煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法

摘要

本发明公开了一种煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法，包括：S1、上位机确定路口的配置信息，上位机将路口配置信息下发给对应的控制器；S2、当车辆接近路口时，定位基站能够读取车辆定位卡的信息并发送给控制器，控制器解析车辆定位卡的信息，并形成车辆信息列表；S3、若当前巷道路况为单路口，则控制器按照单路口控制策略对车辆进行放行；若当前巷道路况为多路口，则控制器按照区域联合管控策略对车辆进行放行；若当前巷道路况设有错车场，则控制器按照错车联动策略对车辆进行放行。本发明具备多种放行预案，可以根据巷道路况，选择不同的控制策略对车辆进行放行，提高车辆运输效率。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下交通管控技术领域，尤其涉及一种煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法。

背景技术

煤炭作为我国最重要的战略资源，其地位长久稳固。目前，煤炭行业发展向自动化、智能化、信息化高速发展。煤矿辅助运输系统是煤矿产业系统化作业的重要组成部分。辅助运输逐步向实现井下车辆、人员、物料一体化管控、监控与调度的新工艺、新技术靠拢。

作为智能矿山建设的核心范畴，实现矿井车辆网络化调度管理是智能辅助运输一体化管控的关键。井下运输作业过程中，首先必须保证交通运输的安全性。然而，井下交通运输随机性较大、流量也不固定，传统交通管控采用定时变灯，无法适应井下运输的特性。

目前，已有基于一个路口对车辆进行控制的方案，但是这种控制模式较为单一，触发条件较为苛刻，多车通行时的管控调度能力较差，并且只能适用于特定的工况环境，控制系统集成化程度较低。针对不同的工况环境和需求，需要重新开发一套新的调度方法，这样不仅耗时耗力，还会降低运输效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的管控方法无法适用于多种工况环境，鲁棒性较差的技术问题，本发明提供一种煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法，具备多种控制策略，能够适用于多种工况环境，鲁棒性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法，包括联合管控系统，所述联合管控系统包括：控制器、定位基站、车辆定位卡、信号灯及上位机，所述定位基站与所述控制器通信连接，所述车辆定位卡与所述定位基站通信连接，所述信号灯与所述控制器通信连接，所述控制器与所述上位机通信连接；

所述煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法包括以下步骤：

S1、所述上位机确定路口的配置信息，所述配置信息包括当前路口的岔口数量、定位基站的位置、定位基站的数量、定位基站与当前路口中心之间的距离及岔口优先级策略，所述上位机将路口配置信息下发给对应的控制器；

S2、当车辆接近路口时，所述定位基站能够读取所述车辆定位卡的信息并发送给控制器，控制器解析所述车辆定位卡的信息，并形成车辆信息列表；

S3、若当前巷道路况为单路口，则控制器按照单路口控制策略对车辆进行放行；若当前巷道路况为多路口，则控制器按照区域联合管控策略对车辆进行放行；若当前巷道路况设有错车场，则控制器按照错车联动策略对车辆进行放行。

进一步地，步骤S3中，区域联合管控策略包括：

若当前巷道路况为能够双向行车，且同一时刻仅允许单向通行，则当前巷道两端的路口应开启敌对闭锁策略；

若当前巷道路况为容易发生拥堵，则当前巷道两端的路口应开启区间闭锁策略。

进一步地，所述敌对闭锁策略包括：

State1：车辆从一号路口的一号岔口驶向敌对闭锁区域，且该车辆还未驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限，此时，控制器控制一号路口和二号路口的所有信号灯为绿灯；

State2：车辆已经驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限，此时，控制器控制一号路口的一号岔口的信号灯为绿灯，控制一号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯均为红灯，控制二号路口的一号岔口、二号岔口和三号岔口的信号灯均为绿灯；

State3：车辆已驶过一号路口的三号岔口的解锁门限，即车辆进入敌对闭锁区域，此时，控制器控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯均为红灯，控制二号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯均为红灯，控制一号路口的三号岔口和二号路口的一号岔口的信号灯均为绿灯；

State4：车辆已驶过二号路口的三号岔口的解锁门限，此时，结束敌对闭锁策略，执行单路口控制策略。

进一步地，所述区间闭锁策略包括：

State1：多辆车辆同时从一号路口的一号岔口和二号路口的三号岔口驶向区间闭锁区域，且车辆均未驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限和二号路口的三号岔口的闭锁门限，控制器控制一号路口和二号路口的所有信号灯均为绿灯；

State2：多辆车辆同时已驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限和二号路口的三号岔口的闭锁门限，此时，控制器控制一号路口的一号岔口和二号路口的三号岔口的信号灯均为绿灯，控制一号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯均为红灯，控制二号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯均为红灯；

State3：多辆车辆持续驶入区间闭锁区域，且当区间闭锁区域内的车辆超过M辆时，控制器控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯均为红灯，控制二号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯均为红灯，控制一号路口的三号岔口和二号路口的一号岔口的信号灯均为绿灯；

State4：当区间闭锁区域内的车辆数量少于M辆时，结束区间闭锁策略，执行单路口控制策略。

进一步地，步骤S3中，错车联动策略包括：

若当前巷道路况为两个路口，未有岔口，且两个错车场为相邻，则当前巷道两端的路口应开启错车场联动策略；

若当前巷道路况为三个路口，有三个岔口，且每个路口均设有错车场，则当前巷道的三个路口应开启路口错车联动策略；

每个错车场的两端分别设有信号灯。

进一步地，所述错车场联动策略包括：

State1：一号路口和二号路口均有车辆驶入，且一号路口的车辆率先进入信号灯的控制范围，此时，控制器控制一号错车场的两个信号灯均为绿灯，控制二号错车场的一号信号灯为红灯，控制二号错车场的二号信号灯为绿灯，此时，二号路口的车辆能够进入二号错车场内进行避让，一号路口的车辆能够继续直行；

State2：当一号路口的车辆驶过一号错车场时，控制器控制一号错车场的二号信号灯为黄灯，以提醒后方车辆减速慢行；

State3：当一号路口的车辆驶过二号错车场时，控制器控制二号错车场的一号信号灯为绿灯，控制二号错车场的二号信号灯为黄灯，控制一号错车场的二号信号灯为红灯，此时，停在二号错车场内的车辆能够继续向一号路口方向行驶，当二号路口的车辆驶过二号错车场后，控制器控制二号错车场的一号信号灯为黄灯；

State4：二号路口的车辆继续行驶，当二号路口车辆驶过一号错车场后，控制器控制一号错车场的一号信号灯为黄灯，控制一号错车场的二号信号灯为绿灯，控制二号错车场的两个信号灯均为绿灯；当二号路口的车辆驶出一号路口后，控制器控制一号错车场的两个信号灯均为绿灯。

进一步地，所述路口错车联动策略包括：

三个岔口处均设有信号灯，

State1：当三个路口均有车辆驶入，且一号路口的车辆率先进入信号灯的控制范围，此时，控制器控制一号错车场的两个信号灯均为绿灯，控制一号岔口的信号灯为红灯，控制二号岔口和三号岔口的信号灯为绿灯，控制二号错车场的一号信号灯为红灯，控制二号错车场的二号信号灯为绿灯，控制三号错车场的一号信号灯为红灯，控制三号错车场的二号信号灯为绿灯，此时，二号路口的车辆能够进入二号错车场进行避让，三号路口的车辆能够进入三号错车场进行避让；

State2：若一号路口的车辆计划从二号路口驶出，则控制器控制三号错车场的一号信号灯变为绿灯，控制器控制三号岔口的信号灯为红灯，控制一号岔口的信号灯为绿灯，控制二号岔口的信号灯为黄灯，控制器控制一号错车场的二号信号灯为红灯，当一号路口的车辆驶出二号路口后，控制器控制二号错车场的二号信号灯变为黄灯，控制二号岔口的信号灯变为绿灯；

State3：若三号路口的车辆计划从一号路口驶出，则控制器控制三号岔口的信号灯为绿灯，控制二号岔口的信号灯为红灯，此时，三号路口的车辆能够进入一号路口的道路，然后控制器再控制一号岔口的信号灯为黄灯，控制三号错车场的一号信号灯为红灯；当三号路口的车辆驶过一号错车场后，控制器控制一号岔口的信号灯为绿灯，控制二号错车场的两个信号灯均为绿灯，此时，二号路口的车辆能够从二号错车场内驶出；

State4：若二号路口的车辆计划从一号路口驶出，当二号路口的车辆驶过一号岔口时，控制器控制一号岔口的信号灯为黄灯，控制二号岔口的信号灯为绿灯，控制二号错车场的两个信号灯均为绿灯，控制三号错车场的两个信号灯均为绿灯，当二号路口的车辆驶过一号错车场后，控制器控制一号错车场的一号信号灯为黄灯，控制一号错车场的二号信号灯为绿灯。

进一步地，还包括：S4、若巷道内有大型车辆会车，则控制器按照大车联合管控策略对车辆进行放行；

所述大车联合管控策略包括：

State1：若二号路口有大型车辆驶入，且大型车辆还未到达二号路口的入列门限，则一号路口和二号路口按照单路口控制策略对车辆进行放行；

State2：当大型车辆到达二号路口的入列门限时，控制器控制一号路口的三号岔口的信号灯为绿灯，控制二号路口的一号岔口的信号灯为绿灯，以清空处于联合区域内的车辆，然后控制器控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯均为红灯，控制二号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯均为红灯，防止其他车辆驶入；

State3：当联合区域内的车辆全部驶离后，控制器控制一号路口的三号岔口的信号灯为绿灯，控制二号路口的三号岔口的信号灯为绿灯，控制器控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯均为红灯，控制二号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯均为红灯；

State4：当大型车辆从一号路口驶出后，结束大车联合管控策略，一号路口和二号路口分别按照单路口控制策略对车辆进行放行。

进一步地，所述岔口优先级策略包括：

对各个岔口的优先级进行逐级定义，优先级一为最高优先级，将各个岔口按照优先级从高到低的顺序排序；

当岔口有车进入时，该岔口对应的优先级为活跃状态，否则为不活跃状态；

对活跃状态的优先级进行排序，选择优先级高的岔口进行放行，放行后，该岔口优先级转为不活跃状态，然后对下一个优先级的岔口进行放行，以此循环，直至活跃优先级的数量为零或所有活跃优先级内的车辆已走完。

进一步地，所述配置信号还包括：超时放行策略和优先放行策略，

当岔口内的所有车辆原地等待时间超过最大停止时间时，或者，当岔口的放行时间已达到最大放行时间且仍有车辆在等待放行时，控制器执行超时放行策略；

所述超时放行策略包括：立即结束当前放行岔口，巡检下一个需要放行的岔口序号；若当前仅有一个岔口需要放行，则对当前岔口继续放行；若有至少两个岔口需要放行，则按照岔口优先级顺序进行依次放行；

当车辆通行时间超过30秒时，控制器开始执行优先放行策略；

所述优先放行策略包括：

若只有一个岔口满足优先放行条件时，控制器优先放行该岔口；

若同时有多个岔口满足优先放行条件时，将多个岔口按照优先级进行排序，若某岔口内的车辆数比最高优先级的岔口内车辆数多至少五辆，则优先放行该岔口；否则按照优先级顺序依次对岔口进行放行。

本发明的有益效果是，本发明可以根据巷道路况，选择不同的控制策略对车辆进行放行，即，一套管控方法中具备多种放行预案，工作人员可以根据当前工况的放行需求选择合适的控制策略，提高运输效率。本发明的联合管控方法集成度高，适应性好，鲁棒性良好，还能够进一步提高煤矿井下车辆调度、放行的智能化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的联合管控系统的结构示意图；

图2是本发明的煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法的流程图；

图3是本发明的联合管控系统的安装分布示意图；

图4是本发明的正负区域划分的示意图；

图5是本发明的不同数量定位基站布放效果的示意图；

图6是本发明的定位基站在不同类型路口布放的示意图；

图7是本发明的车辆位置信息确定的示意图；

图8是本发明的车辆行驶方向的示意图；

图9是本发明执行单路口控制策略的示意图；

图10是本发明的联合管控区域的示意图；

图11是本发明执行敌对闭锁策略的示意图；

图12是本发明执行区间闭锁策略的示意图；

图13是本发明执行错车场联动策略的示意图。

图14是本发明执行路口错车联动策略的第一种状态示意图；

图15是本发明执行路口错车联动策略的第二种状态示意图；

图16是本发明执行路口错车联动策略的第三种状态示意图；

图17是本发明执行路口错车联动策略的第四种状态示意图；

图18是本发明执行大车联合管控策略的示意图；

图19是本发明执行岔口优先级策略的示意图。

图中：100、联合管控系统；101、控制器；102、定位基站；103、车辆定位卡；104、信号灯；105、上位机；106、声光报警器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图3所示，煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法，包括联合管控系统100，联合管控系统100包括：控制器101、定位基站102、车辆定位卡103、信号灯104及上位机105，定位基站102与控制器101通信连接(例如是通过UDP协议通信)，车辆定位卡103与定位基站102通信连接(例如是通过UWB通信)，信号灯104与控制器101通信连接(例如是通过RS485通信)，控制器101与上位机105通信连接(例如是通过MODBUS_TCP通信)。定位基站102可以读取车辆定位卡103的身份信息和所在位置，控制器101可以向定位基站102发送UDP请求帧来获取车辆定位卡103的身份信息和所在位置，控制器101能够控制信号灯104的状态变化，上位机105能够获取调度中心远程发布的放行策略发送给对应的控制器101执行。在本实施例中，控制器101、定位基站102、车辆定位卡103及信号灯104的数量均为多个，根据路口实际情况进行布置，相邻控制器101之间可以进行相互通信。控制器101、定位基站102及信号灯104可以布置在路口指定位置，车辆定位卡103设置在车辆上，跟随车辆移动。

如图2所示，煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法包括以下步骤：

S1、上位机105确定路口的配置信息，配置信息包括当前路口的岔口数量、定位基站102的位置、定位基站102的数量、定位基站102与当前路口中心之间的距离及岔口优先级策略，上位机105将路口配置信息下发给对应的控制器101。

S2、当车辆接近路口时，定位基站102能够读取车辆定位卡103的信息并发送给控制器101，控制器101解析车辆定位卡103的信息，并形成车辆信息列表。

S3、若当前巷道路况为单路口，则控制器101按照单路口控制策略对车辆进行放行；若当前巷道路况为多路口，则控制器101按照区域联合管控策略对车辆进行放行；若当前巷道路况设有错车场，则控制器101按照错车联动策略对车辆进行放行。

换言之，本发明可以根据巷道路况，选择不同的控制策略对车辆进行放行，即，一套管控方法中具备多种放行预案，工作人员可以根据当前工况的放行需求选择合适的控制策略。本发明的联合管控方法集成度高，适应性好，鲁棒性良好，还能够进一步提高煤矿井下车辆调度、放行的智能化。

具体的，控制器101收到路口配置信息后，优先判断定位基站102和信号灯104收发状态是否正常，如果发现定位基站102和信号灯104故障或异常，则控制器101执行故障灯闪烁，以提示工作人员当前系统存在故障。当车辆接近路口时，定位基站102可以读取该车辆的车辆定位卡103的身份信息和位置信息并发送给对应的控制器101，控制器101根据车辆定位卡103的身份信息和位置信息，形成当前路口的车辆信息列表，控制器101可以对车辆信息列表中的车辆进行入列、出列、掉线、闯红灯等行为判断，并实时更新路口受控的车辆信息列表。

需要说明的是，当定位基站102安装在路口后，可以确定路口的正负区域和位置信息要素，例如，如图4所示，定位基站102安装在一号岔口，以路口中心线为基准线O，定位基站102所在的岔口区域为负区域，对向岔口区域为正区域，由此，车辆在负区域行驶时，车辆相对于路口的位置信息为负，车辆在正区域行驶时，车辆相对于路口的位置信息为正，在基准线O处的值为零。定位基站102包括两根天线，距离路口较近的天线记为近天线J，距离路口较远的天线记为远天线Y，近天线J和远天线Y之间的距离为5米，近天线J与基准线O之间的距离为Sc，远天线Y与基准线O之间的距离为Sr，定位基站102中心与基准线O之间的距离为So，Scr表示近天线J和远天线Y之间的距离的一半，即2.5米。

在本实施例中，定位基站102的配置数量与定位基站102有效扫描范围及路口特征相关。例如，请参考图5，某个路口的岔口数为三，定位基站102可以同时扫描白色区域和灰色区域，如果只设置一个定位基站102，定位基站102采集到两个标记点“X”的位置信息是相同的，均为定位基站102的正区域，导致无法确定车辆是在二号岔口还是三号岔口；如果在不同岔口安装两个定位基站102，两个标记点“X”被二号岔口的定位基站102采集到的位置信息不同的，两个标记点“X”分别在二号岔口的定位基站102的负区域和正区域，结合两个定位基站102采集到的数据，可以确定车辆具体是在哪个方位。因此，假设路口的岔口数为N，定位基站102的数量应至少为N-1，并且定位基站102安装在不同的岔口。如果路口的岔口数量为多个，一般将巷道下行方向所在的岔口命名为一号岔口，然后顺时针方向进行递增命名其他岔口(如图6所示)。

车辆的位置信息可以通过定位基站102进行解析，两根天线与车辆之间的距离值可以作为两个特征值，车辆的位置信息可以根据这两个特征值的大小来获得，再结合位置信息要素，确定位置信息的正负。具体的，可以分为以下三种情况：

第一种，请参考图7(a)和图7(c)，当车辆位于近天线J左侧时，此时，包含两种情形：(1)车辆位于远天线Y的左侧，(2)车辆位于近天线J和远天线Y之间；设近天线J与车辆之间的距离为Z，则车辆与基准线O之间的距离D可以表示为：D＝-(Sc+Z)，因为此时车辆处于定位基站102的负区域，所以距离D为负值。

第二种，请参考图7(b)，当车辆位于基准线O左侧且位于近天线J右侧时，车辆与基准线O之间的距离D可以表示为：D＝-(Sc-Z)，因为此时车辆处于定位基站102的负区域，所以距离D为负值。

第三种，请参考图7(c)，当车辆位于基准线O右侧时，车辆与基准线O之间的距离D可以表示为：D＝(Z-Sc)，因为此时车辆处于定位基站102的正区域，所以距离D为正值。

控制器101确定车辆的位置信息后，还需要判断当前车辆的行驶状态，行驶状态可以包括正方向前进、负方向前进、停止及初始化状态(如图8所示)，初始化状态是指车辆定位卡103被定位基站102首次扫描或前后扫描状态不连续，将初始化状态记为状态“9”，停止状态是指车辆停止不动时的状态，记为状态“0”，正方向前进是指车辆由负区域向正区域行驶，记为状态“1”，负方向前进是指车辆由正区域向负区域行驶，记为状态“2”。控制器101通过比较当前时刻车辆的位置信息(记为FallinDis)与上一时刻车辆的位置信息(TempDis)，可以判断车辆的行驶状态。

初始化状态的判断条件可以包括：(1)上一时刻车辆的位置信息为零，(2)上一时刻车辆的位置信息为正值，当前时刻车辆的位置信息为负值，(3)上一时刻车辆的位置信息为负值，当前时刻车辆的位置信息为正值。此时，判断车辆的行驶状态为“9”，令上一时刻车辆的位置信息等于当前时刻车辆的位置信息，并执行初始化操作。

停止状态的判断条件包括：考虑到定位波动、车身惯性等因素影响，定位基站102需要对车辆定位卡103连续扫描100次，如果前后时刻的位置信息的差值均小于3米(即FallinDis-TempDis<300andFallinDis-TempDis>－300)，则判定车辆为停止状态。此时，不用更新上一时刻车辆的位置信息，将行驶状态设为“0”。定位基站102进行扫描时，将差值小于3米的次数记为TempTimes，如果当前TempTimes小于100，则继续扫描累加，如果TempTimes已经达到100，则停止扫描。当车辆变为其他行驶状态时，TempTimes清零。

负方向行驶状态的判断条件包括：定位基站102需要对车辆定位卡103连续扫描100次，如果当前时刻车辆的位置信息减去上一时刻车辆的位置信息的值为小于或等于负3米(即FallinDis-TempDis≤－300)，表明车辆向负方向移动了一段距离，判定车辆行驶状态为状态“2”。此时，令上一时刻车辆的位置信息等于当前时刻车辆的位置信息，并将扫描次数清零。

正方向行驶状态的判断条件包括：定位基站102需要对车辆定位卡103连续扫描100次，如果当前时刻车辆的位置信息减去上一时刻车辆的位置信息的值为大于或等于正3米(即FallinDis-TempDis≥300)，表明车辆向正方向移动了一段距离，判定车辆行驶状态为状态“1”。此时，令上一时刻车辆的位置信息等于当前时刻车辆的位置信息，并将扫描次数清零。

在本实施例中，单路口控制策略为根据车辆与路口中心的距离远近对车辆进行放行。具体的，请参考图9，可以设置入列门限、闭锁门限和解锁门限。当车辆与路口中心之间的距离小于入列门限时，判断车辆为入列状态，控制器101将该车辆计入待放行的车辆列表。当车辆与路口中心之间的距离小于闭锁门限时，判断车辆为闭锁状态，控制器101控制该车辆行驶方向的信号灯为绿色，允许该车辆通行，控制器101控制其他行驶方向的信号灯为红色，禁止其他车辆通行。当车辆与路口中心之间的距离大于解锁门限时，判断车辆为解锁状态，控制器101控制其他行驶方向的信号灯为绿色，解除禁行限制。

在本实施例中，如果当前巷道路况为多路口时，相邻两个路口之间有部分区域是关联的。例如，以两个路口为例(请参考图10)，一号路口的三号岔口和二号路口的一号岔口是相互关联的，中间灰色区域即为需要联合管控的区域。区域联合管控策略包括：(1)若当前巷道路况为能够双向行车，且同一时刻仅允许单向通行，则当前巷道两端的路口应开启敌对闭锁策略；(2)若当前巷道路况为容易发生拥堵，则当前巷道两端的路口应开启区间闭锁策略。

请参考图11，以两个路口为例，敌对闭锁策略包括：

State1：车辆从一号路口的一号岔口驶向敌对闭锁区域，且该车辆还未驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限，此时，控制器101控制一号路口和二号路口的所有信号灯104为绿灯。这样，一号路口和二号路口可以正常通行。

State2：车辆已经驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限，此时，控制器101控制一号路口的一号岔口的信号灯104为绿灯，控制一号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯104均为红灯，控制二号路口的一号岔口、二号岔口和三号岔口的信号灯104均为绿灯。这样，一号路口的二号岔口和三号岔口为禁止通行状态，为一号岔口的车辆让路，此时，由于车辆还未驶入联合管控区域，二号路口仍然可以正常通行。

State3：车辆已驶过一号路口的三号岔口的解锁门限，即车辆进入敌对闭锁区域，此时，控制器101控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯104均为红灯，控制二号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯均为红灯，控制一号路口的三号岔口和二号路口的一号岔口的信号灯104均为绿灯。此时，一号路口的一号岔口和二号岔口，以及二号路口的二号岔口和三号岔口均为禁止通信状态，防止其他车辆驶入，进入敌对闭锁区域的车辆可以继续向二号路口方向行驶。

State4：车辆已驶过二号路口的三号岔口的解锁门限，此时，结束敌对闭锁策略，执行单路口控制策略。

由此，经过State1～State4，控制器101控制一号路口和二号路口的信号灯104的联动调整，使得车辆可以顺利通过敌对闭锁区域，避免造成车辆拥堵或发生交通事故。

请参考图12，以两个路口为例，区间闭锁策略包括：

State1：多辆车辆同时从一号路口的一号岔口和二号路口的三号岔口驶向区间闭锁区域，且车辆均未驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限和二号路口的三号岔口的闭锁门限，控制器101控制一号路口和二号路口的所有信号灯104均为绿灯。也就是说，有两辆车同时向区间闭锁区域行驶，两辆车均未驶过路口的闭锁门限时，两个路口可以正常通行。

State2：多辆车辆同时已驶过一号路口的一号岔口的闭锁门限和二号路口的三号岔口的闭锁门限，此时，控制器101控制一号路口的一号岔口和二号路口的三号岔口的信号灯104均为绿灯，控制一号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯104均为红灯，控制二号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯104均为红灯。这样，仅有一号路口的一号岔口和二号路口的三号岔口的车辆能够进入区间闭锁区域，其他岔口的车辆禁止通行。

State3：多辆车辆持续驶入区间闭锁区域，且当区间闭锁区域内的车辆超过M辆时，控制器101控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯104均为红灯，控制二号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯104均为红灯，控制一号路口的三号岔口和二号路口的一号岔口的信号灯104均为绿灯。由此，可以禁止一号路口的一号岔口和二号岔口以及二号路口的二号岔口和三号岔口的车辆进入区间闭锁区域，优先保证已经在区间闭锁区域内的车辆尽快驶出区间闭锁区域，防止发生拥堵，造成事故。

State4：当区间闭锁区域内的车辆数量少于M辆时，结束区间闭锁策略，执行单路口控制策略。例如M为5，M的大小具体需要根据巷道路况和井下工况进行确定。

由此，经过State1～State4，控制器101控制两个路口的信号灯104的联动调整，可以保证两个路口的车辆顺利通行，避免发生拥堵，提高运输效率。

当煤矿环境中设有错车场时，可以利用错车场对车辆进行疏通。错车联动策略包括：若当前巷道路况为两个路口，未有岔口，且两个错车场为相邻，则当前巷道两端的路口应开启错车场联动策略。若当前巷道路况为三个路口，有三个岔口，且每个路口均设有错车场，则当前巷道的三个路口应开启路口错车联动策略。每个错车场的两端分别设有信号灯104。错车场的大小以可以容纳一辆车为准。

请参考图13，错车场联动策略包括：

State1：一号路口和二号路口均有车辆驶入，且一号路口的车辆率先进入信号灯104的控制范围，此时，控制器101控制一号错车场的两个信号灯104均为绿灯，控制二号错车场的一号信号灯104为红灯，控制二号错车场的二号信号灯104为绿灯，此时，二号路口的车辆能够进入二号错车场内进行避让，一号路口的车辆能够继续直行。

State2：当一号路口的车辆驶过一号错车场时，控制器101控制一号错车场的二号信号灯104为黄灯，以提醒后方车辆减速慢行。

State3：当一号路口的车辆驶过二号错车场时，控制器101控制二号错车场的一号信号灯104为绿灯，控制二号错车场的二号信号灯104为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)，控制一号错车场的二号信号灯104为红灯(禁止一号路口的车辆继续驶入)，此时，停在二号错车场内的车辆能够继续向一号路口方向行驶，当二号路口的车辆驶过二号错车场后，控制器101控制二号错车场的一号信号灯104为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)。

State4：二号路口的车辆继续行驶，当二号路口车辆驶过一号错车场后，控制器101控制一号错车场的一号信号灯104为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)，控制一号错车场的二号信号灯104为绿灯，控制二号错车场的两个信号灯104均为绿灯；当二号路口的车辆驶出一号路口后，控制器101控制一号错车场的两个信号灯104均为绿灯。一号路口和二号路口的车辆可以继续驶入。

由此，经过State1～State4，控制器101控制两个错车场的信号灯104之间的联动变化，可以使得一号路口和二号路口的车辆均顺利通过，不会发生两车交会而无法避让的情况，避免巷道拥堵，提高了运输效率。

请参考图14至图17，路口错车联动策略包括：

三个岔口处均设有信号灯104，

State1：当三个路口均有车辆驶入，且一号路口的车辆率先进入信号灯104的控制范围，此时，控制器101控制一号错车场的两个信号灯104均为绿灯，控制一号岔口的信号灯104为红灯，控制二号岔口和三号岔口的信号灯为绿灯，控制二号错车场的一号信号灯104为红灯，控制二号错车场的二号信号灯104为绿灯，控制三号错车场的一号信号灯104为红灯，控制三号错车场的二号信号灯104为绿灯，此时，二号路口的车辆能够进入二号错车场进行避让，三号路口的车辆能够进入三号错车场进行避让。由此，可以禁止二号路口和三号路口的其他车辆继续驶入，保证一号路口当前的车辆可以顺利通行。

State2：若一号路口的车辆计划从二号路口驶出，则控制器101控制三号错车场的一号信号灯104变为绿灯，控制器101控制三号岔口的信号灯104为红灯(这样，三号路口的车辆可以从三号错车场内先驶出进行等待)，控制一号岔口的信号灯104为绿灯，控制二号岔口的信号灯104为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)，控制器101控制一号错车场的二号信号灯104为红灯(暂时禁止一号路口的其他车辆进入)，当一号路口的车辆驶出二号路口后，控制器101控制二号错车场的二号信号灯104变为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)，控制二号岔口的信号灯104变为绿灯(为三号路口的车辆行驶做准备)。

State3：若三号路口的车辆计划从一号路口驶出，则控制器101控制三号岔口的信号灯104为绿灯(允许三号路口的车辆通行)，控制二号岔口的信号灯104为红灯，此时，三号路口的车辆能够进入一号路口的道路，然后控制器101再控制一号岔口的信号灯104为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)，控制三号错车场的一号信号灯104为红灯(禁止后方车辆继续驶入)；当三号路口的车辆驶过一号错车场后，控制器101控制一号岔口的信号灯104为绿灯(允许后方车辆通行)，控制二号错车场的两个信号灯104均为绿灯，此时，二号路口的车辆能够从二号错车场内驶出。二号路口的车辆驶出二号错车场后，控制器101可以将二号错车场的一号信号灯104变为黄灯，提醒后方车辆减速慢行。

State4：若二号路口的车辆计划从一号路口驶出，当二号路口的车辆驶过一号岔口时，控制器101控制一号岔口的信号灯104为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)，控制二号岔口的信号灯104为绿灯，控制二号错车场的两个信号灯104均为绿灯，控制三号错车场的两个信号灯104均为绿灯(这样，为其他车辆行驶做准备)，当二号路口的车辆驶过一号错车场后，控制器101控制一号错车场的一号信号灯104为黄灯(提醒后方车辆减速慢行)，控制一号错车场的二号信号灯104为绿灯。由此，其他车辆可以继续驶入通行。

由此，经过三个错车场及三个岔口的信号灯104的联动变换，可以使得三个路口的车辆均可以顺利通行，不会发生碰撞事故，也不会出现车辆拥堵的情况，可以提高运输的效率。

本发明的联合管控方法中包含了多种管控策略，适用于多种煤矿井下的工况环境及运输需求，调度中心可以根据实际工况环境，选择合适的管控策略下发给上位机105，再由上位机105发送给相关的控制器101进行执行管控。也就是说，本发明已提前根据不同的工况环境，制定了不同的个管控策略，工作人员安装了本发明后，只需要选择适配的控制策略即可实现井下车辆的调度、运输，这样不仅节省了再发开的时间，还能够提高运输效率，避免耽误项目进度。

前述所说的车辆均为运输车辆，例如胶轮车，若巷道内有大型车辆(例如支架搬运车、指挥车等)会车，控制器101按照大车联合管控策略对车辆进行放行。

请参考图18，大车联合管控策略包括：

State1：若二号路口有大型车辆驶入，且大型车辆还未到达二号路口的入列门限，则一号路口和二号路口按照单路口控制策略对车辆进行放行。

State2：当大型车辆到达二号路口的入列门限时，控制器101控制一号路口的三号岔口的信号灯104为绿灯，控制二号路口的一号岔口的信号灯104为绿灯，以清空处于联合区域内的车辆，然后控制器101控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯104均为红灯，控制二号路口的二号岔口和三号岔口的信号灯104均为红灯，防止其他车辆驶入。

State3：当联合区域内的车辆全部驶离后，控制二号路口的三号岔口的信号灯104为绿灯，大型车辆可以通行，控制器101控制一号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯104均为红灯，控制二号路口的一号岔口和二号岔口的信号灯104均为红灯，防止其他车辆驶入影响大型车辆通行。

State4：当大型车辆从一号路口驶出后，结束大车联合管控策略，一号路口和二号路口分别按照单路口控制策略对车辆进行放行。

由此，当巷道内有大型车辆驶入时，经过State1～State4的信号灯104的联动变化，可以使得大型车辆顺利通行，提高井下车辆行驶的安全性及运输效率。

具体的，在本实施例中，岔口优先级策略包括：对各个岔口的优先级进行逐级定义，优先级一为最高优先级，将各个岔口按照优先级从高到低的顺序排序；当岔口有车进入时，该岔口对应的优先级为活跃状态，否则为不活跃状态；对活跃状态的优先级进行排序，选择优先级高的岔口进行放行，放行后，该岔口优先级转为不活跃状态，然后对下一个优先级的岔口进行放行，以此循环，直至活跃优先级的数量为零或所有活跃优先级内的车辆已走完。请参考图19，以五个优先级为例，数字1～5分别表示优先级由高至低，实线框表示活跃状态，虚线框表示不活跃状态，点线框表示放行，首先将所有岔口按照优先级顺序排列，若优先级一和五都有车，则先放行优先级一对应的岔口，在优先级一的放行过程中，如果优先级三有车进入，等优先级一放行结束后，先放行优先级三对应的岔口，在优先级三放行过程中，如果优先级四有车进入，则等优先级三放行结束后，先放行优先级四对应的岔口，优先级四放行结束后，再放行优先级五对应的岔口，当优先级五对应的岔口放行结束后，对所有岔口按照优先级重新进行排列。在实际应用中，岔口的优先级顺序可以根据井下运输需求进行设置。

在本实施例中，配置信号还包括：超时放行策略和优先放行策略。当岔口内的所有车辆原地等待时间超过最大停止时间时，或者，当岔口的放行时间已达到最大放行时间且仍有车辆在等待放行时，控制器101执行超时放行策略。

超时放行策略包括：立即结束当前放行岔口，巡检下一个需要放行的岔口序号；若当前仅有一个岔口需要放行，则对当前岔口继续放行；若有至少两个岔口需要放行，则按照岔口优先级顺序进行依次放行；当车辆通行时间超过30秒时，控制器101开始执行优先放行策略。

优先放行策略包括：若只有一个岔口满足优先放行条件时，控制器101优先放行该岔口；若同时有多个岔口满足优先放行条件时，将多个岔口按照优先级进行排序，若某岔口内的车辆数比最高优先级的岔口内车辆数多至少五辆，则优先放行该岔口；否则按照优先级顺序依次对岔口进行放行。其中，优先放行条件是指该岔口内的入列车辆达到一定数量时，例如五辆，优先对该岔口进行放行。

在本实施例中，联合管控系统100还可以包括声光报警器106，声光报警器106与控制器101通信连接，当车辆进入路口盲区或者进入弯道时，控制器101可以控制声光报警器106发出警报，提醒驾驶人员注意。

综上所述，本发明的煤矿井下巷道岔路口的联合管控方法，系统可灵活配置，高度适配巷道各种路口形式，并满足区间联合管控的多种需求。定位基站102只需要接入工业环网就可配置用于多个岔口的交通控制，降低了定位基站102的布置难度。本方法逻辑控制性能强大，多种放行机制匹配井下辅助运输的各种工况条件，对每一辆车进出路口的全流程独立管控，逻辑响应时间小于200ms，信号灯状态响应时间小于1s。本方法还可以实时生成车辆的当前出入列表数据，对车辆进行管控。本发明可以根据巷道路况，选择不同的控制策略对车辆进行放行，即，一套管控方法中具备多种放行预案，工作人员可以根据当前工况的放行需求选择合适的控制策略。本发明的联合管控方法集成度高，适应性好，鲁棒性良好，还能够进一步提高煤矿井下车辆调度、放行的智能化。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。