煤矿中无轨胶轮车的智能调度管理技术

贾 磊

（国能神东煤炭保德煤矿，山西 忻州 036600）

引言

目前，中国国内煤炭井下无轨胶轮车辆管理的研发和运用，多以井下道路交通信号灯、超限速告警、车辆区域定位系统等技术为主，并未做到对井下无轨胶轮车辆的全方位数字化控制。为完成对日常井下无轨胶轮车的使用申请、汽车的调度、人员物资的运送、汽车运营效率计算等数字化管控研究，使井下汽车运营体系由传统人工调度方式的单环节、单原因的信息孤立操作，向信息化控制的多环节、多原因统一自动分析、智能操作的转化，使煤炭井下无轨胶轮车运用信息资源得以充分发挥，无轨胶轮车的智能调度管理技术的提出具有现实意义。

1 煤矿运输中无轨胶轮车辅助系统中智能调度管理技术应用架构

当前煤矿企业为提升无轨胶轮车运行效率所构建的辅助系统正在面临运行安全隐患和污染隐患问题，考虑到将各类高新技术与辅助系统融合，形成更加安全的无轨胶轮车管控系统，煤矿企业将智能调度管理技术运用到辅助系统当中[1]。新系统的构建将具备交通安全指挥功能、车辆定位功能、车辆限速功能以及语音提示警报功能等，且在新系统的作用下，无轨胶轮车在运输煤炭期间只需要从网络移动端进行申请提交，就能受到无人化自动调配，接受全面数字化管控。

为达成上述新系统的设计需求，本文借鉴IoT物联网结构，将负责调配无轨胶轮车的各项设施集成在一起，将各项设备的关联数据提取出来，经过数据存储由于分析，得到无轨胶轮车安全运行状态下的业务流程。具体如图1 所示。

图1 设备关联数据集成与处理流程

从图1 可以发现设备层主要负责的工作是将关联数据整合起来并发送到后端的服务系统当中，用于数据存储于处理。例如，后台终端服务系统需要了解车辆或人员的具体坐标位置，可直接从前端的设备层获取定位标识，该部分标识处于数据流状态，经过后台终端服务系统的数据计算，能够准确定位车辆所在位置，精确掌握人员或车辆的实际情况[2]。

2 煤矿运输中无轨胶轮车辅助系统中智能调度管理中关联数据融合

为了更好地实现智能调度，矿井的无轨胶轮车辆无人智能调度系统通过整合遍布于矿山内整个主要巷道的车和人的精确位置、高超限速告警、交通视频监控、红绿灯信息监控、定时测速、语音广播、运力数据分析以及无人调节指令平台、胶轮车辆移动终端调节指令、汽车终端等信息，做到了数据的深入分析融入和高效的统计。

随着科学技术的进步，煤矿定位技术也在日益增强，基于UWB 的煤矿精确位置技术可以将定位精度提高至30 cm 或者更高，这也可以支撑无轨胶轮车辆的数字化，无人调度管理对车辆即时准确定位信息的要求，精确定位计算流程如图2 所示。有了准确的人、车辆位置信息数据，就能够利用数据来精准实时地建立起了无轨胶轮车运输资源的供给者与需求者中间沟通桥梁，在保证安全运输的时候发挥了胶轮车运输资源的最大效率[3]。井下进行定位设备主要分为汽车提供定位设备、井下作业技术人员提供定位设备、定位基站和方位统计模块汽车提供定位设备，用来给汽车提供定位井下现场作业技术人员汽车提供定位设备，用来给井下现场作业技术人员汽车提供定位定位卡通过UWB 协议将汽车方位信息传送至定位基站，由定位基站经过互联网将方位信息传送至地面服务器的，方位统计模块再经过业务数据处理模块将传送至应用领域数据库系统，应用领域数据库系统内的各种数据信息可被信息处理软件和信息处理计算机完成调取，调取后再完成信息处理[4]。在实现精确定位的基础上，为了提高无轨胶轮车辆对实际定位信号的可视化效果，此次还推出了1∶1 的三维真实矿图和全站仪一次手动成图，使整个控制系统的人机互动用户界面更为逼真。

图2 定位无轨胶轮车位置的计算过程

3 煤矿运输中无轨胶轮车辅助系统中智能调度管理的具体流程

数据分析环节主要是对已有的线上数据分析加以整理、排序、分类、信息处理及其指令运行，而最后的如排班、发布命令等功能则都是由信息系统后台自主产生及执行。而数据分析信息系统则分为数据处理软件系统与数据分析服务器，数据处理软件系统内还包含有大型煤矿井下的三维空间地图、人与车等实时运行数据分析汇总管理系统与大数据分析的综合管理平台;数据综合管理系统平台内通常包含预备模块、各项任务处理模块和执行模块，预备模块通常是为各项任务处理模块做好预备工作的，预备模块既包含用车单元的用车申请及检查排班结果模板，还包含根据交通运输管理机构所提交的稳定人车时刻表、用车批准结论及其应急任务，也包含根据用车单元所提交的驾驶员执勤表及用车列举，根据预备模块将上述结论送入各项任务处理模块，各项任务处理模块利用根据预备模块提交的稳定人车时刻表、用车批准结论、驾驶员执勤表及用车列举实现手动排班，提供运行模型的员工排班确认结果，并发送驾驶员执行各项任务的指令，将驾驶员执行各项任务的指令送入执行模型。在发生紧急任务时，将紧急任务直接输入至各项任务管理模块，并优先下发紧急任务的实施指令至实施模块系统，因为紧急任务是在实施各项任务流程中的必要预备工作，因而在整个各项任务的过程中，都可以紧急任务的优先。

执行模块工作过程汽车防撞击提示；将行驶笔录及所述的行车笔录传递回任务处置模块，如有汽车发生故障将执行汽车故障状态信息管理，并下发故障状态消息同时监测定位并将该车监测结果反馈给交通运输监督管理机关；车箱内监视，对人在车上的状况监视，包括车厢内人员及车上人员情况；违章提示；按下任务并完成；若有新任务，返回；若无新任务，按下完成交车并传递至任务管理模块中的自动交车管理模块，由自动交车管理模块将数据分析传递至交通运输管理机构的数据分析软件模块，并完成流量数据分析、运力预测数据分析、司机工时统计和月末派车等数据分析。

4 结语

近几年来，在矿井中普遍使用的定位系统技术实际上主要使用的是区域定位系统技术，但这种定位精度已经无法适应井上井下对无轨胶轮车辆安全调度指挥的高效性需要。本文所研究的智能调度管控系统满足无轨胶轮车安全调控需求，在后续煤炭行业发展过程中能够逐渐凸显出应用优势。