一種實現井下機車作業優化調度的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及井下礦山、電子信息領域，主要針對井下礦山參與生產的運輸機車作業情況，提出一種最優調度的方法，綜合利用計算機學、運籌學和GIS等技術，實現井下機車生產作業的優化調度。
【背景技術】
[0002]目前井下礦山作業機車的調度系統大多為人工調度，部分依靠可編程控制器(PLC)為主的“信集閉”系統，通過人工操作，由PLC控制道岔、紅綠燈等設備狀態實現對井下機車的調度，存在無法及時掌握井下路況信息、只能針對局部進行調度、運輸效率低等問題。隨著井下礦山現代開采技術自動化程度的提高，礦山企業面對如何提高工作效率、提高工作安全系數、提高運營效率等現狀，對井下作業設備的自動化、信息化乃至無人化的需求也越來越高。
【發明內容】
[0003]本發明針對現有人工調度的缺陷，以車站、單軌路段、道岔等作為約束條件，模擬現實井下機車軌道路網情況生成路口數據，建立地圖拓撲結構，在此基礎上結合實時獲取的機車信息和路況信息，以及預先設定的調度規則形成機車作業調度優化算法，通過該算法得到機車的最優調度指令，并下發給每一輛機車，實現自動派車，自動控制道岔及紅綠燈狀態，有效的縮短了機車工作時間，提高井下機車運輸生產效率。
【附圖說明】
[0004]圖1機車優化調度工作流程圖2優化調度算法的輸入與輸出圖3機車運行軌道GIS地圖
圖中:1為機車，2為機車司機，3為車載終端，4為無線通信網絡，5為地面調度中心，6為監控計算機，7為調度人員(生產指揮人員)，8為匯車站點，9為岔道，10為單軌路段，11為調度區域，12為紅綠燈。
【具體實施方式】
[0005]在井下礦山作業的機車(1)上安裝車載終端(3)，車載終端(3)通過井下無線通信網絡(4)與調度中心(5)的監控計算機(6)進行數據通信，調度中心(5)的監控計算機
[6]上運行優化調度算法和井下礦山機車運行軌道的真實數字GIS地圖。
[0006]機車運行軌道GIS地圖模擬現實井下軌道道路網情況，將井下軌道線路中有2條或者多條軌道并行的停車區域分解定義為匯車站點(8);將連接不同單軌路段的站點分解定義為岔道(9)，具有多個可選擇的行進方向；將匯車站點(8)和岔道(9)間的連接軌道分解定義為單軌路段(10)，單軌路段(10)被機車占用后只允許與其一行進方向的機車行駛。匯車站點(8)、岔道(9)和單軌路段(10)作為機車軌道GIS的基本單元和機車行駛必經或必占用的關鍵點，我們定義其為路口數據。將路口數據連接起來，建立地圖拓撲結構。
[0007]崗位司機⑵通過車載終端(3)進行工作指令申請，調度中心(5)監控計算機(6)上的優化調度算法依據車載終端(3)上傳的工作指令申請；將地圖拓撲結構中由單軌路段
(10)和岔道(9)連接組成的獨立區域分解成多個調度區域(11);根據機車當前所在地圖拓撲結構中的位置和所去目的地的位置，獲取機車途經的調度區域(11)列表和該機車當前所在及下一個調度區域(11)內其他機車當前位置信息、行進方向、對軌道的占用情況以及調度區域(11)各機車的預計運行時間。
[0008]優化調度算法依據車載終端(3)上傳的工作指令申請、調度區域(11)列表和其他機車情況信息，結合封閉路段不允許機車倒車避讓；低優先級方向機車避讓，高優先級方向機車行駛；優先級相同的情況，到達目的地時間最短的機車優先行進等原則；自動全面規劃車輛和路段的運行及封閉狀況，得出對于該車輛的最合理調度指令，當機車進入到下一個調度區域時重復上述計算過程；通過井下無線通信網絡(4)下發到車載終端(3)和道岔
[9]及紅綠燈(12)的控制器(PLC)，控制器(PLC)接收指令后將道岔(9)和紅綠燈(12)置成相應狀態；車載終端(3)接收到調度指令后，提示司機(2)按調度指令運行。從安全角度考慮，調度指令從監控計算機(6)下發給車載終端(3)前，可提醒并顯示給生產指揮人員
(7)，由生產指揮人員(7)仲裁指令的可行性，確認后再下發至車載終端(3)。
經濟效益
[0009]本方法可實現對井下機車運輸過程的全程監控與行進避讓的自動控制，能夠縮短機車工作時間，提高礦區運輸能力，降低運輸運營成本，有效提高井下機車運輸生產效率與調度管理水平，為井下機車作業無人駕駛奠定基礎。
【主權項】
1.一種實現井下機車作業優化調度的方法，其特征是模擬現實井下機車軌道路網情況生成路口數據，建立地圖拓撲結構，根據機車當前所在地圖拓撲結構中的位置和所去目的地的位置，將地圖拓撲結構分解為多個調度區域(11);獲取該機車途經的調度區域(11)列表和該機車當前所在及下一個調度區域(11)內其他機車當前位置信息、行進方向、對軌道的占用情況、各機車的預計運行時間，結合調度規則而形成，自動全面規劃車輛和路段的運行及封閉狀況，得出對于該車輛的最合理調度指令，當機車進入到下一個調度區域時重復上述計算過程，實現自動派車，自動控制道岔及紅綠燈狀態。2.根據權利要求1所述的地圖拓撲結構，其特征是將路口數據連接起來而生成;定義匯車站點(8)、岔道(9)和單軌路段(10)為優化調度算法的路口數據。3.根據權利要求1所述的調度區域，其特征為地圖拓撲結構中由單軌路段(10)和岔道(9)連接組成的獨立區域。4.根據權利要求1所述的調度規則，其特征為封閉路段不允許機車倒車避讓；低優先級方向機車避讓，高優先級方向機車行駛；優先級相同的情況，到達目的地時間最短的機車優先行進。
【專利摘要】本發明針對目前井下礦山機車作業人工調度現狀，設計一套井下機車作業調度的優化方法，優化調度算法根據安裝在機車上的車載終端上傳的工作指令申請、機車當前所在地圖拓撲結構中的位置和所去目的地的位置，獲取該機車途經的調度區域列表和該機車當前所在及下一個調度區域內其他機車當前位置信息、行進方向、對軌道的占用情況、各機車的預計運行時間，結合避讓、優先級、到達目的地時間最短的機車優先行進等調度原則，自動全面規劃車輛和路段的運行及封閉狀況，實現自動派車，自動控制道岔及紅綠燈狀態。指導機車司機生產作業，可提高礦區運輸能力、降低運輸運營成本，有效提高井下機車運輸生產效率與調度管理水平，并為井下機車無人駕駛奠定基礎。
【IPC分類】B61L27/00
【公開號】CN105270444
【申請號】CN201410343455
【發明人】石國峰, 蘇新明, 李振環, 何文超, 樵永鋒, 呂濤
【申請人】丹東東方測控技術股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月18日