专利名称：企业铁路平面调车智能跟踪系统及其工作方法
技术领域：
本发明属于铁路智能调车技术领域。
背景技术：
铁路作为国民经济的大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具，尤其在煤矿企业货物运输中有着重要地位和作用。但是，列车在出发之前，都要在车站进行一定的编组，将运输货物相同、方向一致以及有其他相关特殊要求的车辆编成一列车，由于车站编组作业繁忙、进路均由人工确认、现车得不到及时整理等原因，带来列车编组错误、现车管理混乱等诸多问题，造成用人多、效率低、不安全等等现状。目前，国家铁路在列车编组方面主要以“平面调车”和“驼峰调车”为主。“平面调车”是指机车车辆在相对水平的车站上进行一切有目的的移动；“驼峰调车”是将整列车推进至峰顶，借着坡度使车列逐个溜向不同股道，连结员负责跟车、摘车、提勾，完成编组任务。其中，“平面调车”是车站值班员和参加调车人员(包括机车司机、调车员)通过纸质调车计划作业单、轨道电路以及无线平面调车设备等途径来确认调车作业进度，并布置下一勾调车进路。由于车站值班员、司机、调车员三者之间仅仅通过无线对讲设备进行联系，相互之间缺乏有效的安全互控，经常出现挂错车、进路排列错误等问题，甚至出现冒进信号机、挤道岔等安全事故。企业铁路具有行调车作业不分场、调车作业量大等行业特点，而且一般采用平面调车作业方式，其微机联锁、调度集中、机车信号等各应用系统分散孤立、数据共享能力差，在调车作业的安全预防方面仍停留在以人控为主的阶段，使企业铁路的本质安全保障水平仍处于较低的水平。
发明内容
本发明的目的是从车地无线联控的角度来解决企业铁路平面调车安全系数低、效率不高及易出现编组错误的问题。基于此，本发明提供一套基于车地无线联控技术的平面调车作业智能跟踪系统及其作业办法，在调车作业过程中，系统实时向车站值班员作出当前作业进度、下一步计划以及车站现车分布情况等提示，及时向司机提供当前作业计划、下一步计划以及前后方信号机状态等。同时，对每次调车作业执行情况、机车速度、甩挂车辆数、进路状态进行实时跟踪，便于车站值班员和司机按照提示进行排列进路与操控机车，从而达到安全、高效、准确无误编组列车的目的。为达到上述目的，本发明解决问题采取的技术方案是一种企业铁路平面调车智能跟踪系统，由以下三大部分组成第一部分，安装在车站信号楼机房的追踪系统地面机及电台发射装置；所述的追踪系统地面机由主控模块cpu、数据采集模块、追踪系统服务器组成，追踪系统地面机以下简称地面机；所述的电台发射装置以下简称电台；地面机的作用是将收到的调车信息通过电台发送到机车上，同时将机车回发的工况信息以及GPS坐标进行分析处理；第二部分，安装在机车上的车载设备，该车载设备包括主控机、列控盒、车载终端、GPS接收机以及配线盒；主控机通过配线盒采集机车工况数据，分析后回发给信号楼机房的地面机，同时车载终端实时显示出工况数据；第三部分，车站行车室的调车作业信息系统，通过调车作业信息系统将车站值班员编写的调车作业计划单用局域网传输给地面机，地面机将调车作业计划单通过电台传送给车载设备，同时从地面机获得机车位置数据、工况数据一系列参数；所述的机车工况数据中，包括机车车号、速度、柴油机转速、总风缸压力、制动缸压力、手柄位置；所述的机车位置数据中，包括机车所在股道、前后方信号机状态、名称、所在股道是否有车皮占压和机车GPS坐标。
本发明的企业铁路平面调车智能跟踪系统是基于车地无线联控技术实现的，每当有机车工作时，系统自动将机车GPS坐标和工矿数据实时传输给追踪系统地面机，此时地面机通过取得的当前站场状态，将机车定位在相应股道，并把前后方信号灯开放状态回发给机车；同时，车站值班员应用调车作业信息系统将编写好的调车作业计划单通过追踪系统地面机及电台无线发送到机车终端，机车终端自动提示已接收到新调车作业任务；调车作业过程中，车载终端实时显示当前作业进度及下一勾计划，并以不同颜色提示每勾作业完成情况。上述铁路平面调车智能跟踪系统的详细工作方法是第一步机车启动；车载设备自动将机车GPS坐标、速度、手柄位置、转速实时无线传到地面机的服务器；第二步传输调车作业计划；车站值班员将编写好的调车作业计划单应用地面机的操作平台和电台无线发到机车的车载设备上；第三步动车前进路确认；机车将GPS坐标及速度、转速、手柄位置工矿数据传到地面机，经确认后，地面机的服务器将接收到的当前作业计划、股道占压、信号开放状态、机车距离信号机距离等信息复示给机车车载终端；第四步机车运行；机车司机按照车载终端上的复示信息和调车作业计划操控机车运行；机车在运行过程中，地面机的服务器通过差分GPS坐标和轨道电压确认机车所在的区段及里程标，并将此信息实时反馈到车站值班员显示终端和车载终端；同时机车主控盒根据股道、速度、信号开放状态等信息，将闯信号报警、超速报警等信息向机车司机提示，并通过列控盒放风卸载处理。第五步作业确认；机车带着车辆驶出当前轨道区段后，地面机的服务器通过统计车列经过轨道绝缘节的速度、时间来计算车列长度并换算车节数，并将该车节数自动与当前作业计划所挂车数进行核对，核对后直接发送给车站值班员和机车司机，车站值班员根据显示信息，安排下一勾作业进路，预防错排进路情况发生；第六步返回第三步，执行下一勾作业。本发明的积极效果是，应用该系统后，车站值班员不仅将调车作业单实时发送到机车上，而且实现了调车作业计划“勾勾清”、现车实时自动整理、智能跟踪作业进度等功能；尤其在调车作业自动执行方面，使当前作业进度与作业计划始终保持一致，并采用不同颜色的光带表示当前勾计划，用不同颜色的字体区分已经完成的和未完成的勾计划，给车站值班员和司机提供很直观的作业进度提示，对于节省企业铁路人力、物力及提高工作效率和安全水平具有重要意义。
图I为本发明实施例系统框架图。
图2为本发明实施例中信息交互及传输框图。图3为本发明作业程序判断流程图。图4是淄博矿业济北矿区铁运现场应用示意图。
具体实施例方式参照附图对实施例进一步说明。如图I所示的企业铁路平面调车智能跟踪系统，由以下三大部分组成I、地面系统包括安装在车站信号楼机房的追踪系统地面机及电台发射装置；所述的追踪系统地面机由主控模块cpu、轨道数据采集模块、追踪系统服务器组成，追踪系统服务器与DGPS基准站和车站信息化服务器实现通讯，主控模块cpu与电台发射装置实现通讯；地面机的作用是将收到的车站信息化服务器的调车信息发送到机车上，同时将机车回发的工况信息以及GPS坐标进行分析处理；2、安装在机车上的车载设备，该车载设备包括车载主控机、列控盒、配线盒以及车载终端和DGPS接收机；主控机通过配线盒采集机车工况数据，分析后回发给信号楼机房的地面机，同时车载终端实时显示出工况数据；3、车站行车室的调车作业信息系统，该系统通过车站信息化服务器将车站值班员编写的调车作业计划单通过局域网传输给地面机，地面机将调车作业计划单通过电台传送给车载设备，同时从地面机获得机车位置数据、工况数据一系列参数；所述的机车工况数据中，包括机车车号、速度、柴油机转速、总风缸压力、制动缸压力、手柄位置；所述的机车位置数据中，包括机车所在股道、前后方信号机状态、名称、所在股道是否有车皮占压、机车GPS坐标。本发明的企业铁路平面调车智能跟踪系统是基于车地无线联控技术实现的，图2示出了系统信息交互及传输情况。每当有机车工作时，系统自动将机车GPS坐标和工矿数据实时传输给追踪系统地面机，此时地面机通过取得的当前站场状态，将机车定位在相应股道，并把前后方信号灯开放状态回发给机车；同时，车站值班员应用调车作业信息系统将编写好的调车作业计划单通过追踪系统地面机及电台无线发送到机车终端，机车终端自动提示已接收到新调车作业任务；调车作业过程中，车载终端实时显示当前作业进度及下一勾计划，并以不同颜色提示每勾作业完成情况。图4是淄博矿业济北矿区铁运现场应用上述系统的示意图。该现场有三个车站货场统一指挥调度，根据图4对现场某一批调车作业计划执行情况描述如下假如东庄站要进行以下一批调车作业，计划单为第一勾机车2股东出；第二勾4股 +15 (辆)；
第三勾3股一3 (辆)；第四勾4股一6(辆)；第五勾8股一2 (辆)；第六勾4股一1(辆)；第七勾3股一 2(辆);第八勾4股一 1(辆);第九勾机车2股待机。具体作业办法 第一步准备作业；车站值班员根据调度计划，准备对需要编组的列车编制了上述调车计划作业单，通过无线对讲机呼叫机车；第二步机车启动。司机听到车站值班员呼叫后，及时启机，车载设备自动将机车GPS坐标、速度、手柄位置、转速实时无线传到地面机的服务器；第三步传输调车作业计划；车站值班员将上述调车作业计划单应用地面机的操作平台和电台无线发到机车的车载设备上；第四步作业计划确认。司机看到车载终端显示的调车作业计划后，通过无线对讲机向车站值班员复诵作业内容，双方确认正确后，司机开始动车；第五步动车前进路确认；机车将GPS坐标及速度、转速、手柄位置工矿数据传到地面机，经确认后，地面机的服务器将接收到的当前作业计划、股道占压、信号开放状态、机车距离信号机距离等信息复示给机车车载终端。此时，司机看到车载终端显示一切正常，且“调车作业单中‘第一勾机车2股东出’变为绿色光带、机车停留的当前2股道东头信号复示为地面的白色调车信号”，说明调车计划、进路情况、系统运行一切正常，机车可以从2股东头出去。同时，车站值班员终端和车载终端的“4股+15 (辆)”变为黄光带，表明下一勾作业计划。第六步机车运行；机车在运行过程中，地面机的服务器通过差分GPS坐标和轨道电压确认机车所在的区段及里程标，并将此信息实时反馈到车站值班员显示终端和车载终端；当机车运行过程中司机听到车载终端发出“超速危险或闯信号危险”时，说明机车速度太高或地面信号没有开放，司机应立即减速或停车，否则，机车将自动停车。第七步第I勾作业完成，即机车从2股东头出来停车后，车站值班员终端和车载终端的调车作业计划单“机车2股东出”变为红光带，“4股+15 (辆)”变为黄光带。第八步开始“第2勾作业”。完成上述的第I勾作业后，值班员根据调车作业计划单和光带所提示的信息，布置第2勾作业进路，车载终端实时显示进入4股的调车信号；第九步司机按照车载终端显示的调车信号、计划单完成进度进入4股挂车。此时，车站值班员终端和车载终端的调车作业计划单“机车2股东出”变为红光带，“4股+15(辆)”变为绿光带，“3股一 3 (辆)”变为黄光带，说明第I勾作业已经执行完毕，正在执行第2勾作业，下一勾准备作业第3勾；第十步机车挂车后牵出。司机按照现场调车人员的指挥带着4股15辆车牵出时，重复按照上述“第五步”到“第九步”作业程序进行对计划单、信号、进路等确认后完成第2勾作业内容。在这里的第七步作业过程中有所不同的是车站值班员终端的现车变化和车载终端的系统提示其一是车站值班员终端，当机车从4股带着15辆车出去后，车站值班员终端显示出4股减少了 15辆车，实时提示给车站值班员，表明机车带车数与计划单一致，否贝U，车站值班员应和现场调车员及时联系，确认带车数；其二是车载终端，当机车带着15辆车从4股出去后，车载系统如果发出“车辆数错误”的报警提示，说明带车数与计划单不一致，司机应及时与车站联系，车载系统无报警提示，表明带车数正确。第十一步开始第3勾作业。依次按照“第八步”、“第九步”和“第十步”程序进行第3勾作业。此时有所不同的是车站值班员终端的现车整理部分，当机车带着15辆车进入3股后，3股的现车立即增加了 15辆，在执行完“3股一 3 (辆)”这一勾作业后，3股的现车增加数由15辆变为3辆，表明现场作业情况与调车计划单一致，否则，说明列车编组出现错误。本批调车作业的剩余部分依次按照“第五步”、……、“第十一步”程序进行完毕后，一是车站值班员和车载终端的调车作业计划单全部变为红光带，说明调车作业全部完成；二是车站值班员可以及时确认整个车站现车分布情况与调度下达的计划是否一致，为下一列列车的编组工作提供了详细的制定依据。 参照图3所示的作业程序判断流程图，对上述铁路平面调车智能跟踪系统的详细工作方法再进行说明。第一步机车启动；车载设备自动将机车GPS坐标、速度、手柄位置、转速实时无线传到地面机的服务器；第二步传输调车作业计划；车站值班员将编写好的调车作业计划单应用地面机的操作平台和电台无线发到机车的车载设备上；第三步动车前进路确认；机车将GPS坐标及速度、转速、手柄位置工矿数据传到地面机，经确认后，地面机的服务器将接收到的当前作业计划、股道占压、信号开放状态、机车距离信号机距离等信息复示给机车车载终端；第四步机车运行；机车司机按照车载终端上的复示信息和调车作业计划操控机车运行；机车在运行过程中，地面机的服务器通过差分GPS坐标和轨道电压确认机车所在的区段及里程标，并将此信息实时反馈到车站值班员显示终端和车载终端；同时机车主控盒根据股道、速度、信号开放状态等信息，将闯信号报警、超速报警等信息向机车司机提示，并通过列控盒放风卸载处理。第五步作业确认；机车带拖着车辆驶出当前轨道区段后，地面机的服务器通过统计车列经过轨道绝缘节的速度、时间来计算车列长度并换算车节数，并将该车节数自动与当前作业计划所挂车数进行核对，核对后直接发送给车站值班员和机车司机，车站值班员根据显示信息，安排下一勾作业进路，预防错排进路情况发生；第六步返回第三步，执行下一勾作业。
权利要求
1.一种企业铁路平面调车智能跟踪系统，其特征在于，它由以下三大部分组成 第一部分，安装在车站信号楼机房的追踪系统地面机及电台发射装置；所述的追踪系统地面机由主控模块CPU、数据采集模块和追踪系统服务器组成； 地面机的作用是将收到的调车信息通过电台发射装置发送到机车上，同时将机车回发的工况信息以及GPS坐标进行分析处理； 第二部分，安装在机车上的车载设备，该车载设备包括主控机、列控盒、车载终端、GPS接收机以及配线盒；主控机通过配线盒采集机车工况数据，分析后回发给信号楼机房的地面机，同时车载终端实时显示出工况数据； 第三部分，车站行车室的调车作业信息系统，通过调车作业信息系统将车站值班员编写的调车作业计划单用局域网传输给地面机，地面机将调车作业计划单通过电台发射装置传送给车载设备，同时从地面机获得机车位置数据和工况数据一系列参数； 所述的机车工况数据中，包括机车车号、速度、柴油机转速、总风缸压力、制动缸压力和手柄位置； 所述的机车位置数据中，包括机车所在股道、前后方信号机状态、名称、所在股道是否有车皮占压和机车GPS坐标。
2.一种如权利要求I所述的跟踪系统的工作方法，其特征在于，它是基于车地无线联控技术实现的，每当有机车工作时，系统自动将机车GPS坐标和工矿数据实时传输给追踪系统地面机，此时地面机通过取得的当前站场状态，将机车定位在相应股道，并把前后方信号灯开放状态回发给机车；同时，车站值班员应用调车作业信息系统将编写好的调车作业计划单通过追踪系统地面机及电台无线发送到机车终端，机车终端自动提示已接收到新调车作业任务；调车作业过程中，车载终端实时显示当前作业进度及下一勾计划，并以不同颜色提示每勾作业完成情况。
3.如权利要求2所述的工作方法，其特征在于，详细步骤如下 第一步机车启动 车载设备自动将机车GPS坐标、速度、手柄位置和转速实时无线传到地面机的服务器； 第二步传输调车作业计划 车站值班员将编写好的调车作业计划单应用地面机的操作平台和电台无线发到机车的车载设备上； 第三步动车前进路确认 机车将GPS坐标及速度、转速、手柄位置工矿数据传到地面机，经确认后，地面机的服务器将接收到的当前作业计划、股道占压、信号开放状态和机车距离信号机距离信息复示给机车车载终端； 第四步机车运行 机车司机按照车载终端上的复示信息和调车作业计划操控机车运行；机车在运行过程中，地面机的服务器通过差分GPS坐标和轨道电压确认机车所在的区段及里程标，并将此信息实时反馈到车站值班员显示终端和车载终端；同时机车主控盒根据股道、速度和信号开放状态信息，将闯信号报警和超速报警信息向机车司机提示，并通过列控盒放风卸载处理； 第五步作业确认机车带着车辆驶出当前轨道区段后，地面机的服务器通过统计车列经过轨道绝缘节的速度和时间来计算车列长度并换算车节数，并将该车节数自动与当前作业计划所挂车数进行核对，核对后直接发送给车站值班员和机车司机，车站值班员根据显示信息，安排下一勾作业进路，预防错排进路情况发生； 第六步返回第三步，执行下一勾作业。
全文摘要
本发明公开了一种企业铁路平面调车智能跟踪系统及其工作方法，它由安装在车站信号楼机房的追踪系统地面机及电台发射装置、安装在机车上的车载设备和车站行车室的调车作业信息系统三大部分组成。通过上述三大部分使车站值班员不仅将调车作业单实时发送到机车上，而且实现了调车作业计划勾勾清、现车实时自动整理和智能跟踪作业进度等功能。本发明对于节省企业铁路人力、物力及提高工作效率和安全水平具有重要意义。
文档编号B61L25/02GK102700574SQ20121013810
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者任明强, 唐水雄, 李大飞, 汪永刚, 胡永焕, 赵西蓉, 陶永宏, 霍俊杰, 靳红宇 申请人:北京康吉森交通技术有限公司, 淄博矿业集团有限责任公司济宁北矿区铁路运销处