矿车定位综合管理系统研究

史克南1马西亚2

1山东能源枣庄矿业集团高庄煤业有限公司山东济宁277605；

2兖矿鲁南化工有限公司山东滕州277500

摘要：矿车定位综合管理系统的安装使用，使矿车的利用率、周转率充分调动起来。积压车量的现象得到遏制，在没有进行大的改造及新矿车投入的情况下，运输压力得到充分缓解，确保了矿井运输系统的畅通无阻。目前矿车定位综合管理系统在煤矿中应用，市场前景比较广阔。本文对矿车进行定位合理调度车辆进行分析，为矿井的安全生产工作奠定了坚实基础。

关键词：矿车；定位；综合管理

矿车定位综合管理系统通过电脑硬软件结合，采用网络通讯数据、数据无线传输、采集信息处理、自动化控制等多种先进技术组合而成的定位管理系统，矿车根据不同的运行状态自动识别定位，实现了自动化管理目标。同时，该系统利用科技含量非常强的射频识别技术，采用本质安全型设计，，安全保密性高，信号传送距离比较远，并且可以调整识别范围，无辐射，识别目标多，网络连接快等技术优点，为矿车定位综合管理系统的作用发挥奠定了坚实基础。

1实施前状况

在没有采用此系统前，轨道运输距离较远，环节较多，造成管理难度较大。装料矿车到达各片盘后，由于卸料不及时或卸料后矿车不及时返回地面，造成矿车积压，使矿车不能充分利用，并且使用紧张。各区队下井物料需派专人跟车，以保证车辆的及时准确到位，不能下错工作地点，造车人力资源的浪费。所有矿车在整个系统内，犹如一盘散沙，其综合性能得不到发挥，给运输带来极大压力。随着矿井人员定位系统的成功使用，为矿车综合管理系统提供了良好的研究实施平台，在资金投入较少的情况下，充分发挥人员定位系统潜能，实现矿车的考勤定位及时时监控功能，为矿车合理调度提供了直接依据。

2改造实施方案

根据矿井轨道运输系统的实际情况，充分利用人员定位系统的设备及成功经验，并经多次试验，确定了实施方案。

2.1技术方案。系统由监控主机、无线电读卡子站和无线电定位卡组成。该产品由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分组成，用于完成信息采集、识别、加工及其传输，由这两部分软件共同支撑整个系统的运行。硬件系统由井上主机和井下读卡站设备和定位卡组成，用于完成信息采集和识别，从而实现预设的系统功能和信息化管理目标。1）监控主机由1台基于WINDOWSOS的工控机及组态化监控软件组成，主机是一个具有完善软件功能的管理平台，它集成了各种通信协议，图形化人机交互界面和完备稳定的数据库，有效完成移动矿车的管理。2）系统组成。系统由监控主机、无线电读卡子站和无线电定位卡组成。该产品由软件系统和硬件系统组成，其中软件系统包括应用软件和嵌入式软件两部分组成，用于完成信息采集、识别、加工及其传输，由这两部分软件共同支撑着整个系统的运行。硬件系统由井上主机和井下读卡站设备和定位卡组成，用于完成信息采集和识别，从而实现预设的系统功能和信息化管理目标。3）监控主机由1台基于WINDOWSOS的工控机及组态化监控软件组成，主机是一个具有完善软件功能的管理平台，它集成了各种通信协议，图形化人机交互界面和完备稳定的数据库。该管理平台不仅可以完成移动矿车的管理，也可以嵌入其他管理与控制功能，实现在单一平台上运行多个管理任务，有效实现多信息融合和集成。4）读卡子站设备。读卡子站由1～2套KT18通信模块、1～4套2．4GHz的无线收发信机和控制MCU组成。读卡子站通常使用KT18模块与主机进行通信，在没有装备KT18系统的矿山可以采用ＲS485总线（或光纤）与主机通信。为了方便用户安装使用，降低总成本，我们采用了nW术的现代低功耗技术，使得在读卡子站中采用电池供电实现长时间连续工作。我们为用户配备了两种电池组，高容量的和普通低成本的，高容量电池组可以连续工作1年以上，普通的可以工作5个月以上。读卡子站的无线模块天线集成在电路印制板上，克服了安装外部天线的烦琐。5）定位卡设备。

2.2矿车定位管理软件。实现对井下矿车的跟踪定位信息的采集、分析处理、实时显示、数据库存储、报表打印等功能。1）系统工作原理见原理图。2）当移动工作矿车携定位卡进入读卡子站识读范围时，该读卡子站会自动识读该卡，并将该卡的进入时间、卡号、卡的电池容量等信息记录到读卡子站的FLASH存储器中，同时通过KT18通信模块发送到监控主机。读卡子站不断收到定位卡的信号，直到矿车离开读卡子站的识读范围，其最后一次的读卡时间即为离开时间，离开时间也会记录到FLASH存储器中，监控主机可以查询到该信息，并将该信息写入管理信息数据库。3）在特别要求可靠性的地方，通过冗余配置提高可靠性，每个子站可以配置2套相同的部件，每套部件由1块KT18通信模块和2个读卡收发信机组成，每个子站的4个24G读卡收发信机的工作频率工作在不同的频道，而定位卡则会自动在4个频道上循环发送定位信号，所以即使4个读卡收发信机中的3个故障或者某个KT18通信模块故障的情况下也能正常工作，确保系统的工作正常。监控主机也可以采用双主机互相备份的模式工作，为了降低系统成本，也可以采用单主机工作模式，由于在无线电读写子站中采用了大容量FLASH存储器保存该子站的工作信息，所以即使主机短时间故障也不会造成系统瘫痪。由于主机是标准的WINDOWS－PC，所以在应急时可以使用其他计算机临时作为主机使用，仅会失去较早的信息，但这可以通过经常性备份来解决，所以整个系统是非常坚固可靠的。

3系统主要功能

1）矿车身份识别。每台矿车事先在监控主机上注册，其个人资料和卡号都储存在监控主机内，当矿车出现在某个读卡子站时，监控主机就会收到该子站传来的该矿车的卡号和到达时间，通过查询事先注册的信息，监控主机就知道该卡矿车的编号。2）矿车考勤/定位。每个读卡子站事先在监控主机内标定地理位置，当携卡人出现在该子站的识读范围时，监控主机就可以判明该携卡人当前的位置，实现矿车考勤/定位。3）矿车行径记录。监控主机根据记录到的定位信息，通过时间匹配，可以描绘该携卡人的井下行径轨迹，及井下停留时间。5）移动设备的定位。与矿车定位的原理相同，由于有些设备会高速移动，所以会减少同时可识别的卡的数量。当移动工作矿车携定位卡进入到读卡子站识读范围内时，该读卡子站会自动识读该卡，并将该卡的进入时间、卡号、卡的电池容量等信息记录到读卡子站的FLASH存储器中，同时通过KT18通信模块发送到监控主机。读卡子站不断收到定位卡的信号，直到矿车离开读卡子站的识读范围，其最后一次的读卡时间即为离开时间，离开时间也会记录到FLASH存储器中，监控主机可以查询到该信息，并将该信息写入管理信息数据库。

矿车综合管理系统的安装，各级领导和值班人员通过局域网可以随时了解矿车运行状况，直接掌握了第一手资料。随时可以作出对其进行调度命令。通过系统的运行，用事实证明了其可靠性，稳定性。矿车的利用率、周转率充分调动起来。积压车量的现象得到遏制，在没有进行大的改造及新矿车投入的情况下，运输压力得到充分缓解，资源得到合理利用，确保了矿井运输系统的畅通无阻。达到了预期目的，值得推广。

参考文献：

[1]李鹤.井下通信及人员定位的自动化技术研究[J].煤矿现代化，2015（4）.

[2]唐丽均，杨智勇.煤矿井下精确定位技术比较分析[J].煤矿现代化，2014（4）.

[3]许盛运，赵顺利.矿压监测精确定位技术在煤巷道中的应用[J].煤矿支护，2016（03）.