本發(fā)明涉及礦井機車無人駕駛技術領域，特別涉及一種基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術：

目前，地下礦山主要采用軌道機車進行運轉，但是隨著地采規(guī)模的不斷擴大，國家安全監(jiān)管總局要求在大型礦山，通過故采用電機車遠程遙控、有軌運輸智能化調度與控制、視頻無線傳輸、信集閉監(jiān)控等技術，應用具有遠程遙控或全自動無人駕駛功能的有軌運輸電機車，結合自動放礦、溜井料位監(jiān)測、自動化稱重計量等配套手段，代替人工駕駛機車等工藝技術與裝備，實現(xiàn)井下有軌運輸系統(tǒng)無人操作，減少作業(yè)人員50%以上。但是，由于非煤礦山井下采礦的現(xiàn)場環(huán)境惡劣，粉塵濃厚，現(xiàn)場的操作人員需要佩戴笨重的防塵用具進行工作，工作效率低下，因此采用地面遙控駕駛及無人駕駛已經(jīng)成為一種必要趨勢。

目前，國內采用的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)都只能在一種模式下進行，當一臺受控的機車出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)無法進行模式切換，存在很大的安全隱患，導致無人駕駛系統(tǒng)無法適用復雜的礦井環(huán)境。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)及其控制方法，以使礦井機車無人駕駛系統(tǒng)能進行多種模式切換。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術方案為：第一方面，提供一種基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括調度運行管理機、至少一個遠程控制操作臺和礦山機車車載控制器；

調度運行管理機通過有線局域網(wǎng)分別與至少一個遠程控制操作臺連接、通過有線局域網(wǎng)和WIFI網(wǎng)絡與礦山機車車載控制器連接，遠程控制操作臺和礦山機車車載控制器之間形成具有通信握手檢測的通信鏈路。

第二方面，提供一種上述基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的控制方法，該方法包括：

通過調度運行管理機對遠程控制操作臺和礦山機車車載控制器設置當前環(huán)境的工作模式；

在當前環(huán)境的工作模式下，調度運行管理機將每臺機車的運輸任務分別發(fā)送至對應的遠程控制操作臺和礦山機車車載控制器；

遠程控制操作臺接收到運輸任務后，與對應的礦山機車車載控制器通過握手通信建立通信鏈路，實現(xiàn)遠程控制。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明存在以下技術效果：本發(fā)明中的調度運行管理機具有多種工作模式，可適用于無人駕駛的受控機車與未改造完全的人工現(xiàn)場駕駛的機車混合運行的場景，使礦井機車從非自動化到自動化逐漸過渡，降低了施工風險，且提高了礦井機車的利用效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例中基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中另一種基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的控制方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中步驟S3的細分步驟的流程示意圖；

圖5是本發(fā)明一實施例中的工作模式轉換示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖5所示，對本發(fā)明做進一步詳細敘述。

如圖1所示，本實施例公開了一種基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：調度運行管理機10、至少一個遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30；調度運行管理機10通過有線局域網(wǎng)與至少一個遠程控制操作臺20連接、通過有線局域網(wǎng)和WIFI網(wǎng)絡與礦山機車車載控制器30連接，遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30之間形成具有通信握手檢測的通信鏈路。

需要說明的是，該處的WIFI網(wǎng)絡由WIFI基站70提供。

具體地，該處的調度運行管理機10具有監(jiān)測運行模式、調度運行模式、監(jiān)控運行模式以及防護運行模式等四種工作模式，四種工作模式的應用場景如下：

監(jiān)測運行模式：適用于無人駕駛的受控機車和僅有工況傳輸功能改造完成的人工現(xiàn)場駕駛機車混合使用的情況，在該模式下調度運行管理機10僅接收所管理的設備上傳的工況信息，而不對工況信息進行任何處理；

調度運行模式：適用于無人駕駛的受控機車和工況傳輸功能、調度功能改造完成的人工現(xiàn)場駕駛機車混合使用的情況，在該模式下，調度運行管理機10接收所管理的設備上傳的工況信息，并對工況信息進行邏輯計算，然后根據(jù)邏輯計算結果下發(fā)相應的調度指令；

監(jiān)控運行模式：適用于無人駕駛的受控機車和工況傳輸功能、調度功能以及監(jiān)控功能改造完成的人工現(xiàn)場駕駛機車混合使用的情況，在該模式下，調度運行管理機10接收所管理的設備上傳的工況信息，對工況信息進行邏輯計算，然后根據(jù)邏輯計算結果下發(fā)調度指令以及向遠程控制操作臺20下發(fā)限速防護指令；

防護運行模式：適用于無人駕駛的受控機車和工況傳輸功能、調度功能、監(jiān)控功能以及防護功能全部改造完成的人工現(xiàn)場駕駛機車混合使用的情況，在該模式下，調度運行管理機10接收所管理的設備上傳的工況信息，對工況信息進行邏輯計算，并根據(jù)邏輯計算結果下發(fā)調度指令，以及向遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30下發(fā)限速防護指令。

具體地，如圖2所示，上述的調度運行管理機10還通過有線局域網(wǎng)和WIFI網(wǎng)絡與手持式遙控終端40連接，手持式遙控終端40還通過WIFI網(wǎng)絡與礦山機車車載控制器30連接。

需要說明的是，該處的手持式遙控終端40用于對礦山機車車載控制器30進行近距離遙控操作。因此，本實施例中的系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠距離遙控駕駛模式，也可以實現(xiàn)近距離遙控駕駛模式。

具體地，如圖2所示，上述的調度運行管理機10還通過有線局域網(wǎng)與礦石裝車控制器50連接。礦石裝車控制器50用于接收手持式遙控終端40的遙控進行裝礦作業(yè)。

具體地，上述的系統(tǒng)還包括通過RFID網(wǎng)絡與礦山機車車載控制器30連接的定點檢測裝置60。其中，調度運行控制機10根據(jù)礦山機車車載控制器30測量的機車速度計算機車的位置，然后再通過礦山機車車載控制器30獲取定點檢測裝置檢測到的定點位置信息對計算出的機車位置進行矯正。

具體地，上述的調度運行管理機10和至少一個遠程控制操作臺20安裝在地面上，礦山機車車載控制器30安裝在每臺機車上，手持式遙控終端40由裝礦點操作人員手持，礦石裝車控制器50安裝在放礦機周圍預設范圍內，定點檢測裝置60在軌道上間隔式布置。

具體地，這里的放礦機周圍預設范圍內指的是放礦機附近，在軌道上每間隔一段距離布置有一套定點檢測裝置。

如圖3所示，本實施例公開例了一種基于混合調度模式的礦井機車無人駕駛系統(tǒng)的控制方法，該方法包括如下步驟S1至S3：

S1、通過調度運行管理機10對遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30設置當前環(huán)境的工作模式；

S2、在當前環(huán)境的工作模式下，調度運行管理機10將每臺機車的運輸任務分別發(fā)送至對應的遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30；

S3、遠程控制操作臺20接收到運輸任務后，與對應的礦山機車車載控制器30通過握手通信建立通信鏈路，實現(xiàn)遠程控制。

具體地，如圖4所示，步驟S3具體包括如下細分步驟S31至S35：

S31、對應的遠程控制操作臺20接收到運輸任務后，與對應的礦山機車車載控制器30通過握手通信建立通信鏈路；

S32、對應的遠程控制操作臺20發(fā)送機車控制指令至對應的礦山機車車載控制器30以控制機車運行；

S33、礦山機車車載控制器30在運行過程中，實時檢測機車的位置和機車行駛前方的路況信息并將機車的位置和機車行駛前方的路況信息通過網(wǎng)絡發(fā)送至調度運行管理機10和對應的遠程控制操作臺20；

S34、礦山機車車載控制器30根據(jù)檢測到的機車位置判斷機車是否運行到裝礦區(qū)域；

S35、在機車運行到裝礦區(qū)域后，礦山機車車載控制器30發(fā)送運輸任務完成指令至調度運行管理機10。

具體地，在機車運行到裝礦區(qū)域后，還包括如下步驟：

調度運行管理機10下發(fā)裝礦任務至手持式遙控終端40、礦石裝車控制器50以及所述對應的礦山機車車載控制器30；

通過手持式遙控終端40近距離遙控所述對應的礦山機車車載控制器30以控制機車行駛到礦石倉溜口下方；

在機車行駛到礦石倉溜口下方時，通過手持式遙控終端40近距離遙控礦石裝車控制器50進行裝礦作業(yè)；

在裝礦任務完成時，通過手持式遙控終端40發(fā)送裝礦任務完成指令至調度運行管理機10以使調度運行管理機10重新下發(fā)新的運輸任務。

具體地，如圖5所示，所述的工作模式包括：監(jiān)測運行模式、調度運行模式、監(jiān)控運行模式以及防護運行模式；

其中，監(jiān)測運行模式下，調度運行管理機10僅接收遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30上傳的工況信息；

調度運行模式下，調度運行管理機10接收遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30上傳的工況信息并根據(jù)工況信息進行邏輯運算；

監(jiān)控運行模式下，調度運行管理機10接收遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30上傳的工況信息，根據(jù)工況信息進行邏輯計算后下發(fā)限速防護指令至遠程控制操作臺20；

防護運行模式下，調度運行管理機10接收遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30上傳的工況信息，根據(jù)工況信息進行邏輯計算后下發(fā)限速防護指令至遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30。

這里的調度運行管理機10針對其管理的遠程控制操作臺20和礦山機車車載控制器30可設置不同的工作模式，也可以針對整個無人駕駛系統(tǒng)設置不同的工作模式，滿足了礦場不同施工環(huán)境下的應用場景。

還需要說明的是，監(jiān)測運行模式、調度運行模式、監(jiān)控運行模式以及防護運行模式這四種工作模式可以以手動的方式任意切換，但是在切換時需要在調度運行管理機10中錄入操作密碼，同時該用戶還必須具備切換模式的權限。

具體地，上述實施例中的方法還包括如下步驟：

調度運行管理機10根據(jù)礦山機車車載控制器30測量的機車運行速度計算機車的位置；

礦山機車車載控制器30通過RFID網(wǎng)絡讀取定點檢測裝置60檢測到的機車定點位置信息并傳輸至調度運行管理機10；

調度運行管理機10根據(jù)機車定點位置信息對計算出的機車位置進行矯正。