企業鐵路平面調車智能跟蹤系統及其工作方法
2023-07-04 15:57:51 3
專利名稱：企業鐵路平面調車智能跟蹤系統及其工作方法
技術領域：
本發明屬於鐵路智能調車技術領域。
背景技術：
鐵路作為國民經濟的大動脈、國家重要基礎設施和大眾化交通工具，尤其在煤礦企業貨物運輸中有著重要地位和作用。但是，列車在出發之前，都要在車站進行一定的編組，將運輸貨物相同、方向一致以及有其他相關特殊要求的車輛編成一列車，由於車站編組作業繁忙、進路均由人工確認、現車得不到及時整理等原因，帶來列車編組錯誤、現車管理混亂等諸多問題，造成用人多、效率低、不安全等等現狀。目前，國家鐵路在列車編組方面主要以「平面調車」和「駝峰調車」為主。「平面調車」是指機車車輛在相對水平的車站上進行一切有目的的移動；「駝峰調車」是將整列車推進至峰頂，借著坡度使車列逐個溜向不同股道，連結員負責跟車、摘車、提勾，完成編組任務。其中，「平面調車」是車站值班員和參加調車人員(包括機車司機、調車員)通過紙質調車計劃作業單、軌道電路以及無線平面調車設備等途徑來確認調車作業進度，並布置下一勾調車進路。由於車站值班員、司機、調車員三者之間僅僅通過無線對講設備進行聯繫，相互之間缺乏有效的安全互控，經常出現掛錯車、進路排列錯誤等問題，甚至出現冒進信號機、擠道岔等安全事故。企業鐵路具有行調車作業不分場、調車作業量大等行業特點，而且一般採用平面調車作業方式，其微機聯鎖、調度集中、機車信號等各應用系統分散孤立、數據共享能力差，在調車作業的安全預防方面仍停留在以人控為主的階段，使企業鐵路的本質安全保障水平仍處於較低的水平。
發明內容
本發明的目的是從車地無線聯控的角度來解決企業鐵路平面調車安全係數低、效率不高及易出現編組錯誤的問題。基於此，本發明提供一套基於車地無線聯控技術的平面調車作業智能跟蹤系統及其作業辦法，在調車作業過程中，系統實時向車站值班員作出當前作業進度、下一步計劃以及車站現車分布情況等提示，及時向司機提供當前作業計劃、下一步計劃以及前後方信號機狀態等。同時，對每次調車作業執行情況、機車速度、甩掛車輛數、進路狀態進行實時跟蹤，便於車站值班員和司機按照提示進行排列進路與操控機車，從而達到安全、高效、準確無誤編組列車的目的。為達到上述目的，本發明解決問題採取的技術方案是一種企業鐵路平面調車智能跟蹤系統，由以下三大部分組成第一部分，安裝在車站信號樓機房的追蹤系統地面機及電臺發射裝置；所述的追蹤系統地面機由主控模塊cpu、數據採集模塊、追蹤系統伺服器組成，追蹤系統地面機以下簡稱地面機；所述的電臺發射裝置以下簡稱電臺；地面機的作用是將收到的調車信息通過電臺發送到機車上，同時將機車回發的工況信息以及GPS坐標進行分析處理；第二部分，安裝在機車上的車載設備，該車載設備包括主控機、列控盒、車載終端、GPS接收機以及配線盒；主控機通過配線盒採集機車工況數據，分析後回發給信號樓機房的地面機，同時車載終端實時顯示出工況數據；第三部分，車站行車室的調車作業信息系統，通過調車作業信息系統將車站值班員編寫的調車作業計劃單用區域網傳輸給地面機，地面機將調車作業計劃單通過電臺傳送給車載設備，同時從地面機獲得機車位置數據、工況數據一系列參數；所述的機車工況數據中，包括機車車號、速度、柴油機轉速、總風缸壓力、制動缸壓力、手柄位置；所述的機車位置數據中，包括機車所在股道、前後方信號機狀態、名稱、所在股道是否有車皮佔壓和機車GPS坐標。
本發明的企業鐵路平面調車智能跟蹤系統是基於車地無線聯控技術實現的，每當有機車工作時，系統自動將機車GPS坐標和工礦數據實時傳輸給追蹤系統地面機，此時地面機通過取得的當前站場狀態，將機車定位在相應股道，並把前後方信號燈開放狀態回發給機車；同時，車站值班員應用調車作業信息系統將編寫好的調車作業計劃單通過追蹤系統地面機及電臺無線發送到機車終端，機車終端自動提示已接收到新調車作業任務；調車作業過程中，車載終端實時顯示當前作業進度及下一勾計劃，並以不同顏色提示每勾作業完成情況。上述鐵路平面調車智能跟蹤系統的詳細工作方法是第一步機車啟動；車載設備自動將機車GPS坐標、速度、手柄位置、轉速實時無線傳到地面機的伺服器；第二步傳輸調車作業計劃；車站值班員將編寫好的調車作業計劃單應用地面機的操作平臺和電臺無線發到機車的車載設備上；第三步動車前進路確認；機車將GPS坐標及速度、轉速、手柄位置工礦數據傳到地面機，經確認後，地面機的伺服器將接收到的當前作業計劃、股道佔壓、信號開放狀態、機車距離信號機距離等信息復示給機車車載終端；第四步機車運行；機車司機按照車載終端上的復示信息和調車作業計劃操控機車運行；機車在運行過程中，地面機的伺服器通過差分GPS坐標和軌道電壓確認機車所在的區段及裡程標，並將此信息實時反饋到車站值班員顯示終端和車載終端；同時機車主控盒根據股道、速度、信號開放狀態等信息，將闖信號報警、超速報警等信息向機車司機提示，並通過列控盒放風卸載處理。第五步作業確認；機車帶著車輛駛出當前軌道區段後，地面機的伺服器通過統計車列經過軌道絕緣節的速度、時間來計算車列長度並換算車節數，並將該車節數自動與當前作業計劃所掛車數進行核對，核對後直接發送給車站值班員和機車司機，車站值班員根據顯示信息，安排下一勾作業進路，預防錯排進路情況發生；第六步返回第三步，執行下一勾作業。本發明的積極效果是，應用該系統後，車站值班員不僅將調車作業單實時發送到機車上，而且實現了調車作業計劃「勾勾清」、現車實時自動整理、智能跟蹤作業進度等功能；尤其在調車作業自動執行方面，使當前作業進度與作業計劃始終保持一致，並採用不同顏色的光帶表示當前勾計劃，用不同顏色的字體區分已經完成的和未完成的勾計劃，給車站值班員和司機提供很直觀的作業進度提示，對於節省企業鐵路人力、物力及提高工作效率和安全水平具有重要意義。
圖I為本發明實施例系統框架圖。
圖2為本發明實施例中信息交互及傳輸框圖。圖3為本發明作業程序判斷流程圖。圖4是淄博礦業濟北礦區鐵運現場應用示意圖。
具體實施例方式參照附圖對實施例進一步說明。如圖I所示的企業鐵路平面調車智能跟蹤系統，由以下三大部分組成I、地面系統包括安裝在車站信號樓機房的追蹤系統地面機及電臺發射裝置；所述的追蹤系統地面機由主控模塊cpu、軌道數據採集模塊、追蹤系統伺服器組成，追蹤系統伺服器與DGPS基準站和車站信息化伺服器實現通訊，主控模塊cpu與電臺發射裝置實現通訊；地面機的作用是將收到的車站信息化伺服器的調車信息發送到機車上，同時將機車回發的工況信息以及GPS坐標進行分析處理；2、安裝在機車上的車載設備，該車載設備包括車載主控機、列控盒、配線盒以及車載終端和DGPS接收機；主控機通過配線盒採集機車工況數據，分析後回發給信號樓機房的地面機，同時車載終端實時顯示出工況數據；3、車站行車室的調車作業信息系統，該系統通過車站信息化伺服器將車站值班員編寫的調車作業計劃單通過區域網傳輸給地面機，地面機將調車作業計劃單通過電臺傳送給車載設備，同時從地面機獲得機車位置數據、工況數據一系列參數；所述的機車工況數據中，包括機車車號、速度、柴油機轉速、總風缸壓力、制動缸壓力、手柄位置；所述的機車位置數據中，包括機車所在股道、前後方信號機狀態、名稱、所在股道是否有車皮佔壓、機車GPS坐標。本發明的企業鐵路平面調車智能跟蹤系統是基於車地無線聯控技術實現的，圖2示出了系統信息交互及傳輸情況。每當有機車工作時，系統自動將機車GPS坐標和工礦數據實時傳輸給追蹤系統地面機，此時地面機通過取得的當前站場狀態，將機車定位在相應股道，並把前後方信號燈開放狀態回發給機車；同時，車站值班員應用調車作業信息系統將編寫好的調車作業計劃單通過追蹤系統地面機及電臺無線發送到機車終端，機車終端自動提示已接收到新調車作業任務；調車作業過程中，車載終端實時顯示當前作業進度及下一勾計劃，並以不同顏色提示每勾作業完成情況。圖4是淄博礦業濟北礦區鐵運現場應用上述系統的示意圖。該現場有三個車站貨場統一指揮調度，根據圖4對現場某一批調車作業計劃執行情況描述如下假如東莊站要進行以下一批調車作業，計劃單為第一勾機車2股東出；第二勾4股 +15 (輛)；
第三勾3股一3 (輛)；第四勾4股一6(輛)；第五勾8股一2 (輛)；第六勾4股一1(輛)；第七勾3股一 2(輛);第八勾4股一 1(輛);第九勾機車2股待機。具體作業辦法 第一步準備作業；車站值班員根據調度計劃，準備對需要編組的列車編制了上述調車計劃作業單，通過無線對講機呼叫機車；第二步機車啟動。司機聽到車站值班員呼叫後，及時啟機，車載設備自動將機車GPS坐標、速度、手柄位置、轉速實時無線傳到地面機的伺服器；第三步傳輸調車作業計劃；車站值班員將上述調車作業計劃單應用地面機的操作平臺和電臺無線發到機車的車載設備上；第四步作業計劃確認。司機看到車載終端顯示的調車作業計劃後，通過無線對講機向車站值班員復誦作業內容，雙方確認正確後，司機開始動車；第五步動車前進路確認；機車將GPS坐標及速度、轉速、手柄位置工礦數據傳到地面機，經確認後，地面機的伺服器將接收到的當前作業計劃、股道佔壓、信號開放狀態、機車距離信號機距離等信息復示給機車車載終端。此時，司機看到車載終端顯示一切正常，且「調車作業單中『第一勾機車2股東出』變為綠色光帶、機車停留的當前2股道東頭信號復示為地面的白色調車信號」，說明調車計劃、進路情況、系統運行一切正常，機車可以從2股東頭出去。同時，車站值班員終端和車載終端的「4股+15 (輛)」變為黃光帶，表明下一勾作業計劃。第六步機車運行；機車在運行過程中，地面機的伺服器通過差分GPS坐標和軌道電壓確認機車所在的區段及裡程標，並將此信息實時反饋到車站值班員顯示終端和車載終端；當機車運行過程中司機聽到車載終端發出「超速危險或闖信號危險」時，說明機車速度太高或地面信號沒有開放，司機應立即減速或停車，否則，機車將自動停車。第七步第I勾作業完成，即機車從2股東頭出來停車後，車站值班員終端和車載終端的調車作業計劃單「機車2股東出」變為紅光帶，「4股+15 (輛)」變為黃光帶。第八步開始「第2勾作業」。完成上述的第I勾作業後，值班員根據調車作業計劃單和光帶所提示的信息，布置第2勾作業進路，車載終端實時顯示進入4股的調車信號；第九步司機按照車載終端顯示的調車信號、計劃單完成進度進入4股掛車。此時，車站值班員終端和車載終端的調車作業計劃單「機車2股東出」變為紅光帶，「4股+15(輛)」變為綠光帶，「3股一 3 (輛)」變為黃光帶，說明第I勾作業已經執行完畢，正在執行第2勾作業，下一勾準備作業第3勾；第十步機車掛車後牽出。司機按照現場調車人員的指揮帶著4股15輛車牽出時，重複按照上述「第五步」到「第九步」作業程序進行對計劃單、信號、進路等確認後完成第2勾作業內容。在這裡的第七步作業過程中有所不同的是車站值班員終端的現車變化和車載終端的系統提示其一是車站值班員終端，當機車從4股帶著15輛車出去後，車站值班員終端顯示出4股減少了 15輛車，實時提示給車站值班員，表明機車帶車數與計劃單一致，否貝U，車站值班員應和現場調車員及時聯繫，確認帶車數；其二是車載終端，當機車帶著15輛車從4股出去後，車載系統如果發出「車輛數錯誤」的報警提示，說明帶車數與計劃單不一致，司機應及時與車站聯繫，車載系統無報警提示，表明帶車數正確。第十一步開始第3勾作業。依次按照「第八步」、「第九步」和「第十步」程序進行第3勾作業。此時有所不同的是車站值班員終端的現車整理部分，當機車帶著15輛車進入3股後，3股的現車立即增加了 15輛，在執行完「3股一 3 (輛)」這一勾作業後，3股的現車增加數由15輛變為3輛，表明現場作業情況與調車計劃單一致，否則，說明列車編組出現錯誤。本批調車作業的剩餘部分依次按照「第五步」、……、「第十一步」程序進行完畢後，一是車站值班員和車載終端的調車作業計劃單全部變為紅光帶，說明調車作業全部完成；二是車站值班員可以及時確認整個車站現車分布情況與調度下達的計劃是否一致，為下一列列車的編組工作提供了詳細的制定依據。 參照圖3所示的作業程序判斷流程圖，對上述鐵路平面調車智能跟蹤系統的詳細工作方法再進行說明。第一步機車啟動；車載設備自動將機車GPS坐標、速度、手柄位置、轉速實時無線傳到地面機的伺服器；第二步傳輸調車作業計劃；車站值班員將編寫好的調車作業計劃單應用地面機的操作平臺和電臺無線發到機車的車載設備上；第三步動車前進路確認；機車將GPS坐標及速度、轉速、手柄位置工礦數據傳到地面機，經確認後，地面機的伺服器將接收到的當前作業計劃、股道佔壓、信號開放狀態、機車距離信號機距離等信息復示給機車車載終端；第四步機車運行；機車司機按照車載終端上的復示信息和調車作業計劃操控機車運行；機車在運行過程中，地面機的伺服器通過差分GPS坐標和軌道電壓確認機車所在的區段及裡程標，並將此信息實時反饋到車站值班員顯示終端和車載終端；同時機車主控盒根據股道、速度、信號開放狀態等信息，將闖信號報警、超速報警等信息向機車司機提示，並通過列控盒放風卸載處理。第五步作業確認；機車帶拖著車輛駛出當前軌道區段後，地面機的伺服器通過統計車列經過軌道絕緣節的速度、時間來計算車列長度並換算車節數，並將該車節數自動與當前作業計劃所掛車數進行核對，核對後直接發送給車站值班員和機車司機，車站值班員根據顯示信息，安排下一勾作業進路，預防錯排進路情況發生；第六步返回第三步，執行下一勾作業。
權利要求
1.一種企業鐵路平面調車智能跟蹤系統，其特徵在於，它由以下三大部分組成 第一部分，安裝在車站信號樓機房的追蹤系統地面機及電臺發射裝置；所述的追蹤系統地面機由主控模塊CPU、數據採集模塊和追蹤系統伺服器組成； 地面機的作用是將收到的調車信息通過電臺發射裝置發送到機車上，同時將機車回發的工況信息以及GPS坐標進行分析處理； 第二部分，安裝在機車上的車載設備，該車載設備包括主控機、列控盒、車載終端、GPS接收機以及配線盒；主控機通過配線盒採集機車工況數據，分析後回發給信號樓機房的地面機，同時車載終端實時顯示出工況數據； 第三部分，車站行車室的調車作業信息系統，通過調車作業信息系統將車站值班員編寫的調車作業計劃單用區域網傳輸給地面機，地面機將調車作業計劃單通過電臺發射裝置傳送給車載設備，同時從地面機獲得機車位置數據和工況數據一系列參數； 所述的機車工況數據中，包括機車車號、速度、柴油機轉速、總風缸壓力、制動缸壓力和手柄位置； 所述的機車位置數據中，包括機車所在股道、前後方信號機狀態、名稱、所在股道是否有車皮佔壓和機車GPS坐標。
2.一種如權利要求I所述的跟蹤系統的工作方法，其特徵在於，它是基於車地無線聯控技術實現的，每當有機車工作時，系統自動將機車GPS坐標和工礦數據實時傳輸給追蹤系統地面機，此時地面機通過取得的當前站場狀態，將機車定位在相應股道，並把前後方信號燈開放狀態回發給機車；同時，車站值班員應用調車作業信息系統將編寫好的調車作業計劃單通過追蹤系統地面機及電臺無線發送到機車終端，機車終端自動提示已接收到新調車作業任務；調車作業過程中，車載終端實時顯示當前作業進度及下一勾計劃，並以不同顏色提示每勾作業完成情況。
3.如權利要求2所述的工作方法，其特徵在於，詳細步驟如下 第一步機車啟動 車載設備自動將機車GPS坐標、速度、手柄位置和轉速實時無線傳到地面機的伺服器； 第二步傳輸調車作業計劃 車站值班員將編寫好的調車作業計劃單應用地面機的操作平臺和電臺無線發到機車的車載設備上； 第三步動車前進路確認 機車將GPS坐標及速度、轉速、手柄位置工礦數據傳到地面機，經確認後，地面機的伺服器將接收到的當前作業計劃、股道佔壓、信號開放狀態和機車距離信號機距離信息復示給機車車載終端； 第四步機車運行 機車司機按照車載終端上的復示信息和調車作業計劃操控機車運行；機車在運行過程中，地面機的伺服器通過差分GPS坐標和軌道電壓確認機車所在的區段及裡程標，並將此信息實時反饋到車站值班員顯示終端和車載終端；同時機車主控盒根據股道、速度和信號開放狀態信息，將闖信號報警和超速報警信息向機車司機提示，並通過列控盒放風卸載處理； 第五步作業確認機車帶著車輛駛出當前軌道區段後，地面機的伺服器通過統計車列經過軌道絕緣節的速度和時間來計算車列長度並換算車節數，並將該車節數自動與當前作業計劃所掛車數進行核對，核對後直接發送給車站值班員和機車司機，車站值班員根據顯示信息，安排下一勾作業進路，預防錯排進路情況發生； 第六步返回第三步，執行下一勾作業。
全文摘要
本發明公開了一種企業鐵路平面調車智能跟蹤系統及其工作方法，它由安裝在車站信號樓機房的追蹤系統地面機及電臺發射裝置、安裝在機車上的車載設備和車站行車室的調車作業信息系統三大部分組成。通過上述三大部分使車站值班員不僅將調車作業單實時發送到機車上，而且實現了調車作業計劃勾勾清、現車實時自動整理和智能跟蹤作業進度等功能。本發明對於節省企業鐵路人力、物力及提高工作效率和安全水平具有重要意義。
文檔編號B61L25/02GK102700574SQ20121013810
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月4日 優先權日2012年5月4日
發明者任明強, 唐水雄, 李大飛, 汪永剛, 胡永煥, 趙西蓉, 陶永宏, 霍俊傑, 靳紅宇 申請人:北京康吉森交通技術有限公司, 淄博礦業集團有限責任公司濟寧北礦區鐵路運銷處