[发明专利]一种基于GPS的露天矿端限量式单道平硐车辆通行控制方法

权利要求书

1.一种基于GPS的露天矿端限量式单道平硐车辆通行控制方法，其特征在于，在平硐的非限量端设置非限量端扫描区及非限量端等候区，非限量端等候区是非限量端扫描区内从扫描中心点至位于平硐非限量端硐口方向基准点的直线距离为a₁的区域，a₁小于非限量端扫描区的扫描半径R₁，限量端设置限量端扫描区及限量端等候区，限量端等候区是限量端扫描区内从扫描中心点至位于平硐限量端硐口方向基准点的直线距离为a₂的区域，a₂小于限量端扫描区的扫描半径R₂，其中，a₁和a₂的取值均至少要满足能够获取车辆至少两次GPS坐标数据，记录两个扫描区的中心点坐标，在平硐的两个端口分别安装有连接至上位工控机的红绿灯指示器，要求每个车辆配备GPS定位终端，上位工控机实时接收GPS定位终端的定位数据，判断车辆所在的位置实时状态，利用红绿灯指示器实现交通指示控制；

其中，所述交通指示控制的规则是：

车辆在平硐两端行驶时，首先进入该端的等候区等候通行指令，在限量端未达到极限的情况下，车辆在平硐的任一端准备进入平硐时，只要平硐内无相向的车辆则进入平硐行驶，而在限量端达到极限的情况下，禁止非限量端进入平硐，优先指示限量端车辆进入。

2.根据权利要求1所述基于GPS的露天矿端限量式单道平硐车辆通行控制方法，其特征在于，所述红绿灯指示器通过RS485通讯线与上位工控机相连，GPS定位终端与上位工控机之间通过GPRS或无线数传电台或WIFI方式通信。

3.根据权利要求1所述基于GPS的露天矿端限量式单道平硐车辆通行控制方法，其特征在于，所述车辆所在的位置状态包括：位于平硐非限量端等候区、向限量端行驶、位于平硐非限量端区域、位于平硐限量端区域、位于平硐限量端等候区、向非限量端行驶，判断方法是：

设置两个扫描区中心点和相应等候区的基准点，基准点是指从扫描区中心点到相应等候区的最远距离所对应的点，基准点与扫描区中心点的间距为a₁或a₂，上位工控机实时接收车辆的GPS定位终端的定位坐标数据和行驶方向数据，首先计算该定位坐标与扫描中心点的间距，若间距小于两个扫描区的扫描半径，则进一步计算该定位坐标与两个等候区基准点坐标之间的间距，当与非限量端等候区基准点的间距为a₁～0，且距离在不断变小，行驶方向数据为向限量端行驶，则判断为位于非限量端等候区；当与限量端等候区基准点的间距为a₂～0，且距离在不断变小，行驶方向数据为向非限量端行驶则判断为位于限量端等候区；当与非限量端扫描区中心点的间距为0～R₁，则判断为位于非限量端区域；当与限量端扫描区中心点的间距为0～R₂，则判断为位于限量端区域；当车辆行驶到非限量端等候区，系统经过判断开启绿灯信号后，车辆状态即由位于非限量端等候区变为向限量端行驶；当车辆行驶到限量端等候区，系统经过判断开启绿灯信号后，车辆状态即由位于限量端等候区变为向非限量端行驶。

4.根据权利要求3所述基于GPS的露天矿端限量式单道平硐车辆通行控制方法，其特征在于，所述交通指示控制的实现过程为：

首先设定初始状态：初始状态所有车辆处于非限量端，设置记录非限量端等候区车数的变量为V₁＝0，记录向限量端行驶车数的变量为V₂＝0，记录限量端等候区车数的变量为V₃＝0，记录向非限量端行驶车数的变量为V₄＝0，记录限量端区域车数的变量为V₅＝0；

步骤1：上位工控机接收到某车辆的GPS实时定位数据，主要包含时间、经纬度坐标数据、速度及方向数据；

步骤2：计算获取的GPS车辆坐标与非限量端和限量端扫描区中心点的距离D，若D≤R₁，则该车辆已经进入非限量端区域，转步骤3；若D≤R₂，则该车辆已经进入限量端区域，转步骤9；

步骤3：计算GPS定位数据点坐标与非限量端等候区基准点的距离d₁，若d₁>a₁，则转步骤1，继续接收该车辆的下一点的定位数据；

步骤4：若d₁≤a₁，则说明该车已经进入非限量端等候区；此时依据GPS传回的行驶方向数据初步判断车辆的行驶方向，为提高准确性，继续等待接收该车辆的第二次GPS定位数据，并继续计算第二次定位数据与非限量端等候区基准点的距离d₂，若d₂<d₁，说明该车辆在向限量端行驶，若d₂＝d₁，说明该车辆在非向量端静止等待，此时转步骤6；若d₂>d₁，说明该车辆是刚驶出平硐，要驶离非限量端，转步骤8；

步骤5：判断该车辆进入非限量端等候区进行等待后，记录非限量端等候区车数的变量为V₁加1；

步骤6：当有车在非限量端等待后，获取记录当前车辆状态V₁，V₂，V₃，V₄，V₅所有变量的值；

步骤7：若V₁>0，向非限量端行驶车数的变量为V₄＝0，且向限量端行驶车数V₂+限量端车数V₅<限量端容量，则工控机开启非限量端绿灯信号并将记录向限量端行驶车数的变量V₂加1，车辆驶入平硐，否则，转步骤1；

步骤8：当非限量端工控机根据GPS定位数据判断出车辆驶出平硐，并驶离非限量端等候区后，将记录向非向量端行驶车数的变量V₄减1，转步骤1；

步骤9：计算接收到的GPS定位点坐标与限量端等候区基准点的距离d₃，若d₃>a₂，转步骤1，继续接收下一点；

步骤10：若d₃≤a₂，则说明该车已经进入限量端等候区；此时依据GPS传回的行驶方向数据初步判断车辆的行驶方向，为提高准确性，继续等待接收该车辆的第二次GPS定位数据，并继续计算第二次定位数据与限量端等候区基准点的距离d₄，若d₄<d₃，说明该车辆在向非限量端行驶；若d₄＝d₃，说明该车辆在限量端静止等待，此时转步骤12；若d₄>d₃，说明该车辆是刚驶出平硐，正驶入限量端，转步骤14；

步骤11：判断该车辆进入限量端等候区后，记录限量端等候区车数的变量为V₃加1；

步骤12：当有车在限量端等待后，获取记录当前车辆状态V₁，V₂，V₃，V₄，V₅所有变量的值；

步骤13：若V₃>0，向限量端行驶车数的变量为V₂＝0，则工控机开启限量端绿灯信号并将记录向非限量端行驶车数的变量V₄加1，记录限量端区域车数的变量为V₅减1，车辆驶入平硐，否则，转步骤1；

步骤14：若判断车辆刚驶入限量端，则记录向限量端行驶车数的变量为V₂减1，记录限量端区域车数的变量V₅加1，转步骤1。