煤矿井下机车运输监控系统关键技术的研究

论文摘要

论文对煤矿井下机车运输监控系统进行了研究,通过对井下机车运输监控系统故障的分析,绘制了井下机车运输监控系统的FT图,建立了井下机车运输监控系统故障的ORB模型。在对机车运输监控系统故障分析的基础上,得出了影响机车运输监控系统可靠运行的关键技术是“轨道传感器”、“井下无线传输”、“多点射频通信”、“分站速度检测”和“调度员失误”。论文对架线式电机车导轨的直流磁场进行了分析和计算,建立了导轨直流磁场对轨道传感器线圈干扰电动势的数学模型;针对电磁波在井下巷道中的传输特性提出了分站通信机的设计及安装措施;对井下机车运输监控系统多点无线通信的碰撞问题进行了研究,建立了纯ALOHA和查询法的识别时间模型,并针对井下无线射频通信的特点,创新的提出了“准TDMA”无线同步模式,即将ALOHA和TDMA结合,以ALOHA接入后立即转为TDMA模式,并将TDMA模式中的以分站时序为时间基准的同步模式改为以无线射频网络为时间基准的同步模式。对“准TDMA”同步模式下的识别时间进行了研究,建立了识别时间的数学模型。新模式下无线多点通信不仅识别时间短,还有效降低了信号的碰撞,已经应用于实践中;论文还对分站的硬件和软件进行了研究,在速度信号复杂、硬件资源有限和速度检测路数众多的情况下,利用硬件和软件配合,设计并解决了单片机多点速度的检测问题;最后论文对机车运输监控系统中调度员的人失误进行了分析,建立了机车运输监控系统调度员的人失误模型,对机车运输监控系统调度室微机软件进行了研究和设计,提出了降低人失误的软件方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 课题的历史及现状
• 1.3 研究内容和方法
• 2 影响井下机车运输监控系统可靠运行关键技术的分析
• 2.1 引言
• 2.2 FTA理论
• 2.3 井下机车运输监控系统故障的FTA分析
• 2.4 井下机车运输监控系统的关键技术
• 2.5 本章小结
• 3 电感式轨道传感器的研究
• 3.1 引言
• 3.2 电感式轨道传感器的理论基础
• 3.3 电感式轨道传感器的干扰分析
• 3.4 电感式轨道传感器磁芯的磁化分析
• 3.5 电感式轨道传感器的设计
• 3.6 本章小结
• 4 井下巷道无线射频通信的研究
• 4.1 引言
• 4.2 电磁波传播方式与各频段的利用
• 4.3 井下环境对无线射频信号的影响
• 4.4 井下巷道的电磁波传输特性
• 4.5 本章小结
• 5 无线射频通信多点接入的研究
• 5.1 引言
• 5.2 无线多点通信的研究
• 5.3 准TDMA无线多点通信接入的设计
• 5.4 准TDMA无线多点通信中时间常数的研究
• 5.5 本章小结
• 6 分站多路速度检测的研究
• 6.1 引言
• 6.2 多路速度检测的分析
• 6.3 程序结构的设计
• 6.4 软件抗干扰措施
• 6.5 硬件实现
• 6.6 本章小节
• 7 调度员的失误分析及预防
• 7.1 引言
• 7.2 人的可靠性分析
• 7.3 调度员的失误模型
• 7.4 人失误分析及预防
• 7.5 本章小结
• 8 结论
• 8.1 主要结论
• 8.2 主要创新工作
• 8.3 进一步工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读博士期间的主要成果