[发明专利]一种基于二进制拓扑和边缘算法的单轨吊离线调度系统

说明书

本发明涉及煤矿井下单轨吊车及其它相似轨道车辆的调度领域。一种基于二进制拓扑和边缘算法的单轨吊离线调度系统，每辆单轨吊车都安装有车载可编程控制器，车载专用车载可编程控制器具有人机界面和输入键盘；每个道岔都安装具有逻辑编程功能的道岔控制器，用来控制当前道岔的换岔和锁定，每个道岔控制器都内置一个小型基站AP，每辆单轨吊车的车载控制器都内置与小型基站AP配合联通的STA装置，在每辆单轨吊车运行到一个道岔附近时，单轨吊车与该道岔的小型基站AP建立无线连接。

技术领域

本发明涉及煤矿井下单轨吊车及其它相似轨道车辆的调度领域。

背景技术

现有技术中煤矿井下单轨吊车调度一般有两种方案。

第一种以车载视频为依据的远程控制方案，本方案需要在井下布置千兆或万兆级工业环网，并在车辆行驶区域保证无线网络的稳定覆盖。在单轨吊两车头安装至少各一个摄像头（作为远程控制依据）；车身处加装CPE（或其他无线通讯设备）与车辆主控制器通讯连接。主控器开放数据上传通讯，并开放控制授权。就可以在井上或井下的集中控制平台对单轨吊车进行远程控制。硬件较为简便，多用于车辆的智能化改造项目。

第二种依托服务器的在线集中调度系统方案，本方案需要煤矿建立井上调度服务器定位服务器等。首先用上位机软件做出相关页面，绘制井下巷道地图（或结合GIS地理信息系统）确定固定设备位置，依靠定位服务器及相关定位方法确定车辆位置。井上人机界面的井下巷道、车辆位置状态等作为基础依据，在调度服务器写出各种逻辑程序。再由井上集中控制平台以统一控制或者手动干预的形式实现单轨吊的无人化调度功能。本方案的车辆控制部分仍然依靠无线网络。在车辆控制方面的逻辑与第一种方案类似。

两种方案的车辆控制都必须依靠路径无线网络的全面而稳定的覆盖。而实际中，在井下的各种设备状态是难于保证的，如果存在无线网络质量低的问题，则：第一种方案中视频信号的延迟、卡顿甚至掉线，会直接导致远程控制车辆的依据失效，存在安全隐患。两种方案对车辆的控制均依靠无线通讯，于是为了保证单轨吊接收无线控制信号的正确性，就需要对无线通讯信号进行实时心跳监测——即必须将从车辆控制器到远程控制平台之间的所有关设备的心跳写在无线通讯协议之中。在此基础上：如果所有心跳都正常（低容错），则证明无线通讯正常，车辆控制器可以接收和执行无线控制信号；一旦发现任何设备的心跳异常，则说明通讯不稳定，以安全为前提，逻辑上必须中断接收远程控制信号，并直接停车。这就导致两种方案的车辆控制部分即使在无线网络全覆盖的前提下，依然存在难以避免的不稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何解决煤矿井下单轨吊车无人化调度的不稳定性。

本发明所采用的技术方案是：一种基于二进制拓扑和边缘算法的单轨吊离线调度系统，每辆单轨吊车都安装有车载可编程控制器，车载可编程控制器具有人机界面和输入键盘；每个道岔都安装具有逻辑编程功能的道岔控制器，用来控制当前道岔的换岔和锁定，每个道岔控制器都内置一个小型基站AP，每辆单轨吊车的车载可编程控制器都内置与小型基站AP配合联通的STA装置，在每辆单轨吊车运行到一个道岔附近时，单轨吊车与该道岔的小型基站AP建立无线连接，按如下步骤进行单轨吊离线调度：

步骤一、根据巷道的道岔分布（可以在巷道图上查到），对道岔进行二进制编码并输入到对应的道岔控制器中，将巷道入口进入后第一个道岔编码为1，编码为1的道岔前方左侧再次出现的第一个道岔编码为10，编码为1的道岔前方右侧再次出现的第一个道岔编码为11，任意一个编码为x的道岔前方左侧再次出现的第一个道岔编码为x0，编码为x的道岔前方右侧再次出现的第一个道岔编码为x1，从编码为x的道岔到编码为x0道岔之间的轨道为x0编码的区间，从编码为x的道岔到编码为x1道岔之间的轨道为x1编码的区间，x为任意一个道岔的编码数字；

步骤二、将道岔的二进制编码即分级道岔数据全部导入到每辆单轨吊车的车载可编程控制器，在每个车载可编程控制器中生成巷道的轨道编码即分级区间数据，形成巷道的拓扑逻辑图；