本发明涉及一种检测和控制焦炉机车异常速度的方法，属于焦炉控制技术领域。
背景技术：
焦炉的推焦车、拦焦车、加煤车和电机车系统（简称四大车）是焦炉生产中的重要设备，其运行状况直接决定焦炉生产的质量和产量。而焦炉四大车的走行系统又是各车生产运行过程中的重要环节，重载、高速运行的机车在轨道上高速运行，若速度控制出现异常，将会造成撞车等严重后果。以电机车为例，其包含一节动力车头和两节运载车（见图1侧视图和俯视图），动力车头拖动1#运载车和2#运载车两节运载车在轨道上高速运行，其作用就是在焦炉区域和干熄焦区域依次完成在焦炉炉区接红焦、走行回干熄焦区域接空焦罐、再次走行对位好送红焦、返回焦炉炉区的循环工作。由于轨道为露天安装，在负载变化剧烈的情况下，车轮有可能在轨道由滚动状态变为滑动状态，而原有的速度监测系统检测失败，速度给定装置按照错误的反馈信号给定速度值，导致车速失控而造成严重的事故。尤其是在全自动对位走行的情况下，由于缺乏可靠的速度检测装置和速度控制方法，失控的焦炉机车仍按原有的设定速度运行，造成的后果尤其严重，需要新的技术方案来解决上述问题。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种检测和控制焦炉机车异常速度的方法，该技术方案中主要是对焦炉重载机车（推焦车、拦焦车、加煤车和电机车）在钢轨上运行时的速度进行实时监测，及时发现异常的运行速度，并能采取相应的控制措施避免异常速度所带来的风险，提高焦炉机车高速走行的安全性，实现机车的安全可靠走行。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种检测和控制焦炉机车异常速度的方法，其特征在于，所述方法如下：
1）在车辆减速区域设置位移标识装置，该位移标识装置的编码采用8421码的编码方式，信号可由车载控制系统读取，车载控制系统通过读取的信息计算当前车辆所在位置并进行计时，
2）完成通过不同位移段标准时间的采集，车载控制系统采集焦炉机车减速过程中通过每一区段的时间，形成标准通过时间；在生产中，实时采集和记录通过每一区段的实际时间，并于该区段的标准通过时间进行比较，若时间相差较大，则说明速度异常，输出报警信号；
3）实现异常速度的自动保护，在车载控制系统自动确认速度异常后，根据设定的保护方法，自动进行减速或急停保护，避免机车速度异常造成的事故。
作为本发明的一种改进，所述车载控制系统由地上设备和车上设备两部分组成，地上设备沿机车运行方向定点布置，其包含地面支架及发信装置，发信装置按8421码的规律安装在地面支架上，车上设备4安装在机车上，包含车上支架和受信设备，受信设备按8421码的规律安装在地车上支架上，与地上设备的相应发信装置高度一致。保证信号的可靠接收，又不会形成干扰。
作为本发明的一种改进，位移标识装置的车上设备含有竖直安装在支架上n只受信设备，最多可以在地面安装2n-1台地上设备。
作为本发明的一种改进，位移标识装置的车上设备含有竖直安装在支架上3只受信设备，则最多可以在地面安装23-1台地上设备，地上设备的发信设备也按8421码顺序竖直安装在支架上，按001、010、011和100等顺序排列，0表示该位置没有发信设备，1表示表示该位置有发信设备，车上设备的3只受信设备与地上设备的发信设备3个位置对应，在车辆移动时，位移标识装置中的车上设备随机车进行移动，依次经过地面设备，车上设备的受信设备感应到不同的地上设备上发信设备发出的信号，车载控制系统根据读取的信号来判断车辆到达的位置，完成位移标识。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案可以自动的采集标准时间，在设备状态正常的情况下，车载控制系统可以记录车辆正常通过相邻两个地上设备区间的时间；2）该技术方案可以在车辆运行区域的末端实施大范围的保护。由于采用8421码的编码方式，车上设备每增加一只受信装置，地上设备的数量就可以扩大一倍，从而扩展保护区域；3）该技术方案实现自动判断异常速度。利用焦炉机车循环运行和减速区间恒定的特点，由车载控制系统替代人工进行速度异常判断，不但减轻人工劳动负荷，而且判断的标准也有据可查，可靠性得到提高；4）系统结构简单，便于制造和安装，速度异常判断原理简单可靠，便于维护人员掌握，成本较低，便于进一步的推广应用。
附图说明
图1、焦炉机车走行系统示意图；
图2、位移标识装置结构图；
图3、位移标识装置工作原理图；
图4、检测和控制机车异常速度的控制流程图；
其中1-机车轨道；2-机车车头；3-车轮；4-位移标识装置中的车上设备；5-车上设备的感应装置；6-位移标识装置中的地面设备；7-地面设备的发信装置；8-车载控制系统；a-1#位移标识对位状态；b-2#位移标识对位状态；c-15#位移标识对位状态。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种检测和控制焦炉机车异常速度的方法，所述方法如下：1）在车辆减速区域设置位移标识装置，该位移标识装置的编码采用8421码的编码方式，信号可由车载控制系统读取，车载控制系统通过读取的信息计算当前车辆所在位置并进行计时，位移标识装置如图2所示，所述车载控制系统由地上设备和车上设备两部分组成，地上设备沿机车运行方向定点布置，其包含地面支架及发信装置7，发信装置按8421码的规律安装在地面支架上，车上设备4安装在机车上，包含车上支架和受信设备，受信设备按8421码的规律安装在地车上支架上，与地上设备的相应发信装置高度一致，保证信号的可靠接收，又不会形成干扰。位移标识装置的车上设备含有竖直安装在支架上n只受信设备，最多可以在地面安装2n-1台地上设备。该技术方案中，位移标识装置的车上设备含有竖直安装在支架上3只受信设备，则最多可以在地面安装23-1台地上设备，地上设备的发信设备也按8421码顺序竖直安装在支架上，按001、010、011和100等顺序排列，0表示该位置没有发信设备，1表示表示该位置有发信设备，车上设备的3只受信设备与地上设备的发信设备3个位置对应，在车辆移动时，位移标识装置中的车上设备随机车进行移动，依次经过地面设备，车上设备的受信设备感应到不同的地上设备上发信设备发出的信号，车载控制系统根据读取的信号来判断车辆到达的位置，完成位移标识。
2）完成通过不同位移段标准时间的采集，车载控制系统采集焦炉机车减速过程中通过每一区段的时间，形成标准通过时间；在生产中，实时采集和记录通过每一区段的实际时间，并于该区段的标准通过时间进行比较，若时间相差较大，则说明速度异常，输出报警信号。
3）实现异常速度的自动保护，在车载控制系统自动确认速度异常后，根据设定的保护方法，自动进行减速或急停保护，避免机车速度异常造成的事故。该技术方案可以根据焦炉机车的走行情况自动、实时判断当前速度是否发生异常，并且自动对出现异常的速度进行控制，确保焦炉四大车实现高速、安全的走行。异常速度检测装置可以自动判断运行中的车辆是否存在速度异常的问题，重点是判断速度是否超出正常值，速度控制的方法是在判断当前速度超限后，自动采取控制措施将高速运行的车辆及时停下，避免速度的失控。
应用实例和工作原理：
参见图1-图4，焦炉推焦作业生产具有连续和循环性的特点，车辆都按设定好的生产计划循环出炉，在对一组120孔碳化室、2-1顺序的焦炉进行出焦作业生产中，出焦作业计划将按1号碳化室、3号碳化室…119号碳化室、2号碳化室、4号碳化室…120号碳化室的顺序循环展开，焦炉机车将在不同碳化室、煤塔放煤位和干熄焦区域循环反复走行。但机车在正常的加速、稳速和减速走行过程中，经过某一特定区域的时间应该是固定的，例如机车在离目标一百米位置时由100%的速度开始减速，通过离终点100米和90米区间的时间应该是3秒、通过距离终点90米和80米区间的时间应该是4秒、通过距离终点80米和70米区间的时间应该是5秒…对于司机来讲，只有从经验上去判断当前车速是否出现异常，由于感观的差异以及对设备状况的掌握熟练度不同，人工判断速度是否异常不是可靠的检测手段。为此，可以借助本技术所涉及的检测设备和控制方法来自动判断速度是否存在异常，检测设备包含位移标识装置和车载控制系统，位移标识装置又包含地上设备和车上设备两部分，目的是让安装有车上设备的机车经过地上设备时读取地上设备的信息，从而识别出机车所在的绝对值地址信息。车载控制系统和车上设备连接，接收地上设备的信息，当车辆经过地上设备时，车载控制系统记录当前的时间，当车辆再经过另一台临近的地上设备时，车载控制系统再次记录当前的时间，通过将时间相减，即可计算出通过相邻两个地上设备区间的时间，从而实现对速度正常与否的判断。
应用实施例中以电机车在120孔焦炉按2-1工艺生产出炉为例，电机车按生产计划依次到1号碳化室、3号碳化室…119号碳化室、2号碳化室、4号碳化室…120号碳化室和干熄焦区往复运行、循环出炉。虽然每个循环周期中在每个碳化室的走行距离不一样，但其减速的走行策略是一样的，例如当测距装置检测到当前距离到目标距离为80米开始减速时，速度给定设备给定的速度降为最高速的80%，当检测到当前距离到目标距离为50米时，给定的速度降为最高速的50%，以此类推，由于地址检测装置和速度给定装置并不能完全可靠工作，比如地址检测装置故障或采样出错，有可能出现当检测到当前距离到目标距离为50米时，设定速度降为50%，但车辆实际速度为最高速的70%，造成车辆的超速运行，酿成生产事故。为此，需在在机车减速区域安装位移标识装置，确保车辆能及时检测出异常的速度并采取保护措施避免事故的发生。
按照图2所示，设计和制造位移标识装置，该装置分为地面设备和车上设备两部分。地面设备沿机车运行方向定点布置，其包含地面支架及发信设备，发信设备按8421码的规律安装在地面支架上。车上设备安装在机车上，包含车上支架和受信设备，受信设备按8421码的规律安装在地车上支架上，与地上设备的发信装置高度一致，可以保证信号的可靠接收，又不会形成干扰。车上设备与车载控制系统连接，用于将接收到的编码信号送到控制系统中。
按照图3所示的安装方法，确保车辆移动时，位移标识装置中的车上设备随机车进行移动，依次经过地面设备，车上设备的受信设备可以感应到地上设备的发信设备信号，车载控制系统根据读取的信号来判断车辆到达的位置，完成位移标识。由于焦炉机车走行具有循环和固定的特点，因此在正常情况下电机车在减速过程中经过距离终点100米和90米区间的时间x1应该是3秒、经过距离终点90米和80米区间的时间x2应该是4秒、经过距离终点80米和70米区间的时间x3应该是5秒…车载控制系统采集车辆减速过程中通过每一区段的时间，通过适当的裕量缩小（将x1、x2、x3等乘以0.9系数或减少0.5秒等），形成标准通过时间。在日常生产中，车载控制系统实时采集和计算通过这些区段的时间t1、t2、t3等，按照图4所示的速度检测和控制流程，与标准通过时间x1、x2、x3等进行比较，若任何一次比较的实时时间小于标准时间，则说明机车通过当前区间的速度超出正常，则输出报警信号，并采取快速减速或紧急制动的方式进行自动保护，避免机车速度异常造成的事故。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。