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摘 要：随着我国工业水平的不断发展，生产生活所需要的煤炭量也在逐年增加。现如今，煤矿的采矿作业井巷在不断的加深，而且各式矿用机车出现在了煤矿开采作业中，井下机车安全可靠运行已经成为决定煤矿安全生产的重要部分。本文通过对煤矿井下运输实际情况的研究，针对当前平巷运输过程所存在的问题，提出了煤矿平巷运输监控系统，以实现井下机车运行的自动化调度。
关键词：平巷运输 监控 调度
中图分类号：TD524；TD76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0088-01
近些年来我国煤矿业的采掘机械化程度越来越高，工作面产量也有着大幅度的增加，这对于井下大巷的运输能力提出了更高的要求。井下运输的主要方式是轨道运输，也就是说要完成当前大量煤矿的运输任务，必须增加机车数量以增大运力。繁重的运输任务，长时间的往返运输，势必会增加机车出轨、翻车等情况的发生，对于煤矿安全生产而言，这是一个极大的安全隐患。细数煤矿运输事故的发生原因，大多是因为井下运输过程缺乏高性能、高稳定性的监控系统，对煤矿运输过程所出现的情况未能及时检测到。本文根据当前井下运输的实际情况，分析了运输监控系统的实际需求，对系统进行了更为细致的设计研究，旨在能够为煤矿平巷运输提供一个半自动化的机车调度运输监控系统。完整的煤矿轨道运输监控系统具有整套的信号设备，同时这些设备彼此电气集中，主控中心可以实时控制一线设备同时检测他们的实际运行状态，而且设备信号之间相互连锁。
1 系统设计方案
本系统是基于模块化思想进行设计的，这里将煤矿平巷运输监控系统分成三大部分：机车定位系统、道岔口控制系统、无线通讯系统。
机车定位子系统：该部分主要作用是跟踪定位运行机车，主要组成部分是读卡分站、射频定位装置、识别卡、泄漏电缆、计算机等设备。之所是使用泄露电缆，是因为该电缆可以将信号发射、传输以及接受三个过程合在一起同时进行。电缆传输过程中，其周围会形成电磁波，这些泄漏出来的电磁波不仅可以沿着电缆向前传输，还可以向周围的环境辐射，这样就形成了一个连续无线电波漏泄场。正是因为漏泄场的存在，才使得整个平巷内的读卡分站、定位装置以及标示卡之间能够实现通信。在平巷运输轨道中设置定位装置以及读卡分站，同时给每一个机车都安装具有唯一编号信息的标识卡。射频定位装置内部的射频收发模块不间断的向周围环境中的标识卡发送表明其位置的信号，一旦机车运行至定位装置信号发射区域，就可以接收到这些位置信号；机车运行至读卡分站识别区域时，将会通过自身所安装的射频模块，将带有自身身份信息以及之前所接收到的定位器信息，一同发送给读卡分站，同时经由RS485发送至上层计算机进行运算分析，根据标识卡所携带的定位信息来确定机车运行的位置。
道岔口控制子系统：该部分主要由光端交换机、PLC、道岔转辙机、光缆等设备组成，同时根据道岔位置来分别安装这些设备。为了能够保证数据的实时传输，这里将光端交换机与计算机之间用光线相连，组成一个以太环网。光信号与电信号相互转换后在通过网口连接至PLC，不同PLC的IP也不相同。道岔转辙机是由PLC控制的，道岔到位后，将会触发行程开关，并向PLC的输入端发送一个到位信号。计算机与PLC之间执行的通讯协议是TCP，计算机通过fins指令来控制PLC的I/O存储器执行写操作，同时控制PLC的输出模块置位和复位，进而对道岔转辙机扳道实施控制；计算机还可以对PLC的I/O存储器执行读操作，可以不间断的读取道岔位置信息。
无线通讯子系统：在井下实现整个运输线路、一线开采面、运行中的机车与煤矿总调度中心的通讯非常困难，如果使用传统双绞线执行通讯很容易受到环境的影响。无线局域网技术的出现，为复杂环境的实时通讯提供的可能。无线局域网接入方式主要有两种，一种是AP接入，另一种是点对点接入。所谓AP接入方式是一种主从接入方式，即无线覆盖范围内的所有用户都可以直接与访问节点AP连接，一旦无线终端进入AP覆盖范围，信息就可以发送给最近的AP，该信息之后可以通过有线网络发送至移动交换中心，这样所有的AP均可以通过移动交换中心得到这个信息，也就是说只要是在AP的覆盖范围内，就可以得到该信息。本文所设计的系统就是通过AP接入方式接入无线局域网的，在巷道内铺设AP，同时将轨道内安装的光端交换机通过有线网络与这些AP相连接，这样就形成了一个以太环网。
2 调度模块设计
为了能够实现煤矿平巷运输监控系统闭锁功能，本系统的调度方式为：主次排列通过，逐次通行，逐次解锁。
（1）tb_进路。
将运输路程划分成相同长度的进路段，同时对每一个金路段分配不同的编号，而且将大巷运行轨道中的某一段设定为起止路线标志。
（2）tb_进路道岔状态。
划分出的每一个进路段都可能需要包含数个道岔，同时这些道岔的位置可能是不同形式，既可以是直行道岔，也可以是转弯道岔。如果想要开放进路，那么事先所需要做的就是扳动这个进路中的所有道岔，以满足运行要求。
（3）tb_敌对进路。
为了保证机车能够安全可靠的运行，当某一段进路开放通行后，就需要将与这段进路相抵触的所有进路实施闭锁操作，也就是说一段进路开放，那么与这段进路相抵触的进路就必须处于关闭状态，这样才能够避免出现机车运行事故的发生。当机车运行出该段进路后，既可以解锁该段进路。
煤矿平巷运输监控系统关乎到煤矿的安全生产，对平巷运输过程以及机车运行情况采取实时监控有着非常重要的实际意义。通过该系统煤矿的总调度中心就可以实时掌握平巷中运输过程的实际情况，能够及时调度，及时采取相应事故防止措施。目前该系统已经在实际生产过程中得以应用，就目前的效果来看，对于平巷的安全可靠运输过程起到了一定的作用。同时也发现了一些需要进一步改进的地方，在今后的工作中，将继续对该系统的实际应用效果进行研究，以期能够不断提高系统性能。
参考文献
[1] 李心平.基于射频识别的煤矿井下人员跟踪系统监控子系统[D].山东：山东科技大学，2007.
[2] 李凤仙.浅谈煤矿井下轨道信集闭系统[J].煤炭技术，2004（7）：42-43.
[3] 李英建.煤矿井下机车运输监控系统关键技术的研究[D].山东：山东科技大学，2009.
[4] 贾世胜.矿井轨道运输监控系统的研究与设计[D].山东：山东科技大学，2007.
关键词：平巷运输 监控 调度
中图分类号：TD524；TD76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（b）-0088-01
近些年来我国煤矿业的采掘机械化程度越来越高，工作面产量也有着大幅度的增加，这对于井下大巷的运输能力提出了更高的要求。井下运输的主要方式是轨道运输，也就是说要完成当前大量煤矿的运输任务，必须增加机车数量以增大运力。繁重的运输任务，长时间的往返运输，势必会增加机车出轨、翻车等情况的发生，对于煤矿安全生产而言，这是一个极大的安全隐患。细数煤矿运输事故的发生原因，大多是因为井下运输过程缺乏高性能、高稳定性的监控系统，对煤矿运输过程所出现的情况未能及时检测到。本文根据当前井下运输的实际情况，分析了运输监控系统的实际需求，对系统进行了更为细致的设计研究，旨在能够为煤矿平巷运输提供一个半自动化的机车调度运输监控系统。完整的煤矿轨道运输监控系统具有整套的信号设备，同时这些设备彼此电气集中，主控中心可以实时控制一线设备同时检测他们的实际运行状态，而且设备信号之间相互连锁。
1 系统设计方案
本系统是基于模块化思想进行设计的，这里将煤矿平巷运输监控系统分成三大部分：机车定位系统、道岔口控制系统、无线通讯系统。
机车定位子系统：该部分主要作用是跟踪定位运行机车，主要组成部分是读卡分站、射频定位装置、识别卡、泄漏电缆、计算机等设备。之所是使用泄露电缆，是因为该电缆可以将信号发射、传输以及接受三个过程合在一起同时进行。电缆传输过程中，其周围会形成电磁波，这些泄漏出来的电磁波不仅可以沿着电缆向前传输，还可以向周围的环境辐射，这样就形成了一个连续无线电波漏泄场。正是因为漏泄场的存在，才使得整个平巷内的读卡分站、定位装置以及标示卡之间能够实现通信。在平巷运输轨道中设置定位装置以及读卡分站，同时给每一个机车都安装具有唯一编号信息的标识卡。射频定位装置内部的射频收发模块不间断的向周围环境中的标识卡发送表明其位置的信号，一旦机车运行至定位装置信号发射区域，就可以接收到这些位置信号；机车运行至读卡分站识别区域时，将会通过自身所安装的射频模块，将带有自身身份信息以及之前所接收到的定位器信息，一同发送给读卡分站，同时经由RS485发送至上层计算机进行运算分析，根据标识卡所携带的定位信息来确定机车运行的位置。
道岔口控制子系统：该部分主要由光端交换机、PLC、道岔转辙机、光缆等设备组成，同时根据道岔位置来分别安装这些设备。为了能够保证数据的实时传输，这里将光端交换机与计算机之间用光线相连，组成一个以太环网。光信号与电信号相互转换后在通过网口连接至PLC，不同PLC的IP也不相同。道岔转辙机是由PLC控制的，道岔到位后，将会触发行程开关，并向PLC的输入端发送一个到位信号。计算机与PLC之间执行的通讯协议是TCP，计算机通过fins指令来控制PLC的I/O存储器执行写操作，同时控制PLC的输出模块置位和复位，进而对道岔转辙机扳道实施控制；计算机还可以对PLC的I/O存储器执行读操作，可以不间断的读取道岔位置信息。
无线通讯子系统：在井下实现整个运输线路、一线开采面、运行中的机车与煤矿总调度中心的通讯非常困难，如果使用传统双绞线执行通讯很容易受到环境的影响。无线局域网技术的出现，为复杂环境的实时通讯提供的可能。无线局域网接入方式主要有两种，一种是AP接入，另一种是点对点接入。所谓AP接入方式是一种主从接入方式，即无线覆盖范围内的所有用户都可以直接与访问节点AP连接，一旦无线终端进入AP覆盖范围，信息就可以发送给最近的AP，该信息之后可以通过有线网络发送至移动交换中心，这样所有的AP均可以通过移动交换中心得到这个信息，也就是说只要是在AP的覆盖范围内，就可以得到该信息。本文所设计的系统就是通过AP接入方式接入无线局域网的，在巷道内铺设AP，同时将轨道内安装的光端交换机通过有线网络与这些AP相连接，这样就形成了一个以太环网。
2 调度模块设计
为了能够实现煤矿平巷运输监控系统闭锁功能，本系统的调度方式为：主次排列通过，逐次通行，逐次解锁。
（1）tb_进路。
将运输路程划分成相同长度的进路段，同时对每一个金路段分配不同的编号，而且将大巷运行轨道中的某一段设定为起止路线标志。
（2）tb_进路道岔状态。
划分出的每一个进路段都可能需要包含数个道岔，同时这些道岔的位置可能是不同形式，既可以是直行道岔，也可以是转弯道岔。如果想要开放进路，那么事先所需要做的就是扳动这个进路中的所有道岔，以满足运行要求。
（3）tb_敌对进路。
为了保证机车能够安全可靠的运行，当某一段进路开放通行后，就需要将与这段进路相抵触的所有进路实施闭锁操作，也就是说一段进路开放，那么与这段进路相抵触的进路就必须处于关闭状态，这样才能够避免出现机车运行事故的发生。当机车运行出该段进路后，既可以解锁该段进路。
煤矿平巷运输监控系统关乎到煤矿的安全生产，对平巷运输过程以及机车运行情况采取实时监控有着非常重要的实际意义。通过该系统煤矿的总调度中心就可以实时掌握平巷中运输过程的实际情况，能够及时调度，及时采取相应事故防止措施。目前该系统已经在实际生产过程中得以应用，就目前的效果来看，对于平巷的安全可靠运输过程起到了一定的作用。同时也发现了一些需要进一步改进的地方，在今后的工作中，将继续对该系统的实际应用效果进行研究，以期能够不断提高系统性能。
参考文献
[1] 李心平.基于射频识别的煤矿井下人员跟踪系统监控子系统[D].山东：山东科技大学，2007.
[2] 李凤仙.浅谈煤矿井下轨道信集闭系统[J].煤炭技术，2004（7）：42-43.
[3] 李英建.煤矿井下机车运输监控系统关键技术的研究[D].山东：山东科技大学，2009.
[4] 贾世胜.矿井轨道运输监控系统的研究与设计[D].山东：山东科技大学，2007.