矿井无轨胶轮车智能化管理系统研究

摘要

针对煤矿井下工作地点分散、运输路线复杂、巷道内弯道和交叉路口较多的特点与煤矿智能化建设的需要,从需求分析、系统架构、关键技术等方面对矿井无轨胶轮车智能化管理系统进行了研究。通过需求分析,得出矿井无轨胶轮车智能化管理系统需具有矿井车辆精准定位、矿井车辆工况信息实时采集、矿井车辆移动通信、矿井车辆智能导航、矿井车辆状态实时监测与控制、矿井车辆防碰撞预警等功能。对系统关键技术进行了详细介绍:分析了UWB定位技术在矿井无轨胶轮车定位中的应用;提出矿井车辆移动通信技术宜采用WiFi与4G/5G技术;讨论了常用路径规划技术的特点,得出矿井无轨胶轮车导航技术宜采用成熟度较高的基于图搜索的路径规划算法,矿井无轨胶轮车导航和轨迹回放技术应与GIS技术相结合;研究了矿井车辆红绿灯控制技术,提出了十字交叉口模型和单车通行巷模型;研究了车辆防碰撞预警技术,根据行人和车辆位置及其与UWB基站的相对方向和距离,分析了同基站与跨基站2种模式下的防碰撞预警原理。实验结果表明,基于UWB的矿井车辆通信、基于A*算法的矿井车辆路径规划及轨迹回放、红绿灯控制、防碰撞预警等功能均能满足应用需求。