[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

说明书

技术领域

本发明属于系统科学与信息技术领域，特别涉及一种基于GPS的露天矿端限量式单道平硐车辆通行控制方法。

背景技术

露天矿采矿生产过程中，由于露天采场受地形等条件的限制，为了缩短运输距离，节约运输成本，经常采用汽车-平硐运输。如我国某大型露天矿为了将岩石运送到排土场，在采场和排土场之间修建一条平硐，平硐长约700米，为了节约成本平硐相对狭窄，宽约3米，同一时间内的车辆只能在同一方向上行驶(单道)，且平硐一侧即为排土场，矿车多为45吨大型设备，为了保证转弯半径等，排土场能够容纳的车辆有限，最多容纳8辆，称这类交通环境为端限量式单道平硐。为了对其进行有效的交通控制，防止在平硐内和平硐一侧出现交通堵塞，有必要研究一种交通控制方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于GPS的露天矿端限量式单道平硐车辆通行控制方法，可解决端限量式单道平硐的车辆交通疏导问题，具有计算量小、原理简单、鲁棒性好等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

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，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A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B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。

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。

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。

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设置的最远距离所对应断面的中点，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，则进一步计算该点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。

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；