制運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐,促使井下運(yùn)輸作業(yè)效率大幅提升,使各運(yùn)輸環(huán)節(jié)安全可靠。

1 電機(jī)車自動(dòng)控制運(yùn)行系統(tǒng)構(gòu)成

通過(guò)對(duì)成熟工業(yè)控制硬件及軟件的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)并應(yīng)用,該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電機(jī)車系統(tǒng)的全自動(dòng)運(yùn)行,即形成自動(dòng)裝礦和自動(dòng)卸礦,以及鐵礦石自動(dòng)破碎子系統(tǒng)集成式、一體化運(yùn)行模式,形成一套全自動(dòng)控制運(yùn)行綜合生產(chǎn)管理系統(tǒng)。電機(jī)車自動(dòng)控制運(yùn)行系統(tǒng)結(jié)合通訊系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng),以最優(yōu)行駛路線及成本效益為導(dǎo)向進(jìn)行車輛的運(yùn)行指揮,以提高軌道線路的利用率、容量和安全性。

電機(jī)車無(wú)人駕駛自動(dòng)控制運(yùn)行系統(tǒng)包括:調(diào)度單元、電機(jī)車單元、裝礦單元、卸礦單元、井下軌道單元、網(wǎng)絡(luò)通信單元、供電單元、運(yùn)行控制單元、鐵礦石破碎單元,各單元之間協(xié)調(diào)配合,實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制生產(chǎn),系統(tǒng)高效地完成生產(chǎn)任務(wù),改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境、優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)輸調(diào)度、合理利用資源、降低生產(chǎn)成本、保障生產(chǎn)作業(yè)安全,最大限度地縮減現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員。該系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 電機(jī)車自動(dòng)控制運(yùn)行系統(tǒng)

2 電機(jī)車自動(dòng)控制運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)

2.1 電機(jī)車自控運(yùn)行系統(tǒng)

電機(jī)車車頭部位安裝了車載控制系統(tǒng),該系統(tǒng)可通過(guò)無(wú)線、有線網(wǎng)絡(luò)與集中調(diào)度室控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊,即接收集中調(diào)度室操作臺(tái)系統(tǒng)的指令,并將電機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等信息傳送給集中調(diào)度室操作臺(tái)。此外,電機(jī)車車頭還安裝了攝像頭,攝像頭經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與主控室通信,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程路況視頻監(jiān)視。

電機(jī)車自控運(yùn)行系統(tǒng)(AOC,Automatic Operation Control)對(duì)所有電機(jī)車的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制。為確保車輛連續(xù)、安全的運(yùn)行,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了車輛精確定位、自動(dòng)保護(hù)功能,并為實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛提供電機(jī)車自動(dòng)運(yùn)行方案。車載設(shè)備安裝在機(jī)車內(nèi)并采取減震措施。電機(jī)車本體自動(dòng)控制還涉及車載無(wú)線與有線通訊系統(tǒng)、車載電源子系統(tǒng)、車載控制箱、車載視頻子系統(tǒng)、操作臺(tái)設(shè)計(jì)安裝、精確定位子系統(tǒng)等。下面對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

(1) 車載控制箱 此車載控制箱如圖2所示,其安裝功能模塊(如高速脈沖計(jì)數(shù)、CAN 通訊、485 通信、數(shù)字量、模擬量等擴(kuò)展模塊)可實(shí)時(shí)采集電機(jī)車的各種信息參數(shù)。參數(shù)主要包括機(jī)車位置、運(yùn)行速度、運(yùn)行方向和運(yùn)行狀態(tài)等。車載控制器通過(guò)WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收無(wú)線基站轉(zhuǎn)發(fā)的控制指令后,根據(jù)指令控制電機(jī)車運(yùn)行。車載控制器對(duì)電機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、判斷和分析,并對(duì)出現(xiàn)的故障信息進(jìn)行報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)。電機(jī)車車頭的照明燈、電笛、警示燈、升降弓均為自動(dòng)控制。

圖2 車載控制器內(nèi)部圖 圖3 電機(jī)車現(xiàn)場(chǎng)圖

車載控制器通過(guò)控制電磁閥實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)車的氣制動(dòng)、氣路受電弓的上升和下降、氣喇叭的鳴笛等自動(dòng)控制操作。當(dāng)電機(jī)車拐彎時(shí),車載控制器通過(guò)控制電磁閥實(shí)現(xiàn)氣喇叭的鳴笛,同時(shí)控制報(bào)警燈進(jìn)行蜂鳴閃爍。當(dāng)電機(jī)車行駛至溜井等位置時(shí),車載控制器通過(guò)電磁閥控制受電弓進(jìn)行自動(dòng)降弓操作。電機(jī)車斷電滑行,通過(guò)溜井等位置后,氣動(dòng)受電弓自動(dòng)升弓。當(dāng)電機(jī)車運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí),剎車系統(tǒng)執(zhí)行緊急制動(dòng)指令。

(2) 車載監(jiān)測(cè)傳感器 車載監(jiān)測(cè)傳感器檢測(cè)變頻器的工作狀態(tài)及電源系統(tǒng)的工作狀態(tài),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行故障預(yù)警。電機(jī)車本體安裝的傳感器包括DC550V電壓變換器、DC24V/DC12V電壓變換器、測(cè)速傳感器等。測(cè)速傳感器通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)碼盤的脈沖頻率計(jì)算車速,實(shí)現(xiàn)電機(jī)車的速度和位置檢測(cè)。電機(jī)車監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要有DC550V電壓、電流,這些參數(shù)可控制回路DC24V/DC12V的受電弓位置、主回路的開關(guān)位置。

(3) 車載網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī) 電機(jī)車車頭的網(wǎng)絡(luò)攝像頭如圖3所示。

攝像機(jī)通過(guò)WIFI車載客戶端與地表控制室實(shí)現(xiàn)通信,監(jiān)視升降弓狀態(tài)及機(jī)車前方的運(yùn)行狀態(tài),將電機(jī)車前后的畫面實(shí)時(shí)傳送至地表控制室,以進(jìn)行遠(yuǎn)程開車路況監(jiān)視。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)支持通過(guò)瀏覽器(Internet Explore)進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像、動(dòng)態(tài)IP地址訪問(wèn),具備紅外可視功能,在光線很差的情況下仍可以獲得高品質(zhì)圖像。

2.2 電機(jī)車精確定位方案

電機(jī)車的精確定位對(duì)實(shí)現(xiàn)電機(jī)車全自動(dòng)無(wú)人駕駛至關(guān)重要,為實(shí)現(xiàn)車輛位置信息數(shù)字化、運(yùn)行過(guò)程可視化和調(diào)度指揮一體化的總建設(shè)目標(biāo)提供基礎(chǔ)保障。電機(jī)車的精確定位需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際行駛位置和區(qū)段進(jìn)行設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)受電弓的自動(dòng)升降切換、區(qū)間內(nèi)自適應(yīng)巡航、電機(jī)車到裝載站完成自動(dòng)裝礦、到卸載站完成自動(dòng)卸載等循環(huán)工作流程。

文章采用獨(dú)特的電機(jī)車定位方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)車的精準(zhǔn)定位,即控制中心計(jì)算機(jī)將收到的信息顯示在屏幕上,同時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫(kù),并結(jié)合電子地圖,實(shí)時(shí)顯示某個(gè)區(qū)域內(nèi)車輛的數(shù)量和分布、車輛的移動(dòng)路線,進(jìn)而對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和跟蹤、查詢車輛的實(shí)時(shí)位置、實(shí)時(shí)顯示定位信息、查詢某一歷史時(shí)刻的定位信息。下面對(duì)定位裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹。

(1) 安裝測(cè)速編碼器 電機(jī)車本體通過(guò)外加測(cè)速裝置輸出測(cè)速脈沖,PLC 系統(tǒng)根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)收到的脈沖信號(hào)及脈沖量與實(shí)際距離計(jì)算電機(jī)車的真實(shí)速度,同時(shí)實(shí)時(shí)顯示出電機(jī)車的前進(jìn)和倒退狀態(tài)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,將編碼器安裝在電機(jī)車頭的減速機(jī)上,測(cè)速和行駛位置米數(shù)均通過(guò)測(cè)速裝置產(chǎn)生的脈沖數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的換算得出。所測(cè)數(shù)據(jù)用于進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、判斷、分析、控制、執(zhí)行、顯示和存儲(chǔ)等各種相關(guān)服務(wù)。

(2) 安裝定位標(biāo)簽 運(yùn)行和裝礦過(guò)程中,電機(jī)車頻繁地前進(jìn)、后退會(huì)給計(jì)量帶來(lái)誤差,造成電機(jī)車定位偏差。為了消除減小位置偏差,為電機(jī)車運(yùn)輸巷道的關(guān)鍵點(diǎn)位(巷道進(jìn)出口、裝礦溜井進(jìn)出口、卸礦站進(jìn)出口、電機(jī)車停車場(chǎng)進(jìn)出口等)安裝定位標(biāo)簽,如圖4所示。同時(shí),電機(jī)車機(jī)頭安裝標(biāo)簽檢測(cè)裝置,標(biāo)簽在水泥枕木上打孔進(jìn)行固定。當(dāng)電機(jī)車經(jīng)過(guò)安裝標(biāo)簽的位置時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)對(duì)電機(jī)車的位置進(jìn)行修正,以保證電機(jī)車的精確定位。文中研究應(yīng)用的祁連山鐵礦運(yùn)輸水平電機(jī)車的行駛位置由機(jī)車狀態(tài)、速度(由機(jī)車控制機(jī)上傳或編碼器上傳)、方向、調(diào)度路段多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)確定。當(dāng)機(jī)車通過(guò)定點(diǎn)檢測(cè)裝置時(shí),將對(duì)機(jī)車的精確位置進(jìn)行修正?，F(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)異常工作情況時(shí),將對(duì)電機(jī)車的精確定位及電機(jī)車的總里程等參數(shù)進(jìn)行修改。

2.3 車載電源系統(tǒng)

電機(jī)車駕駛室內(nèi)安裝車載電源系統(tǒng),此電源系統(tǒng)對(duì)電機(jī)車及車載設(shè)備的工作電源進(jìn)行管理。其中,車載供電狀態(tài)包括架線的實(shí)際供電參數(shù)和受電弓的升降狀態(tài),以及電壓及負(fù)荷檢測(cè)。系統(tǒng)同時(shí)具備蓄電池功能,DC24V作為駕駛控制臺(tái)及車載客戶端的工作電源;DC12V 作為車載傳感器、攝像頭和定位裝置的工作電源。車載電源箱具備車載電源供電狀態(tài)監(jiān)測(cè)及各等級(jí)電壓轉(zhuǎn)換功能。

2.4 機(jī)車障礙物識(shí)別防碰撞系統(tǒng)

防碰撞系統(tǒng)是電機(jī)車設(shè)計(jì)改造的重點(diǎn),此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好壞關(guān)系著作業(yè)設(shè)備的安全程度[4]。改造的電機(jī)車具有較好的障礙物檢測(cè)功能,結(jié)合了電子地圖、機(jī)車定位單元、機(jī)車速度及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際特征,可探測(cè)前方障礙物,減少了誤判停車;檢測(cè)到障礙物后會(huì)發(fā)出安全預(yù)警,同時(shí)控制機(jī)車降速或制動(dòng)等。

該子系統(tǒng)工作原理為:機(jī)車前側(cè)安裝雷達(dá),實(shí)時(shí)掃描,通過(guò)視頻輔助進(jìn)行分析判斷,檢測(cè)機(jī)車行進(jìn)過(guò)程中軌道障礙物的情況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)行車方向軌道存在障礙物時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警指令,機(jī)車單元采取停車措施,避免碰撞事故的發(fā)生,保障行車安全。

電機(jī)車障礙物檢測(cè)用激光雷達(dá)如圖5所示。雷達(dá)采集電機(jī)車前方信號(hào)時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)送入控制器,由控制器進(jìn)行分析運(yùn)算。車載控制器通過(guò)采集一定距離范圍內(nèi)返回的激光雷達(dá)波,計(jì)算出障礙物與電機(jī)車之間的距離。為了保證運(yùn)行安全,激光雷達(dá)傳感器能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算電機(jī)車與障礙物之間的距離,并通過(guò)動(dòng)態(tài)計(jì)算劃分行駛安全范圍的等級(jí)(一級(jí)為預(yù)警級(jí),二級(jí)為停車級(jí))。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算出電機(jī)車與前方障礙物的相對(duì)距離,并且通過(guò)計(jì)算預(yù)判電機(jī)車與障礙物的碰撞時(shí)間,同時(shí)能夠修改相應(yīng)行駛安全范圍的級(jí)別。系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算預(yù)判電機(jī)車與障礙物的碰撞時(shí)間,及時(shí)發(fā)出報(bào)警警告,并輸出停車制動(dòng)控制信號(hào),保證電機(jī)車運(yùn)行安全,同時(shí)電機(jī)車控制軟件數(shù)據(jù)庫(kù)保存彎道模型,用來(lái)區(qū)分彎道和障礙物,可及時(shí)對(duì)機(jī)車采取控制和報(bào)警措施。

2.5 主干網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)輸巷道WIFI無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)融合

文章電機(jī)車無(wú)人駕駛網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成礦山通信現(xiàn)狀及固有特點(diǎn),形成通訊、監(jiān)控一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及當(dāng)前國(guó)際流行的有線和無(wú)線相結(jié)合的技術(shù)方案。其中,有線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于1 000 Mb/s光纖以太網(wǎng)構(gòu)建,無(wú)線網(wǎng)狀架構(gòu)基于標(biāo)準(zhǔn)WIFI技術(shù),此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為運(yùn)輸水平設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸提供了一個(gè)穩(wěn)定流暢的公用平臺(tái)。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用WIFI通信技術(shù),時(shí)延率低于20 ms,丟包率不超過(guò)1‰,通訊協(xié)議為工業(yè)以太網(wǎng),固有有線骨干網(wǎng)絡(luò)和WIFI通信基站進(jìn)行通訊以實(shí)現(xiàn)電機(jī)車的控制及狀態(tài)監(jiān)控和實(shí)時(shí)定位等功能,通信基站如圖6所示。電機(jī)車無(wú)人駕駛系統(tǒng)運(yùn)輸水平的分站交換機(jī)通過(guò)主站交換機(jī)和控制中心的核心交換機(jī)接入系統(tǒng)骨干網(wǎng)絡(luò),通過(guò)控制系統(tǒng)直接讀取有線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的工作狀態(tài),并將監(jiān)控狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示在調(diào)度指揮中心。

圖6 基站現(xiàn)場(chǎng)圖

無(wú)線分站間采用光纜連接,直接與控制主機(jī)通訊,以保障通訊的高質(zhì)量和高穩(wěn)定性[5]。文章采用礦用本安型通信基站,可以自由連接各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò),適合復(fù)雜的巷道結(jié)構(gòu),并且有線和無(wú)線接口結(jié)合,可構(gòu)造出靈活多樣、適應(yīng)性強(qiáng)的接入模式,滿足目前和未來(lái)各種業(yè)務(wù)的接入需求,實(shí)現(xiàn)了寬帶綜合通信和設(shè)備小型化、系統(tǒng)簡(jiǎn)約化設(shè)計(jì)的有機(jī)融合,通信設(shè)備的光纖插口、電源插口和天線插口設(shè)計(jì)均為插接式,支持熱插拔。系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮到礦井的施工環(huán)境,減少設(shè)備種類,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,布線簡(jiǎn)潔,安裝容易,維護(hù)方便,使系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、高效、可靠,在節(jié)約建設(shè)成本的同時(shí)也減少安全隱患,保證系統(tǒng)的高可靠性。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合實(shí)際環(huán)境,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況(如主要巷道、交叉道口、必經(jīng)之路等重要位置),在運(yùn)輸區(qū)域和巷道中放置一定數(shù)量的礦用基站,兩基站的通信距離與通信狀況調(diào)整到最佳狀態(tài),通信基站配置兩根定向天線用以覆蓋巷道的兩個(gè)方向,基站同時(shí)配置兩根全向天線,天線和基站之間通過(guò)射頻線連接,可以插拔。該基站可以極大地提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量,且支持STP,可以自由地組成各種結(jié)構(gòu)的環(huán)網(wǎng),在工業(yè)環(huán)境下有效避免線纜和設(shè)備損壞導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)癱瘓,提高了無(wú)人駕駛系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性。

每個(gè)隧道機(jī)柜旁安裝一個(gè)配電箱為AP供電;機(jī)柜內(nèi)安裝1套工業(yè)電源為AP提供可靠電源保障;AP天線安裝在隧道內(nèi)壁,距鐵軌上方高度約1.5 m;AP天線固定在安裝支架上,安裝支架固定在墻壁上,此設(shè)計(jì)滿足了復(fù)雜的礦井環(huán)境要求。

3 應(yīng)用實(shí)踐

全自動(dòng)控制無(wú)人駕駛系統(tǒng)投用后,將電機(jī)車司機(jī)、放礦工、卸礦工、破碎工合四為一并統(tǒng)一由系統(tǒng)操作員進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)車安全有序自動(dòng)運(yùn)行。

該系統(tǒng)可統(tǒng)一協(xié)調(diào)生產(chǎn),提高生產(chǎn)及管理效率,即自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行、對(duì)車、連續(xù)放礦、卸礦和破碎操作,減少了操作時(shí)間。調(diào)度室對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理,調(diào)度人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況,對(duì)指令進(jìn)行準(zhǔn)確及時(shí)的上傳下達(dá),避免人為操作不當(dāng)產(chǎn)生的掉道、追尾等安全運(yùn)行隱患。此外,取消崗位操作人員,電機(jī)車本體保護(hù)生產(chǎn)過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)無(wú)崗位人員,崗位操作人員和管理人員在控制中心進(jìn)行操作或監(jiān)視,遠(yuǎn)離粉塵和不安全隱患,不僅改善了工作環(huán)境,而且徹底消除了系統(tǒng)存在的人員安全隱患。此系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示電機(jī)車設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),便于操作員隨時(shí)掌握設(shè)備信息;能夠生成設(shè)備狀態(tài)的相關(guān)報(bào)表,便于設(shè)備部門對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行有效分析,為設(shè)備預(yù)檢修提供數(shù)字支撐;能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)間定速行駛,避免重復(fù)剎車對(duì)設(shè)備的損壞,能保證設(shè)備和系統(tǒng)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行,降低設(shè)備維護(hù)頻次和費(fèi)用;系統(tǒng)設(shè)備硬件采用國(guó)內(nèi)外成熟的技術(shù)產(chǎn)品,穩(wěn)定性強(qiáng),維護(hù)簡(jiǎn)單方便,性價(jià)比高。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)目前礦山井下有軌復(fù)雜運(yùn)輸環(huán)境及運(yùn)輸設(shè)備技術(shù)落后,運(yùn)輸效率低下的問(wèn)題,提出基于有線骨干網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)融合、優(yōu)化的PLC控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)、供電測(cè)控系統(tǒng)的全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)。該改造設(shè)計(jì)的電機(jī)車全自動(dòng)無(wú)人駕駛系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)井下多臺(tái)電機(jī)車運(yùn)輸?shù)陌踩行蛘{(diào)度、全自動(dòng)控制運(yùn)行、電機(jī)車工況參數(shù)及位置信息的實(shí)時(shí)顯示,實(shí)現(xiàn)電機(jī)車全程自動(dòng)化集成式作業(yè),改變現(xiàn)有的多人現(xiàn)場(chǎng)交接班值守作業(yè)模式,提高運(yùn)輸效率,節(jié)約人工成本,顯著提高企業(yè)生產(chǎn)的效率和安全性。此外,該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示電機(jī)車運(yùn)輸各環(huán)節(jié)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),診斷異常信息,實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障分析和診斷,并為維修決策提供依據(jù),避免非計(jì)劃停機(jī)維護(hù),降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn),為實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化目標(biāo)做出貢獻(xiàn),并取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。