一種礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)及其控制方法，所述信號系統(tǒng)包括用于實現(xiàn)車輛監(jiān)測的射頻定位子系統(tǒng)、實現(xiàn)現(xiàn)場及室內(nèi)設(shè)備之間的信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、實現(xiàn)對信號燈的控制的信號燈控制子系統(tǒng)和實現(xiàn)操作員對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視及控制的人機界面子系統(tǒng)；射頻定位子系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)分別與信號燈控制子系統(tǒng)和人機交互界面子系統(tǒng)連接。本發(fā)明通過礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)對井下車輛實時跟蹤監(jiān)測和定位調(diào)度指揮，減少因頻繁倒車而造成的油耗及人力資源的損耗，從而降低生產(chǎn)成本，減少工作人員的勞動強度，獲得更高的經(jīng)濟效益。
【專利說明】
一種礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體涉及一種礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，煤礦機械化、自動化水平的提高，相應(yīng)的對煤礦井下運輸?shù)囊笠苍絹碓礁?，各種新型的運輸方式應(yīng)運而生。煤礦井下運輸分為主運輸和輔助運輸，主運輸指煤炭運輸，輔助運輸指煤炭運輸之外的材料、設(shè)備、人員和矸石等的運輸。帶式運輸機已經(jīng)較好的解決了主運輸?shù)膯栴}，但輔助運輸仍是煤礦運輸中亟待研究的薄弱環(huán)節(jié)。
[0003]輔助運輸方式有軌輔助運輸方式和無軌輔助運輸方式。有軌輔助運輸以鋪設(shè)雙軌或懸吊單軌為主要特征，例如電機車、單軌吊車等，無軌輔助運輸則以膠輪或履帶為行走機構(gòu)，例如無軌膠輪車、電動卡車等。
[0004]目前，我國的大中型礦山都有運載人、采掘設(shè)備、生產(chǎn)材料、礦石、廢石等的井下斜坡巷道。井下斜坡巷道的橫斷面通常較窄，其寬度只允許車輛單道行駛，若上下行同時有車進入巷道，就會造成交通堵塞，必須一輛車退出巷道讓對面的車輛通行。為解決上述問題，每隔一段距離開一個用于會車的硐室。井下運輸狀況一般較為復雜，若不設(shè)信號燈，仍可能會出現(xiàn)相對運動的車輛同時進入同一巷道的情況，引起阻塞甚至撞車，車輛頻繁倒車會降低效率、浪費油料、折損車輛行駛壽命，因此，傳統(tǒng)的無信號系統(tǒng)或者簡易手動信號系統(tǒng)已逐漸不能滿足生產(chǎn)要求，設(shè)置礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)有其必要性。
[0005]此外，由于礦山井下道路濕滑、路面狹窄、路況復雜，若調(diào)度不當，極易發(fā)生撞車、追尾等事故，從而危及安全，且隨著煤礦自動化進程的推進，煤礦運輸壓力的逐年增加，井下運輸系統(tǒng)作為煤礦產(chǎn)業(yè)中薄弱環(huán)節(jié)，會嚴重影響整個產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率，故我們必須致力于研究安全、可靠、高效的礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)。
[0006]通過礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)對井下車輛實時跟蹤監(jiān)測和定位調(diào)度指揮，可以有效地解決車輛避讓問題，在規(guī)范化行車的基礎(chǔ)上可以基本杜絕追尾、撞車等行車事故，排除安全隱患，保障礦山作業(yè)人員的安全;通過合理的調(diào)度算法可以減少車輛堵塞的可能性，提高礦山井下運輸作業(yè)效率;此外，可以減少因頻繁倒車而造成的油耗及人力資源的損耗，從而降低生產(chǎn)成本，減少工作人員的勞動強度，獲得更高的經(jīng)濟效益。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)對井下車輛實時跟蹤監(jiān)測和定位調(diào)度指揮，有效地解決礦井內(nèi)單車道行車車輛避讓、杜絕追尾、撞車等行車事故;減少因頻繁倒車而造成的油耗及人力資源的損耗，從而降低生產(chǎn)成本，減少工作人員的勞動強度，獲得更高的經(jīng)濟效益。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
[0009]—種礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)，所述信號系統(tǒng)包括用于實現(xiàn)車輛監(jiān)測的射頻定位子系統(tǒng)、實現(xiàn)現(xiàn)場及室內(nèi)設(shè)備之間的信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、實現(xiàn)對信號燈的控制的信號燈控制子系統(tǒng)和實現(xiàn)操作員對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視及控制的人機界面子系統(tǒng)；
[0010]所述射頻定位子系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)分別與信號燈控制子系統(tǒng)和人機交互界面子系統(tǒng)連接。
[0011]進一步地，所述射頻定位子系統(tǒng)包括射頻讀卡器、以及與其連接的天線，還包括貼在車輛上的與射頻讀卡器連接的車載電子標簽。
[0012]進一步地，所述通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)采用CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)低層現(xiàn)場設(shè)備射頻讀卡器與控制接口計算機之間的連接，所述人機交互界面子系統(tǒng)與信號燈控制子系統(tǒng)之間的通信用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)。
[0013]進一步地，所述信號燈控制子系統(tǒng)包括S7-200系列PLC、數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈，所述數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈均與S7-200系列PLC連接;所述數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈連接。
[0014]進一步地，所述S7-200系列PLC將CPU、I/O模塊和電源封裝在箱型塑料機殼內(nèi)，稱為CPU模塊;所述CPU模塊和擴展模塊用扁平電纜連接。
[0015]進一步地，所述人機界面子系統(tǒng)采用電腦一體機、PC機或平板電腦實現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明還提供一種礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)的控制方法，所述方法對礦井內(nèi)單車道車輛的信號燈進行控制。
[0017]進一步地，在進行信號燈控制之前，要確定控制子區(qū)域的控制點，每個礦井內(nèi)單車巷道的兩側(cè)各有一個控制點，共有20個監(jiān)控點，對其沿下行方向依次編號，每個巷道兩側(cè)的一組監(jiān)控點形成一個控制子區(qū)域，子區(qū)域內(nèi)的兩架信號燈有聯(lián)鎖關(guān)系;每個監(jiān)控點設(shè)一架信號燈;第一個監(jiān)控點和最后一個監(jiān)控點每處設(shè)9個射頻讀卡器，第二個監(jiān)控點至倒數(shù)第二個監(jiān)控點每處設(shè)3個射頻讀卡器，相應(yīng)的采集CAN節(jié)點與第二個監(jiān)控點至倒數(shù)第二個監(jiān)控點所設(shè)的射頻讀卡器的綜合相等，控制CAN節(jié)點有I個;所述礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)包括十個控制子區(qū)域，將每個控制子區(qū)域防護同一巷道的兩架信號燈看作一個聯(lián)鎖燈組對礦井內(nèi)單車道車輛的信號燈進行控制。
[0018]進一步地，所述對礦井內(nèi)單車道車輛的信號燈進行控制包括下述步驟:
[0019](I)按下開始按鈕后，對現(xiàn)場的設(shè)備進行初始化，在現(xiàn)場無車的情況下，信號燈亮綠燈，占用表示燈亮綠燈；由自動/人工切換按鈕實現(xiàn)自動控制和人工控制模式之間的切換，該按鈕為非自復式按鈕，平時礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)處于自動控制狀態(tài)，按下自動/人工切換按鈕后，礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)處于人工控制狀態(tài)；
[0020](2)按下紅燈按鈕時，礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)無須檢查聯(lián)鎖條件，紅燈是禁止信號，即使操作員誤操作開放紅燈也不會對行車安全產(chǎn)生影響，只是影響效率;在緊急情況下，操作員能夠關(guān)閉信號，為使信號盡快無條件關(guān)閉，不設(shè)其他聯(lián)鎖條件的檢查；當按下紅燈按鈕，能夠使相應(yīng)的信號燈黃燈閃爍3秒后顯示紅燈；
[0021](3)根據(jù)行車原則，在自動控制狀態(tài)下出現(xiàn)的五種情況包括:〈1>左側(cè)有車先到;〈2>右側(cè)有車先到;〈3>兩側(cè)同時有車到且左側(cè)車的優(yōu)先級高;〈4>兩側(cè)同時有車到且右側(cè)車的優(yōu)先級高;〈5>兩側(cè)同時有車到且兩側(cè)車的優(yōu)先級相同；
[0022]其中，左側(cè)有車先到和兩側(cè)同時有車到且左側(cè)車的優(yōu)先級高這兩種情況下信號燈的顯示情況相同，另外三種情況下信號燈的顯示情況相同，兩側(cè)同時有車到且優(yōu)先級相同時，根據(jù)上行優(yōu)先的行車原則與右側(cè)有車先到同樣處理。
[0023]進一步地，所述步驟(I)中，人工控制即由操作員按照現(xiàn)場顯示的情況，按下綠燈按鈕或紅燈按鈕控制現(xiàn)場相應(yīng)的信號燈顯示，從而控制行車;考慮到操作員的誤操作，礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)須對操作員的操作進行聯(lián)鎖檢查，符合聯(lián)鎖條件后才能對信號燈顯示進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換；
[0024]所述步驟(2)中，綠燈是允許信號，一次系統(tǒng)對按下綠燈按鈕的處理與按下紅燈按鈕的處理不同；按下綠燈按鈕時，一次系統(tǒng)必須檢查聯(lián)鎖條件為0，即相應(yīng)巷道無車時才能使紅燈熄滅，改亮綠燈，同時，對面信號燈應(yīng)閃黃燈3秒后亮紅燈防護，防止有車從對面駛?cè)胂锏?當有車駛?cè)胂锏阑虬聪录t燈按鈕后，綠燈立即熄滅。
[0025]為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。
[0026]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是:
[0027]本發(fā)明提供的系統(tǒng)通過對礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)對井下車輛實時跟蹤監(jiān)測和定位調(diào)度指揮，可以有效地解決車輛避讓問題，在規(guī)范化行車的基礎(chǔ)上可以基本杜絕追尾、撞車等行車事故，排除安全隱患，保障礦山作業(yè)人員的安全;通過合理的調(diào)度算法可以減少車輛堵塞的可能性，提高礦山井下運輸作業(yè)效率;此外，可以減少因頻繁倒車而造成的油耗及人力資源的損耗，從而降低生產(chǎn)成本，減少工作人員的勞動強度，獲得更高的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明提供的礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)的構(gòu)成圖；
[0029]圖2是本發(fā)明提供的一個控制子區(qū)域示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明提供的一組信號燈的示意圖；
[0031 ]圖4是本發(fā)明提供的信號燈控制程序流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0033]以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特征。本發(fā)明的實施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實施方案可以被單獨地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實上公開了超過一個的發(fā)明，不是要自動地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。
[0034]礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)由四個子系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，包括以下系統(tǒng):1、射頻定為子系統(tǒng)；2、通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng);3、信號燈控制子系統(tǒng);4、人機界面子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)相對獨立，分別實現(xiàn)各自的功能，系統(tǒng)間又相互聯(lián)系，共同指揮車輛。射頻定位子系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)分別與信號燈控制子系統(tǒng)和人機交互界面子系統(tǒng)連接。
[0035]射頻定位子系統(tǒng)包括射頻讀卡器、以及與其連接的天線，還包括貼在車輛上的與射頻讀卡器連接的車載電子標簽。
[0036]通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)采用CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)低層現(xiàn)場設(shè)備射頻讀卡器與控制接口計算機之間的連接，所述人機交互界面子系統(tǒng)與信號燈控制子系統(tǒng)之間的通信用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)。
[0037]信號燈控制子系統(tǒng)包括S7-200系列PLC、數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈，所述數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈均與S7-200系列PLC連接;所述數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈連接。S7-200系列PLC將CPU、I/O模塊和電源封裝在箱型塑料機殼內(nèi)，稱為CPU模塊;所述CPU模塊和擴展模塊用扁平電纜連接。人機界面子系統(tǒng)采用電腦一體機、PC機或平板電腦實現(xiàn)。
[0038]具體各系統(tǒng)功能說明如下:
[0039]1、射頻定位子系統(tǒng)采用射頻識別技術(shù)，實現(xiàn)車輛監(jiān)測。欲實現(xiàn)對井下車輛管理和控制，必須建立在對現(xiàn)場車輛實時、準確的監(jiān)測之上，我們必須知道哪個車段有車、車輛的優(yōu)先級是哪一級，才能夠?qū)崿F(xiàn)對信號燈的自動控制，才能建立人機界面將現(xiàn)場情況及時、準確地反映出來。此外，礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)是煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要組成部分，車輛信息作為對于行車安全非常重要的信息，應(yīng)納入數(shù)據(jù)庫保存，以便對礦井進行管理。射頻定為子系統(tǒng)硬件包括射頻讀卡器、天線、車載電子標簽等，它是礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分。
[0040]2、通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場及室內(nèi)的各設(shè)備之間的信息交換，該子系統(tǒng)主要研究信號燈、射頻讀卡器、PLC、控制接口計算機、人機界面計算機、數(shù)據(jù)庫計算機之間應(yīng)該用什么進行連接，怎樣連接的問題?，F(xiàn)場總線應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機化測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)采用CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)低層現(xiàn)場設(shè)備讀卡器與控制接口計算機之間的連接，而管理層與控制層之間的通信用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)，該子系統(tǒng)是礦井內(nèi)單車道固定會車車輛運行控制信號系統(tǒng)的重要部分。
[0041 ] 3、信號燈控制子系統(tǒng)實現(xiàn)對信號燈的控制，其主要由S7-200系列PLC、數(shù)據(jù)庫計算機、信號燈等構(gòu)成。該子系統(tǒng)的重點在于設(shè)計先進合理的調(diào)度算法，編程實現(xiàn)對信號燈的可靠控制。在明確該系統(tǒng)需實現(xiàn)的功能、信號燈燈光顯示含義及行車原則、信號燈之間的聯(lián)鎖關(guān)系、PLC的輸入輸出量等的基礎(chǔ)上用梯形圖語言實現(xiàn)編程。因此，該子系統(tǒng)是礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)的核心部分。
[0042]4、人機界面子系統(tǒng)由人機界面子系統(tǒng)構(gòu)成。該子系統(tǒng)應(yīng)具有友好的人機交互界面，實現(xiàn)操作員對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視及控制，它是礦井內(nèi)單車道固定會車點車輛運行控制信號系統(tǒng)不可或缺的部分。
[0043]實施例
[0044]該煤礦礦井內(nèi)斜坡道長3000米，平均坡度13%，每隔300米設(shè)一個會車硐室，共有9個會車硐室，10個行車巷道，每個巷道兩側(cè)各有一個控制點，共有20個監(jiān)控點，對其沿下行方向依次編號，每個巷道兩側(cè)的一組監(jiān)控點形成一個控制子區(qū)域，子區(qū)域內(nèi)的兩架信號燈有聯(lián)鎖關(guān)系。一個控制子區(qū)域示意圖如圖2所示。圖2中，第一個小圓點表示紅燈，第二個小圓點表不黃燈，最后一個小圓點表不綠燈。
[0045]每個監(jiān)控點設(shè)一架信號燈，共得信號燈20架。監(jiān)控點I和20每處設(shè)9個射頻讀卡器，監(jiān)控點2—19每處設(shè)3個射頻讀卡器，共設(shè)射頻讀卡器72個，相應(yīng)的采集CAN節(jié)點有72個，控制CAN節(jié)點有I個。
[0046]本系統(tǒng)采用的是37-200系列?1^(:。37-200是整體式?1^(:，它將0?1]、1/0模塊和電源裝在一個箱型塑料機殼內(nèi)，稱為CPU模塊。CPU模塊和擴展模塊用扁平電纜連接。共需PLC數(shù)字量823點，考慮備用量，采用4個S7-200PLC站可以實現(xiàn)對整個礦井信號系統(tǒng)的控制。
[0047]本系統(tǒng)包括十個控制子區(qū)域，將每個控制子區(qū)域防護同一巷道德兩架信號燈看作一個聯(lián)鎖燈組，這十組信號燈控制程序類似，故只以一組信號燈為例進行程序設(shè)計說明，如圖3所示。
[0048]10.0?I1.2，12.1?12.5均為接收射頻讀卡器的車輛占用信息的PLC輸入點，當其為I時表示監(jiān)測到有車經(jīng)過，當其為O時表示未監(jiān)測到有車經(jīng)過。
[0049]13.1、13.0、14.1、14.0為接收小車優(yōu)先級信息的PLC的輸入點，00表示無車，優(yōu)先級最低，01、10、11表示的小車優(yōu)先級依次升高，雖然小車的優(yōu)先級用兩位數(shù)字量表示就已經(jīng)足夠了，但為了方便比較小車的優(yōu)先級，將優(yōu)先級信息保存到類型為字節(jié)的變量存儲器中。
[0050]11.3、11.5、11.6、12.0為接到人工控制的紅綠按鈕上的PLC的輸入點，當其為I時表示按鈕在按下狀態(tài)，當其為O時表示按鈕在彈起狀態(tài);15.0接至人工/自動切換按鈕，該按鈕為非自復式按鈕，其常閉觸點接通程序的自動控制部分，其常開觸點接通程序的人工控制部分;15.1、15.2分別接至開始按鈕和終止按鈕，當他們?yōu)镮時分別表示開始和結(jié)束程序。[0051 ] Q0.0?Q0.5為控制信號燈顯示的PLC輸出點，當其為I時，接通對應(yīng)的信號燈。其中，黃燈接到SM0.5上，SM0.5提供占空比為1:1，周期為I秒的脈沖，Q0.1和Q0.4相當于控制接通和斷開黃色閃燈的開關(guān)。
[0052]Q0.6?Ql.6為接通占用表示燈的PLC的輸出，點當其為O時，表示無車道占用，占用表示燈顯示為綠色，當其為I時，表示有車占用，占用表示燈顯示為紅色。
[0053]信號燈控制程序流程如圖4所示，本程序可實現(xiàn)對信號燈燈的自動控制和人工控制。按下開始按鈕后，先對現(xiàn)場的設(shè)備進行初始化，在現(xiàn)場無車的情況下，信號燈亮綠燈，占用表示燈亮綠燈。由自動/人工切換按鈕實現(xiàn)自動控制和人工控制模式之間的切換，該按鈕為非自復式按鈕，平時系統(tǒng)處于自動控制狀態(tài)，按下自動/人工切換按鈕后，系統(tǒng)處于人工控制狀態(tài)。
[0054]人工控制即有操作員按照現(xiàn)場顯示的情況，按下綠燈按鈕或紅燈按鈕控制現(xiàn)場相應(yīng)的信號燈顯示，從而控制行車。考慮到操作員可能誤操作，系統(tǒng)必須對操作員的操作進行聯(lián)鎖檢查，符合聯(lián)鎖條件后才能對信號燈顯示進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，以保證行車安全。
[0055]按下紅燈按鈕時，系統(tǒng)無須檢查聯(lián)鎖條件，因為紅燈是禁止信號，即使操作員誤操作開放紅燈也不會對行車安全產(chǎn)生影響，只是影響效率，此外，在緊急情況下，操作員應(yīng)能關(guān)閉信號，為使信號可以盡快無條件關(guān)閉，不設(shè)其他聯(lián)鎖條件的檢查。因此，按下紅燈按鈕，就可以使相應(yīng)的信號燈黃燈閃爍3秒后顯示紅燈。
[0056]綠燈是允許信號，一次系統(tǒng)對按下綠燈按鈕的處理與按下紅燈按鈕的處理不同。按下綠燈按鈕時，系統(tǒng)必須檢查聯(lián)鎖條件Ql.0為O，既相應(yīng)巷道無車時才能使紅燈熄滅，改亮綠燈，同時，對面信號燈應(yīng)閃黃燈3秒后亮紅燈防護，防止有車從對面駛?cè)胂锏馈．斢熊囻側(cè)胂锏阑虬聪录t燈按鈕后，綠燈立即熄滅。
[0057]根據(jù)行車原則，在自動控制狀態(tài)下可能出現(xiàn)五種情況，即:左側(cè)有車先到；右側(cè)有車先到;兩側(cè)同時有車到且左側(cè)車的優(yōu)先級高;兩側(cè)同時有車到且右側(cè)車的優(yōu)先級高;兩側(cè)同時有車到且兩側(cè)車的優(yōu)先級相同。其中，左側(cè)有車先到和兩側(cè)同時有車到且左側(cè)車的優(yōu)先級高這兩種情況下信號燈的顯示情況相同，另外三種情況下信號燈的顯示情況相同(兩側(cè)同時有車到且優(yōu)先級相同時，根據(jù)上行優(yōu)先的行車原則與右側(cè)有車先到同樣處理)。以左側(cè)有車先到為例。
[0058]初始狀態(tài)即兩側(cè)都亮綠燈。當在Ql.5表示有車占用的情況下讀卡器10.1監(jiān)測到車輛，或者Ql.6有車占用的情況下讀卡器1.2監(jiān)測到車輛，且讀卡器1.6和1.7未監(jiān)測到車輛時，表示左側(cè)有車先到。此時，左側(cè)燈亮綠燈、右側(cè)燈亮黃燈(禁止信號，防止右側(cè)有車進入巷道)ο當讀卡器1.4監(jiān)測到車輛時，表示車輛進入巷道，此時，左側(cè)燈閃黃燈，右側(cè)燈亮紅燈。左側(cè)燈閃黃燈3秒后，左側(cè)燈亮穩(wěn)定紅燈，此時兩側(cè)燈都亮紅燈，兩側(cè)都防止車輛進入巷道。當讀卡器10.6或讀卡器10.7監(jiān)測到車時，表示車輛已經(jīng)離開巷道，兩側(cè)燈同時變綠燈，回到初始狀態(tài)。根據(jù)輸出量的狀態(tài)，可以將一個周期的過程分為四步。
[0059]其順序功能圖如圖4所示，步5.5表示初始狀態(tài)，兩燈亮綠燈;步5.6表示車進入接近區(qū)段后左側(cè)燈亮綠燈，右側(cè)燈閃黃燈;步5.7表示車進入巷道左側(cè)燈閃黃燈，右側(cè)燈亮紅燈，步6.0表示3秒后兩燈都亮紅燈，當車離開巷道后，再次回到初始步5.5，即兩燈都亮綠燈。
[0060]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)，所述信號系統(tǒng)包括用于實現(xiàn)車輛監(jiān)測的射頻定位子系統(tǒng)、實現(xiàn)現(xiàn)場及室內(nèi)設(shè)備之間的信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、實現(xiàn)對信號燈的控制的信號燈控制子系統(tǒng)和實現(xiàn)操作員對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視及控制的人機界面子系統(tǒng)； 所述射頻定位子系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)分別與信號燈控制子系統(tǒng)和人機交互界面子系統(tǒng)連接。2.如權(quán)利要求1所述的礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)，其特征在于，所述射頻定位子系統(tǒng)包括射頻讀卡器、以及與其連接的天線，還包括貼在車輛上的與射頻讀卡器連接的車載電子標簽。3.如權(quán)利要求1所述的礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)，其特征在于，所述通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)采用CAN現(xiàn)場總線實現(xiàn)低層現(xiàn)場設(shè)備射頻讀卡器與控制接口計算機之間的連接，所述人機交互界面子系統(tǒng)與信號燈控制子系統(tǒng)之間的通信用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)。4.如權(quán)利要求1所述的礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)，其特征在于，所述信號燈控制子系統(tǒng)包括S7-200系列PLC、數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈，所述數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈均與S7-200系列PLC連接;所述數(shù)據(jù)庫計算機和信號燈連接。5.如權(quán)利要求4所述的礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)，其特征在于，所述S7-200系列PLC將CPU、I/O模塊和電源封裝在箱型塑料機殼內(nèi)，稱為CPU模塊;所述CPU模塊和擴展模塊用扁平電纜連接。6.如權(quán)利要求1所述的礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)，其特征在于，所述人機界面子系統(tǒng)采用電腦一體機、PC機或平板電腦實現(xiàn)。7.—種如權(quán)利要求1-6中任一項所述的礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述方法對礦井內(nèi)單車道車輛的信號燈進行控制。8.如權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，在進行信號燈控制之前，要確定控制子區(qū)域的控制點，每個礦井內(nèi)單車巷道的兩側(cè)各有一個控制點，共有20個監(jiān)控點，對其沿下行方向依次編號，每個巷道兩側(cè)的一組監(jiān)控點形成一個控制子區(qū)域，子區(qū)域內(nèi)的兩架信號燈有聯(lián)鎖關(guān)系;每個監(jiān)控點設(shè)一架信號燈;第一個監(jiān)控點和最后一個監(jiān)控點每處設(shè)9個射頻讀卡器，第二個監(jiān)控點至倒數(shù)第二個監(jiān)控點每處設(shè)3個射頻讀卡器，相應(yīng)的采集CAN節(jié)點與第二個監(jiān)控點至倒數(shù)第二個監(jiān)控點所設(shè)的射頻讀卡器的綜合相等，控制CAN節(jié)點有I個;所述礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)包括十個控制子區(qū)域，將每個控制子區(qū)域防護同一巷道的兩架信號燈看作一個聯(lián)鎖燈組對礦井內(nèi)單車道車輛的信號燈進行控制。9.如權(quán)利要求7或8所述的控制方法，其特征在于，所述對礦井內(nèi)單車道車輛的信號燈進行控制包括下述步驟: (1)按下開始按鈕后，對現(xiàn)場的設(shè)備進行初始化，在現(xiàn)場無車的情況下，信號燈亮綠燈，占用表示燈亮綠燈；由自動/人工切換按鈕實現(xiàn)自動控制和人工控制模式之間的切換，該按鈕為非自復式按鈕，平時礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)處于自動控制狀態(tài)，按下自動/人工切換按鈕后，礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)處于人工控制狀態(tài)； (2)按下紅燈按鈕時，礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)無須檢查聯(lián)鎖條件，紅燈是禁止信號，即使操作員誤操作開放紅燈也不會對行車安全產(chǎn)生影響，只是影響效率;在緊急情況下，操作員能夠關(guān)閉信號，為使信號盡快無條件關(guān)閉，不設(shè)其他聯(lián)鎖條件的檢查；當按下紅燈按鈕，能夠使相應(yīng)的信號燈黃燈閃爍3秒后顯示紅燈； (3)根據(jù)行車原則，在自動控制狀態(tài)下出現(xiàn)的五種情況包括:〈1>左側(cè)有車先到；〈2>右側(cè)有車先到；〈3>兩側(cè)同時有車到且左側(cè)車的優(yōu)先級高;〈4>兩側(cè)同時有車到且右側(cè)車的優(yōu)先級高;〈5>兩側(cè)同時有車到且兩側(cè)車的優(yōu)先級相同； 其中，左側(cè)有車先到和兩側(cè)同時有車到且左側(cè)車的優(yōu)先級高這兩種情況下信號燈的顯示情況相同，另外三種情況下信號燈的顯示情況相同，兩側(cè)同時有車到且優(yōu)先級相同時，根據(jù)上行優(yōu)先的行車原則與右側(cè)有車先到同樣處理。10.如權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述步驟(I)中，人工控制即有操作員按照現(xiàn)場顯示的情況，按下綠燈按鈕或紅燈按鈕控制現(xiàn)場相應(yīng)的信號燈顯示，從而控制行車;考慮到操作員的誤操作，礦井內(nèi)單車道車輛運行控制信號系統(tǒng)須對操作員的操作進行聯(lián)鎖檢查，符合聯(lián)鎖條件后才能對信號燈顯示進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換； 所述步驟(2)中，綠燈是允許信號，一次系統(tǒng)對按下綠燈按鈕的處理與按下紅燈按鈕的處理不同；按下綠燈按鈕時，一次系統(tǒng)必須檢查聯(lián)鎖條件為O，即相應(yīng)巷道無車時才能使紅燈熄滅，改亮綠燈，同時，對面信號燈應(yīng)閃黃燈3秒后亮紅燈防護，防止有車從對面駛?cè)胂锏?當有車駛?cè)胂锏阑虬聪录t燈按鈕后，綠燈立即熄滅。
【文檔編號】G05B19/048GK105843150SQ201610430387
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】湯旻安, 王曉明, 曹潔, 張紅, 程海鵬, 湯自安, 董海龍, 張凱
【申請人】蘭州理工大學, 蘭州交通大學