试论新型井下轨道运输智能交通信集闭系统
论文：“信集闭”系统在矿井中的应用
摘要矿用机车轨道运输是矿井平巷运输大巷中的主要运输方式之一，由于其具有机动、灵活、弯道的特性，被广泛应用于各类煤矿主、辅运输系统中。
随着矿井产量大幅提高，大巷运输量不断增加，单位时间列车组数随之增加，轨道运输安全运行压力逐渐增大。
因此，矿井轨道运输检测监控“信集闭”系统显得尤为重要。
关键词：轨道运输、监测监控、信集闭系统目录一、“信集闭”系统应用范围 (3)二、信集闭系统组成及功能 (3)（一）主控设施 (4)（二）控制分站 (4)（三）执行机构 (6)三、“信集闭”系统应用后的现状 (7)结论 (7)参考文献 (8)一、“信集闭”系统应用范围根据最新版本《煤矿安全规程》第377条（一）款规定：生产矿井同一水平行驶七台及以上机车时，应该设置机车运输监控系统。
我矿井下正常生产时，运行电机车数量为5-6辆。
特殊情况下，可以达到七辆。
所以，我矿于2010年已经安设“信集闭”系统。
型号为KJ293矿井机车运输监控系统。
厂家为合肥工大高科信息技术有限责任公司。
二、信集闭系统组成及功能“信集闭”监控系统主要由地面主控设施、井下运输巷道控制分站、运输大巷讯号收发等执行机构及以上三部分间信号传输光缆构成。
结构图如下：图1：“信集闭”系统示意图（一）主控设施1、主控设施的组成主控设施是“信集闭”系统的信息传输、指令控制、机构执行的中枢，是系统集中控制的具体体现。
主要由主控计算机、管理计算机、显示屏、交换机和信息传输接口等设备组成。
2、主控设施的功能主要功能是负责监控井下机车的运行状态，监视系统各设备的工作状况，编制自动、就地运行工作计划，发布道岔和信号设备动作命令，收集当班运输车辆、列车状态等运行数据，向局域网传、互联网传输实时信息数据，输出或打印运行管理报表。
图2：“信集闭”系统井下显示情况图（二）控制分站1、控制分站的作用（1）控制分站连接主控计算机进行系统信号指令及执行机构信息传输和发布，实现巷道机车信号、道岔敌对闭锁功能。
煤矿轨道运输“信集闭”系统设计
自动化控制Automatic Control电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering 煤矿轨道运输"信集闭"系统设计陈子瑞陈威兰柴柯雅张宏伟（河南理工大学电气工程与自动化学院河南省焦作市454000）摘要：本文针对目前煤矿井下轨道运输环节生产效率低，运输成本高等问题，设计了一种适用于煤矿井下机车运输的“信号、集中、闭寒”系统。
以PLC为控制核心，利用RFID技术定位，改进了ZK4电空转辙机的控制电路，完成上位机设计，在主控室对井下大巷的矿车运输实现实时监控和自动调度，提高了煤矿的运输效率和安全性。
关键词：信集闭系统；RFID定位；PLC;组态监控煤矿机车轨道运输由于具有机动、灵活的特性，是矿井平巷运输系统中的主要运输设备之一，在煤矿主、辅运输系统中应用广泛。
近年来，随着国有矿井自动化水平的提高，矿井产量大幅提升，大巷运输需求不断增加，轨道安全运行压力逐渐增大。
矿井轨道运输监测监控“信集闭”系统对于保证矿井轨道运输安全高效运行具有重要意义。
《煤矿安全规程》（2016版）第377条规定，新建大型矿井的井底车场和运输大巷，应当设置机车运输监控系统或者运输集中信号控制系统。
为了保证机车运输安全高效运行，本文利用设计一个适用于煤矿井下机车运输的“信号、集中、闭塞”系统，能够实现机车精确定位，提高运输效率，提升矿井的自动、网络化水平。
本系统采用PLC系统作为控制器，PLC编程采用LAD编程语言，程序以梯形图显示。
便于工作人员在现场进行调试、查找故障。
与传统微机控制比较，PLC具有可靠性高、检修容易、检修成本低等优点。
1“信集闭”系统总体方案设计“信集闭”系统总体结构如图1所示，采用PLC作为控制器，利用工业以太网组成通信网络。
主要由PLC控制系统、信号灯、车辆传感器、道岔控制装置等设备组成。
在每一个控制分站，均设置了道岔控制装置、车辆传感器、无线收发器、信号灯显示几部分。
信集闭系统方案
冀中能源峰峰集团大淑村矿大巷轨道运输KJ334通讯监控系统设计方案石家庄市天阳电子科技有限公司二〇一零年八月第一部分机车运输监控通讯系统的要求一、大淑村矿井概况1、目前概况大淑村矿井下—450大巷目前担负着繁重的运输任务，巷道中道岔多，分布不均匀，偏口和硐室口多，给机车运输带来极大的安全隐患。
再有，随着井下生产地区的不断延伸，生产规模的不断扩大，井下使用机车数量也会不断增加，调度指挥列车的难度也会逐步加大。
2、项目的必要性安装井下“信、集、闭”系统是实现井口提升、井底车场、主巷运输、生产石门和采区运输各环节中输送、提升、行车指挥自动化的主要方式，它可以实现以下功能：1）、实现各种信号显示，供机车司机和调度员了解线路开道和机车运行状态，2）、实现各信号之间和道岔转辙机之间互相联锁，防止误动作，保证行车安全，3）、在调度站设模拟显示集中控制屏，集中控制和监督电机车运行，安全接发列车。
4）、在地面值班室设图形显示器显示。
5）、防爆型式：隔爆兼本安型。
3、项目的可行性1）、可实现可视化监视功能，在计算机终端和显示屏上实时显示列车位置、车号、运行方向、信号灯状态、道岔位置和轨道区段占用情况等运行状态信息；2）、调度站可以根据显示屏上显示的机车运行情况，采用自动或手动的方式来控制机车运行和各道岔、信号灯之间的转换；3）、系统可随时反映出系统内设备和传感器的工作状态，能自动进行故障判断并完成报警、处理；4）、重演功能：即能24小时记录系统运行情况并能根据记录的运行数据在显示设备上随意重现指定时间内实际运输过程；5）、本系统能够接入企业局域网，及企业内部管理系统共享数据，达到管控一体化。
4、效益分析该“信、集、闭”系统具有很强的可视化监视功能，在计算机终端和显示屏上可实时显示列车位置、车号、运行方向、信号灯状态、道岔位置和轨道区段占用情况等运行状态信息，使机车司机和调度员可以随时了解线路开道和机车运行状态情况。
煤矿井下智能化运输系统的研究与应用
煤矿井下智能化运输系统的研究与应用随着现代工业的快速发展，煤矿产业作为能源的重要来源，在国民经济中扮演着举足轻重的角色。
然而，由于煤矿井下作业环境的恶劣和危险性，矿工们的生命安全和劳动强度一直是亟待解决的问题。
为了提高煤矿井下的工作效率和保障矿工的安全，煤矿井下智能化运输系统的研究与应用成为矿业科技领域的热点。
一、智能化运输系统的概述煤矿井下智能化运输系统是指利用先进的计算机技术和自动化控制技术，对煤矿井下的矿石、物料等进行智能化运输和管理的系统。
该系统通过传感器、通信设备和信息处理系统，实现对井下矿石、物料的实时监测、控制和调度，提高运输效率，并降低事故发生的风险。
二、智能化运输系统在煤矿井下的应用1. 自动运输车辆智能化运输系统中的自动运输车辆是其中重要的组成部分。
这些车辆通过激光导航、视觉感知和无线通信等技术，实现在井下道路上自主行驶和物料运输。
相较于传统的人工驾驶方式，自动运输车辆不仅提高了运输的效率，还减少了矿工的劳动强度和安全风险。
2. 智能化运输控制中心煤矿井下智能化运输系统需要有一个运输控制中心来进行整个系统的监控和管理。
该控制中心通过实时接收和处理井下传感器的数据，控制和调度自动运输车辆的行驶路线和速度，确保煤矿井下物料的安全运输。
3. 人工智能技术应用在煤矿井下智能化运输系统中，人工智能技术的应用也起到了重要的作用。
通过对运输车辆和设备进行数据分析和学习，可以实现对煤矿运输过程的优化和智能化。
例如，通过预测矿石和物料的需求量和运输路径，智能化系统可以自动调度和分配运输任务，提高运输效率。
三、煤矿井下智能化运输系统的优势与挑战1. 优势：(1) 提高工作效率：智能化运输系统可以实现对井下矿石、物料的实时监测和调度，避免了传统人工调度的局限性，提高了作业效率。
(2) 降低劳动强度：自动运输车辆的应用减轻了矿工的体力劳动，降低了作业强度和劳动风险。
(3) 提升安全性：智能化系统通过实时监测和控制井下环境和设备状态，可以提前预警和避免事故发生，保障矿工的生命安全。
浅谈信集闭系统在煤矿运输中的应用
２ ０ １ ３年 ５ 期 （ 中）
浅谈信集闭系统在煤矿运输中的应用
王 健
（ 河南平 宝煤业有限公 司
明。
河南 许 昌 ４ ６ １ ７ ０ ０ ）
摘要 ：本文对 “ 信、集、闭”系统进行 了详细的介 绍，首先 阐述 了 “ 信 、集、闭” 系统的概念和 “ 信、集、闭” 系统具有的功能及特 点，并进行 了阐述举例说 关键词 ：“ 信 、集、闭”系统 ；电机车运输 ；功能；应 用举例
“ 信 、集、闭”系统能随时反映每一个 设备和传感器的工作状 态，实现故障 自动诊 断、报警 ，自 动记 录运行过程数据。系统可 靠性高 。操作方便 ， 并具有 以下 主要功能 。 ｌ 、保证了电机车运行安全 。“ 信 、集 、 闭”系统保证 了它的运 行安全 ，“ 信 、集 、 闭”系统设有轨道线路 实时监测监控 、电机 车闯红灯报警 、压道岔报警 、历史数据 回放 等功能 。 只要电机车司机按规定行车 ，可有 效避免 因误操 作或 其他原 因引起 的 电机车 正面冲突 、 侧 面相撞 、追尾等事故的发生 ， 有 力地保证 了轨道 运输线 路 的畅通 和电机
一
，
一
、
ＫＪ ２ ２ １系列系统主控器、系统显示器、系统 发射器 、系统接收器 、系统车辆传感器 、司 控道岔控制装置等组成。 （ 二 ）网络结构 本 系统 所用 的工控 网络是两 层 总线 的 网络结构 ， 所用监控 电脑可根据用户选择设 在井上或井下 （ 井 下为防爆电脑 ） ，主控机 采用 Ｉ Ｐ Ｃ系列工控机 ； 系统主控器安装在巷 道井壁上 ； 从矿调度室引出一根一级 网络通 讯 电缆引往井下大巷 ；系统是以分布式工控 网络为核 心的 电机车运输监 控和 自动调度 系统 ， 它依靠安装在大巷壁上的接收器检测 车辆 的运行及位置状况 ， 又与一级 网络所 连 接 的井下 防爆监 控电脑通 过 网络传 送到 矿 调度室 ， 经程序处理后在 显示屏上 以模拟图
井下机车监控系统(信集闭)介绍
煤矿井下运输“信、集、闭”系统简介一、系统简介“信、集、闭”系统概念及其特点：“信、集、闭”的全称为“信号、集中、闭塞”。
信号是指系统发出的或调度员手动发出的批示列车运行和调车的各种指示及命令。
集中是指通过各种技术手段（包括计算机技术）使信号、道岔和进路按照一定程度并且满足一定条件才能运作的相互制约关系。
闭塞是指用信号或供停电的方式保证列车按照空间间隔运行的技术方法。
通常是把机车运行的轨道路线划分成若干区段（或区间），并将区段用信号机加以防护，一个区间段只准许一列列车占用，并且把关联的道岔用电动转辙机控制，对机车的运行情况和设备状况进行集中采集、联锁控制和远距离监视，它比传统的调度员电话调度，现场的信号工手动扳动道岔，司机完全靠联系运行机车方式有了很大的改进。
其作用主要表现在下列几个方面：1、保证机车的安全：区间闭塞使一个区间仅有一列车。
只要机车司机按规则及信号指示行车，就完全可以避免发生正面冲突、侧面相撞、追尾以及进入异线行驶等行车事故。
2、运输效率有明显的提高：手动人工记忆调车模式，调度员靠记忆记住各车位置，机车堵塞现象经常发生，采用信、集、闭后，调度员在控制台前，通过大屏可以完全掌握机车运行状况，合理进行调度，减少、消灭了机车堵塞的机率。
其次，道岔由电动转辙机控制，在调度站远距离即可扳岔，切换中枢。
再次，机车司机按信号显示状态运行，在合理情况下，很少有红灯，即运行过程中很少停车，减少了机车的起停次数，运行速度大为提高，使机车矿车周转率亦有一定的提高。
3、节省人员、减轻了劳动强度。
使用信、集、闭系统后，不再需要信号工以电话联系车辆状况，来回奔跑扳动道岔了。
调度员在调度室可以远距离掌握全部状况，指挥运行。
二、“信、集、闭”系统控制模式：目前在井下轨道运输“信、集、闭”系统大多使用的是下列两种模式，即：以可编程工业控制器(PLC)控制的集中调度和集中控制模式和以微机结合单片机构成的集散控制系统（DCS）。
论新技术在井下轨道运输的应用
论新技术在井下轨道运输的应用
陈爱云
西山煤 电马兰矿运输 区 ０ ３ ０ ２ ０ ５
【 摘 要】煤矿井下轨 道运输是 煤 炭生产的一个重要 环 节， 本 文从延 电完毕停 电２ ４ ｈ 后再调整单 组蓄电池中的电解液 密度。 如果 电解 液密度 长蓄电池 电 机 车在煤 矿井下的使 用寿命、 变频调速技 术在电机 车电动机的 高于１ ． ２ ６ ｋ ｇ ／ Ｌ 则补充蒸馏 水 ； 如电解液密度低 于１ ． ２ ３ ｋ ｇ ／ Ｌ 则补充密度 应 用、 制动平板车、 斜巷常闭挡车栏 自 动控制装置研 究应用等几个方面论述 为１ ． ３ ０ ｋ ｇ ／ Ｌ 的电解液 。 了 在煤矿井下轨 道运输方面的新技术应用。 ３ ． 变 频调 速 技术 在 电机 车 电动 机 的应 用 【 关键词 ｌ 新技术 ； 井下； 轨 道； 运输 电机车是矿 井轨 道运输 的主要牵引设备。 其 中， 架 线式牵 引机车 多 年来一直沿用结构 复杂、 故障率 高和维修 费用大的直 流电动机 ， 且 目前 目 前， 煤矿 井底轨 道线路 复杂、 距离长， 担负着矸 石、 材料 、 人 员的 运 输 任务。 随 着生 产 迅速 增长 ， 运输 车 辆随 之 增加 ， 面 临 着安 全 隐患 大， 运输效 率低等 问题 ， 制约 了 该 矿的安 全、 高效 生产。 为了保障运 输安 全、 提 高指挥 效率 、 增加 经济效 益 和顺应 社会的 发展 ， 研 发了新 型井下 国内绝 大多数矿 山牵 引机车 还在使 用触头 电阻调 速方 式 ， 处于 耗 电量 与维修 量大 的状 态 。 由于变频 调速 牵引机车采 用 了故障 率低 和性能 可 靠的三相 异 步交流 鼠笼式 电动机 ， 结 合技 术先进 与节 电效果 显著的 变 频调速器 ， 取代直流 电机 车 比较落后 的驱动技 术， 达 到了当代 世界先 进
煤矿井下轨道运输新技术的研究
由兖州矿业（集团）公司常州科学技术开发研究所研制的煤矿工作面移动变电站运输安全制动系统制动平板车，填补了国内的空白，有效地避免了矿山井下跑车事故的发生。
顺槽移动变电站是综采工作面水、电、液和部分备件的临时供应中心，通过绞车的双向牵引，实现同综采工作面的同步移动，极大提高了工作效率。在绞车牵引过程中，由于断绳、断销、断连杆等原因，有时会发生跑车事故，给人员、设备等造成威胁，同时可能造成综采面的供应中断。
试验中发现多台车联动的响应速度偏低，原因是紧急制动时联动管路内的乳化液压力难以瞬时降低，从而导致快速释放阀阀芯不能迅速移动，致使快速释放失败。后来对液压系统进行了改进，并增设了先导阀。由于联动先导阀口的管路乳化液少且无任何补充，所以压力释放快，又因为各车压力释放系统相对独立，故各联动车辆能实现真正的快速反应。
提高系统可靠性的措施如下：
①提高系统的抗干扰能力，硬件和软件要达到系统的要求，系统必须有单独的接地，调度站内的设备和外围设备都要可靠接地以减少干扰。
②由于井底车场周围有很多机电设备，如提升绞车、水泵、电机车和一些监测设备等，动力电缆和控制电缆有20条，较强的干扰信号会对信集闭系统产生影响。信集闭系统所用电缆要和动力电缆、控制电缆隔开一定的距离，如能分别吊挂在巷道的两侧效果会更好。
该矿-350信集闭系统系统包括地面和井下两个部分。现场设备主要由17台电动转辙机、28台信号机、45个传感器、8台摄象机和46个大小接线箱组成。摄象机安装在主要道岔和主要地点附近，时刻监视现场的情况，为调度员提供方便。-350信集闭系统有程序控制、集中控制和就地控制三种控制方式。正常情况下由程序控制，机车按进路行驶；也可由调度员集中控制道岔的状态和信号灯的开放，指挥电机车的运行。故障状态下可由司机就地控制道岔的正、反位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
试论新型井下轨道运输智能交通信集闭系统[摘要]针对煤矿路线复杂、调度困难等问题，提出采用新型井下轨道运输智
能交通信集闭系统。
事实表明，该系统稳定可靠，保证了矿井安全，使运输效率得到很大的提高。
获得了良好的经济效益和社会效益。
【关键词】矿井；轨道运输；智能交通；信集团系统；设计
系统设计原理
本系统中采用了智能交通理念，引入了智能控制理论，因此具有较高的控制能力，使信处理能力和控制的可靠性提高了很多。
本系统采用无线射频技术，构建移动运输设备比如说矿车车皮、车场机车以及矿车车盘等的非接触远距离信息自动识别系统。
可以有机的结合矿井机车和车皮属性识别、位置跟踪、停车计时、货物统计以及运输统计这些功能。
实现数据网络共享和对运输车辆的实时网络追踪管理种类、状态、车型、内容和所在区域等。
提高运输管理水平，有效的缓解咽喉的堵塞，从而有效的提高矿车调度的效率。
优化了调度表。
轨道车辆全部都可控与可视。
通过构建调度三级网络这种虚拟现实技术可实现在地面主控室安全监控和自动调度井下大巷和车场的机车运输等，在调度室内就可以观察到井下的交通情况。
通过引入冗余概念，使闭锁功能确保系统信号能顺利的贯彻开路的三原则。
系统设计
1.系统总体设计方案
本系统采用的结构是现场总线网络式结构。
设备集中处安装有智能监控分站，全部的智能监控分站以及识别分站都是由一根通讯电缆连接而成；为了节省控制和电源电缆，可采用干线或就地供电的方法进行系统供电，这就避免了集中供电。
维护系统的优点在于各个监控分站之间互补干扰，维护起来十分简单，即使其中一个监控分站瘫痪也不对其他智能监控分站的正常运行造成影响。
现场监控分站通常是运用网络通信总控制器来传送数据的，采用的是RS—485现场总线通信，通过电缆将数据向地面调度主机传送。
2.信号机设计
信号机所有的设计都满足本质安全要求，它采用的显示模式是编码器控制显示模式，显示的信号状态为高亮发光块。
信号机的电源是由本安电源箱提供的，它的工作原理是：系统在对信号机发送显示信号命令之前，先要根据机车的位置状态恶化路段的占用情况来确定信号的类型。
信号机接收到显示命令后，如果接收到的编码连续三次都是相同的，则会显示出红色或绿色的信号，否则就保持原来的状态。
信号机也会向智能监控分站告知自身的显示状态，以一定的频率将自身的显示模式回送给智能监控分站。
智能监控分站可以通过这种检测方式来判断其当前的现实状态是否和系统要求一致，每隔90s，智能监控分站会将信号重新发送一次，否则会自动恢复系统显示模式停用的状态，以保证信号的安全。
3.智能控制分站设计
通讯站可以通过网络电缆这个平台来访问井下智能监控分站，并整理打包好所收集到的好的检测信息，同时向智能监控分站下发控制指令。
智能监控分站需要检测管辖范围内的各种检测设备，比如说转辙机和信号机的回测信息，收信机车累计请求信息等，并下达控制信号灯和转辙机的控制命令。
处理过程是：分站接口卡接收到计轴器传递来的信息以后，将信息传送给主控卡的CUP，CUP会
将机车信息计算出来后再上机位通讯站汇报；分站一方面要按上机命令发送点灯模式，另外为了判断这个模式和命令模式是否一致，还要对信号机的回测频率不断的进行检测。
发现异常就立即将报警信号传达给上机位。
先以编码形式将定位或反位命令不间断的发送给驱动模块和转辙机，在此期间还要不断的对转辙机的回测信号进行检测。
天线将信号传送给收信机后，收信机将这些信号转换为编码信号向智能监控分站传给，智能监控分站再将接收到的编码信号转换为固定代码，上传给上位机。
4.转辙机设计
根据煤矿的实际需求可以将转辙机设计成这几种控制方式：本机控制、计算机控制、位置闭锁以及手摇转换。
5.井下收发信机设计
系统运行时，安装在机车驾驶室内的发信机会以长波振幅键调制后用无线电的方式将各种编码信息发送出去，收信机就可以顺利的接收到信息。
天线通常都被安装在车顶棚的中间，供电采用机车逆变器输出的24V电源；发信机发送2位车类编码、2位引导位，6位机号编码，1位中止码，2位备用码和3位运行请求码，总共16位二进制编码。
编码以1:1或是1:3的间隔来进行发送。
上述信息中的运行请求有发车请求、左行、右行等信息码。
车类信息码有煤车、人车、料车以及其他车等。
大巷各检测点的天线接收到这些信息之后，会通过收信机将这些信息向智能监控分站传送，上位机监控系统内接收到智能监控分站通过网路传送的信息之后，系统就能将车类、车号这些信息实时的显示出来，并按照运行请求来控制相关的设备。
电子标签及其识别分站设计
电子标签及其识别分站的作用是实时监视调度主机和管理调配车辆，它可以对对一个水平多个巷道的车辆进行监测，并定位跟踪它们所处的位置。
系统中包括一定数量的识别分站和有源电子标签。
电子标签有着和识别分站相配的发射功率，发无线通信模块采用功率10mw，433MHz频段。
系统理论与调度算法
不同情况，不同类型的车辆，其调度问题的算法也会有所区别。
所谓的车辆调度问题，是指在装载点和卸载点上制定合适的行车路线，使车辆不仅能安然有序的从这些点通过，还能实现某些目标，另外为了解决信集闭系统中进路联锁表的自动生成问题，笔者从结合随机机车路径中的规律，从图论的观点提出了解决措施。
首先可以分析研究据进路间的各种复杂交叉的关系，为生成进路联锁表提供一定的依据。
再从图论的观点来了解系统中的进路，得到系统的进路图。
得到了这些之后为了得到生成进路锁表的算法，可以用矩形进行计算。
计算机程序会以以数据模块的形式存储系统自动生成的进路联锁进。
给定一组输入后，可利用这个进路联锁表将相应的输出值查出。
矿井机车运输监控系统只有在设定好任务以后才能调度指挥机车的运行。
尽管联锁运算的条件相同，但还是要根据所设计的矿井运输轨道图来确定具体的条件数量和情况。
参考文献
[1]卢玉强.新型井下轨道运输智能交通信集闭系统[J].科技与企业,2012,(2)
[2]滕少朋,王恒,钟建宇.新型井下轨道运输智能交通信集闭系统研究及应用[J].山东煤炭科技,2011,(12)
[3]李剑峰.提高井下信集闭系统可靠性的研究[J].煤矿机械,2011,(7)。