摘要：在“十三五”规划与《中国制造2025》中，关于煤炭产业发展的论述中，提出了要将大数据、云计算等技术应用到煤矿生产的科学决策中，通过互联网、物联网等技术，实现煤矿生产装备的信息融合，并将先进的科学技术和技术应用到煤矿生产的每一个环节，建设无人煤矿、智能煤矿。电机车无人驾驶是实现无人矿井的一个关键环节，电机车在井下的行驶环境非常恶劣，如果是由人工驾驶，很可能会发生交通事故，而无人驾驶技术可以让司机从井下繁重的工作中解脱出来，采用科学的车辆调度方法，可以有效地减少列车的空载，提高列车的运行效率，提高列车的安全运行，因而，对煤矿用电机车的无人驾驶技术进行研究，具有十分重要的实际意义。 关键词：自动化控制；无人驾驶技术；矿用电机车；实施与应用
0 引言
近几年，随着工业化进程的不断加速，对铁矿石的需求也在不断增加，国家先后出台了多项政策，对铁矿石产业进行调控。在今后的一段时间里，铁矿开采要向智能化、自动化的方向
发展，将大数据、计算机处理技术引入到铁矿开采领域，提高开发的工作效率和质量，增强运输的安全、可靠性，减少事故的发生。在互联网技术快速发展的背景下，将信息技术运用到铁矿开采中，建立无人开采矿井，利用无人驾驶电机车进行井下作业，在井下开采和运输有较高风险的地区，可以使用无人驾驶电机车来进行运输，该系统能更好地适应矿山复杂的生产环境，变人为车，降低了人因事故的发生率，降低了工作强度，节约了大量的人力。
1.1 自动化控制理论
实践以理论为依据。在经历了数年的发展和演变之后，自动控制理论已经变成了机械自动化领域中的一项重要理论。该理论有三个重要的发展时期，第一个时期是在20世纪初期，它的提出是在20世纪初期，之后发展为线性系统理论，到了60年代，人工智能这一理论才得以诞生，它也让智能控制理论与自动控制理论的概念在人们心中根深蒂固，它已经成为现代机械控制的发展方向。自动控制原理，主要是指在无人直接操作的情况下，利用机械设备进行生产与工作，对这些被控制对象进行操作的过程，就是自动控制，其可以按照预
定的轨道和流程进行。自动控制理论是一门技术学科，通过不断的发展，已初步形成了一个自动化的控制体系，目前在许多领域都得到了有效的应用。在人工作业有风险的技术领域，自动控制技术能够得到更好的应用效果，比如，从自动化控制理论演化而来的无人驾驶技术，在矿用电机车中就得到了良好的应用效果，它不仅可以提高采矿运矿的工作效率和工作质量，还可以提升采矿的安全性，减少事故的发生。为了更好地运用自动化控制理论，实现各种复杂的工作，需要将控制的目标和控制设备连接起来，形成一个有机的整体，因此，自动控制系统就应运而生。
1.2 自动化控制应用
随着社会的发展，随着科技的持续进步，自动化已经极大地改变了人们的生活，它给人们的工作和生活都带来了便利，也让以前许多需要投入大量人力的工作变得更加简单和有效，节省了大量的时间和精力。在工业生产中，自动化也得到了广泛的应用。与传统的生产方式相比，采用自动化控制系统进行生产，可以提高所加工的产品质量，降低成本，可以更好地应对激烈的市场竞争。此外，生产加工所产生的污染也比较小，可以提高资源的有效利用率。随着自动化程度的不断提高，一些原本人力无法完成的工作，在机器的帮助
下，不仅能减少人力的风险，还能扩大人力的范围。最早的时候，自动化只是为了让人的体力得到解放，后来随着技术的不断升级，它已经变成了一种综合的自动化技术，从控制系统到具体的执行，它不仅可以进行准确的计算，而且还可以进行更好的协调和优化。
2 电机车定位技术
无人电动机车是以无线传感网（WSN）为基础的，由多个传感器构成的动态通讯网络，向用户提供路况、温度、车速等物理信息。其中，铁路线路上的相机、列车上的超声、温度、湿度等传感器都是由无线传感网络构成，需要实时实时地监测列车运行状态，因此，一个完整的传感器数据中，必然要包含列车运行状态下的位置信息，否则，其它信息都将失去意义。目前常用的井下定位技术主要有无线射频识别和无线射频识别。Zigbee定位技术的基本原理是根据信号强度来判断传感器的位置，它具有结构简单、成本低、定位范围可达几百米的特点。该技术已经被研究人员成功地运用到了电机车监控系统中，并利用改进的定位算法来提高定位精度。RFID是一种无线射频识别技术，它是将 RFID卡置于矿井中，在矿井中某一特定部位，利用 RFID卡读取电动机上的 RFID标签，从而获得电机车的定位信息。RFID标签因其价格低廉，已被广泛用于煤矿井下的人员出勤、车道上的车辆监
测等，但因其识别距离的限制，未能得到推广。在电动汽车无人驾驶系统中，利用多种定位技术，并结合优化算法，实现车辆的精确定位，是其发展趋势。
3 障碍物识别技术
在电动机车的行进路径上，有可能存在井下工作人员、掉落的煤堆或其他电动机车占据轨道的情况，能够识别出前方的障碍物，并对其进行制动，从而避免伤人、翻车和追尾等事故的发生，是自动驾驶技术的最基本功能。通过对电动汽车前方目标的距离进行测量，确定目标与目标之间的距离，当目标与目标之间的距离不足一定时，就可以采取减速或制动等措施来规避障碍。测距是目前比较成熟的一种感知方法，主要有超声，红外，激光雷达等。超声测距技术是利用超声波在井底的传播时间来确定障碍距离，但由于井底空间狭窄，声波易被井壁或其它物质反射，使其测量精度受到很大影响。红外线测距的基本原理是：发射端发射的红外线，在经过一个障碍后，被一个障碍反射回来，然后由这个障碍来确定它与目标之间的距离。该测距方法在地下较暗的条件下具有较好的定位效果，其定位精度基本上达到了无人车躲避障碍的要求。激光雷达探测技术与红外探测技术相似，都是利用波形的时相变化来探测目标的位置，其精度远高于红外探测技术。
结束语：本文提出了一种基于智能交通的无人驾驶技术体系。采用多种定位技术，并与优化算法相结合，是汽车车身精确定位技术的发展趋势。采用无刷直流电动机作为一种新型的电力机车，由于其良好的调速特性和节能效果而备受关注。矿用电动汽车无人驾驶技术是将无线网络通信技术、传感器技术以及先进运动控制技术等有机结合在一起的一种集成系统，在提升矿山开采效率和安全方面有着重要的作用。
无人驾驶系统参考文献：
[1]石泽峰.矿用电机车精确定位及导航系统关键技术研究[J].机械管理开发,2023,38(04):168-169.
[2]李敬兆,许鹏飞,周华平,郑昌陆.基于改进型ADRC矿用电机车牵引电机控制策略研究[J].煤炭技术,2022,41(11):177-181.
[3]赵翔.矿用电机车安全防护系统的设计研究[J].机械管理开发,2022,37(09):296-297.
[4]闫高飞.电动推杆在矿用电机车制动系统的应用[J].机电信息,2022(15):73-75.
[5]李文宇.5G矿用电机车无人驾驶系统研究[J].机械管理开发,2022,37(05):153-155.
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