煤矿辅助运输智能调度平台的设计与实现 .pdf

煤矿辅助运输智能调度平台的设计与实 现 摘要：煤矿辅助运输调度的理论框架、车辆调度、单台设备调度平台设计等 方向都有研究，但大多数学者主要阐述辅助运输的设计框架，或者设计单台设备 的调度软件，而没有深入研究各设备的协同工作，没有考虑各模块的相互通信。 因此，为了实现智能化、少人值守的辅助运输调度，迫切需要建立一个覆盖整个 煤矿辅助运输设备的智能调度系统。 关键词：煤矿辅助运输；智能调度；调度平台；数字化管理； 针对煤矿辅助运输人工调度处理突发事件不够及时，智能化程度低等问题， 设计了一款煤矿辅助运输智能调度平台。首先根据煤矿实际情况，搭建辅助运输 平台架构；然后结合16W定位技术，实时定位辅助运输设备；使用特定接口协议 传输所收集到的数据，平台处理分析后，得到有效数据，通过LHM／KM协议，对 整个矿井的辅助运输设备及物料进行调度。该平台实现了井上智能调度井下设备 运输物料、井上调度室实时监测井下物料、人员及设备的状态、设备数据统计分 析、数字化管理。 一、智能调度平台的含义 煤矿井下辅助运输智能调度平台主要任务就是通过煤矿井下各类辅助运输机 器人，将物料运送至需求点。在上述过程满足矿井下巷道调度任务和煤矿安全的 多种复杂约束条件的前提下，辅助运输智能调度平台需要对井下辅助运输机器人 进行智能化调度，使辅助运输机器人在执行调度任务时，能够智能选取调度策略， 安全高效的将物料运送至井下需求点。首先要明确建立煤矿辅助运输智能调度平 台需要以下部分， （1）地面中央调度室：用于查看井下辅助运输各设备的状态， 调度人员可通过中央调度室下发调度指令，控制所有辅助运输设备，对整个辅助 运输流程进行规划。由主控计算机、服务器、无线传输装置以及显示器、电源等 组成。（2）分布于井下各个变电所的数据传输接口：通过接口协议来选择性传 输主控设备存储在井下分站的数据，实现井上于井下的数据互联。（3）布置于 井下的辅助运输巷道的关键点控制分站：负责及时管控分站固定设备，及时上报 流动设备状态，保证所属区域内设备的正常运行，与中央调度室实时沟通，并能 够向中央调度室及时反馈信息，从而确保调度的及时性准确性，能够让总控人员 及时管控整个调度过程。（4）基于5G传输的检测硬件和智能设备：检测设备通 过 5G 无线传输信号，井下设备通过各个分站进行数据传输，智能电机车、绞车、 单轨吊等设备进行工作。（5）井下无线信号传输所需要的基站设备：分布于井 下各平直巷道的数个5G分站，分站与信号机、读卡器、转辙机相交互。例电机 车上的电子标签通过5G信号传输其位置信息至读卡器。 二、调度平台总体架构 煤矿井下辅助运输智能调度平台旨在减少煤矿行业工作人员的负担，用于煤 矿井下的日常调度，包括井下工作，一览提供数字化智能管理，在提高煤矿井下 物料调度效率、减轻工作人员工作量的同时保障了矿业工作者的安全。调度平台 需要搭建识别控制层，用来接收和识别煤矿生产的各种资料、排班信息和数据， 实现平台对辅助运输过程的数据收集和处理。在此基础上，结合网络设施层、数 据传输层来将所有信息和数据进行汇总，筛选有用信息，进行传输，解决矿井数 据不互联的问题。调度平台通过应用系统层来分析调度数据信息，通过交互层、 用户层来实现调度平台的智能调度。 三、调度平台子系统设计 1.开发模式。目前的PC端应用有两种开发模式C／S和B／S。B／S架构即 Browser／Server （浏览器／服务器）结构，在需要的情况下，安装维护一个服 务器，使用人员只需在PC端使用浏览器来运行软件即可。相比于C／S架构需要 安装专门的客户端程序，B／S架构则更简单便捷，只需有网络和浏览器即可实时 查询、浏览页面，只需更改页面信息就能同时添加服务器功能，并且维护便捷， 可以做到远程维护，故就维护难度、操作便捷程度以及是否能够跨平台使用方面， 毫无疑问是B／S架构更胜一筹，因此本平台使用B／S架构。 2.平台服务器系统设计。平台服务器接收基站上传的单轨吊、电机车、显示 大屏、风门控制器、道岔主控器、UWB定位、基站状态等数据，并通过数据平滑 算法和数据自动填补算法对数据进行分析处理，得到分布于各地的基站信息、多 种辅助运输设备的运行数据、风门道岔的控制器信息，并将多种数据存储于数据 库中，平台使用者根据相关权限对数据进行查看并发出调度指令。（1）UWB通讯 模块设计。UWB通讯模块可以根据距离、时间、速度三者间的关系来判定分布于 各个不同位置的基站状态、