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基于UWB精确定位的辅助运输交通灯自动控制系统

包翔宇 单成伟 吴岩明

包翔宇,单成伟,吴岩明. 基于UWB精确定位的辅助运输交通灯自动控制系统[J]. 工矿自动化,2022,48(6):100-111.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022030051
引用本文: 包翔宇,单成伟,吴岩明. 基于UWB精确定位的辅助运输交通灯自动控制系统[J]. 工矿自动化,2022,48(6):100-111.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022030051
BAO Xiangyu, SHAN Chengwei, WU Yanming. Automatic control system of auxiliary transportation traffic light based on UWB precise positioning[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(6):100-111.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022030051
Citation: BAO Xiangyu, SHAN Chengwei, WU Yanming. Automatic control system of auxiliary transportation traffic light based on UWB precise positioning[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(6):100-111.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022030051

基于UWB精确定位的辅助运输交通灯自动控制系统

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022030051
基金项目: 天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2021-TD-ZD004);天地常州自动化股份有限公司基金项目(2020GY001-2)。
详细信息
    作者简介:

    包翔宇(1994—),男,江苏常州人,助理工程师,硕士,主要从事辅助运输交通灯控制系统研发工作,E-mail: 848433281@qq.com

    通讯作者:

    单成伟(1982—),男,江苏江阴人,高级工程师,硕士,长期从事辅助运输智能化研究工作,E-mail: 59085465@qq.com

  • 中图分类号: TD67

Automatic control system of auxiliary transportation traffic light based on UWB precise positioning

  • 摘要: 针对当前辅助运输系统缺少有效的控制策略,车辆在路口盲区候车无序、错车困难,易发生碰撞事故,导致运输效率低的问题,设计了一种基于UWB精确定位的辅助运输交通灯自动控制系统。该系统确定了UWB定位基站在典型路口处的分布要求,设置了位置信息和行驶状态2个控制参数、多种放行机制和区间管控策略,规定了岔口的排序原则和优先级,具有自动控制、手动控制和定时切换3种控制模式。首先UWB定位基站扫描车辆定位卡数据,逻辑控制器实时读取定位基站的车辆数据信息并求解车辆的位置信息和行驶状态,控制交通灯执行控制指令,指挥运输车辆有序通行。逻辑控制器与上位机通过环网连接,上位机可下发控制指令远程变灯,逻辑控制器实时地将井下车辆的行驶数据、异常驾驶行为、交通灯状态等多种信息上传至上位机矿井车辆调度系统,实现就地控制与远程辅控相结合。在模拟巷道对该系统进行测试,结果表明:逻辑控制器代码运行正常,系统的逻辑响应时间<200 ms,交通灯状态切换的响应时间<1 s,弯道报警器能正确执行报警指令。大海则煤矿使用无轨车辆执行井下运输任务,在录车辆约140辆,运输线路不固定且运输任务繁重,重要路口流量大。该系统在环境复杂的大海则煤矿的应用结果表明,路口信息配置灵活,能够高度适配现场各个形式的路口,满足具体的路口管控需求;通过调整控制门限,系统能够调整路口控制区域的大小,适应现场运输流量的变化;定位基站采用不同的数据获取策略,降低了定位分站的铺设数量和施工成本;上位机能够实时监测井下车辆的交通调度状态,监控车辆的驾驶行为,实现了交通灯的远程管控。

     

  • 图  1  定位基站

    Figure  1.  Positioning base station

    图  2  路口正负区域

    Figure  2.  Intersection positive and negative area

    图  3  路口位置信息

    Figure  3.  Intersection location information

    图  4  车辆的3种位置区域

    Figure  4.  Three location areas of vehicles

    图  5  正负向行驶状态

    Figure  5.  Positive and negative driving state

    图  6  行驶状态判定流程

    Figure  6.  Determination process of driving state

    图  7  扫描三岔路口

    Figure  7.  Scan three intersections

    图  8  典型路口定位基站配置

    Figure  8.  Positioning base station configurations of typical regular intersections

    图  9  控制门限

    Figure  9.  Control threshold

    图  10  岔口排序

    Figure  10.  Sorting of forks

    图  11  五岔口优先级排序循环

    Figure  11.  Five fork prioritization cycle

    图  12  相邻岔口的控制区间

    Figure  12.  Control section of adjacent fork

    图  13  敌对闭锁控制逻辑

    Figure  13.  Hostile lock control logic

    图  14  区间闭锁控制逻辑

    Figure  14.  Section lock control logic

    图  15  模拟巷道交通灯自动控制系统布置

    Figure  15.  Layout of traffic light automatic control system of simulated roadway

    图  16  大海则煤矿交通灯自动控制系统布置

    Figure  16.  Layout of traffic light automatic control system in Dahaize Coal Mine

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-14
  • 修回日期:  2022-06-06
  • 网络出版日期:  2022-05-18

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