一种基于物联网的铁路机车自动控制系统的制作方法

技术特征：

1.一种基于物联网的铁路机车自动控制系统，其特征在于，包括运行采集模块、定位模块、数据处理模块、数据分析模块、对比判断模块和预警调控模块；

所述运行采集模块用于采集机车的行驶类型数据、行驶环境数据、行驶路段数据和行驶信号数据，将行驶类型数据、行驶环境数据、行驶路段数据和行驶信号数据一同发送至数据处理模块；

所述定位模块用于获取机车行驶的坐标并将其组合得到第一坐标集，获取机车行驶的路段坐标、信号灯坐标和停靠站坐标并将其分类组合得到第二坐标集，将第一坐标集和第二坐标集发送至数据分析模块；

所述数据处理模块用于接收行驶类型数据、行驶环境数据、行驶路段数据和行驶信号数据进行处理，得到行驶类型处理数据、行驶环境处理数据、行驶路段处理数据和行驶信号处理数据，并将其一同发送至数据分析模块；

所述数据分析模块用于接收行驶类型处理数据、行驶环境处理数据、行驶路段处理数据和行驶信号处理数据以及第一坐标集和第二坐标集并进行分析操作，得到自控排序集，将自控排序集发送至对比判断模块；

所述对比判断模块用于接收自控排序集并对机车的行驶进行判断，具体的步骤包括：

步骤一：接收自控排序集，将预设的标准自控阈值标记为z0，将自控排序集中排序的自控值qzk分别与标准自控阈值进行对比判断；

步骤二：若qzk＜z0，则判定行驶的机车在该路段无需进行调整并生成第一判断信号；若qzk≥z0，则判定行驶的机车在该路段需要进行调整并生成第二判断信号，根据第二判断信号将该自控值对应的机车速度、天类预设值、路段权重和信号预设值依次标记为待处速度、待处天类预设值、待处路段权重和待处信号预设值；

步骤三：将第一判断信号和第二判断信号以及第二判断信号对应的待处速度、待处天类预设值、待处路段权重和待处信号预设值组合得到数据分析集并发送至预警调控模块；

所述预警调控模块用于接收数据分析集对机车的运行进行预警和调控。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的铁路机车自动控制系统，其特征在于，所述数据处理模块用于接收行驶类型数据、行驶环境数据、行驶路段数据和行驶信号数据进行处理具体步骤包括：

s21：接收行驶类型数据，设定不同的机车类型对应不同的机类预设值，将行驶类型数据中的机车类型与所有的机车类型进行匹配获取对应的机类预设值并将其标记为jli,i＝1,2,3...n；获取行驶类型数据中机车类型对应的标准载重并将其标记为bzi,i＝1,2,3...n；将机车类型与其对应的机类预设值以及标准载重进行分类组合得到行驶类型处理数据；

s22：接收行驶环境数据，设定不同的天气类型对应不同的天类预设值，将行驶环境数据中的天气类型与所有的天气类型进行匹配获取对应的天类预设值并将其标记为tli,i＝1,2,3...n；将天气类型与其对应的天类预设值组合得到行驶环境处理数据；

s23：接收行驶路段数据，设定不同的行驶路段对应不同的路段权重，将行驶路段数据中的路段与所有的行驶路段进行匹配获取对应的路段权重并将其标记为lqi,i＝1,2,3...n；将行驶路段数据中的路段与其对应的路段权重进行组合得到行驶路段处理数据；

s24：接收行驶信号数据，设定不同的信号灯对应不同的信号预设值并将其标记为xli,i＝1,2,3...n；将行驶信号数据中的信号灯与其对应的信号预设值进行组合得到行驶信号处理数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的铁路机车自动控制系统，其特征在于，所述数据分析模块进行分析操作的具体步骤包括：

s31：获取行驶类型处理数据中标记的机类预设值jli和标准载重bzi、行驶环境处理数据中标记的天类预设值tli、行驶路段处理数据中标记的路段权重lqi、行驶信号处理数据中标记的信号预设值xli并进行归一化处理取值；

s32：获取第一坐标集中机车行驶的实时坐标并标记为待测坐标，获取待测坐标对应第二坐标集中的路段类型、路段天气和路段信号灯并依次将其标记为待测路权、待测天气和待测信号灯；

s33：利用公式获取机车行驶的自控值，该公式为：

其中，qzk表示为自控值，μ表示为预设的自控修正因子，a1、a2、a3、a4表示为不同的比例系数，bz0表示为行驶机车的实际载重，tl0表示为预设的标准天类预设值，lq0表示为预设的标准路段权重，xl0表示为预设的标准信号预设值；

s34：将若干个自控值进行降序排列得到自控排序集。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的铁路机车自动控制系统，其特征在于，所述预警调控模块用于接收数据分析集对机车的运行进行预警和调控，具体的步骤包括：

s41：接收数据分析集并进行分析；

s42：若数据分析集中包含第一判断信号，则判定机车的行驶正常无需进行调控；

s43：若数据分析集中包含第二判断信号，获取第二判断信号对应的待处速度、待处天类预设值、待处路段权重和待处信号预设值并进行归一化处理取值；

s44：利用公式获取机车行驶的调控系数，该公式为：

其中，qtk表示为调控系数，b1、b2、b3、b4表示为不同的比例系数，bzi1表示为行驶机车对应类型的标准载重，tli1表示为待处天类预设值，lqi1表示为待处路段权重，xli1表示为待处信号预设值；

s45：将调控系数与预设的调控范围进行匹配；获取调控系数对应法调控范围并将其标记为匹配调控范围；

s46：获取匹配调控范围关联的调控比值，若调控比值大于一，则判定待处速度处于低速运行需要提速并生成第一预警信号进行提速预警，利用第一预警信号将待处速度根据该调控比值进行调控；

s47：若调控比值小于一，则判定待处速度处于高速运行需要降速并生成第二预警信号进行降速预警，利用第二预警信号将待处速度根据该调控比值进行调控。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的铁路机车自动控制系统，包括运行采集模块、定位模块、数据处理模块、数据分析模块、对比判断模块和预警调控模块；所述运行采集模块用于采集机车的行驶类型数据、行驶环境数据、行驶路段数据和行驶信号数据，将行驶类型数据、行驶环境数据、行驶路段数据和行驶信号数据一同发送至数据处理模块；所述定位模块用于获取机车行驶的坐标并将其组合得到第一坐标集，获取机车行驶的路段坐标、信号灯坐标和停靠站坐标并将其分类组合得到第二坐标集，将第一坐标集和第二坐标集发送至数据分析模块；本发明用于解决不能根据机车行驶的实时状态以及路段状态进行综合分析并实时预警和调控进行自动控制的问题。

技术研发人员：黄韬;陶亚青;李燚辰
受保护的技术使用者：安徽万航轨道交通装备有限公司
技术研发日：2021.02.07
技术公布日：2021.06.11