許躍龍，朱貴運(yùn)

（彝良馳宏礦業(yè)有限公司，云南 昭通 657600）

隨著機(jī)械制造技術(shù)、信息化技術(shù)、智能制造技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)礦山機(jī)械化和自動(dòng)化水平不斷提升[1]。某地下鉛鋅礦山井下原礦運(yùn)輸是通過(guò)各中段溜礦井將原礦放到主運(yùn)輸巷道放礦機(jī)，再經(jīng)有軌運(yùn)輸電機(jī)車(chē)運(yùn)至提升斜井和豎井向外運(yùn)輸。采用電機(jī)車(chē)牽引礦車(chē)，井下有軌運(yùn)輸量較大。每臺(tái)電機(jī)車(chē)為雙向開(kāi)車(chē)，配兩名電機(jī)車(chē)司機(jī)。同時(shí)放礦機(jī)處設(shè)置有專(zhuān)人放礦，放礦、裝礦、卸礦、扳道等環(huán)節(jié)均由人工操作和看守。根據(jù)調(diào)度任務(wù)電機(jī)車(chē)司機(jī)前往裝礦點(diǎn)裝礦，由放礦工進(jìn)行裝礦。放礦工每裝完一節(jié)礦車(chē)和司機(jī)進(jìn)行溝通移車(chē)，再進(jìn)行裝礦。整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程需要電機(jī)車(chē)司機(jī)與放礦工密切配合，如果溝通不及時(shí)極易造成多裝、少裝和掉礦。電機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中司機(jī)需停車(chē)、下車(chē)、扳道岔、上車(chē)、啟車(chē)五個(gè)步驟，存在一定的安全隱患，且無(wú)法及時(shí)、有效、科學(xué)的控制，也造成了效率的降低。對(duì)于電機(jī)車(chē)司機(jī)本身，在駕駛過(guò)程中需要手動(dòng)起降電機(jī)車(chē)升降工，操作繁瑣。同時(shí)，車(chē)場(chǎng)中段溜井粉塵、噪聲大，極易造成職業(yè)病傷害，裝礦與電機(jī)車(chē)運(yùn)行交叉存在一定的事故安全隱患。因此，研究在該井下具備人車(chē)分離基礎(chǔ)條件的中段，建設(shè)電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛和裝卸礦自動(dòng)控制系統(tǒng)意義重大，對(duì)實(shí)現(xiàn)井下運(yùn)輸作業(yè)效率提升、改善惡劣環(huán)境人工作業(yè)和為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益等方面均能起到重要作用。

1 無(wú)人機(jī)車(chē)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)發(fā)展概況

國(guó)內(nèi)無(wú)人駕駛車(chē)輛的研究相對(duì)于國(guó)外開(kāi)展得要晚，在當(dāng)今的柔性制造系統(tǒng)中，有軌車(chē)（Rail Guided Vechicle）、自導(dǎo)車(chē) （Rail Guided Vechicle）已成為主要工件傳輸工具。RGV以定位精度高、速度快在柔性制造系統(tǒng)中大量使用；AGV以其路徑柔性好適用于大型及非線(xiàn)性布置的場(chǎng)合，有些大型柔性制造系統(tǒng)中，RGV與AGV并存，RGV負(fù)責(zé)單元內(nèi)的工件運(yùn)輸，AGV負(fù)責(zé)各單元和立體工件庫(kù)之間的運(yùn)輸任務(wù)。

2011年12月12日，我國(guó)第一臺(tái)無(wú)人駕駛變頻電機(jī)車(chē)在湖南湘潭牽引機(jī)車(chē)廠(chǎng)下線(xiàn)。此次下線(xiàn)的無(wú)人駕駛變頻電機(jī)車(chē)全稱(chēng)是“噸礦用架線(xiàn)式雙機(jī)牽引無(wú)人駕駛變頻調(diào)速電機(jī)車(chē)”，由中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司和湘潭牽引機(jī)車(chē)廠(chǎng)聯(lián)合研發(fā)，是一款集多學(xué)科技術(shù)于一體的機(jī)電產(chǎn)品，綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、總線(xiàn)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)等，并首次將智能化控制引用到無(wú)人駕駛電機(jī)車(chē)運(yùn)輸系統(tǒng)中來(lái)，其運(yùn)行狀態(tài)具有單機(jī)和雙機(jī)兩種模式。

2 系統(tǒng)構(gòu)建目標(biāo)和功能

2.1 構(gòu)建設(shè)計(jì)目標(biāo)

以保障生產(chǎn)高效運(yùn)行、改善勞動(dòng)強(qiáng)度和簡(jiǎn)化操作為原則。綜合考慮礦區(qū)現(xiàn)有設(shè)施及后續(xù)建設(shè)，建設(shè)穩(wěn)定可靠且先進(jìn)成熟的電機(jī)車(chē)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。將放礦工、電機(jī)車(chē)司機(jī)等人的工作職能整合至現(xiàn)有的地面調(diào)度指揮中心，將電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛運(yùn)行同裝卸礦、軌道衡計(jì)量聯(lián)動(dòng)控制。完成后電機(jī)車(chē)自動(dòng)運(yùn)行至溜井震動(dòng)放礦機(jī)裝礦，自動(dòng)運(yùn)行至提升斜井和豎井卸礦點(diǎn)，卸礦后自動(dòng)運(yùn)行到停車(chē)點(diǎn)等待裝礦。一列車(chē)裝礦后操作人員可以立即切換下一列車(chē)進(jìn)行裝礦、稱(chēng)重，如此循環(huán)。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

在井下有軌運(yùn)輸無(wú)人駕駛系統(tǒng)中，電機(jī)車(chē)從卸載站開(kāi)始。按照各采場(chǎng)和各個(gè)礦房溜井測(cè)量礦量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)開(kāi)采礦量到采區(qū)溜井后，以基本固定裝載量為標(biāo)準(zhǔn)限制裝載重量和方量進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控裝礦[2]。按照計(jì)劃自動(dòng)調(diào)度電機(jī)車(chē)進(jìn)行裝礦，并且根據(jù)運(yùn)輸線(xiàn)路和時(shí)段對(duì)受電弓自動(dòng)升降。而電機(jī)車(chē)整流硐室供配電時(shí)間控制，則根據(jù)電機(jī)車(chē)自動(dòng)運(yùn)行線(xiàn)路和時(shí)間進(jìn)行供配電自動(dòng)控制。同時(shí)對(duì)電機(jī)車(chē)到卸載站完成自動(dòng)卸載后設(shè)計(jì)自動(dòng)清掃功能，保障電機(jī)車(chē)運(yùn)行順暢。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能如下：①振動(dòng)放礦機(jī)變電所內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與視頻在線(xiàn)監(jiān)視；②電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛控制（ATP/ATO）；③電機(jī)車(chē)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位；④根據(jù)溜井料位、礦石品位優(yōu)化電機(jī)車(chē)調(diào)度方案；⑤通過(guò)視頻監(jiān)視配合遠(yuǎn)程高效裝礦控制；⑥紅綠燈、轉(zhuǎn)轍機(jī)交通管制控制（信集閉控制系統(tǒng)）；⑦電機(jī)車(chē)卸礦自動(dòng)控制及自動(dòng)清掃；⑧電機(jī)車(chē)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重（軌道衡系統(tǒng)）；⑨主干網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)輸巷道無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)融合；⑩運(yùn)輸水平所有運(yùn)輸設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及視頻監(jiān)控（裝礦、運(yùn)輸、卸載、道岔等）實(shí)時(shí)在毛坪礦調(diào)度指揮中心顯示；11○將人員的工作位置由井下移動(dòng)到地面，并將多工種合并為一人操控，減少人員成本和職業(yè)病的發(fā)生，最大程度為企業(yè)降低成本；12○遠(yuǎn)程遙控裝礦功能，電機(jī)車(chē)能夠全自動(dòng)無(wú)人駕駛運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)控制室一操控臺(tái)監(jiān)控多臺(tái)電機(jī)車(chē)，提高作業(yè)效率；13○自動(dòng)記錄井下運(yùn)輸?shù)母黜?xiàng)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)形成生產(chǎn)報(bào)表，為生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；14○能夠與上層的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成；15○實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)出現(xiàn)的預(yù)警、故障等信息進(jìn)行報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)，便于判斷、分析電機(jī)車(chē)運(yùn)輸裝礦，保證電機(jī)車(chē)的安全高效穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 系統(tǒng)組成模塊

綜合考慮礦區(qū)現(xiàn)有設(shè)施在主要運(yùn)輸中段310 m中段建設(shè)，系統(tǒng)由地表和井下部分組成。地表部分將放礦工、電機(jī)車(chē)司機(jī)等人的工作職能整合至統(tǒng)一到調(diào)度指揮中心，通過(guò)集中操控電機(jī)車(chē)的同時(shí)進(jìn)行裝卸礦。井下部分主要包括中段運(yùn)輸PLC控制系統(tǒng)、變頻電機(jī)車(chē)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電機(jī)車(chē)定位系統(tǒng)以及通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通知配置配套建設(shè)軌道衡用于運(yùn)輸裝礦計(jì)量[3]。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 Structure chart for unmanned system of motor cars

3 各功能單元設(shè)計(jì)

毛坪礦電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛系統(tǒng)主要包括派配礦單元、機(jī)車(chē)自動(dòng)單元、裝礦單元、運(yùn)行單元、卸礦單元、軌道控制單元和通信網(wǎng)絡(luò)單元[4]。系統(tǒng)各功能單元如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能單元框圖Fig.2 Block diagram of system functional units

3.1 派配礦單元

結(jié)合毛坪礦現(xiàn)場(chǎng)，將派配礦單元控制中心設(shè)在現(xiàn)地表調(diào)度中心。負(fù)責(zé)310 m中段有軌運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化集中操控和管理。通過(guò)安裝電機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)操作臺(tái)，分別顯示和控制電機(jī)車(chē)、放礦機(jī)、卸載站、信集閉、網(wǎng)絡(luò)等控制單元；控制中心系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)智能分析單元，放礦控制單元，電機(jī)車(chē)控制單元等。實(shí)現(xiàn)控制中心對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控功能、遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)。主要硬件構(gòu)成：服務(wù)器、電機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程駕駛操作臺(tái)、工控機(jī)、UPS等設(shè)備。

3.2 機(jī)車(chē)單元

原有的電機(jī)車(chē)均為串電阻調(diào)速，不具備無(wú)人駕駛系統(tǒng)條件。在310 m中段配置變頻調(diào)速電機(jī)車(chē)，并在電機(jī)車(chē)本體安裝ATP/ATO控制單元及核心控制單元、網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)客戶(hù)端、控制觸摸屏、網(wǎng)絡(luò)攝像頭以及必要的輔助設(shè)備[5]。本單元實(shí)現(xiàn)電機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程遙控功能、電機(jī)車(chē)與控制中心通訊功能、電機(jī)車(chē)的各項(xiàng)保護(hù)功能以及電機(jī)車(chē)自動(dòng)駕駛功能。電機(jī)車(chē)在遠(yuǎn)程遙控過(guò)程中，為了方便司機(jī)操作，降低在整個(gè)作業(yè)期間的疲勞程度，設(shè)計(jì)多種人性化功能。比如：彎道限速、定速巡航、裝礦定速巡航、裝礦自動(dòng)對(duì)車(chē)、卸載站限速通過(guò)、受電弓自動(dòng)升降等。

3.3 裝礦單元

在振動(dòng)放礦機(jī)前方安裝攝像頭，將畫(huà)面?zhèn)鬏數(shù)娇刂浦行牟僮髋_(tái)的顯示器上。使操作人員能夠通過(guò)觀(guān)察現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面確定裝礦情況，避免車(chē)輛的上裝、冒裝等現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)在儲(chǔ)礦倉(cāng)安裝視頻監(jiān)控和雷達(dá)料位計(jì)，實(shí)時(shí)掌握礦倉(cāng)料位情況，為車(chē)輛調(diào)度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)礦倉(cāng)狀態(tài)，出現(xiàn)異常自動(dòng)彈出報(bào)警。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)礦倉(cāng)振動(dòng)放礦機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改造，同時(shí)輔以視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制中心一對(duì)多遠(yuǎn)程遙控電機(jī)車(chē)的裝礦、運(yùn)輸和卸載等工作。一人操控電機(jī)車(chē)并同時(shí)通過(guò)視頻遠(yuǎn)程控制裝礦，提高裝礦速度。遙控裝礦單元包括：遠(yuǎn)程操作部分、裝礦站控制部分、視頻監(jiān)控部分，通過(guò)以上三部分為電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛奠定基礎(chǔ)。

遠(yuǎn)程操作部分主要是遙控放礦操作臺(tái)，安裝在調(diào)度指揮中心內(nèi)。遙控放礦操作臺(tái)與遙控電機(jī)車(chē)操作臺(tái)融合為一個(gè)操作臺(tái)，操作臺(tái)上設(shè)置1套操控放礦裝置和1套電機(jī)車(chē)遙控裝置。操作臺(tái)上安裝控制臺(tái)板，上面布置操控手柄及按鈕。每套遙控操作臺(tái)前部安裝兩臺(tái)視頻顯示單元和一臺(tái)計(jì)算機(jī)監(jiān)控單元。操作臺(tái)前安裝視頻監(jiān)視顯示器一臺(tái)，用于顯示裝礦站和卸礦站工作畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)放礦機(jī)裝礦控制功能。

3.4 運(yùn)行單元

3.4.1 電機(jī)車(chē)精確定位

電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛單元的關(guān)鍵點(diǎn)在于是否能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的掌握電機(jī)車(chē)位置，單元中必須將機(jī)車(chē)位置精確掌握才能保證整個(gè)單元的安全穩(wěn)定的運(yùn)行。單元中在運(yùn)輸線(xiàn)重要節(jié)點(diǎn)位置加裝定位裝置，并根據(jù)無(wú)線(xiàn)通訊基站的鏈接節(jié)點(diǎn)，確定機(jī)車(chē)位置[6]，使其定位精度達(dá)到（300～500）mm，滿(mǎn)足遠(yuǎn)程控制需求。機(jī)車(chē)精確定位由定位數(shù)據(jù)采集單元、測(cè)速編碼器、機(jī)車(chē)精確定位、定位標(biāo)簽等檢測(cè)裝置組成。在軌道上安裝定點(diǎn)檢測(cè)裝置定點(diǎn)檢測(cè)，當(dāng)電機(jī)車(chē)到達(dá)該點(diǎn)時(shí)，裝置輸出信號(hào)，根據(jù)定位的不同觸發(fā)不同控制指令。主要包括：①在整個(gè)軌道內(nèi)合理布置定點(diǎn)檢測(cè)裝置，切實(shí)避免區(qū)間劃分模糊，實(shí)現(xiàn)電機(jī)車(chē)的安全分區(qū)管理，同時(shí)對(duì)電機(jī)車(chē)位置進(jìn)行校準(zhǔn)；②在卸礦站前后分別加裝定點(diǎn)檢測(cè)裝置，用于觸發(fā)減速和判斷卸礦完成；③在軌道衡前后分別加裝定點(diǎn)檢測(cè)裝置，用于觸發(fā)和判斷計(jì)量完成；④在軌道道岔合點(diǎn)處設(shè)置定點(diǎn)檢測(cè)裝置，對(duì)軌道道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)所在區(qū)間實(shí)現(xiàn)過(guò)車(chē)關(guān)聯(lián)拒動(dòng)；⑤其他供方認(rèn)為需要加裝定點(diǎn)檢測(cè)的位置。

定點(diǎn)檢測(cè)裝置能夠完成機(jī)車(chē)運(yùn)行的分區(qū)管理，在程序中可對(duì)不同分區(qū)進(jìn)行速度設(shè)定，使機(jī)車(chē)運(yùn)行在較理想狀態(tài)。確定電機(jī)車(chē)的精確位置后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際行駛位置，從而控制受電弓自動(dòng)升降和整流硐室供配電時(shí)機(jī)，電機(jī)車(chē)自動(dòng)行駛到卸載站完成自動(dòng)卸載等循環(huán)工作流程。

3.4.2 牽引變自動(dòng)控制

牽引變自控單元主要采集牽引整流變的開(kāi)停狀態(tài)、電壓、故障等信號(hào)，檢測(cè)供電電源是否正常，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停整流柜。采集的信號(hào)進(jìn)入牽引變內(nèi)設(shè)置的自控柜，最終傳輸?shù)娇刂浦行模瑢?shí)現(xiàn)牽引整流變的遠(yuǎn)程監(jiān)視。當(dāng)牽引整流變出現(xiàn)故障時(shí)，控制中心發(fā)出指令，控制相應(yīng)的電機(jī)車(chē)減速停車(chē)，保護(hù)設(shè)備及人員安全。

3.5 卸礦單元

自動(dòng)卸礦單元主要包含自動(dòng)卸礦、自動(dòng)清掃、視頻監(jiān)控等功能。在卸礦出入口處各增加一套視頻攝像機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將卸礦地點(diǎn)的信息傳輸?shù)娇刂浦行模沟眠h(yuǎn)程監(jiān)視人員能夠掌握卸礦站的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。配置一套自動(dòng)噴霧降塵裝置，使現(xiàn)場(chǎng)滿(mǎn)足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

3.6 軌道控制單元

該單元是地面遠(yuǎn)程遙控電機(jī)車(chē)的基礎(chǔ)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮電機(jī)車(chē)運(yùn)行路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程信號(hào)燈自動(dòng)提示和電動(dòng)道岔自動(dòng)控制[7]。但現(xiàn)場(chǎng)道岔均為手工操作，不具備遠(yuǎn)程控制條件，因此在310 m中段建設(shè)初期設(shè)計(jì)和使用電動(dòng)礦用電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)，實(shí)現(xiàn)扳道滿(mǎn)足遠(yuǎn)程控制條件。井下電機(jī)車(chē)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸和裝卸礦全流程閉鎖運(yùn)行，用電動(dòng)道岔替換人員現(xiàn)場(chǎng)下車(chē)手動(dòng)板道岔，能夠保證電機(jī)車(chē)井下運(yùn)輸?shù)陌踩同F(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作。

信集閉控制單元采用集散式計(jì)算機(jī)控制結(jié)構(gòu)，上位機(jī)設(shè)在控制中心，下位機(jī)由1套西門(mén)子1500系列主站和多套遠(yuǎn)程IO分站構(gòu)成。主站安裝在地面控制中心，分站根據(jù)控制的就近性，統(tǒng)一設(shè)計(jì)安裝，用于控制就近的轉(zhuǎn)轍機(jī)、紅綠燈。主站與分站，分站與分站之間均通過(guò)光纖、交換機(jī)相連接，完成數(shù)字信號(hào)傳輸。軌道控制構(gòu)成如圖3所示。

圖3 軌道控制單元構(gòu)成圖Fig.3 Composition diagram for control units of rolling road

3.7 通訊網(wǎng)絡(luò)單元

依據(jù)礦山通信現(xiàn)狀設(shè)計(jì)集成通訊、監(jiān)控一體化的網(wǎng)絡(luò)單元，采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及當(dāng)前國(guó)際流行的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)相結(jié)合的技術(shù)方案。有線(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于1 000 Mb/s光纖以太網(wǎng)構(gòu)建，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀架構(gòu)則基于標(biāo)準(zhǔn)WIFI技術(shù)，為設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸提供一個(gè)公用平臺(tái)。目前毛坪礦已有工業(yè)環(huán)網(wǎng)，搭建有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)并與原有的工業(yè)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行接入，實(shí)現(xiàn)310 m中段電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛系統(tǒng)與地表通訊需要。

無(wú)線(xiàn)基站接收電機(jī)車(chē)車(chē)載設(shè)備采集的各種信息，主要包括識(shí)別電機(jī)車(chē)車(chē)號(hào)、運(yùn)行速度、運(yùn)行方向、故障、各種運(yùn)行狀態(tài)等，并通過(guò)環(huán)網(wǎng)將信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行?，同時(shí)向電機(jī)車(chē)發(fā)出控制指令[8]。根據(jù)實(shí)際在310 m中段主運(yùn)輸巷道直線(xiàn)段每隔100 m布置一臺(tái)基站，曲線(xiàn)段每隔50 m放布置基站。每臺(tái)通信基站配置2根定向天線(xiàn)用以覆蓋巷道的兩個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)中段無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，保證遠(yuǎn)程操控的穩(wěn)定可靠，消除信號(hào)盲區(qū)和信號(hào)弱的區(qū)域滿(mǎn)足電機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程遙控的需求?；就ㄟ^(guò)光纖有線(xiàn)連接，形成環(huán)網(wǎng)與公司原有主干環(huán)網(wǎng)相連接，與控制室操作臺(tái)單元相融合。此單元能夠保證電機(jī)車(chē)視頻、電機(jī)車(chē)控制的實(shí)時(shí)有效性。

4 效益分析

通過(guò)電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛和裝卸礦自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)毛坪礦310 m中段主運(yùn)輸無(wú)人化，能夠提高流程處理能力、勞動(dòng)生產(chǎn)效率。同時(shí)能夠有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高安全管控能力，有效控制職業(yè)病危害。最大限度的減少310 m中段運(yùn)輸和裝卸礦操作人員，提高生產(chǎn)組織效率的同時(shí)提高本質(zhì)安全水平、提升職業(yè)健康水平、避免職業(yè)病的發(fā)生。

按照310 m中段運(yùn)輸量計(jì)算，需要四趟雙向電機(jī)車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸。通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行功能和一人操控監(jiān)視多臺(tái)電機(jī)車(chē)遙控裝礦，按照現(xiàn)平均電機(jī)車(chē)司機(jī)及放礦工9.6萬(wàn)元/人和標(biāo)準(zhǔn)控制電機(jī)車(chē)運(yùn)行速度計(jì)算。通過(guò)在310 m中段實(shí)施無(wú)人電機(jī)車(chē)，所產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益614.4萬(wàn)元/年，如表1所示。

表1 直接經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計(jì)表Tab.1 The statistical table of direct economic benefits

除在降低成本方面外，在管理和人才隊(duì)伍建設(shè)方面，能夠確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，讓數(shù)據(jù)從最原始的計(jì)量獲取保持?jǐn)?shù)據(jù)和信息的唯一性，減少人為影響。還能夠更精確統(tǒng)計(jì)和分析310 m中段主要運(yùn)輸?shù)V量和主要運(yùn)輸時(shí)間，更加便于管理人員精確實(shí)現(xiàn)進(jìn)行礦石運(yùn)輸調(diào)度，實(shí)時(shí)掌握井下運(yùn)輸?shù)V量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)井下運(yùn)輸調(diào)度管理基礎(chǔ)工作中的問(wèn)題和缺陷。

5 結(jié)語(yǔ)

1）實(shí)施井下電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛和裝卸礦自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)毛坪礦井下310 m中段主運(yùn)輸巷道對(duì)原礦的無(wú)人運(yùn)輸；

2）能夠部分解決井下用工難問(wèn)題，能夠提升運(yùn)輸流程能力的同時(shí)每年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益614.4萬(wàn)元；

3）實(shí)施電機(jī)車(chē)無(wú)人駕駛和裝卸礦自動(dòng)控能為礦山智能化奠定人才基礎(chǔ)和積累建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，有利于地下鉛鋅礦山智能化礦山建設(shè)。