[发明专利]一种基于延时数据监测的矿井轨道运输感知系统

说明书

本发明公开了一种基于延时数据监测的矿井轨道运输感知系统，用于对矿井轨道运输列车整体运行状态进行监测。系统包括速度检测单元、列车检测单元、无线通信网络、有线通信网络、监控终端。本发明可通过1个位置开关和2加速度传感器，共3个数据采集设备即可实现矿井列车整运行状态监测所需数据的采集，工程实施简单；所述系统采用的三轴加速度传感器不仅可监测列车整车行进方向的状态变化，还可监测横向状态变化，进一步提高了对矿井轨道运输列车整体的运行状态监测的准确度，有效地对列车运输事故进行预警和报警，防止事故发生，减少事故损失。

技术领域

本发明涉及一种基于数据监测的矿井轨道运输感知系统，该系统涉及轨道运输、传感器、数据处理、监测监控和通信等领域。

背景技术

矿井轨道运输是煤炭生产的重要运输方式，轨道运输列车受物料等异物洒落、超速、追尾、及其他人为因素影响，易发生掉车、脱轨等事故，一旦发生安全事故，不仅给列车本身带来了损坏，更威胁到了工作人员的生命健康，也严重影响矿井运输的效率和煤矿的正常运营。现有煤矿井下列车安全监控系统主要以沿轨道安装的各类开关传感器为主，这种方法所需传感器数量多，建设成本高，不易维护，维护成本高。列车自身安装的传感器一般只能监测牵引机车的运行状态，无法监测整个列车的运行状态。所以急切需要一种成本低，工程实施简单，可准确对矿井轨道运输列车整体的运行状态进行监测，准确有效地对掉车、脱轨等事故隐患进行预警和报警的方法与系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于延时数据监测的矿井轨道运输感知系统，可对矿井轨道运输列车整体运行状态进行监测。系统包括速度检测单元、列车检测单元、无线通信网络、有线通信网络、监控终端；

所述速度检测单元部署在矿井运输轨道周边，包括位置开关、测速模块、数据处理器A，位置开关、测速模块通过电缆连接数据处理器A；所述位置开关靠近安装轨道安装，用于监测列车的位置；所述测速模块安装在轨道上方的顶板或支架上，用于测量列车的行驶速度；所述光通信发送模块临近测速模块安装，用于发送包括列车的行驶速度数据的光信号；

所述列车检测单元部署在列车上，包括光通信接收模块、加速度测量组、数据处理器B、声光报警模块，无线通信模块；所述光通信接收模块安装在列车的车头位置，用于接收光信号，获取列车行驶速度数据，通过有线或无线通信方式连接数据处理器B进行通信；所述加速度测量组包括至少两个加速度传感器，传感器1和传感器M，分别安装在列车的牵引机车车头和车位位置，加速度传感器通过有线或无线通信方式连接数据处理器B进行通信；所述数据处理器B负责处理加速度数据和速度数据，通过车头和车尾的加速度数据判定列车行驶状态，当监测到数据异常则控制声光报警单元发出声光报警信号，并控制无线通信模块通过无线通信网络和有线通信网络向监控终端发送报警信息；

系统检测列车行驶状态的工作过程为：

(1)列车行驶中触发位置开关，数据处理器A接收开关信号；

(2)数据处理器A控制测速模块对列车行驶速度进行测量；

(3)数据处理器A控制光通信发送模块发送包括列车的行驶速度的光信号；

(4)数据处理器B通过光通信接收模块接收光信号，获取列车行驶速度数据v；

(5)数据处理器B以采样频率f连续采集加速度传感器的加速度数据S秒，L_M为传感器1和传感器M的直线距离，f为设定值；

(6)数据处理器B参考列车行驶速度，通过车头和车尾的加速度数据判定列车行驶状态，当监测到数据满足预警条件，则控制声光报警单元发出声光报警信号，并通过无线通信网络；当监测到数据满足报警条件，则控制列车紧急制动停车。

1.所述感知系统进一步包括：所述加速度传感器为三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器平行于列车的车厢底板平面安装，z轴垂直于列车车厢底板平面，x轴平行于列车行驶方向，所述加速度数据包括x轴和y轴的加速度数据。