【摘 要】
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轨道运输机作为最主要的山地运输机械装备,在丘陵山地的运输中发挥着十分重要的作用。但传统工作模式多为单台运输机在折线形轨道上往复运行,工作效率低、周期长,基于此,本文先提出了多台运输机在环形轨道上循环运行的工作模式,并通过开发相应的监控系统对运输机的工作状态进行监控,采集运输机工作过程中的性能参数,并采用物联网模块对数据进行上传和存储;同时,对轨道上多台运输机进行位置监听,预防运输机间作业时发生碰撞
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轨道运输机作为最主要的山地运输机械装备,在丘陵山地的运输中发挥着十分重要的作用。但传统工作模式多为单台运输机在折线形轨道上往复运行,工作效率低、周期长,基于此,本文先提出了多台运输机在环形轨道上循环运行的工作模式,并通过开发相应的监控系统对运输机的工作状态进行监控,采集运输机工作过程中的性能参数,并采用物联网模块对数据进行上传和存储;同时,对轨道上多台运输机进行位置监听,预防运输机间作业时发生碰撞。本文具体研究工作如下:（1）针对运输机工作时需要进行状态采集、组网通信和数据联网传输、储存和管理的实际需求,本文确定了系统开发的总体方案。根据运输机的工作原理确定运输机需要采集的具体参数指标;根据数据的传输流程确定系统通讯网络的结构;根据数据的分析处理过程确定系统云平台的功能组成。（2）针对运输机作业环境多为起伏山地的特点,运输机数据采集网络必须具备稳定可靠的优点,本文确定了以PLC为主,传感器技术为辅的硬件系统。其中,主要通过运输机的工作原理对各传感器量程进行选取,并在合适位置完成部署实现数据采集;同时,通过在设备端添加树莓派为现防撞算法、现场组网和无线联网提供硬件基础。通过对运输机运行过程中各传感器状态的监控证明:各传感器功能完好且能满足采集精度和量程要求。（3）针对运输机间既需内部组网,又需各自互联网接入的现实需求,本文确定了以WiFi为核心的通信网络,各运输机既能基于WiFi组网下的广播频道进行位置信息交互,完成基于限定距离的安全防撞刹车;又能通过WiFi连接互联网,完成采集数据的联网上传。通过远程监控界面测试验证:状态采集数据传输正常且能完成安全防撞刹车,满足设计需求。（4）针对用户对数据显示的实时性和对数据存储的长期性的要求,本文确定了移动手机终端和分布式数据库同时开发的软件服务功能。手机终端能够实时显示运输机采集信息,并能够为用户提供远程控制;数据库能够长期存储运输机所有历史状态信息,并能完成对目标数据的筛选,方便对运输机重要性能参数进行重点研究。通过app界面显示和数据库访问验证:采集数据能够在app实时显示,也能在数据库内存储成功。系统开发完成后,对系统设备端、云服务器和运输机app进行了功能测试,结果表明系统功能良好,能完成运输机行驶过程中数据的采集、传输和处理。同时,对运输机的性能进行了两部分试验:根据UDP位置广播信息下完成安全防撞刹车后的实际位置对防撞系统性能进行分析,由试验结果可得,设定的安全距离为3.60m,实际刹车后距离为3.89m,能进行安全制动,符合设计需求;因运输机运行时电压值几乎不变,通过研究运输机运行时的坡度、载重量和电流对运输机的电机功率进行分析,由试验结果可得,随着载重量的增加,坡度和电流的变化量比值也增大;同时,运输机在载重量较大时下坡,货物重量会对运输机产生反向拉力带动运输机运行,此时进行刹车,电机仍能成功抱闸进行制动,说明运输机电机性能良好,能满足轨道上作业要求。通过试验结果表明:设计的环形轨道多运输机的监控系统可提升轨道上所有运输机的运行安全。
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