一种整备场机车定位系统的制作方法

本发明实施例涉及一种铁路机车管理技术，尤其涉及一种整备场机车定位系统。

背景技术：

如今机务系统整备作业过程的发展日趋信息化，机务系统整备作业过程，通常是在整备场中完成的，整备场包括多股股道；每股股道又顺序的在股道侧面设置不同功能的多个工作台位，例如洗车台位、上沙台位等。股道之间有交叉。在进行整备作业过程中，整备车间内可同时进入多个机车，到达不同工作台位进行不同处理。由于每个机车都需要经过多个台位的处理，且每个机车所需经过的台位不同，所以需要调度各个机车在整备场中的运行轨迹，在此过程中，对机车进行准确定位是必须的。在整备场电子地图上实时的显示机车的当前位置信息可以提高整备作业的质量及效率。

目前最常用的定位技术主要有gps定位技术，通过在机车上安装信号模块，在机房安装卫星信号接收器，利用多个卫星测距对机车定位；近场电磁测距定位技术通过在机车上安装电子标签，在整备场合适的地点安装感应接收器经过检测电磁场强度及方向判定机车坐标位置获知机车信息。

在现有技术中，获得机车的实时定位信息都需要在机车上安装电子感应器，在地安装接收系统，信号的接收与发射会受到感应距离及环境的影响，此外投资也比较大。

技术实现要素：

本发明提供一种整备场机车定位系统，以实现机车实时定位，提高整备作业质量及效率，降低设备安装成本。

本发明实施例提出一种整备场机车定位系统，包括：

车号识别单元，在整备场中各段独立股道的入口端进行设置，用于获取在所述股道上经过机车的车号，以及机车经过的当前经过时间，与所述车号识别单元的编号一并发送给plc控制器；

机车地面感应装置，设置在整备场股道沿线各工作台位的两侧，用于在机车通过两侧的机车地面感应装置时感应到机车通过，以及记录当前通过时间，将当前通过时间、机车通过信号和机车地面感应装置的编号发送给plc控制器；

plc控制器，用于接收所述车号识别单元和所述地面感应装置发送的信息，并根据所述车号识别单元的编号确定车号识别位置，以及根据机车地面感应装置的编号确定机车通过位置，且识别出机车运行方向，并发送给定位系统服务器；

定位系统服务器，用于接收plc发送的信息，根据所述当前经过时间、当前通过时间、机车运行方向、车号识别位置和机车通过位置之间的关联性，建立车号和机车通过位置之间的对应性，以获取目标车辆的位置信息。

进一步的，所述车号识别单元，包括：

视频图像识别模块，用于获取机车车身上漆刷车号；

机车标签读取模块，用于读取机车上电子标签信息获取车号；

车号识别模块，用于对所述漆刷车号和电子标签车号进行匹配并确认机车车号。

进一步的，所述机车地面感应装置，包括：

磁钢传感器，设置在整备场室外股道段，用于判断机车通过情况；或

红外光电传感器，设置在整备场室内股道段，用于判断机车通过情况。

进一步的，邻近的一组机车地面感应装置或车号识别单元共用一个机柜，所述机柜中设置plc控制器。

进一步的，定位系统服务器包括：

接收单元，用于接收plc发送的信息；

机车关联单元，用于根据所述当前经过时间、当前通过时间、机车运行方向、车号识别位置和机车通过位置确定车号识别单元与机车地面感应装置识别的信息对应于同一机车；

位置确定单元，用于将对应于同一机车的车号和机车通过位置建立对应性。

进一步的，所述整备场包括：

至少两个入口段股道，每个入口段股道从交叉点连接至少两条清洗股道，设有洗车棚，用于对机车进行清洗；

至少四条整备待班股道，与入口段股道平交分叉股道相连，设有电力机车整备待班棚，用于停放待调配的机车；

至少两条机车检修股道，与入口段股道平交分叉股道相连，用于对机车外部及内部进行检修；

至少两条机车补给股道，与入口段股道平交分叉股道相连，用于对机车所需物资进行检查更换或者补充；

其中，所述清洗股道、所述整备待班股道、所述检修股道和所述补给股道作为各段独立股道。

本发明通过将车号识别单元与地面感应装置相结合的方式，解决整备场机车实时定位的问题，实现提高整备作业质量及效率，降低设备安装成本效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的整备场机车定位系统结构图。

图2是本发明实施例二中的武客机机车车号编号图。

图3是本发明实施例二中的整备场机车定位系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的整备场机车定位系统结构图；如图1所示，该系统包括：车号识别单元101，机车地面感应装置102，plc控制器103和定位系统服务器104；

所述车号识别单元101，在整备场中各段独立股道的入口端进行设置，用于获取在所述股道上经过机车的车号，以及机车经过的当前经过时间，与所述车号识别单元的编号一并发送给plc控制器103；

所述机车地面感应装置102，设置在整备场股道沿线各工作台位的两侧，用于在机车通过两侧的机车地面感应装置时感应到机车通过，以及记录当前通过时间，将当前通过时间、机车通过信号和机车地面感应装置的编号发送给plc控制器103；

所述plc控制器103，用于接收所述车号识别单元101和所述地面感应装置102发送的信息，并根据所述车号识别单元101的编号确定车号识别位置，以及根据机车地面感应装置102的编号确定机车通过位置，且识别出机车运行方向，并发送给定位系统服务器104；

所述定位系统服务器104，用于接收plc控制器103发送的信息，根据所述当前经过时间、当前通过时间、机车运行方向、车号识别位置和机车通过位置之间的关联性，建立车号和机车通过位置之间的对应性，以获取目标车辆的位置信息。

具体的，车号识别单元101包括图像识别装置和电子标签读取装置，用于识别在该车号识别点通过的机车车号，并记录机车通过的当前时间，将所采集到的信号，发送给plc控制器103。地面感应装置102用于检测在设有感应装置的位置是否有机车通过，并将感应信息发送到plc控制器103，地面感应装置可以是定位磁钢传感器，还可以是红外光电传感器。每个plc控制器103用于接收与其相连的邻近的一个或多个车号识别单元101或多个地面机车感应装置102所发送的信号，并将接收到的信号转发给定位系统服务器104，在一个定位系统中有多个plc控制器103。

具体的，定位系统服务器104包括：接收单元，用于接收plc控制器103所发送的信息；机车关联单元，用于确定车号识别单元101与机车地面感应装置102识别的信息对应于同一机车，当定位系统服务器104第一次接收到plc控制器103发送到的信息一般为进入整备场入口段的第一个车号识别单元101处所采集到的信息，即可通过已知编号的车号识别单元101位置及机车在该识别单元的当前经过时间及其识别出的机车车号，得知某机车号的机车在采集到信息的时刻经过了该车号识别点，随着机车在股道上的运行，机车会通过股道上的机车地面感应装置102，根据plc控制器103发送的经过地面感应装置102所采集到的当前通过时间、机车通过信号和机车地面感应装置102的编号，可以通过已知编号的车号识别单元101与机车地面感应装置102之间的距离和通过这两个信号采集点的时间差即可判断机车运行的速度，根据该速度与通过下一个车号识别单元101或地面感应装置102的当前通过时间，可判断出采集到的信息是否对应于同一机车；位置确定单元，当确定了车号识别单元101与机车地面感应装置102识别的信息对应于同一机车，将再次接收到的plc控制器103所发送的从机车地面感应装置102所采集到的信息，即可确定该机车运行到了感应装置所在的位置，若机车运行了较长一段距离或是通过股道道岔的岔点，则会再次通过一个车号识别单元101，确定车号与所判断出的经过该位置机车信息是否一致，将对应于同一机车的车号和机车通过位置建立对应性，并实时显示在整备场的电子地图上。

本实施例的技术方案，通过将车号识别单元与地面感应装置相结合的方式，解决了整备场机车实时定位的问题，达到了提高整备作业质量及效率，降低设备安装成本效果。

优选地，在上述各技术方案的基础上，车号识别可以采用视频图像识别方式和标签读取方式相结合的方法；车号识别单元101设置有视频图像识别模块，用于获取机车车身上漆刷车号；机车标签读取模块，用于读取机车上电子标签信息获取车号；还有车号识别模块，用于对所述漆刷车号和电子标签车号进行匹配并确认机车车号。这样设置的好处在于可以在机车车身上电子标签有损坏的情况下正确识别机车车号，同时也提高了车号识别的准确率。

优选地，在上述各技术方案的基础上，机车地面感应装置102在整备场室外股道段采用磁钢传感器，用于判断机车通过情况；在整备场室内股道段采用红外光电传感器，用于判断机车通过情况；在整备场的室内股道段相比于室外股道段有遮挡物且灰尘少，采用红外光电传感器可以降低成本同时不会受到整备场环境对机车定位准确性的影响。

优选的，定位系统服务器104设置有：接收单元，用于接收plc发送的信息；机车关联单元，用于根据所述当前经过时间、当前通过时间、机车运行方向、车号识别位置和机车通过位置确定车号识别单元与机车地面感应装置识别的信息对应于同一机车；位置确定单元，用于将对应于同一机车的车号和机车通过位置建立对应性。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的武客机折返段整备场机车车号编号图，包括：13条整备股道线路(**道)，12套车号识别单元(ch**)，35个机车地面感应装置(dw**)，所述机车地面感应装置分为8组；还包括13个机柜，即共有13个plc控制器，每个plc控制器负责接受与其相连的邻近的车号识别单元或机车地面感应装置发送的信息，并发送到定位系统的服务器。

具体的，在所述武客机折返段整备场中机车由西边入口进入，本段车通过机1道(外段车通过机2道)行驶到东头进行折返进入整备线路。其中，1-13道为实际股道编号，股道延线上的数字为逻辑股道编号。

具体的，由于车号识别单元安装位置需平直轨道5-10米，相机立杆距离对应轨道轨边距离为2.2m，距离背对轨道中心距大于2.25m，安装位置车速需大于等于1km/h且车号识别设备不影响其它铁路设备运行，故在车辆入段(西侧)一位置安装车号识别单元ch10，对从此处进入机务段的车辆进行识别，车辆新增进入逻辑10或从逻辑12出车；机1道与机2道道岔口各装一套机车地面感应装置(dw81、dw82)。对ch10点识别车号进行定位跟踪，确定逻辑10的车辆是进入逻辑2或者逻辑9；机1道装有4套机车地面感应装置(dw10、dw11、dw12、dw13)，洗车棚前后各一套，受电工检测棚前后各一套，将机1道分解为逻辑2、逻辑3、逻辑4、逻辑5，跟踪机车在机1道的具体位置；在机3、机4、机5道岔位置，岔尖位置装车号识别单元ch20，采集通过此处的机车车号，车辆新增进入逻辑12，或从逻辑12出车，岔口位置分别装一套机车地面感应装置(dw21、dw22、dw23)跟踪通过ch20的机车。确定逻辑12的机车是进入逻辑13、17、20，确定出车是逻辑13、17、20到逻辑12；机6、机7、机8、机9道岔位置安装车号识别单元ch30，机6、机7道岔位置安装车号识别单元4(ch40)，机6、机7、机8、机9各装1套机车地面感应装置(dw30、dw31、dw32、dw33)；为保证机车进入股道正确性，在6、7道岔口增加车号识别单元ch40可以矫正车号，确保机车通过第一采集点，到达下一采集点只能1辆机车通过；车号识别单元ch50、车号识别单元ch60、车号识别单元ch70分别安装在10道、11道叉尖处，12道，13道。

具体的，机务段最东面为2条股道，通过平交道岔2分为4，为确保采集点左右逻辑股道唯一性，安装4套机车地面感应装置(dw70、dw71、dw72、dw73)，将实际股道2条，转换成软件运行逻辑4条；dw62、dw63安装位置确定平交道车辆是1道车辆进入，还是2道车辆进入，确定平交道车辆是返回1道逻辑股道51，还是返回2道逻辑股道19；由于安装环境限制，机6、机7股道车号识别单元距离岔口较远，机车实际进入6股道，但未通过车号点，软件逻辑无法移动，固选择安装dw60、dw61确定平交道岔车辆是进入6道还是7道；机6、机7股道比较长，交叉位置不满足车号安装条件，因此分别安装车号识别单元ch80，ch90；机8道、机9道、机10道叉尖安装车号识别单元cha0；机11道、机12道、机13道叉尖安装车号识别单元chb0；机2道、机3道、机4道、机5道车号识别单元chc0，增加车号识别单元的安装可以位追踪逻辑移动车辆是否与通过车相符减少逻辑混乱的情况出现。

图3为本发明实施例二提供的定位系统的原理图，采用该定位系统所执行的工作过程如下：

当机车301沿箭头方向在股道上运动时，先经过车号识别单元302，车号识别单元302就将获得的信号发送给plc控制器304，plc控制器304将机车301车号信息发送给定位系统服务器305；之后机车301先后经过两个机车地面感应装置303，机车地面感应装置303将机车301在该定位点的通过情况发送给plc控制器304；plc控制器304根据两个机车地面感应装置303发送信号的先后顺序判断机车301运行的方向，并将信号发送给定位系统服务器305；定位系统服务器305将接收到的车号信息和机车在定位点通过的信息结合可定位追踪到机车301的实时位置信息。

本实施例提供的整备场机车定位系统，通过根据整备场股道线路实际情况，在整备场出入口段、股道岔口处及各工作台位的两侧合理的选取车号识别单元与机车地面感应装置的安装点，综合分析车号识别单元与机车地面感应装置所获得的机车车号及通过机车地面感应装置的安装点等信息，最终得出目标机车所在的位置，并实时显示在整备场的电子地图上，提高整备作业质量及效率，降低设备安装成本。

优选的，一个或临近的多个车号识别单元302或者多个机车地面感应装置303共用一个机柜，所述机柜中设置plc控制器304，在一个机车定位系统中有多个plc控制器304。这样每个plc控制器负责接收的信号不会过多以至于逻辑判断混乱，而且车号识别单元302和机车地面感应装置303与机柜相连的线路布局也较为简单不混乱。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。