一种铁路调车防撞预警方法及系统与流程

1.本发明涉及铁路调车技术领域，具体涉及一种铁路调车防撞预警方法及系统。


背景技术：

2.铁路调车是铁路运输生产的重要作业环节，涉及调度指挥人员、室外调车人员、列检、货检、调车机车、车辆等复杂环节，为保证调车作业标准化，国家铁路局颁布了tb/t2834-2016、tb/t 3505-2018、tb/t 3441-2016等铁路行业标准，中国国家铁路集团有限公司发布了《防止机车车辆溜逸管理办法》tg/cw204-2006、《无线调车灯显设备管理、使用及维修方法》tg/cw218-2012、《车机联控作业》tg/cw223-2009和《车务安全管理规则》(铁总运〔2016〕159号)等许多标准以及文件。
3.本务机在运行至站点时，货场的调车会根据本务机的车次号、货物种类以及本务机停放股道号等信息，按照计划单的任务拆卸进站车厢，并将拆卸后的车厢按照计划单的内容通过调车调至货场的指定股道，在实际工作中，调车需要将部分车厢推动至指定的股道上停放，由于调车位于待停放车厢移动方向的后方，在调车推动待停放车厢时不能有效观察位于最前端车厢与股道上原有的车厢之间的间距，所以存在车厢碰撞的风险，目前通常是通过班组人员现场给调车司机指挥进行调车作业，此时就会导致人工成本增加，同时由于需要人为判断间距，存在较大的主观性，不能准确规划股道上车厢的排布，降低了调车作业的安全性，也降低了调车作业的执行效率。


技术实现要素：

4.针对现有调车作业的不足，本发明的目的是提供一种铁路调车防撞预警方法及系统，提高调车作业的安全性。
5.本发明解决上述技术问题的方案：
6.一种铁路调车防撞预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.s1、获取相同股道上调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息；
8.s2、根据调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息计算相同股道上待停放车厢与股道上现有车厢之间的车厢间距，并判断车厢间距是否满足预警距离；
9.s3、在车厢间距满足预警距离时进行防撞预警。
10.进一步限定，所述调车的信息包括调车的实时位置；
11.所述待停放车厢的信息包括待停放车厢的长度、待停放车厢的换长和待停放车厢的数量；
12.所述现有车厢的信息包括信号机的位置、现有车厢的位置和现有车厢总长度l3。
13.进一步限定，所述步骤s2包括以下步骤：
14.s21、根据待停放车厢的数量和待停放车厢的长度计算待停放车厢的总长度l4；
15.s22、根据现有车厢的位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定现有车厢与该信号机之间的间距l2；
16.s23、根据调车的实时位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定调车与信号机之间的间距l1；
17.s24、根据l5＝l1-l4-l3-l2计算得到车厢间距l5；
18.s25、判断l5是否满足预警距离，若否则执行步骤s23和步骤s24，如是则执行步骤s3同时判断步骤s24先后两次得到的车厢间距l5差值是否为0，若是则结束，若否则执行步骤s23和步骤s24。
19.进一步限定，所述步骤s25具体为：
20.判断l5是否满足l5＞la，若是，则l5不满足预警距离，并执行步骤s23和步骤s24；若否则l5满足预警距离，并执行步骤s3，判断步骤s24先后两次得到的车厢间距l5差值是否为0，若是则结束，若否则执行步骤s23和步骤s24；
21.其中，la为预警距离，la＝10*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长。
22.进一步限定，所述步骤s3具体为：
23.s31、判断l5是否满足lb＜l5≤la，若是则进行十车防撞预警，若否则执行步骤s32；
24.s32、判断l5是否满足lc＜l5≤lb，若是则进行五车防撞预警，若否则执行步骤s33；
25.s33、进行三车防撞预警；
26.所述防撞预警包括十车防撞预警、五车防撞预警和三车防撞预警，所述预警距离包括十车预警距离、五车预警距离和三车预警距离；
27.所述la为十车预警距离，lb为五车预警距离，lb＝5*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长，lc为三车预警距离，lc＝3*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长。
28.一种铁路调车防撞预警系统，其特征在于，包括：
29.数据采集单元，用于获取相同股道上调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息；
30.数据处理单元，用于根据调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息计算相同股道上待停放车厢与股道上现有车厢之间的车厢间距，并判断车厢间距是否满足预警距离；
31.防撞预警单元，用于在车厢间距满足预警距离时进行防撞预警。
32.进一步限定，所述调车的信息包括调车的实时位置；
33.所述待停放车厢的信息包括待停放车厢的长度、待停放车厢的换长和待停放车厢的数量；
34.所述现有车厢的信息包括信号机的位置、现有车厢的位置和现有车厢总长度l3。
35.进一步限定，所述数据处理单元包括：
36.间距计算模块，用于根据待停放车厢的数量和待停放车厢的长度计算待停放车厢的总长度l4；根据现有车厢的位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定现有车厢与该信号机之间的间距l2；根据调车的实时位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定调车与信号机之间的间距l1；根据l5＝l1-l4-l3-l2计算得到车厢间距l5；
37.间距判断模块，用于获取车厢间距l5，判断车厢间距l5是否满足l5＞la，若是，则保持静默；若否，则发送防撞预警启动信号；当车厢间距l5的大小不变时保持静默；
38.所述la为预警间距，la＝10*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长。
39.进一步限定，所述防撞预警单元包括：
40.十车预警模块，用于在收到防撞预警启动信号时，判断车厢间距l5是否满足lb＜l5≤la，若是，则进行十车防撞预警，若否则发送五车防撞预警启动信号；
41.五车预警模块，用于在收到五车防撞预警启动信号时，判断车厢间距l5是否满足lc＜l5≤lb，若是，则进行五车防撞预警，若否则发送三车防撞预警启动信号；
42.三车预警模块，用于在收到三车防撞预警启动信号时进行三车防撞预警；
43.所述防撞预警包括十车防撞预警、五车防撞预警和三车防撞预警，所述预警距离包括十车预警距离、五车预警距离和三车预警距离；
44.所述la为十车预警距离，lb为五车预警距离，lb＝5*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长，lc为三车预警距离，lc＝3*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长。
45.进一步限定，所述间距判断模块通过json序列化向防撞预警单元发送防撞预警启动信号请求防撞预警单元响应，请求所述防撞预警单元响应的编码格式为utf-8。
46.本发明的有益效果在于：
47.1、本发明通过获取相同股道上调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息，就可以计算出该股道上待停放车厢与现有车厢之间的车厢间距，通过比较计算出的车厢间距与预警距离，即可判断此时调车是否继续向前推进待停放车厢，无需额外的班组人员现场指挥，降低了人工成本，保证了调车作业的安全执行，同时通过防撞预警对调车作业进行实时预警，增加调车作业的安全性，同时也提高了其执行效率。
48.2、利用货场现有的信号机来确定现有车厢与信号机之间的间距，利用现有车厢总长、调车与信号机之间的间距和待停放车厢的总长可以计算得到待停放车厢与现有车厢之间的间距，计算简单，实时性高，成本低，同时能够实现十车、五车和三车距离的预警，满足实际使用需求。
附图说明
49.图1为本发明铁路调车防撞预警方法流程示意图；
50.图2为本发明执行第一次调车作业现场示意图；
51.图3为本发明执行调车作业防撞现场示意图；
52.图4为本发明铁路调车防撞预警系统示意图。
具体实施方式
53.实施例1
54.参考图1，本实施例提供一种铁路调车防撞预警方法，包括以下步骤：
55.s1、获取相同股道上调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息；
56.其中，调车的信息包括调车的实时位置；待停放车厢的信息包括待停放车厢的长度、待停放车厢的换长和待停放车厢的数量；现有车厢的信息包括相同股道上信号机的位置、现有车厢的位置和现有车厢总长度l3。
57.具体的，调车的实时位置选择调车朝向信号机的一端在对应股道上的实时位置，调车实时位置的表示可选择以股道进站端为0点坐标，按照调车在股道上行进的距离表示
调车的实时位置，使得调车的实时位置更加直观可靠；
58.与调车连挂的待停放车厢的信息通常会在本务机进站时，得到待停放车厢的单个车厢的长度及其换长，通过下发的任务单可以获得调车作业时需要与调车连挂的车厢数量；
59.参考图2，现有车厢属于第一次调车作业时将待停放车厢调运至股道上，由于第一次调车作业时股道前方并无车厢，所以不需要注意车厢之间的碰撞风险，故而本发明所针对的是调车作业时在股道上存在现有车厢的情形；现有车厢的信息包括了该股道上信号机的位置，由于信号机的位置相对固定，可以作为距离计算的参考标准；现有车厢的位置指的是靠近信号机端部的一侧在股道上的位置，由于在上述的第一次调车作业时现有车厢作为待停放车厢，其车厢数量、车厢长度和车厢换长均可由下发的计划单获取得知，所以根据第一次调车作业时调车a的位置与信号机之间的位置确定调车与信号机之间的间距l6，再根据第一次调车作业时待停放车厢的长度、待停放车厢的数量和待停放车厢的换长三者的乘积计算得到第一次待停放车厢的总长l7，从而在完成第一次调车作业后，待停放车厢作为现有车厢，现有车厢与信号机之间的间距l8＝l6-l7，再根据信号机的位置获得现有车厢的位置。
60.由于调车作业需要完成不止一次或者两次完成计划单内容，所以在完成每一次待停放车厢的调车作业后，该待停放车厢作为股道上的现有车厢，此时的现有车厢的位置即为靠近信号机的一端位置，现有车厢的长度为该股道上所有现有车厢的长度总和；由于调车作业还包括将股道上的现有车厢运出，此时由于调车a与靠近股道进站端口或者出站端口的车厢连挂依次调出货场，所以调车在连挂现有车厢时调车驾驶员即可正常判断与现有车厢的间距，所以此种情况依旧不属于本发明所适用的场景。
61.s2、根据调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息计算相同股道上待停放车厢与股道上现有车厢之间的车厢间距，并判断车厢间距是否满足预警距离；
62.具体的，步骤s2包括以下步骤：
63.s21、根据待停放车厢的数量和待停放车厢的长度计算待停放车厢总长度l4；
64.其中，参考图3，由于股道为单向，调车a需要在完成调车作业后返回，所以待停放车厢位于调车a与现有车厢之间，为了避免待停放车厢与现有车厢之前发送碰撞，所以需要计算得到待停放车厢的总长度l4，根据待停放车厢的换长l和待停放车厢的长度a，再通过计划单提供此次调车作业中待停放车厢的数量n，所以根据l4＝a*n*l计算得到待停放车厢的总长l4。
65.s22、根据现有车厢的位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定现有车厢与该信号机之间的间距l2；
66.其中，在经过多次调车作业后，同时该股道上存在现有车厢，此时需要计算得到股道上现有车厢与对应信号机的间距l2。
67.s23、根据调车的实时位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定调车与信号机之间的间距l1；
68.其中，在获取得到调车a的实时位置和信号机的位置后，即可计算得到信号机x与调车a的间距l1，距离l1会随着调车的运行为实时变化的。
69.s24、根据l5＝l1-l4-l3-l2计算得到车厢间距l5；
70.其中，由于现有车厢的位置为靠近信号机一端的位置，所以现有车厢远离信号机的一端作为与待停放车厢存在相撞风险的位置，需要确定根据现有车厢总长度l3确定现有车厢靠近待停放车厢一端的位置，进而可以计算得到现有车厢靠近待停放车厢的一端与待停放车厢靠近现有车厢的一端之间的车厢间距l5，通过l5＝l1-l4-l3-l2计算得到车厢间距l5，该计算方便简单。
71.s25、判断l5是否满足预警距离，若否则执行步骤s23和步骤s24，如是则执行步骤s3同时判断步骤s24先后两次得到的车厢间距l5差值是否为0，若是则结束，若否则执行步骤s23和步骤s24；
72.步骤s25具体为：
73.判断l5是否满足l5＞la，若是，则l5不满足预警距离，并执行步骤s23和步骤s24；若否则l5满足预警距离，并执行步骤s3，判断步骤s24先后两次得到的车厢间距l5差值是否为0，若是则结束，若否则执行步骤s23和步骤s24；
74.其中，la为预警距离，la＝10*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长；
75.其中，在计算出待停放车厢与现有车厢之间的间距l5后，需要判断l5是否满足预警距离，在不满足预警距离时不需要进行防撞预警，随后执行步骤s23和s24继续计算l5并重新判断，由于调车在执行作业时在逐渐靠近现有车厢，所以l5逐渐减小，直至l5满足预警距离时，说明待停放车厢与现有车厢之间的间距较近，需要进行防撞预警来对调车驾驶员进行提醒注意防撞，提醒方式可通过声光文字等方式进行提醒。
76.当l5满足预警距离时，由于调车继续向前移动使得待停放车厢与现有车厢之间的间距依旧在变化，所以在进行防撞预警时需要实时执行步骤s23和步骤s24，在经过步骤s24重新计算l5后再判断l5是否满足预警距离；又由于调车将待停放车厢停放在对应位置后l5一直满足预警距离，而此时有不需要进行预警，所以在计算判断前后两次的l5大小没有变化时认为待停放车厢已经停稳，此时结束防撞预警，此后当l5增大时也不会启动防撞预警或者继续进行防撞预警。
77.其中预警距离可选为la，即在l5≤la时就代表l5满足防撞距离。
78.s3、在车厢间距满足预警距离时进行防撞预警，具体为：
79.s31、判断l5是否满足lb＜l5≤la，若是则进行十车防撞预警，若否则执行步骤s32；
80.s32、判断l5是否满足lc＜l5≤lb，若是则进行五车防撞预警，若否则执行步骤s33；
81.s33、进行三车防撞预警；
82.所述防撞预警包括十车防撞预警、五车防撞预警和三车防撞预警，所述预警距离包括十车预警距离、五车预警距离和三车预警距离；
83.所述la为十车预警距离，lb为五车预警距离，lb＝5*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长，lc为三车预警距离，lc＝3*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长；
84.其中，当l5满足预警距离时，先判断判断l5是否满足lb＜l5≤la，若是则表示待停放车厢与现有车厢的间距大于五车距离并不大于十车距离，此时进行十车防撞预警，直至l5满足l5≤lb，此时执行步骤s32，即当前l5不满足十车防撞预警的条件不执行十车防撞预警；当执行步骤s32时也要判断l5是否满足lc＜l5≤lb，若是则进行五车防撞预警，若否则
表示l5≤lc，此时就需要执行步骤s33，在执行步骤s33时直接执行三车防撞预警，此时调车司机在收到三车防撞预警的提醒后停车，避免碰撞，安全完成调车作业；随后计算的l5大小不变，此时执行完步骤s25后结束，停止防撞预警，完成一次调车作业中的防撞预警提醒。
85.实施例2
86.参考图4，依据上述实施例提供的铁路调车防撞预警方法，本实施例还提供一种铁路调车防撞预警系统，包括：
87.数据采集单元，用于获取相同股道上调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息；
88.数据处理单元，用于根据调车的信息、待停放车厢的信息和现有车厢的信息计算相同股道上待停放车厢与股道上现有车厢之间的车厢间距，并判断车厢间距是否满足预警距离；
89.防撞预警单元，用于在车厢间距满足预警距离时进行防撞预警。
90.其中，调车的信息包括调车的实时位置；待停放车厢的信息包括待停放车厢的长度、待停放车厢的换长和待停放车厢的数量；现有车厢的信息包括信号机的位置、现有车厢的位置和现有车厢总长度l3。
91.其中，数据处理单元包括：
92.间距计算模块，用于根据待停放车厢的数量和待停放车厢的长度计算待停放车厢的总长度l4；根据现有车厢的位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定现有车厢与该信号机之间的间距l2；根据调车的实时位置和距离现有车厢最近信号机的位置确定调车与信号机之间的间距l1；根据l5＝l1-l4-l3-l2计算得到车厢间距l5；
93.间距判断模块，用于获取车厢间距l5，判断车厢间距l5是否满足l5＞la，若是，则保持静默；若否，则发送防撞预警启动信号；当车厢间距l5的大小不变时保持静默；
94.所述la为预警间距，la＝10*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长。
95.其中，防撞预警单元包括：
96.十车预警模块，用于在收到防撞预警启动信号时，判断车厢间距l5是否满足lb＜l5≤la，若是，则进行十车防撞预警，若否则发送五车防撞预警启动信号；
97.五车预警模块，用于在收到五车防撞预警启动信号时，判断车厢间距l5是否满足lc＜l5≤lb，若是，则进行五车防撞预警，若否则发送三车防撞预警启动信号；
98.三车预警模块，用于在收到三车防撞预警启动信号时进行三车防撞预警；
99.所述防撞预警包括十车防撞预警、五车防撞预警和三车防撞预警，所述预警距离包括十车预警距离、五车预警距离和三车预警距离；
100.所述la为十车预警距离，lb为五车预警距离，lb＝5*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长，lc为三车预警距离，lc＝3*待停放车厢的长度*待停放车厢的换长。
101.间距判断模块通过json序列化向防撞预警单元发送防撞预警启动信号请求防撞预警单元响应，请求所述防撞预警单元响应的编码格式为utf-8。