第五章通信、環(huán)保及節(jié)能一、安全監(jiān)控系統(tǒng)目前，礦井裝備1套江蘇三恒KJ70X型煤礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下各種氣體濃度、通風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)、通風(fēng)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)等，具備甲烷超限聲光報(bào)警、斷電和甲烷風(fēng)電閉鎖控制等功能。監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了礦、主體企業(yè)、縣、市四級(jí)聯(lián)網(wǎng)。本次設(shè)計(jì)利用安全監(jiān)控系統(tǒng)在副斜井、13#煤軌道大巷、13#煤東翼軌道大巷、13301工作面回風(fēng)順槽、綜放工作面回風(fēng)巷等處設(shè)置的一氧化碳傳感器和溫度傳感器監(jiān)測(cè)輔助運(yùn)輸路線柴油機(jī)齒軌卡軌車運(yùn)行中產(chǎn)生尾氣的情況。另外，瓦檢員配備氧化氮檢測(cè)儀對(duì)各巷道定期檢測(cè)，確保輔助運(yùn)輸巷道內(nèi)有毒有害氣體不超標(biāo)。機(jī)車配瓦斯傳感器，由本安電源DC12V供電，大于等于0.5%瓦斯?jié)舛葓?bào)警、斷電。安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)滿足使用要求，本次不做改造。二、工業(yè)電視系統(tǒng)目前，xx煤礦已配置一套工業(yè)電視系統(tǒng)。在副井井口房正對(duì)提升機(jī)，正對(duì)提升機(jī)控制臺(tái)，正對(duì)副井井口處設(shè)、井底車場(chǎng)、井底換裝硐室、正對(duì)斜巷上、下口、道岔、阻車器等處設(shè)置攝像機(jī)，滿足本工程監(jiān)視使用要求。本次設(shè)計(jì)工業(yè)電視系統(tǒng)不做改造。三、通信為保證礦井通信的安全性、可靠性，本礦井已設(shè)置一套KTJ119(A)數(shù)字程控調(diào)度交換系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)（KT393-F）、煤礦人員精準(zhǔn)定位系統(tǒng)（KJ1381J）及KT425煤礦井下數(shù)字廣播系統(tǒng)。通信系統(tǒng)能夠滿足輔助運(yùn)輸系統(tǒng)使用要求，本次設(shè)計(jì)不進(jìn)行改造。四、智能化防爆柴油機(jī)齒軌卡軌車具有無線視頻監(jiān)控功能，司機(jī)可自動(dòng)切換車輛運(yùn)行前、后方監(jiān)視工況，并具備圖像存儲(chǔ)、回放等功能；預(yù)留了智能化接口，便于后期智能化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)車定位、機(jī)車運(yùn)行信息、視頻等信息上傳地面要求。礦方可安裝智能車載終端及礦用本安型顯示屏，車載終端具備行車記錄儀功能，同時(shí)可實(shí)時(shí)監(jiān)控乘客艙和駕駛艙的人員情況，采集到的圖像信息支持本地查看和遠(yuǎn)程上傳地面調(diào)度中心查看。車載終端可實(shí)時(shí)與調(diào)度語(yǔ)音通話、系統(tǒng)推送的告警信息如防碰撞告警、彎道告警、違章告警等。1、系統(tǒng)架構(gòu)齒軌卡軌車運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器、監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)、視頻存儲(chǔ)服務(wù)器、礦用本安型無線基站、礦用本安LED顯示屏、車輛定位卡、無源卡、防爆計(jì)算機(jī)、礦用澆封兼本安型顯示器、隔爆兼本安電源等，以及配套輔材等組成。圖5-3-1xx煤礦齒軌卡軌車運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1運(yùn)輸調(diào)度中心在本礦數(shù)據(jù)中心配置齒軌卡軌車運(yùn)輸系統(tǒng)管理服務(wù)器1臺(tái)（可利用超融合服務(wù)器資源），配備1臺(tái)視頻存儲(chǔ)服務(wù)器，1臺(tái)客戶端電腦，用于遠(yuǎn)程查看和監(jiān)控機(jī)車運(yùn)輸系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在主控機(jī)房配備1臺(tái)機(jī)架工業(yè)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)地面和井下基站以及攝像機(jī)數(shù)據(jù)的交換。2.2齒軌卡軌車駕駛室在齒軌卡軌車上分別安裝車載通信分站、礦用車載平板電腦、礦用本安攝像機(jī)、礦用超聲波雷達(dá)。車載通信分站用來將收集到的視頻、定位信息等上傳到地面數(shù)據(jù)中心；超聲波雷達(dá)用來實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)制動(dòng)避障；在駕駛倉(cāng)內(nèi)安裝顯示器，用來接收顯示視頻圖像信息、道岔到位信息等。2.3無線基站本次設(shè)計(jì)采用本安型融合基站，內(nèi)含4G、UWB等功能模塊同時(shí)包含千兆交換機(jī)可直接接入環(huán)網(wǎng)和自組環(huán)網(wǎng)，可利用4G通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)車輛與車輛之間，車輛與調(diào)度之間聯(lián)絡(luò)通信，UWB功能模塊實(shí)現(xiàn)車輛精確定位。井下共設(shè)計(jì)本安型無線基站12臺(tái)本安型融合基站，主要覆蓋約3000米范圍巷道。2.4防碰撞告警在駕駛室內(nèi)安裝超聲波雷達(dá)和防碰撞告警裝置，通過軟件檢測(cè)齒軌卡軌車運(yùn)行速度和位置，同一軌道上的齒軌卡軌車距離小于100m或車前有障礙物時(shí)，聯(lián)動(dòng)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，聯(lián)動(dòng)齒軌卡軌車減速停車。2.5智能調(diào)度軟件系統(tǒng)地面集控中心部署齒軌卡軌車智能調(diào)度軟件系統(tǒng)，以3D建模、GIS及Web為主要呈現(xiàn)方式，提供包括語(yǔ)音調(diào)度通信、車輛定位、AI視頻監(jiān)視、車輛遠(yuǎn)控/遙控駕駛、道岔風(fēng)門自動(dòng)控制、文件傳輸、歷史記錄查詢等功能服務(wù)。礦車計(jì)劃、路線、位置、考核數(shù)據(jù)應(yīng)與井下物資智能化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。系統(tǒng)主要功能3.1、車輛管理（1）齒軌車精確定位車輛運(yùn)輸管理系統(tǒng)通過UWB精確定位技術(shù)對(duì)齒軌卡軌車位置信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可顯示齒軌卡軌車編號(hào)、車皮所在區(qū)域等信息，定位精度1米。顯示齒軌車在地圖上所處的位置及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)（在線、離線），顯示方式為WebGIS；文字顯示礦車所在區(qū)域，展示一些重要的井下地理位置（變電站、調(diào)度室、躲避硐室、皮帶頭等）。（2）系統(tǒng)查詢系統(tǒng)記錄并存儲(chǔ)車輛、道岔、風(fēng)門及其他相關(guān)設(shè)備的故障信息。如操作記錄（搬動(dòng)道岔、控制風(fēng)門、違章駕駛等）、車輛運(yùn)行記錄（對(duì)車輛的運(yùn)行軌跡及其沿途道岔、風(fēng)門的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行回放）等。用戶可通過車輛名稱、車輛號(hào)碼進(jìn)行檢索。（3）電子檔案系統(tǒng)可錄入并存儲(chǔ)車輛的相關(guān)信息。包括：車輛類型、車輛型號(hào)、生產(chǎn)廠家、采購(gòu)日期、保養(yǎng)周期等等。到達(dá)保養(yǎng)日期后，軟件會(huì)提醒調(diào)度員需對(duì)該車輛進(jìn)行保養(yǎng)，保養(yǎng)完成后，調(diào)度員需點(diǎn)擊保養(yǎng)完成。系統(tǒng)可錄入所有司機(jī)的班次。包括：司機(jī)姓名、司機(jī)照片、上班時(shí)間、駕駛車輛。3.2GIS地圖顯示功能系統(tǒng)軟件可實(shí)時(shí)顯示齒軌卡軌車的實(shí)時(shí)位置，便于煤礦調(diào)度管理人員充分掌握井下車輛運(yùn)行信息；3.3語(yǔ)音通話配置礦用本安型手機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)問題可拍照取證，發(fā)送短信息。采用無線信號(hào)可接入環(huán)網(wǎng)，與本礦已有的無線通信系統(tǒng)的信號(hào)相互接通，實(shí)現(xiàn)直接撥打行政電話，可及時(shí)與地面調(diào)度等行政單位聯(lián)系?？赏ㄟ^調(diào)度電話與司機(jī)、其他人員相互通話。調(diào)度員可對(duì)正在進(jìn)行通話的雙方進(jìn)行調(diào)度管理：?jiǎn)魏?、組呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等。系統(tǒng)內(nèi)所有通信均可記錄及錄音，便于礦方后續(xù)事件分析。軟件可以通過索引（聯(lián)系人、號(hào)碼）查看通話記錄。3.4多客戶端管理功能系統(tǒng)配置有數(shù)據(jù)服務(wù)器，支持多個(gè)客戶端同時(shí)監(jiān)控和管理功能，便于在地面調(diào)度中心和井下監(jiān)控硐室同時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行管控和信息掌握，減少信息傳遞時(shí)間，提升調(diào)度效率。3.5、駕駛功能（2）遠(yuǎn)程駕駛調(diào)度員通過“齒軌車智能調(diào)度管理系統(tǒng)”網(wǎng)頁(yè)能遠(yuǎn)程控制齒軌車的前進(jìn)、后退、停車、加速、減速、鳴號(hào)、照明等?？蓪?shí)時(shí)顯示齒軌車的實(shí)時(shí)狀態(tài)。（2）無人駕駛調(diào)度員通過“齒軌車智能調(diào)度管理系統(tǒng)”網(wǎng)頁(yè)能開啟齒軌車機(jī)車無人駕駛模式。齒軌車車能自動(dòng)安全通過風(fēng)門、道岔，道岔自動(dòng)判斷正確位置，實(shí)現(xiàn)固定線路的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無人駕駛。（3）遙控駕駛司機(jī)可以在車上看到車載攝像儀的實(shí)時(shí)畫面，便于在交叉口，視野盲點(diǎn)等地點(diǎn)提供輔助功能，有利于安全行車。視頻也可實(shí)時(shí)傳輸至地面，便于后期分析和調(diào)度使用，地面調(diào)度員能遠(yuǎn)程控制車輛前進(jìn)、后退、停車、加速、減速、鳴號(hào)、照明等。3.6道岔控制功能（僅預(yù)留功能接口）對(duì)礦上齒軌卡軌車軌道進(jìn)行電氣化部署，采集控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)道岔狀態(tài)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，本地控制優(yōu)先級(jí)大于遠(yuǎn)控優(yōu)先級(jí)。3.7、行車安全（1）避障系統(tǒng)配備車載雷達(dá)，車輛運(yùn)行前方出現(xiàn)障礙物時(shí)，自動(dòng)判別障礙物距離，在安全距離內(nèi)時(shí)減速慢行，小于安全距離時(shí)自動(dòng)剎車避障，語(yǔ)音提示司機(jī)“前方有障礙物，請(qǐng)注意安全”，并在上位機(jī)報(bào)警。（2）道岔控制道岔控制裝置可實(shí)現(xiàn)道岔的手動(dòng)、遙控和自動(dòng)控制功能，道岔控制器采用抗干擾能力強(qiáng)的單片機(jī)對(duì)無線遙控信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，可遠(yuǎn)距離對(duì)道岔進(jìn)行遙控控制。機(jī)車無人駕駛模式時(shí)，道岔控制裝置能根據(jù)運(yùn)行線路自動(dòng)搬動(dòng)道岔。顯示器直觀的指示出道岔的工作狀態(tài)；道岔動(dòng)作過程中有語(yǔ)音提示。（3）網(wǎng)絡(luò)掉線當(dāng)網(wǎng)絡(luò)斷線后，車輛控制器自主判斷網(wǎng)絡(luò)故障，自動(dòng)停車。系統(tǒng)中具備相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)檢測(cè)算法，該算法會(huì)定時(shí)或者持續(xù)性地監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接的狀態(tài)，包括信號(hào)強(qiáng)弱、延遲、丟包率等指標(biāo)。一旦監(jiān)測(cè)到網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)出現(xiàn)異?；蛘哌_(dá)到預(yù)設(shè)的故障閾值，系統(tǒng)會(huì)立即觸發(fā)停車程序。停車程序會(huì)通過車輛控制器發(fā)送停車指令，使車輛安全停在預(yù)設(shè)的位置或者采取其他緊急措施，并通知相關(guān)人員，以避免發(fā)生意外，確保煤礦無人駕駛系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性。（4）車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)內(nèi)所有車輛運(yùn)行狀態(tài)（運(yùn)行/停止、速度、故障信息、整車信息（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、夾緊壓力、制動(dòng)壓力等）），并生成對(duì)應(yīng)的曲線圖。3.8、AI視頻監(jiān)視調(diào)度室可觀看車輛前后的實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像及回放。系統(tǒng)具備行車記錄儀功能，可通過攝像儀記錄行車視頻上傳至地面調(diào)度室，以便故障追查。AI攝像儀可實(shí)現(xiàn)異常情況智能識(shí)別、抓拍照片、人員識(shí)別/統(tǒng)計(jì)、區(qū)域報(bào)警等。3.9