編組站調車機車自動化系統的製作方法
2023-06-12 09:50:31 1
專利名稱：編組站調車機車自動化系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵路編組站的調車機車(簡稱調機)自動化系統，其屬於使鐵路編組站實現信息化和自動化的技術領域，該系統依附於編組站綜合集成自動化系統。
背景技術：
調車機車作為鐵路編組站內調車作業的動力，通常只在編組站範圍內運動。對調機的調度計劃包括調機與調車計劃的匹配，調機整備時機，司乘人員就餐時間安排，機車走行路徑的選擇，多臺機車作業時的調度優化策略與均衡性等等，目前，對編組站內調機的調度計劃是由工作人員在紙面上手工進行的，調車機車的調度計劃信息尚未描述在計算機系統內。另外，管理人員對調機實際工作軌跡的收集與記錄也是通過手工完成的。管理人員對調機進行指揮的渠道包括、通過外勤人員向調機司機傳達、採用調車電臺、以及利用地面信號機(或機車信號)的指示憑據等。
迄今為止，國內外還沒有實現編組站調機自動化的先例。在現有技術中，存在一些有關調車作業無線通訊系統和自動控制系統的技術方案，例如在專利文件CN 2151914 Y中就公開了一種無線調車裝置，在CN 2590823 Y中則公開了一種調車報警控制裝置。公開在EP 0697321 A中的自動化編組站只涉及進路控制的自動化，並不包括調車機車的自動化、信息化系統，美國專利US 4582280 A公開了一種鐵路通訊系統，其採用了一些設備和措施使列車與地面保持實時信息溝通，但並未考慮鐵路編組站的特殊情況和特定要求。
目前，鐵路編組站已經採用了駝峰機車信號系統或駝峰推峰機車遙控系統，這些系統是通過駝峰自動化系統獲取地面的相關信息，並通過某種傳輸媒介(無線電臺或軌道移頻)向機車送達，實現機車信號(復示地面信號)或機車遙控(控制推峰速度)的功能，但其作用範圍僅限於編組站駝峰推峰機車，而且僅限於預推和推送進路下的信號顯示與控制。由於機車本身和地面均不能確認機車所在的位置定位，因此這類系統尚需要大量地面的傳感器裝置供機車識別，認定機車所在位置並核對與進路的關係，才能分辨出接收到的與本機車對應的信息部分，較為複雜且受到地域的局限，不能被應用到整個編組站。
另外，國內外目前尚未出現完整意義上的編組站集成自動化系統。現有技術中存在的一些對編組站的某些作業系統實施自動化控制的鐵路編組站自動化系統，目前，還出現了一些溜放作業計劃系統、信息處理系統等負責車輛調度的管理系統，此外，現有技術中還出現了一些工作在編組站的有關列車和車輛探測裝置，但迄今為止，在本技術領域內，尚未將上述的過程控制系統、車輛探測系統與調度管理系統集成到同一個綜合的自動化系統中，從而導致列車、調車、機車、車輛的計劃信息和進路控制的執行信息並非處於同一工作平臺上，信息在整個編組站範圍內無法實現共享。由本申請人另行提交的專利申請中公開了一種編組站綜合集成自動化系統，該系統在整個編組站範圍內構建了信息共享和信息交換平臺，從而克服了現有技術中存在的上述缺陷。
發明內容
基於上述的情況，本發明的目的在於提出一種編組站調機自動化系統，其與上述的編組站綜合集成自動化系統相關，並作為編組站綜合集成自動化系統的一個組成部分，用於使編組站的調機自動化能融合到所述的綜合集成自動化系統中，從而實現調機調度計劃的數位化與計算機輔助調度，實現機車的進路跟蹤與定位。
在編組站綜合集成自動化系統的環境下，在編組站範圍內管控一體化、信息共享與信息交換的前提下，本發明的目的得以實現。本發明的調機自動化系統兼容原駝峰機車信號或駝峰機車遙控功能，並且在功能與範圍方面得到了大幅度擴展。
根據本發明，提供了一種編組站調機自動化系統，其包括地面設備，其負責在編組站管理系統的共享信息庫平臺上收集、整理、組織有關調車機車的各種信息；通信設備，其採用數據傳輸通道，在地面設備與編組站內所有調機之間雙向高速地實時傳輸所需的控制信息與表示信息；以及車載設備，其可對實現信息收發，並能對機車進行控制，且可採集機車的運行狀態，其特徵在於調機的調度計劃被描述在該自動化系統中的計算機內，實現了調機調度計劃數位化，同時，調機調度計劃能由系統自動產生，從而實現了計算機輔助調機調度的功能。
根據本發明的一個特徵，所述系統以編組站內各種進路過程控制裝置對調車計劃執行過程的自動反饋作為實時跟蹤調機所在位置的主要手段，由此使地面可向不同的調機正確地發布相對應的調度與控制信令。
根據本發明的另一個特徵，車載設備包括無線通訊設備與接口、車載計算機、GPS接收器、車載屏幕顯示器及機車測控裝置與接口，地面設備利用調機上所安裝的GPS接收器的定位信息反饋，作為實時確認跟蹤調機所在位置的輔助手段。
根據本發明的另一個特徵，編組站地面與機車之間的數據傳輸通道採用無線區域網技術。
根據本發明的另一個特徵，有關調車機車的各種信息包括調機及調車計劃信息、站場表示信息、調機跟蹤信息、要求的機車速度信息、車載狀態信息、GPS定位信息。
根據本發明的另一個特徵，在駝峰預推或推峰解體過程中，可以按照地面對機車運動方向與速度的要求，自行調節機車動力與制動，實現機車的遙控。
根據本發明的另一個特徵，車載系統可以實時向地面反饋機車實際運動速度與方向、駕駛模式及機車工況等信息。
根據本發明的另一個特徵，在地面調車信號非正常關閉的狀態下，系統自動地使調機緊急制動停車。
根據本發明的另一個特徵，車載屏幕顯示器可實時地顯示編組站的進路、地面信號以及機車所在位置的站場圖形信息，並通過GPS定位隨著機車的移動而漫遊，另外，屏幕顯示器還可實時顯示調車機車正在執行和將要執行的調車作業計劃。
下面將參照附圖對本發明的優選實施方式進行詳細描述，在附圖中圖1是根據本發明的編組站調機自動化系統的原理框圖。
具體實施例方式
圖1中的原理框圖表示了根據本發明優選實施方式的編組站調機自動化系統。從圖可見，該系統包括三部分地面設備、通信設備、以及車載設備。地面設備負責在編組站管理系統的共享信息庫平臺上收集、整理、組織各種調機信息，這些信息包括調機及調車計劃信息、站場表示信息、調機跟蹤信息、要求的機車速度信息、車載狀態信息、以及GPS定位信息。通信設備採用千兆乙太網及無線區域網的無縫連接的數據傳輸通道，在地面與編組站內的所有調機之間高速雙向實時地傳輸所需的控制與表示信息。車載設備包括無線區域網天線與接口、車載計算機、GPS接收器、車載屏幕顯示器及機車測控裝置與接口組成，其可實現機車的信息收發、司機的顯示界面、機車定位、機車控制及機車狀態採集等功能。
上述調機自動化系統在編組站管理系統上實現了調機調度計劃的數位化，在此基礎上具有了計算機輔助調度的功能，從而首次將調機的調度計劃納入了計算機管理範圍。調機調度計劃主要內容是在管理系統的計算機上通過人機互動，緊密結合調車作業計劃匹配，對調車機車合理地進行使用與調配，並優化安排機車最佳路徑、機車出入庫整備、燃料加注、司機就餐時間安排等各個方面的作業，並記錄調機實際工作的動態實跡。在此基礎上可進一步實現機車運行歷史紀錄、統計及評價管理體系。
本發明第一次提出了通過編組站管理系統對過程控制系統的進路控制的指揮、執行與反饋，並跟蹤機車的運動軌跡，且此信息能被調機調度功能所共享。該系統通過機車上安裝的GPS衛星定位信息反饋到管理系統，作為跟蹤機車的運動軌跡的輔助手段，並依據此定位信息，地面可以在無須額外加裝傳感器的情況下正確地向不同的調機發布各自所需要的信息，同時將機車所在位置動態地顯示在地面調度人員的人機界面的站場圖形上。
本系統率先在編組站範圍內採用搭建無線區域網的手段作為地面與機車之間數據雙向傳輸的通道，取代過去採用無線電臺或其他手段實現數據傳輸的方案。
利用管理系統豐富的共享信息，本系統加大了機車信息化的功能與內容，除了傳統的駝峰信號及推峰遙控速度信息外，還增加了車載站場實時顯示，並且站場顯示可隨著機車運動而動態平移。站場圖形顯示包括機車走行路徑指示、道岔位置、地面信號燈色、本機車所在位置等信息。此外，車載信息還增加了調車作業計劃實時顯示功能，使司機實時看到正在執行的和將要執行的調車作業計劃。
在非推峰狀態，地面進路控制出現異常故障導致地面調車信號緊急關閉時，可以及時將該信息通過管理系統的交換而送達給對應的機車，產生緊急制動，保障調車作業安全。
調機自動化系統可應用到包括駝峰調機和峰尾平面調機在內的所有調機上，其有效工作範圍可以在整個編組站的所有轄區線路內。
儘管上文中對本發明的具體實施方式
進行了描述，但這僅是示例性的，本領域技術人員可以領會到在權利要求書所限定的範圍內，還可以有多種其它的實施方式，且所有基於本發明設計思想的實施方式都在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種編組站調機自動化系統，其包括地面設備，其負責在編組站管理系統的共享信息庫平臺上收集、整理、組織有關調車機車的各種信息；通信設備，其採用數據傳輸通道，在地面設備與編組站內所有調機之間雙向高速地實時傳輸所需的控制信息與表示信息；以及車載設備，其可對實現信息收發，並能對機車進行控制，且可採集機車的運行狀態，其特徵在於調機的調度計劃被描述在該自動化系統中的計算機內，實現了調機調度計劃數位化，同時，調機調度計劃能由系統自動產生，從而實現了計算機輔助調機調度的功能。
2.根據權利要求1所述的調機自動化系統，其特徵在於所述系統以編組站內各種進路過程控制裝置對調車計劃執行過程的自動反饋作為實時跟蹤調機所在位置的主要手段，使得地面可以向不同的調機發布相對應的調度與控制信令。
3.根據權利要求2所述的調機自動化系統，其特徵在於車載設備包括無線通訊設備與接口、車載計算機、GPS接收器、車載屏幕顯示器及機車測控裝置與接口，地面設備利用調機上所安裝的GPS接收器的定位信息反饋，作為實時確認跟蹤調機所在位置的輔助手段。
4.根據權利要求3所述的調機自動化系統，其特徵在於編組站地面與機車之間的數據傳輸通道採用無線區域網技術。
5.根據權利要求1所述的調機自動化系統，其特徵在於有關調車機車的各種信息包括調機及調車計劃信息、站場表示信息、調機跟蹤信息、要求的機車速度信息、車載狀態信息、GPS定位信息。
6.根據權利要求1所述的調機自動化系統，其特徵在於在駝峰預推或推峰解體過程中，所述系統可按照地面對機車運動方向與速度的要求，自行調節機車動力與制動，實現機車的遙控。
7.根據權利要求1所述的調機自動化系統，其特徵在於車載系統可以實時向地面反饋機車實際運動速度與方向、駕駛模式及機車工況等信息。
8.根據權利要求1所述的調機自動化系統，其特徵在於在地面調車信號非正常關閉的狀態下，系統自動地使調機緊急制動停車。
9.根據權利要求5所述的調機自動化系統，其特徵在於車載屏幕顯示器可實時地顯示編組站的進路、地面信號以及機車所在位置的站場圖形信息，並通過GPS定位隨著機車的移動而漫遊，另外，屏幕顯示器還可實時顯示調車機車正在執行和將要執行的調車作業計劃。
全文摘要
本發明公開了一種編組站調機自動化系統，其與編組站綜合集成自動化系統相關，並作為編組站綜合集成自動化系統的一個組成部分，用於使編組站的調機調度能融合到所述的綜合集成自動化系統中，從而實現調機在全站被跟蹤及調機調度計劃的數位化和計算機輔助調度。本發明是基於編組站綜合集成自動化系統的環境下，在編組站範圍內管控一體化、信息共享與信息交換的前提下得以實現。本發明的調機自動化系統兼容原駝峰機車信號或駝峰機車遙控功能，並且在功能與範圍方面得到了大幅度擴展。
文檔編號B61L27/04GK1559847SQ20041000641
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月2日 優先權日2004年3月2日
發明者丁昆, 周暐, 丁 昆 申請人:北京全路通信信號研究設計院