第一章 设计原则

矿用车辆管理系统建设遵循以下设计原则：

Ø 遵循“四高”的设计原则，即高可靠性、高技术、高质量、高效率。

Ø 系统设计采用先进的通信、监测、信息处理、计算机等技术构建，以超宽带（UWB）技术为基础的矿用车辆管理系统，使用工业以太环网网络和无线网络的网络结构。

Ø 在技术上应达到先进性和成熟性的统一，性能上具有很高的安全可靠性；使用上具有维护性和可扩展性。

Ø 具有完整的知识产权，并且获得国家安全标志证书；

Ø 模块化原则，硬件都拥有知识产权，使系统具有较强的扩展能力；

Ø 可靠性原则，所选设备具备抵御环境影响的能力；工作稳定可靠；

Ø 先进、应用、可靠、节约、后期服务体系完善的原则。

Ø 系统能够融入工业以太环网。

第二章 设计依据

《煤矿井下轨道运输信号设计规范》；

《井下轨道运输信号系统技术装备标准》；

《煤矿安全规程》；

《煤炭工业矿井设计规范》；

《煤矿安全装备基本要求》；

《煤矿监控系统总体设计规范》；

《煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》；

《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》；

《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》；

《煤炭调度信息化装备技术规范》；

《监测监控质量标准化实施标准》；

《电子计算机场地通用规范》。

第三章 车辆管理系统功能

1) GIS动态显示功能

系统集成GIS技术，动态实时显示车辆的位置、车速、车号、车型、车辆里程、信号灯状态、报警器状态等信息，便于调度员实时掌握井下车辆及其他设备的运行状态，提高车辆的调度效率。自持地图绘制、切换页面、添加节点类型（○ 軌道 ◎ 区域划分 ○ 基站 ◎ 标点 ◎ 红緑灯  摄像设备）、区域管理、2D地图全景、3D地图全景、设置GIS地图、上传地图（支持CAD\图片等格式上传）

2) 精确定位功能

系统采用超宽带（UWB）无线定位技术，车辆标识卡和无线车载分站定位精度高、响应速度快、通讯距离远。对车辆和人员的定位进度不大于30cm。

3) 语音通信功能

为了更好地实现对机车进行调度，可增加无线语音通信系统与车辆管理系统配合使用。可以实现任何一个司机与调度员及任何两个司机之间进行语音对讲。无线语音通信系统与车辆管理网络共用，有效节约了矿方投资成本。

4) 可视化监视功能

在计算机上以图形、表格、文字等形式实时显示机车位置、车号、运行方向、机车运行相对速度以及井下各信号灯运行状态信息。

5) 信号闭锁功能

系统根据机车位置，可实现自动、半自动或手动控制信号灯进行敌对进来信号闭锁，有效防止事故发生，指挥车辆运行，提高运输效率。

在单行巷道躲避硐室两边安装两台信号灯，在丁字路口和十字路口安装由两台信号灯组成的交通信号控制装置，由系统对机车占用区间进行分析后自动指挥机车运行，防止机车运行进路冲突。当有特种车辆需要经过这种路口时，特种车辆优先实现对信号的长行程控制，提高运输效率。

6) 综合智能调度管理。

调度管理系统具备运输设备的智能调度功能， 能够 结合生产调度计划， 运输位置， 车辆状态等信息综 合分析，实现运输过程的智能管控。

运输物资建立编码体系，实现物资及车厢的集装化。

建立智能化仓储系统，实现智能仓储与辅助运输联动。

辅助运输管理具备运输设备和信号等动态模拟展 示、信息存储、历史记录查询等。

具备调度运营分析功能，通过系统数据实现运输配 送相关指标量化，提高管理水平与运营决策分析。具有车辆检验、维修、备品备件等智能化动态管理。

7) 系统报警功能

可实现超速报警、闯红灯报警及设备故障报警等功能，上位机即可以图形提示报警也可进行报警报表查询。

8) 信息管理功能

可以对机车运行进行自动统计管理，有行车记录及图表，并能生成各种生产管理报表和机车管理报表。

9) 远程控制功能

系统软件可以下发命令到信号灯、无线车载分站、声光报警器，控制信号灯、无线车载分站及声光报警器执行相应动作。

10) 历史重演功能

能全天候24 小时实时记录系统运行情况，并能根据记录的运行数据在显示设备上重演规定时间内的机车实际运行过程，为分析事故原因、改进调度策略提供根据，记录存储时间为一年。

11) 故障诊断与维护功能

系统能随时反应系统设备的工作状态，能自动进行设备故障诊断并完成报警及报表查询。

12) 集成联网功能

系统通过接口能平滑地接入自动化集中控制信息平台，矿调度室可直接采用IE浏览器浏览本系统的监控画面。

13) 定点视频监控功能

在关键路口以及车场和人员比较密集的点位安装本公司的视频监控摄像头，接入系统，可直接在软件上显示，做到视频、图像、GIS地图一体化浏览，观察车辆运输情况。通过井下工业以太网，地面监控值班人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，对于存在的隐患能够迅速做出处理，避免可能发生的事故，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。该系统能融入全矿视频监控系统，成为现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。

14) 车辆流程

支持进行车辆用车的申请、审批等流程。

15) 入库登记

支持进行车辆用车的入库登记，当车辆不用的时候入库的时候，自动登记车辆信息。

16) 用车信息

记录车辆用车的信息包括用车时间、用车人、用车时长等。

17) 车辆检测

记录车辆用车的检测包括检测时间、检测人、检测记录等。

18) 保养信息。

记录车辆保养的信息并进行统计，保养次数、保养的时间等。

19) 维修信息

记录车辆维修的信息并进行统计，维修次数、维修的时间等。

20) 报废信息

记录车辆报废的信息并进行统计，报废原因、报废的时间等。

21) 车辆调度管理

1、 对每个区域的车辆进行统计，限定每个区域的车辆数量，一单超限立即报警，并不允许其他的车辆进入。

2、 一旦其他地方需要用车，可以直接呼叫驾驶员，指示其前往需要用车的地方。

22) 信息打印

车辆的历史数据的显示、查询、报表、打印等等。

23) 道路管理

对交叉路口的红绿灯进行控制。支持手动、自动进行红绿灯的切换，并对此区域的车辆总数、下井车辆总数进行显示。

24) 驾驶员行为管理

对驾驶人员违章行为进行AI分析，预警抓拍。支持不戴安全帽、疲劳驾驶等违规驾驶行为进行监测，一旦发现有违规行为，立马报警，并提醒驾驶员按照规则驾驶。

25) 自动监测功能

具有超员、超载、超速监测功能，能自动监测车辆的乘坐人员和载重情况，并对车辆的速度进行实时监测，一旦监测到有超员、超载、超速情况，立马

26) 辅助驾驶功能

具有车辆辅助驾驶或无人驾驶功能;一旦快碰上障碍物可以自动刹车，减速，避让。

27) 电子围栏

通过电子围栏设定区域，对闯入车辆行驶轨道的人和物进行监测，并通过AI智能算法进行分析并产生报警信号提醒驾驶员和闯入人员。

28) 综合调度管理。

调度管理系统具备运输设备的智能调度功能， 能够 结合生产调度计划， 运输位置， 车辆状态等信息综 合分析，实现运输过程的智能管控。

运输物资建立编码体系，实现物资及车厢的集装化。

29) 倒车功能

系统支持具有倒车声光警示功能。车辆安装雷达红外热成像摄像仪，可以查看倒车时候的影像并通过雷达进行车辆测距。一旦车辆倒车距离障碍物过近，直接声光报警。

30) 无线数字移动视频传输

由于斜巷运输中轨道车是移动的，传统的有线方式不能满足视频传输，系统需要采用无线信号传输方式，高速移动物体成像清晰可辨，解决了终端设备的线路拖动问题，减少巷道内的布线，一段时间内全实时录像存储功能，并要支持方便于显示、存储、检索和回放;高清晰实时监视显示和易于轮巡切换。

31) 接口和对接

系统可以提供接口或者对接人员定位系统、视频监控系统、调度系统和广播系统等系统。

32) 沿线车辆实时定位

通过安装车载终端， 可与定位基站进行无线通信， 实现实时高精度定位， 司机可在车载终端实时查看本车井下所处位置和沿线车辆位置。

33) 车载视频监控

车载终端可最多支持 4 路本安摄像头接入， 在井下车辆运行时， 摄像头实时采集车 辆周围画面， 并进行本地储存， 在任何安全事故发生后， 可通过本地储存视频查看事故 发生时的真实状况。

外接的 4 路本安摄像头分别对车前方、驾驶室、乘车人员(车厢)、车后方进行实时视频监控； 并保存实时录像， 同时上层调度平台能够随时调取井下车辆的视频监控画 面，便于监控车辆的运行情况。

司机通过后置倒车摄像头在倒车时进行查看车后情况，保障车辆运输的安全。

34) 车载语音通信

提前设置一键呼叫的号码，设置完成后，按“呼叫”按键，车载终端可直接呼叫该 号码，等待接通。

可以在矿方现有的移动无线网络中进行任意语音呼叫，通过拨号实现车辆与车辆语 音通话、车辆与井上/下手机通话功能。

第四章
系统配置清单

第五章 系统井下硬件设备参数

五.1. 矿用本安型网络交换机

(1)防爆型式：矿用本质安全型

(2)防爆标志：Exd [ib] I

(3)额定工作电压：DC12V，波动范围9V-24V.。

(4)工作电流：小于1000mA。

(5)千兆转发速率:1488100pps, 百兆转发速率:148810pps背板带宽及交换带宽5.6G。

(6)千兆光口

Ø数量：3对

Ø 传输方式：TCP/IP工业以太网

Ø发送功率： （-5～0）dBm(单模，1310nm)

Ø接收灵敏度：-20dBm (单模，1310nm)

Ø传输速率：1000Mbps

(7)百兆电口

Ø数量：3路（本安输出）；

Ø传输方式：TCP/IP工业以太网双向传输；

Ø传输速率：10/100 Mbps自适应；

Ø信号工作电压峰峰值： 1V～5V；

Ø最大传输距离： 100m（MHYV矿用通讯电缆，5×2×0.75 mm2）。

五.2. 矿用本安型读卡分站

[主要技术参数]

1.防爆型式:矿用本质安全型“Ex ib I Mb”。

2、供电电源

(a)额定工作电压: DC12V; 最大工作电流:≤1.0A

3、以太网光口参数

(a)接口数量: 2个

(b)传输方式: TCP/IP全双工

(c)传输速率: 100Mbps

(d)发送光功率: -15dBm ~ 0dBm(波长为1310nm)

(e)光接收灵敏度: -25dBm (波长为1310nm)

(f)最大传输距离: 10km (使用MGTSV 矿用阻燃通信单模光缆,光纤接点总数8个,其中热熔接点3个,冷熔接点3个，活动节点数量为2个)

4、以太网电口参数

(a)接口数量: 3个

(b)传输方式: TCP/IP 全双工

(c)传输速率: 100Mbps

(d)信号工作电压峰值:≤5.0V

(e)最大传输距离: 80m (采用MHYV4X2(1/0.97mm)煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信电缆)

5. RS485信号参数

(a)接口数量: 1路

(b)传输方式:半双工、单极性

(c)传输速率: 4800kbps

(d)信号工作电压峰峰值: (2~ 12) V

(e)最大传输距离: 2km (使 用MHYV4X 2(1/0.97mm)煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套通信电缆)

6、无线通信参数1

(a)通信协议: UWB

(b)工作频段: (3700 ~ 4200) MHz

(c)发射功率: (-15~-10) dBm (天线前)

(d)接收灵敏度:≤-80dBm

(e)最大通信距离:不小于400m (空旷无遮挡)

7.无线通信参数2

(a)通信协议: IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax

(b)工作频段: （5.800±0.080）GHz；

(c)发射功率: (0~ 24) dBm (天线前)

(d)接收灵敏度:≤-75dBm

(e)最大通信距离:不小于200m (空旷 无遮挡)

8、UWB天线(简单设备)

(a)天线型号: 3.7/4.2GHz全向天线

(b)天线数量: 1根

(c)标称增益: 5dBi

9. WIFI天线参数(简单设备)

(a)天线型号: TD-D2400-D10A定向天线

(b)天线数量: 2根

(c)标称增益: 10dBi

(d)馈线长度:≤3m (使用MSYV-50-3煤矿用射频同轴电缆)

10、 最大位移速度: 7m/s

11、并发识别数量: 200 张标识卡

12.功能

(a)读卡分站具有接收无线编码信号的功能

(b)读卡分站具有与标识卡双向通讯的功能

(c)读卡分站具有与数据通讯接口或传输设备通讯的功能

(d)读卡分站具有电源指示、上位通讯信号指示的功能

(e)读卡分站具有读卡声光提示功能

(f)读卡分站具有通讯信号中断后的数据存储和续传功能

(g)读卡分站具有时间标记功能

(h)读卡分站具有显示标识卡号的功能。

五.3. 标识卡

1 概述

1. 主要用途及适用范围

1.1.1 主要用途

标识卡将相对应的无线编码信号转换为 UWB 无线数据信号,经数据信息经软件处理转换成位 置数据，使井下车辆动态分布或环境安全状态在主计算机中得以实时反映，从而实现井下安全状态在

井上数字化管理的目的。

1.1.2 适用范围

1.1.2.1 煤矿井下所有存在瓦斯或煤尘爆炸危险的场所；

1.2环境条件

1.2.1 工作条件

a) 温度：-5℃～+40 ℃

b) 湿度：相对湿度≤95%（+25℃）

c) 大气压力：80kPa～106 kPa

d) 无显著振动和冲击的场合。

e) 在有瓦斯、煤尘爆炸性混合物但无破坏绝缘的气体环境中；

f) 不得在强电磁场或对车辆标识卡天线电磁屏蔽的环境中使用。

2 结构特征与基本功能

2.1 读卡器结构特征

标识卡为紧凑式结构。

2.2 基本功能

a)标识卡具有发送无线编码信号的功能；

b)标识卡与读卡器具有双向通讯的功能；

c)标识卡具有电池欠压指示功能；

d)标识卡具有报警信息指示功能；

e)标识卡具有紧急呼救按钮。

3 技术要求

3.1 额定工作电压：DC3.7V

3.2 工作电流：发射电流：≤200mA；接收电流：≤200mA；待机电流：≤200μA。

3.3 工作时间：发射时间：30ms±5ms；接收时间：30ms±5ms；待机时间：2.0s±0.5s

3.4 电池参数：

a） 电池种类：锰酸锂锂电池；

b） 电池型号规格：PL123450，单节 3.7V/1.6Ah；

c） 电池最高开路电压：DC4.2V；

d） 电池过流保护动作值：1.0A；

e） 电池连续工作时间：不小于 7d。

3.5 欠电压告警值：3.2V±0.2V。

3.6 无线通信参数：

a） 通信协议：UWB；

b） 工作频段：（3700～4200）MHz；

c） 发射功率：（-40～0）dBm；

d） 接收灵敏度：≤-75dBm；

e） 最大通信距离：不小于 400m（空旷无遮挡）。

3.7 最大位移速度：5m/s。

五.4. 矿用本安型摄像仪

l 设计概述

Ø 根据井下现场实际情况，每个路口安装一台摄像机。

l 产品功能

Ø 在大巷关键路口安装摄像仪，用以大巷机车运行和行人情况，能让调度员更直观了解现场。

Ø 在机车运输监控主画面中和轨道模拟图配合，把摄像仪图标放到模拟图上实际所在位置，调度员点击摄像仪图标就可以打开视频观察现场情况，视频画面和模拟画面有机结合，更有利于系统的应用。

Ø 具有辅助照明功能，当环境照度达到5Lux以下时，辅助照明开启。将采集到的视频图像转换为以太网光信号或以太网电信号进行传输

l 技术参数:

Ø 电源电压DC：12V

Ø 工作电流：不大于1500mA

Ø 图像信号类型：彩色

Ø 像素：400万

Ø 以太网接口：2光三电口

Ø 传输速率：10/100Mbps自适应。

Ø 带30米补光灯，

Ø 2个光口，2个电口。1个无线口，带MIC拾音，对讲，

Ø 含AI大模型计算主板，

Ø 实时显示车辆外部的情况，并将视频推送到车载信息终端，通过车载信息终端AI功能进行实时分析包括障碍物提醒。

五.5. 矿用本安型雷达红外热成像摄像仪

Ø 电源电压DC：12V

Ø 工作电流：不大于1700mA

Ø 热成像：256*192分辨率

Ø 可见光：800万像素，变焦

Ø 雷达：毫米波雷达，距离40米测距

五.6. 矿用本安型车载信息终端

Ø 电源电压DC：12V

Ø 工作电流：不大于1700mA

Ø 车载终端可最多支持 4 路本安摄像头接入。

Ø 具有定位、对讲、调度、约车、雷达测距、导航等功能，支持强插、强拆、视频通话等功能。

Ø 支持4路视频显示。

Ø 7英寸触摸屏，内含uwb定位模块，

Ø 4G传输模块，

Ø 带MIC对讲，

Ø 800W摄像头，

Ø 内含AI大模型计算主板，算力6T，32G内存。

Ø 内置2路开关量输出，2路开关量输出，

Ø 自带APP软件，具有AI功能，车载通话、对讲，含UWB定位模块，车载视频显示,超速报警提醒，障碍物检测提醒

五.7. 车辆定位系统用服务器

Ø 至强E5/V4/10核24线程/16G*2/2T/2*1.25G千兆网卡，含车辆管理系统基础软件

五.8. 矿用浇封电源

Ø 本电源提供2路本安电源输出，摄像仪、交换机、车载终端等配套电源。

Ø 提供2路12V/1.9A本安电源。

Ø 当交流停电时，备用电源自动投入供电，供电时间大于4小时以上。具有电源智能化管理功能。

五.9. 触摸屏调度台

Ø I7处理器/16G内存/256G固态硬盘+1T机械硬盘,22英寸触摸屏，双手柄，带内置扬声器。

Ø 含客户端软件。

五.10. 硬盘录像机

Ø 压缩标准：H.265压缩

Ø 视频分辨率：3840*2160/30Hz，2560*1440/60Hz，1920*1080/60Hz，1600*1200/60Hz，1280*1024/60Hz，1280*720/60Hz，1204*768/60Hz

Ø 视频制式：视频解码格式：H.265，Smart265，H.264，Smart264

Ø 图像质量：预览分屏：1/4/6/8/9/16/25/32/36/64画面

Ø 录像方式：手动录像，定时录像，时间录像，移动侦测录像，报警录像，动测或报警录像，动测且报警录像

Ø 录像帧率：8MP/7MP/6MP/5MP/4MP/3MP/1080p/UXGA/720p/VGA/4CIF/DCIF/

Ø 录像回放：即时回放，常规回放，时间回放，标签回放，智能回访，外部文件回访，日志回访

Ø 备份方式：常规备份，时间备份，录像剪辑备份

Ø 视频输入：64路

Ø 视频输出：1个HDMI接口，1个VGA接口

Ø 音频输出：1路，RCA接口（线性电平，阻抗：1KΩ）

Ø 其它接口：8个SATA接口，2个RJ45接口，1个RS-485接口，1个RS-232接口，2个USB2.0，1个USB3.0，16个报警输入，4个报警输出

Ø 网络协议：IPv6，UPnP（即插即用），NTP（网络校时），SADP（设备网络搜索），PPPoE（拨号上网），DHCP（自动获取IP地址）

Ø 本地存储：8TB

Ø 其它参数：网络输入带宽：320Mbps

Ø 网络输出带宽：160Mbps

Ø 视频解码能力：8*1080P

Ø 视频同步回放：16

Ø 音频解码格式：G.711ulaw，G.711alaw，G.7222，G.726，AAC

Ø POE标准：IEEE 802.af/at

Ø POE输出功率：≤200W

Ø 视频数据存储3个月

五.11. 融合通信服务器

Ø 至强E5/V4/10核24线程/16G*2/2T/2*1.25G千兆网卡。

Ø 含多媒体融合通信基础版本软件。

Ø 采用国产操作系统

Ø 授权用户数100门

Ø 自动录音

五.12. 地面基站

Ø 地面WIFI6覆盖，

Ø 输入AC100~240V，

Ø 2个千兆光纤，2个电口，

Ø 覆盖距离不低于600米，

Ø 含定向天线

五.13. 多媒体融合通信系统软件

Ø 语音视频，通话

Ø 支持与调度电话、广播、无线系统等对接

Ø 支持强插、强插等基础调度功能

五.14. 视频管理软件

Ø 车辆录像实时存储、回访、截图、录像等功能

五.15. AI视频分析软件

Ø 带智能算法

Ø 障碍物检测

Ø 障碍物分析

Ø 超速分析

五.16. 数据对接软件

Ø 通过对接软件，实现与其他系统的对接。

五.17. 车辆管理系统软件

1) 实时定位功能：矿井电机车实时定位，行车轨迹实时显示、历史轨迹查询；

2) GIS地图功能：包含运输轨道、运输区域划分、车辆标记、基站、红绿灯、道岔等的位置和状态，以及车辆报警信息显示；

3) 智能安全预警功能：结合实时定位系统和雷达系统实时检测人员和障碍物，及时做出减速停驶，闭锁，以及报警、以及自动做成避让等动作；人员设备防碰撞预警，防疲劳驾驶，超速预警等

4) 导航及联动控制功能：根据目的地规划最佳线路，控制电机车并向道岔控制装置发出控制信号；

5) 实现手机端和PC端地图的控制；

6) AI智能监测：交叉路口红绿灯，超速等违章行为记录，及相关记录的保存，查询

7) 车辆调度功能：调度管理系统具有车辆的智能调度功能，能够结合生产调度计划，运输位置，车辆状态等信息综合分析，实现运输过程的智能管控

8) 音视频及一键报警：车辆语音、视频、SOS一键报警