[发明专利]一种井下智能交通灯控制系统和方法

说明书

本申请提供一种井下智能交通灯控制系统，包括机车定位和交通灯控制器、网络交换机、机车定位仪、综合分站、交通灯LED显示屏；其中，机车定位和交通灯控制器连接到网络交换机，用于获取综合分站发送的关于机车定位仪的位置信息，并且下发控制信息到交通灯LED显示屏；其中，机车定位仪安装在机车上，具有唯一的标识号码，周期性的发出广播包，与信号覆盖范围内的综合分站进行精确定位。

技术领域

本发明涉及无线定位技术，更具体地，涉及一种井下智能交通灯控制系统和方法。

背景技术

目前，煤矿的安全生产受到前所未有的关注和重视，煤矿的安全生产是煤矿企业效益的保障和持续健康发展的重要条件。井下运输是矿山生产的一个关键环节，随着国家对矿井安全的日益重视和监管力度的不断加强，大中型采矿企业井下运输安全生产监控系统开始研制和装备。

很多采矿企业在矿山井下单独修建一条负水平的斜坡道，利用无轨车辆运送人员、物资和矿产。由于斜坡道运输巷内一般为单车道双向通行，不仅影响车辆的运行效率，也存在着较大的安全隐患。矿井的特定环境，给井下车辆准确定位、通讯带来了一定的困难，汽车一旦在井下发生问题(例如汽车堵塞、汽车故障等)，将会造成撞车、追尾等事故的发生，严重影响生产，矿山管理人员也难以及时掌握井下汽车的动态分布及作业情况。

因此，建立可靠实用的煤矿井下智能交通灯控制系统，对井下机车进行精确定位，提高对井下机车的监控和调度，以改善煤矿的安全生产管理，有着重要的现实意义。

随着井下定位系统的不断发展，矿方对井下人机定位提出更高的要求。由原来的只要求区域定位，到现在需要达到一定的精度定位，但是原来Zigbee大都是采用场强定位，但是场强由于遮挡和天线方向性的原因，场强变化很大，使得定位基本上只是实现区域定位，有些可通过控制场强，增加密度来减小定位区域，实现区域精确定位，但并不是真正的精确定位。

中国专利CN202394390中披露了一种矿用机车交通安全信号控制系统，该控制系统包括传感器和控制系统，通过检测煤车启用与否来判断煤车的位置，并且传递给红绿灯控制器。该方案在实际应用中，由于坑道的特殊性，使得信号使用传感器检测的准确度较低，判断反应时间较短，对于安全监控实际上不能真正实用。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提出一种井下智能交通灯控制系统和方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种井下智能交通灯控制系统，包括机车定位和交通灯控制器、网络交换机、机车定位仪、综合分站、交通灯LED显示屏；其中，机车定位和交通灯控制器连接到网络交换机，用于获取综合分站发送的关于机车定位仪的位置信息，并且下发控制信息到交通灯LED显示屏；其中，机车定位仪安装在机车上，具有唯一的标识号码，周期性的发出广播包，与信号覆盖范围内的综合分站进行精确定位。

根据本发明的另一个方面，提出一种井下智能交通灯控制方法，包括：机车定位仪发出广播包，综合分站收到机车定位仪的信息后发出定位包，机车定位仪收到定位包后自动回应一个定位返回包，并马上发送一个数据包；当综合分站收到机车定位仪的定位返回包和数据包后，计算出机车定位仪与自己的距离，然后通过有线将机车定位仪的距离和信息发送到上位机；上位机通过多个分站上报的距离信息，得出机车的精确位置，并根据综合分站的地理信息，根据机车到达路口的先后，通过综合分站无线控制交通灯变化。

本发明提出一种新的定位技术，采用线性调频扩频技术（Chirp SpreadSpectrum，CSS），通过测量飞行时间（TOF）来进行精确定位，定位精度3-5米，通过这种技术可以实现井下人员和机车的精确定位。在机车精确定位的基础上，交通灯控制系统根据各类机车的位置，对路口的交通灯按照先到先走的原则进行控制。

附图说明

图1为根据本发明的智能交通灯控制系统的组成结构图；

图2是飞行时间计算的使用示意图；