矿用机车运输监控通信视频调度系统的制作方法

1.本实用新型涉及矿山设备技术领域，具体的，涉及矿用机车运输监控通信视频调度系统。


背景技术：

2.在矿井的井巷中，负责运输矿产的交通工具是机车。井下机车由于数量多、负荷重、井下环境复杂、监控困难等多个客观原因，导致事故率高，因此急需建立一套针对井下多个机车的远程监控管理系统，以实现合理规范多个机车的运行，快速了解机车附近情况，方便安全管理部门及时采取措施，避免危机扩大化。


技术实现要素：

3.本实用新型提出矿用机车运输监控通信视频调度系统，解决了现有技术中矿用机车事故率高的问题。
4.本实用新型的技术方案如下：包括与地面中心站通信连接的基站，所述地面中心站包括工控机和视频服务器，所述工控机和所述视频服务器均通过光纤与所述基站通信；
5.所述基站位于井下，且所述基站还与位于井下的车载机、司控道岔装置、识别主机和信号器无线通信，井下还设置有多个定位信标，所述识别主机用于与所述定位信标通信。
6.进一步，还包括环网交换机，所述基站为多个，多个基站通过环网交换机连接至工控机和视频服务器。
7.进一步，还包括测速编码器，所述测速编码器的输出端与车载机连接，所述车载机通过can通信与所述识别主机连接。
8.进一步，还包括位于井下的摄像仪，所述摄像仪通过无线通信与所述基站连接。
9.进一步，还包括位于井下的广播分站，所述广播分站为多个，所述广播分站通过光纤接入所述环网交换机。
10.进一步，还包括位于井下的自动停送电开关，所述自动停送电开关包括核心控制电路、停车区电流检测电路、igbt控制电路、指示灯和扬声器，
11.所述停车区电流检测电路包括采样芯片u33、电阻r1、r2和r3，所述采样芯片u33的vinp引脚串联电阻r1后连接停车区架线电源，所述采样芯片u33的vinn引脚串联电阻r2后连接停车区架线电源，所述电阻r1和r2之间并联有电阻r3，所述采样芯片u33的voutp引脚作为停车区电流检测电路的输出端连接核心控制电路；
12.所述igbt控制电路的门极和发射极作为igbt控制电路的受控端连接所述核心控制电路，所述igbt控制电路的发射极连接断电区架线电源，所述igbt控制电路的集电极连接架线电源；
13.所述指示灯和扬声器的输入端均连接所述核心控制电路。
14.本实用新型的工作原理及有益效果为：
15.本实用新型中通过在井下设置基站，基站读取车载机、司控道岔装置、识别主机和
信号器的数据，并通过光纤传输至地面的工控机，工控机的组态软件通过分析基站上传的数据就能判断出每一辆电机车的位置、方向、车号、道岔到位状态和信号器状态等并在组态模拟图上实时显示出来。通过对以上信号的分析，根据机车在模拟图上的位置和请求状态，组态自动分析出进程和区段的连锁关系并对相应的信号器进行控制，对井下电机车进行区段的信号闭锁控制达到用信号引导电机车安全运行的目的。
16.其中，车载机又称为预警仪，设置在每个机车上，具有机车运行状态显示及播报功能、机车速率显示及超速预警功能、防追尾报警功能和防车头顶撞功能等；识别主机为射频读卡器，设置在每个机车上，多个定位信标沿机车轨道沿线设置，机车到达某一定位信标附近时，识别主机读取该定位信标的id号，该id号用于在地图上显示。
17.基站还与视频服务器连接，机车的位置、方向、车号、道岔到位状态和信号器状态等信息在视频服务器上显示，后台管理人员通过视频服务器可以实时了解机车的位置。
附图说明
18.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
19.图1为本实用新型结构示意图；
20.图2为本实用新型中自动停送电开关电路原理图；
21.图3是本实用新型停车区电流检测电路的电路图；
22.图4是本实用新型的单向停车场架线接线图；
23.图5是本实用新型的双向停车场架线接线图；
24.图6是本实用新型的区间闭锁架线接线图；
25.图中：1、核心控制电路，2、igbt控制电路，3、指示灯，4、扬声器，5、dc/dc变换电路。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
27.如图1所示，本实施例矿用机车运输监控通信视频调度系统包括与地面中心站通信连接的基站，地面中心站包括工控机和视频服务器，工控机和视频服务器均通过光纤与基站通信；
28.基站位于井下，且基站还与位于井下的车载机、司控道岔装置、识别主机和信号器无线通信，井下还设置有多个定位信标，识别主机用于与定位信标通信。
29.本实用新型中通过在井下设置基站，基站读取车载机、司控道岔装置、识别主机和信号器的数据，并通过光纤传输至地面的工控机，工控机的组态软件通过分析基站上传的数据就能判断出每一辆电机车的位置、方向、车号、道岔到位状态和信号器状态等并在组态模拟图上实时显示出来。通过对以上信号的分析，根据机车在模拟图上的位置和请求状态，组态自动分析出进程和区段的连锁关系并对相应的信号器进行控制，对井下电机车进行区段的信号闭锁控制达到用信号引导电机车安全运行的目的。
30.其中，车载机又称为预警仪，设置在每个机车上，具有机车运行状态显示及播报功
能、机车速率显示及超速预警功能、防追尾报警功能和防车头顶撞功能等；识别主机为射频读卡器，设置在每个机车上，多个定位信标沿机车轨道沿线设置，机车到达某一定位信标附近时，识别主机读取该定位信标的id号，该id号用于在地图上显示。
31.基站还与视频服务器连接，机车的位置、方向、车号、道岔到位状态和信号器状态等信息在视频服务器上显示，后台管理人员通过视频服务器可以实时了解机车的位置。
32.进一步，如图1所示，还包括环网交换机，基站为多个，多个基站通过环网交换机连接至工控机和视频服务器。
33.通过在井下设置多个基站，多个基站沿机车沿线分布，每个基站与通信范围内的车载机、司控道岔装置、识别主机和信号器通信，多个基站通过环网交换机连接至工控机，构建机车监控网络，实现对井下各个机车的监控。
34.进一步，如图1所示，还包括测速编码器，测速编码器的输出端与车载机连接，车载机通过can通信与识别主机连接。
35.测速编码器用于检测机车的速度信息，并发送至车载机，车载机的数据通过基站转发至工控机，实现工控机实时读取机车的速度；识别主机通过读取定位信标的id号，得到机车的位置信息，识别主机的数据通过can通信发送至车载机，车载机的数据通过基站转发至工控机，实现工控机实时读取机车的位置。
36.进一步，如图1所示，还包括位于井下的摄像仪，摄像仪通过无线通信与基站连接。
37.摄像仪用于实时采集井下的视频数据，并通过无线方式发送至基站，再经基站转发至工控机，实现工控机对视频数据的实时读取。本实施例中，摄像仪为矿用本安型无线网络红外摄像仪。
38.进一步，如图1所示，还包括位于井下的广播分站，广播分站为多个，广播分站通过光纤接入环网交换机。
39.本实施例中，沿机车线路还设置有多个广播分站，用于划分语音通信频段，实现分区语音通信的功能，通过局域网和手持机进行打点通信功能。
40.进一步，还包括位于井下的自动停送电开关，如图2-图3所示，自动停送电开关包括核心控制电路1、停车区电流检测电路、igbt控制电路2、指示灯3、扬声器4、dc/dc变换电路5，
41.停车区电流检测电路包括采样芯片u33、电阻r1、r2和r3，采样芯片u33的vinp引脚串联电阻r1后连接停车区架线电源，采样芯片u33的vinn引脚串联电阻r2后连接停车区架线电源，电阻r1和r2之间并联有电阻r3，采样芯片u33的voutp引脚作为停车区电流检测电路的输出端连接核心控制电路1；停车区电流检测电路与二极管d4实现了对小电流的采集，igbt控制电路2的门极和发射极作为igbt控制电路2的受控端连接核心控制电路1，igbt控制电路2的发射极连接断电区架线电源，igbt控制电路2的集电极连接架线电源；指示灯3和扬声器4的输入端均连接核心控制电路1，dc/dc变换电路5的输入端连接架线电源，dc/dc变换电路5的输出端输出12v电源用于停送电开关供电。
42.本实用新型通过停车区电流采集电路采集停车区架线电源的电流，输入到核心控制电路1的控制器运算处理，判定停车区有无车辆来往或者有无车辆停车，核心控制电路1包括igbt驱动电路、指示灯3转换电路、语音播报电路，分别用于驱动igbt控制电路2、指示灯3和扬声器4，当判定停车区有车辆到来且需要停车时，通过驱动igbt控制电路2断开断电
区的架线电源，即给igbt控制电路2反向栅极电压，使igbt控制电路2的集电极和发射极不导通；并且驱动指示灯3从有电变成无电，同时语音播报前方断电区无电。dc/dc变换电路5的作用在于将550v的直流架线电源变换成停送电开关需要的12v直流电源，无需另设电源模块，所需电源来自架线，安装维修方便。
43.本实施例工作在自动停送电模式时包括以下两种情况：
44.(1)单向停车场
45.如图4所示，停车场分段供电，分为停车区和断电区，图示箭头方向为电机车行驶方向，停车区电流检测电路实时监测停车区供电情况，如果停车区监测到超过100ma(50-400ma可选)的电流，且不超过1a，就被认为有电机车靠站停车(电机车滑行进入停车区，若进入停车区时，电机仍在工作，则认为电机车不停站，这时不需要断掉断电区的电)，这时系统将会自动切断断电区的电源，同时前后两方的红绿灯均切换为红灯，表示站内有车，然后播报语音提示断电。当电机车在停车区启动，准备离开时，停车区电流检测电路监测到大电流，并认为电机车将要离开，此时延时2秒后，断电区上电，前后两方的红绿灯切换为绿灯表示其他车辆可以进站，语音播报上电状态。
46.(2)双向停车场
47.如图5所示，停车场两个方向均为行驶方向，分别控制两个方向的电机车停车断电，与上述单向停车场控制原理相同，不同在于，停送电开关分别控制前后两个红绿灯的工作状态，前后两个红绿灯不同时工作，分别根据各自方向的停车状态工作。
48.具体实施例2，
49.在具体实施例1的基础上，本实施例还包括can通讯模块，核心控制电路1连接can通讯模块且借助can通讯模块与其他停送电开关通讯连接。
50.停送电开关1和停送电开关2通过can接口级联，并配置文件和交互逻辑，两个停送电开关可以接入行程开关，根据行程开关状态编辑控制逻辑，
51.如图5所示，开关上电后两个断电区均处于断电状态，电机车行驶方向如图上箭头所示。当第一时间有电机车一从a驶向b，到达a停车区时，a断电区送电。此时c方向停车区有电机车二驶来，停送电开关2和停送电开关1同can通讯，c断电区将保持断电状态，电机车二处于停车等待。电机车一继续行驶至行程开关a，a断电区断电。继续行驶至行程开关b时，证明电机车一已经离开此区间。如果c停车区电机车二还在等待，c断电区送电，如上直至驶出此区间。这是一个简单的区间闭锁逻辑，涉及到停送电开关1和停送电开关2互锁控制，无论哪一台先监测到电机车通过，都要断掉对方的电，保证对面不会有电机车进来，直到先进来的电机车完全通过后再允许其他电机车进出。
52.具体实施例3，本实用新型还包括wifi通讯模块，核心控制电路1连接wifi通讯模块且借助wifi通讯模块与基站通讯连接。通过wifi联网状态下，可以通过指令修改工作状态，并从基站实时监测电机车工作状态。
53.具体实施例4，如图2所示，本实用新型还包括按键控制电路，按键控制电路包括模式按键sb1和送电按键sb2，模式按键sb1和送电按键sb2的公共端和常开端均连接核心控制电路1，模式按键sb1和送电按键sb2的常闭端均为空引脚，也可以连接核心控制电路1，用来检测按键故障。停送电开关可以工作在手动模式下，手动模式下，断电区的通断状态受手动控制，按下模式按键sb1调整自动/手动模式，按下送电按键sb2调节断电区停电/送电状态。
同时模式按键sb1和送电按键sb2上设有led灯，按下时灯亮，表示此时停送电开关的按键状态。
54.具体实施例5，如图2所示，本实用新型还包括电流传感器ct1和ct2，电流传感器ct1的输入端连接断电区架线电源，电流传感器ct2的输入端连接停车区架线电源，电流传感器ct1的输出端和电流传感器ct2的输出端均连接核心控制电路1。电流传感器ct1检测断电区的大电流，电流传感器ct2检测断电区的大电流，当电流超标时预警，进一步保证工作的可靠运行。
55.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。