基于物联网的隧道施工用变频牵引机车智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及隧道施工专用机械设备技术领域，具体涉及一种基于物联网的隧道施工用变频牵引机车智能控制系统。

背景技术：

目前变频牵引机车系统单一、安全保护功能有限，自动化、智能化程度不高；水平运输管理难度较大，容易发生安全事故；机车产生的各类数据只是一个信息孤岛，没有与外界的流通，不能与相关设备和系统联动，制造商也无法及时了解机车运行数据。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种基于物联网的隧道施工用变频牵引机车智能控制系统，减少安全事故发生概率，提高施工效率。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供一种基于物联网的隧道施工用变频牵引机车智能控制系统，包括监控系统、机车控制系统、道岔控制系统、无线网络系统、数据分析系统以及现场主监控室；所述监控系统用于实时查看隧道内情况和施工人员、设备的定位；所述机车控制系统用于控制变频牵引机车运行；所述道岔控制系统用于控制道岔动作；所述无线网络系统用于隧道内无线通信；所述数据分析系统用于云端数据计算与分析；所述现场主监控室用于人机交互、变频牵引机车运行数据保存和生成调度指令；所述监控系统、机车控制系统、道岔控制系统、数据分析系统、现场主监控室均与无线网络系统相互通信。

进一步地，所述无线网络系统包括布置在隧道内的多个无线通讯基站、交换机和数据上传模块，所述多个无线通讯基站与交换机连接，所述交换机与数据上传模块连接。

进一步地，所述数据上传模块包括防火墙、路由器和VNP设备，所述防火墙通过路由器与VNP设备连接。

进一步地，所述监控系统包括无线摄像头和电子标签，所述无线摄像头安装在隧道内的关键位置与变频牵引机车的尾部，所述电子标签附着在隧道内施工人员和设备上；所述监控系统与无线通讯基站相互通信。

进一步地，所述机车控制系统包括第一数据读写模块、上位机、主令控制器、车载控制器、变频器和牵引电机，所述第一数据读写模块、上位机、主令控制器、变频器分别与车载控制器连接，所述变频器与牵引电机连接；所述机车控制系统与无线通讯基站相互通信。

进一步地，所述牵引电机上安装旋转编码器。

进一步地，所述道岔控制系统包括第二数据读写模块、道岔控制器、交通指示灯和道岔司控器，所述第二数据读写模块、交通指示灯、道岔司控器分别与道岔控制器连接；所述道岔控制系统与无线通讯基站相互通信。

进一步地，所述现场主监控室包括数据服务器、调度客户端和音频交互系统，所述数据服务器、调度客户端和音频交互系统均与交换机相互通信。

进一步地，所述数据分析系统包括VPN设备和云端计算平台，所述VPN设备分别与云端计算平台和VNP设备连接。

与现有技术相比，本实用新型的积极有益效果是：

1、本实用新型的一种基于物联网的隧道施工用变频牵引机车智能控制系统，通过在隧道内布置多个无线通讯基站，实现隧道内无线网络覆盖和无缝漫游，以及基于此无线网络的通信、视频监控、定位、数据采集以及与云端大数据的对接；机车对外接口标准化，与机车控制系统配合，实现机车区间限速、智能防撞等安全保护功能；通过收集机车运行数据，实现道岔的自动控制和各列机车之间的智能调度，减少等待时间，提高机车运行的效率和安全性。

2、本实用新型能够填补隧道信息化施工的缺失，使施工单位可以更安全、高效的完成工作，可以有效地减少隧道施工的不安全因数，减少安全事故发生概率，提高施工效率，可以对隧道施工的信息化建设提供支持，加快隧道施工领域施工方式的变革。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种基于物联网的隧道施工用变频牵引机车智能控制系统的结构示意图。

图中序号所代表的含义为：1.监控系统，101.无线摄像头，102.电子标签，2.机车控制系统，201.第一数据读写模块，202.上位机，203.主令控制器，204.车载控制器，205.变频器，206.牵引电机，3.道岔控制系统，301.第二数据读写模块，302.道岔控制器，303.交通指示灯，304.道岔司控器，4.无线网络系统，401.无线通讯基站，402.交换机，403.数据上传模块，5.数据分析系统，501.VNP设备，502.云端计算平台，6.现场主监控室，601.数据服务器，602.调度客户端，603.音频交互系统。

具体实施方式

实施例一，图1所述，一种基于物联网的隧道施工用变频牵引机车智能控制系统，包括监控系统1、机车控制系统2、道岔控制系统3、无线网络系统4、数据分析系统5以及现场主监控室6；所述监控系统1用于实时查看隧道内情况和施工人员、设备的定位；所述机车控制系统2用于控制变频牵引机车运行；所述道岔控制系统3用于控制道岔动作；所述无线网络系统4用于隧道内无线通信；所述数据分析系统5用于云端数据计算与分析；所述现场主监控室6用于人机交互、变频牵引机车运行数据保存和生成调度指令；所述监控系统1、机车控制系统2、道岔控制系统3、数据分析系统4、现场主监控室6均与无线网络系统5相互通信。

进一步地，所述无线网络系统4包括布置在隧道内的多个无线通讯基站401、交换机402和数据上传模块403。通过在隧道内布置多个无线通讯基站401实现隧道内无线网络覆盖，并通过光缆与交换机402连接，交换机402与现场主监控室6通过内网连接，交换机402与数据上传模块403连接。作为优选地，所述数据上传模块403包括防火墙、路由器和VNP设备，所述防火墙通过路由器与VNP设备连接。

所述现场主监控室6包括数据服务器601、调度客户端602和音频交互系统603，所述数据服务器601、调度客户端602和音频交互系统603均与交换机402相互通信。

所述监控系统1包括无线摄像头101和电子标签102，所述无线摄像头101安装在隧道内的关键位置与变频牵引机车的尾部，无线摄像头101接入无线网络实现与音频交互系统603的连接，实现现场主监控室6实时查看隧道内关键位置音频信息并实时保存至数据服务器601。所述电子标签102附着在隧道内施工人员和设备上，通过读取电子标签102相对无线通讯基站401距离确定隧道内施工人员与设备位置。所述监控系统1与无线通讯基站401相互通信。

所述机车控制系统2包括第一数据读写模块201、上位机202、主令控制器203、车载控制器204、变频器205和牵引电机206，所述第一数据读写模块201、上位机202、主令控制器203、变频器205分别与车载控制器204连接，所述变频器205与牵引电机206连接，所述牵引电机206上安装旋转编码器；所述机车控制系统2与无线通讯基站401相互通信。车载控制器204控制机车运行并采集机车运行数据，根据调度客户端602的调度指令结合机车实时运行数据控制机车运行。采集的机车运行数据通过无线网络传输至数据服务器601保存。

所述道岔控制系统3包括第二数据读写模块301、道岔控制器302、交通指示灯303和道岔司控器304，所述第二数据读写模块301、交通指示灯303、道岔司控器304分别与道岔控制器302连接，所述第二数据读写模块301通过无线网络与调度客户端602连接；所述道岔控制系统3与无线通讯基站401相互通信。调度客户端602根据施工人员与设备的定位实时计算，对车载控制器204和道岔控制器302发出调度指令，实现隧道内机车的自动运行以及安全调度。

所述数据分析系统5包括VPN设备501和云端计算平台502，所述VPN设备501分别与云端计算平台502和VNP设备连接，实现数据上传模块403与云端计算平台502的外网连接，云端计算平台502与手机端、WEB端通过internet网实现数据交互，通过手机端和WEB端查看机车运行数据和音频。数据服务器601保存的机车运行数据、音频信息通过无线网络传输至云端计算平台502，云端计算平台502进行计算分析，并对原数据和分析数据进行保存。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。