CN110509961B - 一种平面调车系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种平面调车系统，该系统包括：地面子系统、通信子系统、车载子系统及智能手臂子系统；地面子系统，用于获取场站状态信息及作业计划，并将场站状态信息及作业计划发送至车载子系统；通信子系统，用于地面子系统、车载子系统及智能手臂子系统之间进行通信；车载子系统，用于接收场站状态信息及作业计划后进行展示，并与智能手臂子系进行信息交互，以实现调车作业的机车控制；智能手臂子系统，根据与车载子系统的信息交互，通过车厢预设位置处的智能手臂实现对应的调车作业。该系统减少了调车作业人员数量和人员工作强度，将人为因素降到了最低限度，从而极大了提高了调车作业效率，更进一步提高了调车作业的安全性。

Description

一种平面调车系统

技术领域

本发明涉及平面调车作业领域，尤其涉及一种平面调车系统。

背景技术

随着铁路运输的发展，调车作业在车站运输中扮演着越来越重要的角色。编组站和区段站的主要生产活动就是调车作业，而中间站的调车作业更是遍布铁路车站。调车作业主要完成解体、编组列车，摘挂、转场、整场、调移、取送车辆以及接车的对位、转线、出入段等目的而使机车车辆在站线或其它线路上移动的作业。

目前调车作业为半机械化和半自动化的调车作业，参与调车作业的人员有车站调度员、车站值班员、调车区长、调车长、连接员、制动员等。现有调车作业模式主要是采用基于无线电台的平面无线调车系统，该系统主要利用无线电台的通信功能，在电台内部加装信令板来实现传送调车信令及语言提示、通信与信号一体化的控制系统。该系统主要由三部分组成：区长台、机车台、便携台。其中，区长台为调车区长台专用设备，主要完成监听通话等功能；机车台为司机专用设备，以机车控制为核心完成调车信令的识别，灯显、语音反馈、记录存储、调单接收及打印、LCD显示等功能；便携台为调车长和连接员调车专用电台，具有调车信令的发送和通话功能。

目前的平面调车模式存在效率较低、作业人员工作量大并存在安全隐患等突出问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种平面调车系统。

本发明实施例提供一种平面调车系统，包括：地面子系统、通信子系统、车载子系统及智能手臂子系统；所述地面子系统，用于获取场站状态信息及作业计划，并将所述场站状态信息及所述作业计划发送至车载子系统；所述通信子系统，用于所述地面子系统、所述车载子系统及所述智能手臂子系统之间进行通信；所述车载子系统，用于接收所述场站状态信息及所述作业计划后进行展示，并与智能手臂子系统进行信息交互，以实现调车作业的机车控制；所述智能手臂子系统，根据与所述车载子系统的信息交互，通过车厢预设位置处的智能手臂实现对应的调车作业，以及向车载子系统发送距离信息；其中，所述距离信息包括，十五三车距离信息。

进一步地，所述地面子系统与调车控制系统相连接，所述调车控制系统用于提供场站状态信息及作业计划；所述调车控制系统包括，计算机联锁系统、列车调度指挥系统、中国列车运行控制系统、调度集中指挥系统及铁路运输信息管理系统中的一种或多种。

进一步地，所述场站状态信息包括，站场道岔状态信息、站场调车信号显示信息、站场调车进路信息及联锁信号设备状态信息。

进一步地，所述调车控制系统包括调度集中指挥系统时，所述场站状态信息还包括调度集中指挥系统遥控预排调车进路控制信息。

进一步地，所述智能手臂子系统包括通信模块、定位模块、摄像装置及智能手臂控制系统；所述通信模块，用于交互信息的收发；所述智能手臂控制系统，用于根据与所述车载子系统的信息交互，控制所述智能手臂实现应的调车作业；所述定位模块，用于获取相应智能手臂的位置信息，以及向所述车载子系统发送距离信息；所述摄像装置，用于获取调车作业处的状态信息以及路况信息，并发送到所述车载子系统和/或地面子系统。

进一步地，所述智能手臂子系统还用于获取连挂作业时两个连挂车厢间的实时距离，并发送到车载子系统。

进一步地，所述调车作业的作业内容包括：提钩、摘管、接管、撤鞋、放鞋、折角塞门开与关及放风。

进一步地，所述通信子系统为基于4G宽带技术的网络系统。

进一步地，所述车载子系统与列车运行控制记录装置LKJ连接。

进一步地，所述智能手臂子系统，还用于接收所述车载子系统或所述地面子系统发送的场站状态信息及作业计划。

本发明实施例提供的平面调车系统，改变了现有调车作业模式，取消了调车长、连接员(制动员)，从而提高了调车作业的安全性。结合智能手臂子系统及智能手臂的应用，在保证调车作业安全性的同时，减少了调车作业人员数量和人员工作强度，将人为因素降到了最低限度，从而极大提高了调车作业效率，更进一步提高了调车作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的平面调车系统结构示意图；

图2为本发明实施例提供的平面调车系统的地面子系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的平面调车系统的智能手臂子系统结构示意图；

图4为本发明实施例提供的平面调车系统的车载子系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前的无线调车机车信号和监控系统(STP)是为确保调车机车在调车场内的调车作业安全而开发的，能有效防止调车作业过程中因人工疏忽而引起的“冲、挤、撞”等安全事故，是调车作业中重要的行车安全设备。自推广运用以来，改写了车站调车作业没有机车信号显示的历史，对保障车站调车作业安全发挥了重要作用。但是STP系统在提高了安全性的同时并没有改变现有平调调车工作模式，调车作业的效率没有得到提高，调车作业人员的数量和工作强度仍然没有减少，各种人为因素依然存在。

调车作业具有作业地点涉及面广、作业对象类型多、作业人员工种多、作业组织比较复杂、作业方法灵活多变、影响调车作业效率的因素较多等特点。调车作业经常是在昼夜全天候情况下进行，并伴随着机车、车辆的运动，受调车人员和相关人员的操作行为以及外界环境的影响较大。调车作业人员工作量大，需要完成提钩、摘管、接管、撤鞋、放鞋、折角塞门开与关、放风等各种工作。调车作业效率不高，在车站作业和停留的时间占货物车辆全周转时间的70％。

调车作业时间不固定，地点多变，工作对象不固定，工作条件不同，以及参加调车工作的人员众多，因此调车工作是铁路行车工作中比较复杂、技术性又比较强的工作。稍有不慎，容易产生意外，发生事故。引发调车事故的原因有很多，最主要的原因是作业人员因素。同时，作业人员素质低、实际技能和应变能力差、基本规章制度以及作业失误等因素也会引起事故。另外，环境、设备、管理等调车生产要素也是引发事故不可忽视的原因。

为了提高调车作业效率，消除或减少调车作业中因为人为因素引起的各种隐患引起的各种事故，本申请提出了一种智能平面调车系统。图1为本发明实施例提供的平面调车系统结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种平面调车系统，包括：地面子系统101、通信子系统102、车载子系统 103及智能手臂子系统104；地面子系统101用于获取场站状态信息及作业计划，并将作业信息及作业计划发送至车载子系统和智能手臂子系统；通信子系统102用于地面子系统、车载子系统及智能手臂子系统之间进行通信；车载子系统103用于接收场站状态信息及作业计划后进行展示，并与智能手臂子系统进行信息交互，以实现调车作业的机车控制；智能手臂子系统104，根据与所述车载子系统的信息交互，通过车厢预设位置处的智能手臂实现对应的调车作业，以及向车载子系统发送距离信息；其中，距离信息包括，“十、五、三车”距离信息。

本发明实施例中，地面子系统101、车载子系统103或智能手臂子系统 104，可以具体为相应执行各功能的一个终端、装置或计算机设备，或者协同执行相应功能的多个终端、装置及计算机设备。例如，地面子系统是设置在信号楼的服务器。车载子系统是设置在驾驶室的车载终端，智能手臂子系统可以是设置在智能手臂预设位置处，用于控制智能手臂操作的智能手臂终端，或者包括智能手臂为一体的装置。

具体地，地面子系统101可设置具有语音通话功能，在信号楼内，用于获取场站状态信息及获取新的或修改的作业计划，场站状态信息为实施调车作业所需的场站中各相关信息。地面子系统101把获取到的各种场站状态信息以及作业计划通过通信子系统102发送给车载子系统103。同时地面子系统101接收由车载子系统103传回来的信息。一个编组场一般只需要配备一个地面子系统，可根据具体需求增设地面子系统。

车载子系统103放置在机车的司机室内，可设置具有语音通话功能。车载子系统103负责接收、处理地面场站状态数据，通过内置通信模块与地面子系统101和智能手臂子系统104进行信息交互，也可以获取机车信息、站场信号设备状态和控车信息。所述的信息交互，包括向智能手臂子系统发送调车作业时的操作信息。

车载子系统103通过通信模块接收来自地面子系统101的场站状态信息，同时可以接收调车作业计划。车载子系统取代原来的调车机车控制器，可以接收智能手臂子系统104发送的车厢间的距离信息，如“十、五、三车”距离信息。

智能手臂子系统104具有一定的人工智能，智能手臂子系统安装在每个车厢两端，或者安装于其它便于完成相应调车作业工作的轨道旁、两个车轨之间或者车顶滑轨上等位置。智能手臂子系统104能够向车载子系统发送待作业车厢之间的距离信息。

智能手臂子系统可执行如下方法：获取所属车厢的待作业部位的状态信息，所述状态信息包括铁鞋固定状态信息、钩位状态信息及车厢位置信息；接收车载子系统发送的作业任务信息并进行解析；根据解析得到的作业任务类型以及所述状态信息，通过智能手臂实施对应的调车作业；其中，所述作业任务类型包括摘解作业、连挂作业及放风作业。通信子系统102存在于地面子系统101、车载子系统103和智能手臂子系统104中，作为整个智能平面调车系统的信息传输通道，负责传输各种语音、数据及视频信息。

本实施例提供的平面调车系统，改变了现有调车作业模式，取消了调车长、连接员(制动员)，从而提高了调车作业的安全性。结合智能手臂子系统及智能手臂的应用，在保证调车作业安全性的同时，减少了调车作业人员数量和人员工作强度，将人为因素降到了最低限度，从而极大提高了调车作业效率，更进一步提高了调车作业的安全性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，地面子系统101与调车控制系统相连接，调车控制系统用于提供场站状态信息及作业计划；调车控制系统包括，计算机联锁系统、列车调度指挥系统、中国列车运行控制系统、调度集中指挥系统及铁路运输信息管理系统中的一种或多种。

图2为本发明实施例提供的平面调车系统的地面子系统结构示意图，如图2所示，地面子系统101与与现有计算机联锁系统、列车调度指挥系统(Train DispatchingCommand System，TDCS)、中国列车运行控制系统(Chinese Train Control System：CTCS)、调度集中指挥系统(Centralized Traffic Control， CTC)以及铁路运输信息管理系统(Transportation Management Informaiton Syetem，TMIS)等现车系统相连。这些调车控制系统用于提供场站状态信息及作业计划，可根据需求选择上述系统中的一个或多个，也可选择其它具有相应功能的调车控制系统，本发明实施例对此不作具体限定。地面子系统可由一台工控机作为服务器并于计算机联锁系统、TDCS、CTCS及CTC相连进行数据交互，获取所需要的站场状态信息，并通过内部的通信模块与其它子系统进行信息交互。

本实施例提供的平面调车系统，充分利用现车系统作为调车控制系统，能够有效的获取场站状态信息及作业计划。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，场站状态信息包括，站场道岔状态信息、站场调车信号显示信息、站场调车进路信息及站场轨道电路使用情况等联锁信号设备状态信息。

获取的各场站状态信息能够便于车载子系统进行分析，分析后将各场站状态信息及作业计划后向通过显示装置或信号灯向司机进行展示，便于司机根据场站状态信息以及作业计划分析得出对应的操作信息，并通过车载子系统103的通信模块经由通信子系统102发送到智能手臂子系统104。智能手臂子系统104根据收到的操作信息，通过智能手臂实现相应的调车作业操作。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，调车控制系统包括调度集中指挥系统时，场站状态信息还包括CTC系统遥控预排调车进路控制信息。

通过地面子系统101与CTC连接，获取相应的CTC系统遥控预排调车进路控制信息，从而在调车作业时车辆行进至调车作业场地提供有效依据。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，智能手臂子系统104包括通信模块、定位模块、摄像装置及智能手臂控制系统；通信模块，用于交互信息的收发；智能手臂控制系统，用于根据与车载子系统的信息交互，控制智能手臂实现应的调车作业；定位模块，用于获取相应智能手臂的位置信息，以及向车载子系统发送距离信息；摄像装置，用于获取调车作业处的状态信息以及路况信息，并发送到车载子系统和/或地面子系统。

图3为本发明实施例提供的平面调车系统的智能手臂子系统结构示意图，如图3所示，定位模块可包括北斗定位模块或GPS定位模块。智能手臂子系统104收到地面子系统101发送的信息后，事先获取到需要解体、编组列车的编号。调车作业过程中，司机通过车载子系统103发送操作信息控制相应的智能手臂进行调车作业的相应操作。智能手臂子系统104设置有摄像装置，如常用的摄像头，摄像头在对应车厢进的行过程中可用于观察路况信息。在智能手臂的调车作业过程中，摄像头可获取调车作业处的状态信息，如折角塞门状态、风管状态、铁鞋状态和钩位状态等状态信息。

本实施例提供的平面调车系统，结合智能手臂子系统及智能手臂的应用，替代了以往由调车长和连接员完成的繁重的工作，提高了调车作业的效率，极大减小了调车作业中由于人为因素导致的风险因素，提高了调车作业的安全性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，智能手臂子系统104还用于获取连挂作业时两个连挂车厢间的实时距离，并发送到车载子系统103。在进行连挂作业时，由智能手臂提供两个连挂车辆之间的实时距离信息，并向车载子设备发送“十、五、三车”距离信息，从而司机能够通过两个连挂车厢间的实时距离信息控制机车速度。通过智能手臂子系统还用于获取连挂作业时两个连挂车厢间的实时距离，从而有利于的连挂作业时的安全操作，无需人工参与连挂处的辅助操作，提高了调车作业的安全性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，调车作业的作业内容包括：提钩、摘管、接管、撤鞋、放鞋、折角塞门开与关及放风。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，通信子系统为基于4G 宽带技术的网络系统。

传统的无线电台存在同频干扰、弱场等诸多问题，本系统中的通信子系统采用4G网络或者其它效果更好的通信技术，通过合理的部署通信基站，对作业场站进行全覆盖。利用4G宽带技术可以高效的传输数据、语音及视频信息，满足智能平面调车系统需求。通过宽带通信技术的引入，解决了目前现有平面调车作业中使用通信手段的具有频率干扰、弱场、带宽有限等不足，保证了调车作业过程中通信的可靠性和高效性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，车载子系统与列车运行监控记录装置(简称LKJ)连接。

图4为本发明实施例提供的平面调车系统的车载子系统结构示意图，如图4所示，车载子系统103与LKJ连接，可向LKJ发送调车指令。车载子系统103通过通信模块接收来自地面子系统101的道岔状态信息、站场调车信号显示信息、站场调车进路信息、站场轨道电路使用情况等联锁信号设备的状态，同时可以接收调车作业计划、遥控预排调车进路控制信息等相关信息。车载子系统103可以接收智能手臂子系统104发送的“十、五、三车”距离信息，并将该信息发送给LKJ。车载子系统103可根据需要设置定位模块，定位模块用于提供定位信息，将定位信息发送至地面子系统101。

基于上述实施例的内容，作为一个可选实施例，智能手臂子系统，还用于接收所述车载子系统或所述地面子系统发送的场站状态信息及作业计划。

即载子系统103可同时将接收到的场站状态信息及作业信息发送至智能手臂子系统104，可以直接由地面子系统101发送给智能手臂子系统104。智能手臂子系统104若收到的是车载子系统103发送的场站状态信息及作业信息，可以是经过车载子系统103处理后的信息。例如，作业计划中包括了各种调车作业类型，车载子系统103只需向执行对应调车作业的智能手臂子系统发送相应的调车作业计划和场站状态信息即可，无需向每一智能手臂子系统发送所有的作业计划和所有的场站状态信息。

基于上述各系统实施例，本申请提出的智能平面调车系统取消了原有平面调车模式下的调车长、连接员(制动员)，取而代之的是车载子系统和智能手臂子系统，系统工作流程如下：

地面子系统101从计算机联锁系统、TDCS/CTCS/CTC、TMIS现车系统获取站场道岔状态信息、站场调车信号显示信息、站场调车进路信息、站场轨道电路使用情况等联锁信号设备的状态，获取新的或修改的调车作业计划、 CTC系统遥控预排调车进路控制信息等相关信息。经地面主机处理，通过4G 网络发送给车载子系统103和智能手臂子系统104。

车载子系统103开机时首先进行调车机机车定位，注册入网。车载子系统103接收地面子系统101发送的站场道岔状态信息、站场调车信号显示信息、站场调车进路信息、站场轨道电路使用情况等联锁信号设备的状态，当车载子系103统接收到地面子系统101发送的调车作业计划时，提示司机有新的计划接收，可以开始调车作业。司机通过查看调车作业通知单的内容，并确认站场调车信号，通过进路信息进行要道还道，开始控制机车进行调车作业。

智能手臂子系统104收到地面子系统101发送的信息后，事先获取到需要解体、编组列车的编号。调车作业过程中，司机通过车载子系统103发送操作信息控制相应的智能手臂进行提钩、摘管、接管、撤鞋、放鞋、折角塞门开与关等操作。在进行连挂作业时，由智能手臂提供两个连挂车辆之间的实时距离信息，并向车载子系统103发送“十、五、三车”距离信息，司机通过该信息控制机车速度。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种平面调车系统，其特征在于，包括：

地面子系统、通信子系统、车载子系统及智能手臂子系统；

所述地面子系统，用于获取场站状态信息及作业计划，并将所述场站状态信息及所述作业计划发送至车载子系统；

所述通信子系统，用于所述地面子系统、所述车载子系统及所述智能手臂子系统之间进行通信；

所述车载子系统，用于接收所述场站状态信息及所述作业计划后进行展示，并与智能手臂子系统进行信息交互，以实现调车作业的机车控制；

所述智能手臂子系统，根据与所述车载子系统的信息交互，通过车厢预设位置处的智能手臂实现对应的调车作业，以及向车载子系统发送距离信息；

其中，所述距离信息包括，十五三车距离信息；

所述智能手臂子系统包括通信模块、定位模块、摄像装置及智能手臂控制系统；

所述通信模块，用于交互信息的收发；

所述智能手臂控制系统，用于根据与所述车载子系统的信息交互，控制所述智能手臂实现相 应的调车作业；

所述定位模块，用于获取相应智能手臂的位置信息，以及向所述车载子系统发送距离信息；

所述摄像装置，用于获取调车作业处的状态信息以及路况信息，并发送到所述车载子系统和/或地面子系统。

2.根据权利要求1所述的平面调车系统，其特征在于，所述地面子系统与调车控制系统相连接，所述调车控制系统用于提供场站状态信息及作业计划；

所述调车控制系统包括，计算机联锁系统、列车调度指挥系统、中国列车运行控制系统、调度集中指挥系统及铁路运输信息管理系统中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的平面调车系统，其特征在于，所述场站状态信息包括，站场道岔状态信息、站场调车信号显示信息、站场调车进路信息及联锁信号设备状态信息。

4.根据权利要求2所述的平面调车系统，其特征在于，所述调车控制系统包括调度集中指挥系统时，所述场站状态信息还包括调度集中指挥系统遥控预排调车进路控制信息。

5.根据权利要求4所述的平面调车系统，其特征在于，所述智能手臂子系统还用于获取连挂作业时两个连挂车厢间的实时距离，并发送到车载子系统。

6.根据权利要求1所述的平面调车系统，其特征在于，所述调车作业的作业内容包括：提钩、摘管、接管、撤鞋、放鞋、折角塞门开与关及放风。

7.根据权利要求1所述的平面调车系统，其特征在于，所述通信子系统为基于4G宽带技术的网络系统。

8.根据权利要求1所述的平面调车系统，其特征在于，所述车载子系统与列车运行控制记录装置LKJ连接。

9.根据权利要求1所述的平面调车系统，其特征在于，所述智能手臂子系统，还用于接收经所述车载子系统或所述地面子系统发送的场站状态信息及作业计划。

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