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KJZ21矿井轨道电机车无人驾驶系统

系统概述


    KJZ21矿井轨道电机车无人驾驶系统国内首套基于AI技术,面向井下低照度、易爆环境的矿用机车无人驾驶系统。系统以高速无线通信及工业环网为传输平台,以KJ293(A)矿用轨道运输监控系统为安全依托,采用井下机车精确定位技术、图像识别处理技术和机车安全运调技术,并结合电机车智能化控制的矿井安全生产运输综合监控系统,可以实现电机车物料矿石装运卸全过程的无人化驾驶作业。



系统结构及功能



       产品开发获国家科技部国际科技合作项目支持,2018年元月通过成果验收会。

 

 

产品功能


      1、网络实时通信功能。系统通过构建有线、无线通信网络,能实时上传井下监控执行设备状态、电机车行进路况视频及车况信息到调度中心,能实时下发机车驾控作业指令到车载控制器。


      2、精确位置检测功能:系统采用高可靠的精确连续定位技术,并结合移动目标路径追踪技术,定位信标与信号机、通信基站等设备配套使用,能实现具有亚米级精度的高精度位置检测,为无人调度模式下的联锁安全控制提供核心技术支撑。


      3、联锁安全控制功能。系统通过构建运输信号监控系统,实现运输区间信号闭塞,进路、信号上车联锁控制,实现对多列电机车的有序调度、安全防护控制。


      4、工况状态监测功能。控制中心显示屏能远程监测井下运输巷道移动视频、定点视频,以及电机车的速度、电流、电压等工况信息、自诊断状态,同时还能以三维/二维形态展现电机车动态位置、轨线设备工作状态。


      5、远程驾驶测控功能。系统通过构建的车地通信网络,传输电机车安全驾驶指令,可以在控制中心实现对电机车的启/停、加/减速、点动/半速/全速运行、方向选择、撒砂、鸣笛、照明、多机牵引等驾驶行为的自动操作与执行。


      6、车载安全防护功能。车载具有基于深度学习的路况分析、路障预警防碰撞和车距管控等安全防护功能,可以实现系统级的无人驾驶运行等级授权和工作模式切换管理。


      7、运输计量统计功能。通过在铲装/车皮安装的泛在信息采集终端、在矿仓安装的仓位传感器以及在卸载站安装的轨道衡数据采集装置,系统可以监测各铲装/车皮运配送情况、各矿仓料位和容量跟踪曲线,便于车列调度和配矿管理。


      8、配矿调度管理功能(金属矿山)。系统可通过录入目标矿石品位,结合矿仓容量跟踪曲线和运输计量数据,自动生成矿石品位调度计划。


      9、矿石自动装卸功能(金属矿山)。系统可以在控制中心实现矿车与矿仓溜嘴的精准对位、联动装车控制,可以在卸矿区实现与电控闸机、电控喷淋装置的自动卸矿联动控制。


      10、牵引供电测控功能(金属矿山)。系统可以监测牵引整流变的开停状态、电压、故障等信号,远程控制架线分区开关并能检测开关工作状态,并实现系统级的控制联动。

 

产品特点


      □ 与矿井机车运输监控系统无缝结合,实现自动开放进路,既提高调度效率,又保障了机车运输行驶安全,AP基站与矿井机车运输监控系统设备合二为一,节省设备的投入。


      □ 采用先连接后断开的软切换双流通信模式,构建可靠的车地无线通信网络,机车行驶过程中,能够实现AP基站间的快速、可靠的漫游切换,降低数据丢失的风险。


      □ 开发了智能调度管理软件、车载防护软件、重演软件,能够确保运输水平面的各电机车安全运行,重演软件在选定的时间以随意的速度重现运输过程,以便进行调度分析,优化调度策略。


      □ 系统设计充分考虑到矿山轨道运输信号的高安全性要求,从软件的容错到硬件电路的设计与实现,均融入了故障—安全思想,使电机车自身安全状况不依赖于远程调度指令,当出现车距超限、通信网络堵塞、命令超时和通信故障时能自动防护导向安全侧。


      □ 系统容量大,控制范围广,结构简单,井下设备采用积木式结构,适应不同规模的矿井,基本系统安装后,方便用户对系统进行扩充、改造,以适应运输路线的调整需求。


      □ 与人员定位系统兼容,可同步建设,节约建设投资成本,并实现“人员—机车”控制联动。


典型应用单位


      淮北矿业股份有限公司

      中煤新集能源股份有限公司


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