一种调车作业系统的制作方法

本申请涉及铁路车站行车技术领域，更具体地，尤其涉及一种调车作业系统。

背景技术：

调车作业是铁路车站行车工作的基本内容之一，也是铁路车站行车组织中的关键环节，其主要工作包括：解体、编组、取送及摘挂机车等。调车作业具有作业次数频繁、环节复杂、时间长、范围广、作业人员多以及全天候等特点。

比如在摘挂机车作业时，目前，主要依靠作业人员瞭望来确认机车和车厢之间的距离，不仅加重了作业人员的工作强度，受天气因素影响较大，而且可能由于作业人员视觉疲劳、疏忽等因素引起调车事故发生。另外，在铁路车站、客技站、货场及专用线，依然有很多无联锁道岔，而无联锁区域设备缺乏安全保障，给调车作业带来安全隐患。

目前，调车作业中闯蓝灯、挤道岔、越出站界、破坏列车进路等事故时有发生，据统计货车车辆50％以上周转时间发生在编组站，而编组站的运营特征集中反映在解体和编组的调车作业过程中，因此，如何提高调车作业的工作效率及保证调车作业的安全性，对提高车辆利用率和运输效率有着重大意义。

技术实现要素：

本申请提供了一种调车作业系统，

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案：

一种调车作业系统，包括：地面信号采集设备、本地服务器、手持终端设备和车载设备，其中：

所述地面信号采集设备包括：设置在基本轨和尖轨连接位置的道岔状态采集器、设置在调车信号机内部的信号机状态采集器、在铁路轨道上部署差异性密度的压力传感器以及设置在所述压力传感器上的电子标签；

所述本地服务器和所述手持终端设备分别通过gsm无线网络与所述地面信号采集设备和所述车载设备相连；

所述车载设备包括：主控制器、分别与所述主控制器相连的gsm信息交互模块、语音播放处理模块、视频信息处理模块、电子标签信息处理模块、压力传感器信息处理模块、信号机信息处理模块、道岔状态信息处理模块以及界面显示功能模块。

优选的，所述道岔状态采集器包括传感器和gsm传输模块。

优选的，所述信号机状态采集器为霍尔电流传感器。

优选的，所述gsm信息交互模块分别与所述地面信号采集设备和所述主控制器相连，用于与所述地面信号采集设备进行信息交互，接收所述地面信号采集设备发送的数据信息，并将所述数据信息发送至所述主控制器。

优选的，所述语音播放处理模块与所述主控制器相连，用于当遇到紧急情况时播放预警声音提醒工作人员注意。

优选的，所述视频信息处理模块与所述主控制器相连，用于采集实时视频信息，使用图像测距技术将机车尾部和车厢之间的实时视频信息和距离显示在司机室的屏幕上。

优选的，所述电子标签信息处理模块分别与所述电子标签信号读写器和所述主控制器相连，用于根据所述电子标签信号读写器读取列车经过所述电子标签时的电子标签数据信息。

优选的，所述压力传感器信息处理模块分别与所述压力传感器和所述主控制器相连，用于获取所述压力传感器的实时检测压力值，并将所述实时检测压力值上传至所述主控制器。

优选的，所述信号机信息处理模块分别与所述信号机状态采集器和所述主控制器相连，用于获取所述信号机状态采集器发送的信号机状态信息，并将所述信号机状态信息发送至所述主控制器。

优选的，所述道岔状态信息处理模块分别与所述道岔状态采集器和所述主控制器相连，用于获取所述道岔状态采集器发送的道岔状态信息，并将所述道岔状态信息发送至所述主控制器。

本申请提供的一种调车作业系统，包括：地面信号采集设备、本地服务器、手持终端设备和车载设备，其中：所述地面信号采集设备包括：设置在基本轨和尖轨连接位置的道岔状态采集器、设置在调车信号机内部的信号机状态采集器、在铁路轨道上部署差异性密度的压力传感器以及设置在压力传感器上的电子标签；本地服务器和手持终端设备分别通过gsm无线网络与地面信号采集设备和车载设备相连；车载设备包括：主控制器、分别与所述主控制器相连的gsm信息交互模块、语音播放处理模块、视频信息处理模块、电子标签信息处理模块、压力传感器信息处理模块、信号机信息处理模块、道岔状态信息处理模块以及界面显示功能模块。通过本申请提供的调车作业系统，不仅提高了调车作业效率，还提高了调车作业的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种调车作业系统结构示意图；

图2为本申请实施例提供的道岔示意图；

图3为本申请实施例提供的霍尔电流传感器电路图；

图4为本申请实施例提供的车载设备结构示意图。

具体实施方式

调车：调车按其目的可分为：①解体调车，将车列或车组中的车辆按一定要求(如重车按去向，空车按车种，不良车按检修地点等)分解到各指定线路内的调车。②编组调车，根据有关规定将车辆编成车列或车组。③摘挂车辆的调车，为列车补轴、减轴、换挂车组或摘挂车辆。④取送调车，为装卸货物或检修车辆等目的向作业地点取送车辆。此外，还有车列和车组转场、货车的检衡、场内车辆整理等调车，以及在站线上放行机车等。

本申请提供一种调车作业系统，不仅提高了调车作业效率，还提高了调车作业的安全性。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参见附图1，图1为本申请实施例提供的一种调车作业系统结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供了一种调车作业系统，该系统具体包括：地面信号采集设备11、本地服务器12、手持终端设备13和车载设备14，其中：

所述地面信号采集设备11包括：设置在基本轨和尖轨连接位置的道岔状态采集器111、设置在调车信号机内部的信号机状态采集器112、在铁路轨道上部署差异性密度的压力传感器113以及设置在所述压力传感器上的电子标签114。

所述本地服务器12和所述手持终端设备13分别通过gsm无线网络与所述地面信号采集设备11和所述车载设备14相连。

所述车载设备14包括：主控制器、分别与所述主控制器相连的gsm信息交互模块、语音播放处理模块、视频信息处理模块、电子标签信息处理模块、压力传感器信息处理模块、信号机信息处理模块、道岔状态信息处理模块以及界面显示功能模块。

如图2所示，本申请实施例提供的道岔示意图；图中粗线条为基本轨，细线条为尖轨部分。设道岔开通水平方向为定位(标识为1)，则开通下斜方向为反位(标识为0)。a/b为安装在道岔上的传感器，它是侦测道岔开向的关键基本器件。再设，基本轨和尖轨密贴时，传感器输出值为1，斥离时输出值为0。则有：若a＝1,由道岔的机械构成知，则必有b＝1，道岔开通定位，即标识(a，b)＝1，反之，道岔开通反位，即标识(a，b)＝0。

本申请实施例中，所述道岔状态采集器111包括传感器和gsm传输模块。如果进路已经排列好那么进路上相关道岔的状态应该是确定的值。道岔状态采集器除了包含传感器，内部还集成了一个gsm传输模块，道岔状态通过gsm传输模块实时传输出去。道岔状态采集器111平时处于休眠模式，当接收到激活命令时开始工作。

本申请实施例中，所述信号机状态采集器112为霍尔电流传感器。具体的，信号机状态采集器位于调车信号机内部，主要传感器为霍尔电流传感器，采用该传感器的好处是不但可以检测信号机点灯电路状态而且不改变原有电路的设计。当采集到信号机状态时通过信号机状态采集器内的gsm模块输出。该采集器平时处于休眠状态，当接收到激活命令后开始工作。

需要说明的是，如图3所示，是霍尔电流传感器采集电路传感器输出信号经过放大器和二极管稳压后可产生0-3.3v的输出电压。

进一步的，上述压力传感器113是由两个聚酯薄膜组成的标准rfp压力传感器，其中有导体和半导体。在有外力作用于传感点时，压力传感器的电阻值会随外力的变化而变化，当压力变为零时，阻力值达到最大值；压力越大，阻力值越小。在铁路轨道上部署差异性密度传感器节点，取得不同的空间分辨率，不同的传感器面积能够得到的压力值不同从而满足检测列车经过的功能。

上述电子标签114贴在压力传感器113上，电子标签114采用高频标签，感应范围为1米，列车底部装有标签信号读写器，当列车经过电子标签时，电子标签与标签信号读写器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。需要说明的是，由于电子标签在轨道的位置是固定的，标签信号读写器根据接收到电子标签不同的id号即可换算成列车实时位置。

本申请实施例中，本地服务器12主要功能是保存列车调车时相关的事件信息，事件信息主要包括：xx时间 xx列车 xx地点 调车 调车进路 xx司机 xx确认完成。本地服务器12和车载设备14进行信息交互，交互信息可通过访问服务器在本地查看，本地服务器12通过gsm无线网络接收信息。

本申请实施例中，手持终端设备13同样可以和车载设备14进行信息交互，接收调车实时数据信息将关键信息显示在调车界面上，可供相关人员随时随地查看，且可通过手持终端设备13向车载设备14发送命令，例如如果需要紧急停车时，可通过手持终端设备13向车载设备14发送，司机看到后立即停车。

参见图4所示，为上述车载设备的结构示意图，本申请实施例中，主控制器141是车载设备14的大脑，调度各子模块完成各自的功能，并将处理结果实时显示在司机可看的界面上。

如图4所示，所述gsm信息交互模块142分别与所述地面信号采集设备11和所述主控制器141相连，用于与所述地面信号采集设备11进行信息交互，接收所述地面信号采集设备11发送的数据信息，并将所述数据信息发送至所述主控制器141。具体的，主要功能是与地面设备进行信息交互，接收地面设备发来的数据信息转发至主控制器，主控制器对接收的数据进行分析，将不同的信息送至不同的处理模块。同时该模块也可将主控制器输出的信息发送到本地服务器和手持终端设备上。

如图4所示，所述语音播放处理模块143与所述主控制器141相连，用于当遇到紧急情况时播放预警声音提醒工作人员注意。具体的，语音播放处理模块143由主控制器141控制，当遇到紧急情况时会播放声音提醒司机注意。例如前方有车，需要马上停车，会持续发出“前方有车，立即停车”来提醒司机注意及时制动；在摘挂机车作业时，当列车头与车厢位置小于5米时，语音实时提示两者距离。司机也可以通过按压切断语音输出按钮，这时语音输出功能暂停，再次按压也再次激活该功能。

如图4所示，所述视频信息处理模块144与所述主控制器141相连，用于采集实时视频信息，使用图像测距技术将机车尾部和车厢之间的实时视频信息和距离显示在司机室的屏幕上。具体的，所述视频信息处理模块144通过安装于机车尾部的摄像头采集实时视频信息，使用图像测距技术，将机车尾部和车厢之间的实时视频信息和距离显示在司机室的屏幕上。需要说明的是，视频图像信息采集装置由ccd摄像机和光照装置组成，可实现全天候的图像信息采集工作。

具体的，视频图像信息采集装置可使用针孔成像模型，其坐标系统由世界坐标系、图像物理坐标系、图像像素坐标系与摄像机坐标系组成。选取两帧图像，运用sift算法寻找特征点，计算特征点的三维坐标。选取特征点p，两次成像为p1与p2，通过公式计算最终得到图像测距的结果。主控制器调用界面显示功能模块将图像显示在成像系统上，供司机查看，当距离小于5米时语音实时提醒开启。

如图4所示，所述电子标签信息处理模块145分别与所述电子标签信号读写器和所述主控制器141相连，用于根据所述电子标签信号读写器读取列车经过所述电子标签时的电子标签数据信息。具体的，在本申请实施例中，列车车头底部装有标签信号读写器，列车经过电子标签时通过与电子标签进行数据交互，读写器接收到电子标签发出的id号，由于事先已经将id号和站场具体位置信息对应起来存入了非易失存储器中，主控制器只需查找表中的数据即可分析出列车实时的位置，然后调用界面显示功能模块，将列车实时位置显示在司机可看的界面上。

如图4所示，所述压力传感器信息处理模块146分别与所述压力传感器113和所述主控制器141相连，用于获取所述压力传感器113的实时检测压力值，并将所述实时检测压力值上传至所述主控制器141。

需要说明的是，本申请实施例中，压力传感器113和电子标签114是一组互为冗余功能的设计，目的是防止其中一个故障系统不能用。压力传感器也会实时检测其压力值，当有列车通过时，检测到的数据通过无线传输到车载设备上，主控制器解析传来的数据，可判断轨道某一具体的位置存在压力，然后调用界面显示功能模块，将列车实时位置显示在司机可看的界面上。压力传感器处理模块和电子标签信息处理模块实时对比处理结果当结果不一致时通过语音和界面显示报警。

如图4所示，所述信号机信息处理模块147分别与所述信号机状态采集器112和所述主控制器141相连，用于获取所述信号机状态采集器112发送的信号机状态信息，并将所述信号机状态信息发送至所述主控制器141。具体的，主控制器141通过gsm接收模块接收到地面信号机处理设备11发来的信号机状态信息，将其转发至信号机信息处理模块147，该模块解析信号机状态，主控制器141通过调用界面显示处理模块将信号机状态动态的显示在司机可看的界面上。

如图4所示，所述道岔状态信息处理模块148分别与所述道岔状态采集器111和所述主控制器141相连，用于获取所述道岔状态采集器111发送的道岔状态信息，并将所述道岔状态信息发送至所述主控制器141。具体的，道岔状态采集器111将道岔状态信息通过无线方式发送到车载设备14，车载设备14的主控制器141将道岔相关数据信息转发到道岔信息处理模块148，道岔信息处理模块148实时处理接收的数据信息，然后主控制器141调用界面显示功能模块149将道岔状态实时显示在司机可看到的界面上。该界面显示功能模块149主要功能是显示站场实时状态方便司机观看，这样可以大大增加行车安全提高调车效率。

本申请实施例提供的一种调车作业系统，包括：地面信号采集设备、本地服务器、手持终端设备和车载设备，其中：所述地面信号采集设备包括：设置在基本轨和尖轨连接位置的道岔状态采集器、设置在调车信号机内部的信号机状态采集器、在铁路轨道上部署差异性密度的压力传感器以及设置在所述压力传感器上的电子标签；所述本地服务器和所述手持终端设备分别通过gsm无线网络与所述地面信号采集设备和所述车载设备相连；所述车载设备包括：主控制器、分别与所述主控制器相连的gsm信息交互模块、语音播放处理模块、视频信息处理模块、电子标签信息处理模块、压力传感器信息处理模块、信号机信息处理模块、道岔状态信息处理模块以及界面显示功能模块。通过本申请实施例提供的调车作业系统，不仅提高了调车作业效率，还提高了调车作业的安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。