一种煤矿蓄电池电机车智能调度系统及调度方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤矿蓄电池电机车智能调度系统及调度方法，其包括上位机调度模块、串联中继模块、位标发射模块、电机车载体模块、岔道控制模块；上位机调度模块实现了井下电机车的可视化监控；串联中继模块处在上位机调度模块和电机车载体模块之间起到网络中继作用，实现了车地间数据信息的交互；车载体模块安装在电机车上，起到数据信息采集、显示、控制及通信的作用；位标发射模块利用射频技术将位置信号传输到电机车载体模块中，实现了电机车的精确定位；岔道控制模块接收电机车载体模块发出的指令控制信号，实现对岔道控开关的控制并产生回馈信号；实现了电机车运行管理的智能化和自动化，增加了行车密度，提高了生产效率和生产安全度。
【专利说明】一种煤矿蓄电池电机车智能调度系统及调度方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿蓄电池电机车智能调度系统及调度方法，其属于煤矿机车智能调度【技术领域】。
【背景技术】
[0002]矿井机车是井下主要运输牵引动力的来源。在煤矿生产中，电机车用于运送矿石、废石、材料、设备和人员，是决定矿山生产力的主要因素之一。但是，由于煤矿巷道狭窄和电机车铁轨岔道多，因此普遍存在机车运输通过能力差的问题，追尾、超速、对撞等事故频发，因此，健全、完善的电机车调度系统对于目前的煤矿运输来说是非常有意义的。
[0003]现有的煤矿电机车调度系统因缺乏信息化手段的支撑，大多数调度还是人工化调度，这样致使系统效率变低，且由于调度员和司机错误判断和粗心大意造成的事故也频繁发生。
【发明内容】
[0004]为了克服上述缺陷，本发明提供一种效率高且可靠性强的煤矿蓄电池电机车智能调度系统及调度方法。
[0005]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种煤矿蓄电池电机车智能调度系统，其包括上位机调度模块、串联中继模块、位标发射模块、电机车载体模块和岔道控制模块；所述串联中继模块安装在上位机调度模块和电机车载体模块之间，起到信息中继作用，实现上位机调度模块和电机车载体模块间数据信息的无线通信；电机车载体模块通过射频技术实现与岔道控制模块和位标发射模块之间的无线通信；
[0006]所述上位机调度模块通过对收集来的井下实时数据及历史数据分析判断，从而对电机车的运行状态进行可视化监控；
[0007]所述串联中继模块是由多个无线中继模块串联而成的，且均匀铺设在巷道上，在矿井下组成无线通信网络，通过此网络可实现井上和井下信息的交互；
[0008]所述位标发射模块用于发射位置信息，为经过的电机车提供精确的位置信息；
[0009]所述岔道控制模块用于接收电机车司机发出的指令控制信号，进而控制岔道开关的换向。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述上位机调度模块包括井下数据信息显示单元、调度控制单元、数据存储单元、声光报警单元及通信系统；
[0011]所述井下数据信息显示单元实时显示电机车位置、方向和速度信息；
[0012]所述调度控制单元根据采集的数据信息发出控制指令信息；
[0013]所述数据存储单元用于实时数据和历史数据的存储；
[0014]所述声光报警单元用于故障事件预警；
[0015]所述通信系统可实时的与串联中继器模块通信。
[0016]作为本发明的进一步改进，所述电机车载体模块安装在电机车上，包括信息采集单元、声光报警单元、控制单元、显示单元、视频监视单元和通信单元；控制单元分别与信息采集单元、声光报警单元、显示单元和通信单元连接；
[0017]所述通信单元用于电机车和调度中心以及电机车和电机车之间的通信；
[0018]所述信息采集单元用于对机车位置、速度及电池状态数据信息的实时采集；
[0019]所述控制单元通过对各种输入的数据信号进行处理和判断，输出相应的控制信号;
[0020]所述视频监视单元被安装在车两端，用于对电机车前后环境进行监视并将监视画面显示在电机车中；
[0021]所述显示单元包括电机车位置显示、速度显示及电池剩余电量显示；
[0022]所述声光报警单元负责将上位机调度模块发出的调度指令通过声、光的形式传达给电机车司机；声光报警单元还具有报警功能，其中，包括电机车超速报警、蓄电池电量过低报警和蓄电池过热报警等。
[0023]作为本发明的进一步改进，所述位标发射模块包括本地数据单元、数字控制单元和无线收发单元；本地数据单元包含位标发射模块所处巷道位置信息；数字控制单元接收位标信息并对其进行数据处理，然后通过无线收发单元传输到邻近电机车中。
[0024]作为本发明的进一步改进，所述岔道控制模块包括无线信号接收单元、信号处理单元、驱动电路、执行机构、位置检测单元和声光报警单元。
[0025]一种煤矿蓄电池电机车智能调度方法，包括如下步骤:
[0026](I)位标模块均匀的安装在巷道，电机车经过某一位标模块时，电机车上的电机车载体模块接收位标模块发出的位标信息，显示在车载显示屏上，并连同电机车状态信息通过串联中继器模块传输到上位机调度模块中，上位机调度模块通过对采集得到的数据信息处理判断，发出调度指令；
[0027](2)按发生情况可将调度分为两类，其中包括岔道调度和同段调度；
[0028](3)岔道调度:在某一岔道，如果有多个电机车要经过同一岔道，上位机调度模块按照先来后到的原则选出通车顺序；
[0029](4)同段调度:在不需要进行岔道调度时候，当一段轨道同时有多辆电机车行驶时，根据相邻车距来进行实时监测和调度；
[0030](5)整个调度结束。
[0031]作为本发明的进一步改进，在步骤(3)的岔道调度中，先到的电机车首先得到通车指令，在按下岔道控制按钮正常行驶时，调度中心向其它到来的电机车发出岔道报警信号；司机收到报警信号后慢行或停车等待自己的顺序号；当上一辆电机车完全通过后，调度中心按顺序向下一辆电机车发出通车指令。
[0032]作为本发明的进一步改进，在步骤(4)的同段调度中，上位机调度模块检测相邻两辆车的距离，当距离超过限定值时，发出报警信号并判断两辆车的行驶方向；
[0033]作为本发明的进一步改进，当相向行驶时，根据两辆车距离彼此相邻会向段的远近，向距离近的电机车发出躲避信号，司机接收到躲避信号后，驶入邻近会向段，等待另一辆车经过；当同方向行驶时，向后面电机车发出减速慢行信号；当进行完调度任务后，系统再重新对实时收集的井下数据进行处理判断，进行下一轮电机车的调度。
[0034]作为本发明的进一步改进，所述调度指令信号可来至调度员，也可由系统自动发出；所述电机车状态信息由电机车信息采集单元对自身运行状态的实时检测，包括电机车当前速度和蓄电池剩余电量。
[0035]本发明的有益效果是:本发明的上位机调度模块实现了井下电机车的可视化监控；串联中继模块处在上位机调度模块和车载模块之间起到网络中继作用，实现了车地间数据信息的交互；电机车载体模块安装在电机车上，起到数据信息采集、显示、控制及通信的作用；位标发射模块利用射频技术将位置信号传输到电机车载体模块中，实现了电机车的精确定位；岔道控制模块接收电机电机车载体模块发出的指令控制信号，实现了对岔道控开关的控制并产生回馈信号；该发明实现了电机车运行管理的智能化和自动化，增加了行车密度，提高了生产效率和作业的安全度。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本发明智能调度系统的结构示意框图；
[0037]图2是本发明电机车载体模块的结构示意框图；
[0038]图3是本发明上位机调度模块的结构示意框图；
[0039]图4是本发明调度方法的调度流程示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图对本发明进行进一步的阐述。
[0041]如图1至图4所示，本发明公开了一种煤矿蓄电池电机车智能调度系统，其包括上位机调度模块、串联中继模块、位标发射模块、电机车载体模块和岔道控制模块；所述串联中继模块安装在上位机调度模块和电机车载体模块之间，起到信息中继作用，实现上位机调度模块和电机车载体模块间数据信息的无线通信；电机车载体模块通过射频技术实现与岔道控制模块和位标发射模块之间的无线通信；
[0042]所述上位机调度模块通过对收集来的井下实时数据及历史数据分析判断，从而对电机车的运行状态进行可视化监控；
[0043]所述串联中继模块是由多个无线中继模块串联而成的，且均匀铺设在巷道上，在矿井下组成无线通信网络，通过此网络可实现井上和井下信息的交互；
[0044]所述位标发射模块用于发射位置信息，为经过的电机车提供精确的位置信息；
[0045]所述岔道控制模块用于接收电机车司机发出的指令控制信号，进而控制岔道开关的换向。
[0046]作为本发明的进一步改进，所述上位机调度模块包括井下数据信息显示单元、调度控制单元、数据存储单元、声光报警单元及通信系统；
[0047]所述井下数据信息显示单元实时显示电机车位置、方向和速度信息；
[0048]所述调度控制单元根据采集的数据信息发出控制指令信息；
[0049]所述数据存储单元用于实时数据和历史数据的存储；
[0050]所述声光报警单元用于故障事件预警；
[0051]所述通信系统可实时的与串联中继器模块通信。
[0052]作为本发明的进一步改进，所述电机车载体模块安装在电机车上，包括信息采集单元、声光报警单元、控制单元、显示单元、视频监视单元和通信单元；控制单元分别与信息采集单元、声光报警单元、显示单元和通信单元连接；
[0053]所述通信单元用于电机车和调度中心以及电机车和电机车之间的通信；
[0054]所述信息采集单元用于对机车位置、速度及电池状态数据信息的实时采集；
[0055]所述控制单元通过对各种输入的数据信号进行处理和判断，输出相应的控制信号;
[0056]所述视频监视单元被安装在车两端，用于对电机车前后环境进行监视并将监视画面显示在电机车中；
[0057]所述显示单元包括电机车位置显示、速度显示及电池剩余电量显示；
[0058]所述声光报警单元负责将上位机调度模块发出的调度指令通过声、光的形式传达给电机车司机；声光报警单元还具有报警功能，其中，包括电机车超速报警、蓄电池电量过低报警和蓄电池过热报警等。
[0059]作为本发明的进一步改进，所述位标发射模块包括本地数据单元、数字控制单元和无线收发单元；本地数据单元包含位标发射模块所处巷道位置信息；数字控制单元接收位标信息并对其进行数据处理，然后通过无线收发单元传输到邻近电机车中。
[0060]作为本发明的进一步改进，所述岔道控制模块包括无线信号接收单元、信号处理单元、驱动电路、执行机构、位置检测单元和声光报警单元。
[0061]一种煤矿蓄电池电机车智能调度方法，包括如下步骤:
[0062](I)位标模块均匀的安装在巷道，电机车经过某一位标模块时，电机车上的电机车载体模块接收位标模块发出的位标信息，显示在车载显示屏上，并连同电机车状态信息通过串联中继器模块传输到上位机调度模块中，上位机调度模块通过对采集得到的数据信息处理判断，发出调度指令；
[0063](2)按发生情况可将调度分为两类，其中包括岔道调度和同段调度；
[0064](3)岔道调度:在某一岔道，如果有多个电机车要经过同一岔道，上位机调度模块按照先来后到的原则选出通车顺序；
[0065](4)同段调度:在不需要进行岔道调度时候，当一段轨道同时有多辆电机车行驶时，根据相邻车距来进行实时监测和调度；
[0066](5)整个调度结束。
[0067]作为本发明的进一步改进，在步骤(3)的岔道调度中，先到的电机车首先得到通车指令，在按下岔道控制按钮正常行驶时，调度中心向其它到来的电机车发出岔道报警信号；司机收到报警信号后慢行或停车等待自己的顺序号；当上一辆电机车完全通过后，调度中心按顺序向下一辆电机车发出通车指令。
[0068]作为本发明的进一步改进，在步骤(4)的同段调度中，上位机调度模块检测相邻两辆车的距离，当距离超过限定值时，发出报警信号并判断两辆车的行驶方向；
[0069]作为本发明的进一步改进，当相向行驶时，根据两辆车距离彼此相邻会向段的远近，向距离近的电机车发出躲避信号，司机接收到躲避信号后，驶入邻近会向段，等待另一辆车经过；当同方向行驶时，向后面电机车发出减速慢行信号；当进行完调度任务后，系统再重新对实时收集的井下数据进行处理判断，进行下一轮电机车的调度。
[0070]作为本发明的进一步改进，所述调度指令信号可来至调度员，也可由系统自动发出；所述电机车状态信息由电机车信息采集单元对自身运行状态的实时检测，包括电机车当前速度和蓄电池剩余电量。
[0071]本发明的上位机调度模块实现了井下电机车的可视化监控；串联中继模块处在上位机调度模块和车载模块之间起到网络中继作用，实现了车地间数据信息的交互；电机车载体模块安装在电机车上，起到数据信息采集、显示、控制及通信的作用；位标发射模块利用射频技术将位置信号传输到电机车载体模块中，实现了电机车的精确定位；岔道控制模块接收电机电机车载体模块发出的指令控制信号，实现了对岔道控开关的控制并产生回馈信号；该发明实现了电机车运行管理的智能化和自动化，增加了行车密度，提高了生产效率和作业的安全度。
【权利要求】
1.一种煤矿蓄电池电机车智能调度系统，其特征在于:包括上位机调度模块、串联中继模块、位标发射模块、电机车载体模块和岔道控制模块；所述串联中继模块安装在上位机调度模块和电机车载体模块之间，起到信息中继作用，实现上位机调度模块和电机车载体模块间数据信息的无线通信；电机车载体模块通过射频技术实现与岔道控制模块和位标发射模块之间的无线通信； 所述上位机调度模块通过对收集来的井下实时数据及历史数据分析判断，从而对电机车的运行状态进行可视化监控； 所述串联中继模块是由多个无线中继模块串联而成的，且均匀铺设在巷道上，在矿井下组成无线通信网络，通过此网络可实现井上和井下信息的交互； 所述位标发射模块用于发射位置信息，为经过的电机车提供精确的位置信息； 所述岔道控制模块用于接收电机车司机发出的指令控制信号，进而控制岔道开关的换向。
2.根据权利要求1所述的煤矿蓄电池电机车智能调度系统，其特征在于:所述上位机调度模块包括井下数据信息显示单元、调度控制单元、数据存储单元、声光报警单元及通信系统； 所述井下数据信息显示单元实时显示电机车位置、方向和速度信息； 所述调度控制单元根据采集的数据信息发出控制指令信息； 所述数据存储单元用于实时数据和历史数据的存储； 所述声光报警单元用于故障事件预警； 所述通信系统可实时的与串联中继器模块通信。
3.根据权利要求1或2所述的煤矿蓄电池电机车智能调度系统，其特征在于:所述电机车载体模块安装在电机车上，包括信息采集单元、声光报警单元、控制单元、显示单元、视频监视单元和通信单元；控制单元分别与信息采集单元、声光报警单元、显示单元和通信单元连接； 所述通信单元用于电机车和调度中心以及电机车和电机车之间的通信； 所述信息采集单元用于对机车位置、速度及电池状态数据信息的实时采集； 所述控制单元通过对各种输入的数据信号进行处理和判断，输出相应的控制信号；所述视频监视单元被安装在车两端，用于对电机车前后环境进行监视并将监视画面显示在电机车中； 所述显示单元包括电机车位置显示、速度显示及电池剩余电量显示； 所述声光报警单元负责将上位机调度模块发出的调度指令通过声、光的形式传达给电机车司机；声光报警单兀还具有报警功能，其中，包括电机车超速报警、蓄电池电量过低报警和蓄电池过热报警等。
4.根据权利要求3所述的煤矿蓄电池电机车智能调度系统，其特征在于:所述位标发射模块包括本地数据单元、数字控制单元和无线收发单元；本地数据单元包含位标发射模块所处巷道位置信息；数字控制单元接收位标信息并对其进行数据处理，然后通过无线收发单元传输到邻近电机车中。
5.根据权利要求4所述的煤矿蓄电池电机车智能调度系统，其特征在于:所述岔道控制模块包括无线信号接收单元、信号处理单元、驱动电路、执行机构、位置检测单元和声光报警单元。
6.一种煤矿蓄电池电机车智能调度方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)位标模块均匀的安装在巷道，电机车经过某一位标模块时，电机车上的电机车载体模块接收位标模块发出的位标信息，显示在车载显示屏上，并连同电机车状态信息通过串联中继器模块传输到上位机调度模块中，上位机调度模块通过对采集得到的数据信息处理判断，发出调度指令； (2)按发生情况可将调度分为两类，其中包括岔道调度和同段调度； (3)岔道调度:在某一岔道，如果有多个电机车要经过同一岔道，上位机调度模块按照先来后到的原则选出通车顺序； (4)同段调度:在不需要进行岔道调度时候，当一段轨道同时有多辆电机车行驶时，根据相邻车距来进行实时监测和调度； (5)整个调度结束。
7.根据权利要求6所述的煤矿蓄电池电机车智能调度方法，其特征在于:在步骤(3)的岔道调度中，先到的电机车首先得到通车指令，在按下岔道控制按钮正常行驶时，调度中心向其它到来的电机车发出岔道报警信号；司机收到报警信号后慢行或停车等待自己的顺序号；当上一辆电机车完全通过后，调度中心按顺序向下一辆电机车发出通车指令。
8.根据权利要求6所述的煤矿蓄电池电机车智能调度方法，其特征在于:在步骤(4)的同段调度中，上位机调度模块检测相邻两辆车的距离，当距离超过限定值时，发出报警信号并判断两辆车的行驶方向。
9.根据权利要求8所述的煤矿蓄电池电机车智能调度方法，其特征在于:当相向行驶时，根据两辆车距离彼此相邻会向段的远近，向距离近的电机车发出躲避信号，司机接收到躲避信号后，驶入邻近会向段，等待另一辆车经过；当同方向行驶时，向后面电机车发出减速慢行信号；当进行完调度任务后，系统再重新对实时收集的井下数据进行处理判断，进行下一轮电机车的调度。
10.根据权利要求6至9任一项所述的煤矿蓄电池电机车智能调度方法，其特征在于:所述调度指令信号可来至调度员，也可由系统自动发出；所述电机车状态信息由电机车信息采集单元对自身运行状态的实时检测，包括电机车当前速度和蓄电池剩余电量。
【文档编号】B61L27/00GK104071191SQ201410274734
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】刘锋, 彭开刚, 赵伟, 夏晨阳, 刘振 申请人:徐州凯思特机电科技有限公司