CN207842957U - 一种无电区轨道车调车作业安全控制系统 - Google Patents

Abstract

一种无电区轨道车调车作业安全控制系统及方法，实现在无电区轨道车调车作业过程中，通过卫星差分定位获取轨道车精确位置，通过与车站控制设备信息交互获取站场信号状态信息，然后结合列车运行信息、站场信号状态信息和基础数据计算轨道车的行车许可距离；最后通过移动无线通信网络向轨道车车载设备发送行车许可信息，由车载设备对轨道车进行制动控制及提示。本实用新型优点：本实用新型采用卫星差分定位技术、信号控制技术、移动无线通讯技术、计算机远程控制技术，实现轨道车位置精确定位、车站站场信号采集及控制、车地之间无线通信、车载行车设备控制，有效解决无电区车站轨道车调车作业安全防护问题。

Description

一种无电区轨道车调车作业安全控制系统

技术领域

本发明属于铁路轨道车调车作业安全控制应用领域，具体是涉及一种无电区轨道车调车作业安全控制系统。

背景技术

自轮运转特种设备(主要包括接触网作业车、轨道车、大型养路机械等，以下统称为轨道车)在车站进行作业(出库、入库、转线、挂车、调车等)时，以及进站行车凭证等运行条件复杂时，目前没有具有行车安全控制功能的设备，信号和进路的确认完全依靠司机进行，误认信号导致的行车事故时有发生，常见的事故主要有列车冒进信号、超速运行、挤道岔、越出站界、撞车挡等。

“无电区轨道车调车作业安全控制系统”，采用卫星定位获取轨道车精确位置，通过自主监测控制设备与车站控制设备交互获取地面设备信号状态信息，然后结合列车运行信息、位置信息、信号设备状态信息和基础数据信息计算出轨道车的行车许可距离，通过无线通信设备向轨道车车载设备发送行车许可信息，由车载设备对轨道车进行制动控制并向司机进行提示，从而防止无电区轨道车调车作业过程事故的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，实现在无电区车站轨道车调车作业过程安全防护，防止无电区轨道车调车作业过程事故的发生。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，包括车载设备、地面设备；

所述车载设备，用于接收地面设备传输的行车许可信息、调车信号点灯状态信息，并根据轨道车行车速度和目标距离进行行车控制及信息提示；

所述地面设备，用于接收车载设备传输行车信息、卫星差分信息，采集车站信号设备状态信息，然后结合列车位置信息、站场基础数据等信息计算出列车至禁止信号进路末端的距离，并将该行车许可及调车信号显示等信息通过无线网络传输至车载设备；

所述车载设备与地面设备之间通过移动无线通信网络进行通信连接。

所述车载设备，包括车载主机、组合天线、车载显示单元；

所述车载主机，用于接收卫星定位信息获取轨道车位置信息并通过移动无线通信网络传输至地面设备；同时，车载主机对接收行车许可信息进行处理，并将处理后信息传输至车载显示单元和外部车载设备；

所述组合天线，用于接收北斗卫星信号和地面设备传输行车许可信息，并将接收信息传输至车载主机；同时，组合天线将车载主机与地面设备交互输出信息发射出去；

所述车载显示单元，用于显示车载主机输出轨道车预警信息、目标距离信息；所述车载显示单元，根据实际需要可以配置多个；

所述车载主机与组合天线通过天线线缆相连接；

所述车载主机与车载显示单元通过电缆进行电连接。

所述车载设备车载主机，包括CPU板、定位板、显示板、备用电源板、采集板、控制板、电源板、总线板；

所述车载设备车载主机，CPU板、定位板、显示板、备用电源板、采集板、控制板、电源板通过总线板进行电连接；

所述CPU板，用于对接收北斗卫星信号进行处理并传输至CPU板；

所述定位板，用于对接收卫星信号进行处理并传输至CPU板；

备用电源板，用于车站主机各板卡设备电源断电时临时备用供电；

所述显示板，用于显示车载主机输出轨道车预警信息、目标距离信息；所述显示板，根据需要可以配置多个；

所述采集板，用于采集外部速度传感器输出的轨道车运行速度信息及轨道车手柄的工况信息，经处理后传输至CPU板；所述工况信息，为轨道车手柄前进、后退、零位信息；

所述控制板，用于输出轨道车制动控制信息；所述控制板与轨道车控车设备相连接；

所述总线板，用于车载主机各板卡之间信号、电源连接；

所述电源板，用于将输入电源转换为车载主机各板卡所需工作电压。

所述地面设备，包括北斗差分基站、站场信息显示控制主机、行车许可运算服务器、存储设备、监控终端服务器、差分服务器、网络交换机、防火墙、监控终端；

所述站场信息显示控制主机与外部信号控制装置通过电缆进行电连接；所述站场信息显示控制主机与行车许可运算服务器通过铁路办公网进行通信连接；所述行车许可运算服务器、监控终端服务器、差分服务器通过网络交换机进行通信连接；所述行车许可运算服务器与存储设备通过线缆进行电连接；所述监控终端服务器与监控终端通过铁路办公网或通信线缆信息进行连接；所述北斗差分基站与差分服务器通过铁路办公网进行通信连接；

所述北斗差分基站，用于获取设定范围内的卫星差分信息，并通过铁路办公网将接收差分信息传输至差分服务器；所述北斗差分基站，根据实际需要可以配置安装多个；

所述站场信息显示控制主机，用于车站站场信息接收、处理，并将站场信息传输至行车许可运算服务器；所述站场信息显示控制主机，安装在车站控制室，根据车站数量可以配置安装多个；

所述行车许可运算服务器，用于将接收站场信号状态信息、轨道车位置信息、卫星差分信息，经综合处理后输出行车许可信息，然后通过移动无线通信网络传输至车载设备；同时行车许可运算服务器将站场信号状态信息、轨道车位置信息通过以太网传输至监控终端服务器；

所述存储设备，用于系统记录信息的保存；

所述监控终端服务器，用于将接收行车许可运算服务器传输的车站站场信息、轨道车运行信息，经处理后传输至监视终端进行实时显示；

所述差分服务器，用于接收车站北斗差分基站发送的卫星接收信息、行车许可运算服务器发送的列车位置信息，经过处理后将轨道车位置的差分信息传输至行车许可运算服务器；

所述网络交换机，用于行车许可运算服务器、监控终端服务器、差分服务器之间信息网络通信传输；

所述防火墙，用于病毒防护及非权限内设备接入；

所述监控终端，用于将接收监控终端服务器传输的车站站场信号状态信息、轨道车运行信息并进行实时显示；所述监控终端，能够根据实际用户需要配置多个。

采用上述技术方案的本发明，它具有以下优点：

(1)本发明采用卫星差分定位技术、信号控制技术、移动无线通讯技术、计算机远程控制技术，实现轨道车位置精确定位、车站站场信号采集及控制、车地之间无线通信、车载行车设备控制，有效解决无电区车站轨道车调车作业安全防护问题。

(2)本发明能够对轨道车安全控制、作业过程进行全程监视和记录，同时能够对设备运行状态进行远程监视和历史回放查询，方便用户对设备使用、维护。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明的车载设备结构图。

图3为本发明的数据处理流程图。

具体实施方式

下面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描述，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。

如图1所示，一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，包括车载设备、地面设备；

所述车载设备，用于接收地面设备传输的行车许可信息、调车信号点灯状态信息，并根据轨道车行车速度和目标距离进行行车控制及信息提示；所述车载设备，包括车载主机S101、组合天线S102、车载显示单元S103、车载显示单元S104；

所述车载主机S101，用于接收卫星定位信息获取轨道车位置信息并通过移动无线通信网络传输至地面设备行车许可运算服务器S105；同时，车载主机S101对接收行车许可信息进行处理，并将处理后信息传输至车载显示单元S103、车载显示单元S104和外部车载设备S115；

所述组合天线S102，用于接收北斗卫星信号和地面设备传输行车许可信息，并将接收信息传输至车载主机S101；同时，组合天线S102将车载主机S101与地面设备交互输出信息发射出去；

所述车载显示单元S103、车载显示单元S104，用于显示车载主机S101输出的轨道车预警信息、目标距离信息；

所述车载主机S101与组合天线S102通过天线线缆相连接；

所述车载主机S101与车载显示单元S103、车载显示单元S104通过电缆进行电连接。

所述地面设备，用于接收车载设备传输行车信息、卫星差分信息，采集车站信号设备状态信息，然后结合列车位置信息、站场基础数据等信息计算出列车至禁止信号进路末端的距离，并将该行车许可及调车信号显示等信息通过无线网络传输至车载设备；所述地面设备，包括北斗差分基站S111、站场信息显示控制主机S113、行车许可运算服务器S105、存储设备S106、监控终端服务器S107、差分服务器S108、防火墙S112、监控终端S108、网络交换机S109；

所述站场信息显示控制主机113与外部信号控制装置114通过电缆进行电连接；所述站场信息显示控制主机113与行车许可运算服务器105通过铁路办公网进行通信连接；所述行车许可运算服务器105、监控终端服务器107、差分服务器110通过网络交换机S109进行通信连接；所述行车许可运算服务器105与存储设备S106通过线缆进行电连接；所述监控终端服务器107与监控终端S108通过铁路办公网或通信线缆信息进行连接；所述北斗差分基站S111与差分服务器110通过铁路办公网进行通信连接；

所述北斗差分基站S111，用于获取设定范围内的卫星差分信息，并通过铁路办公网将接收差分信息传输至差分服务器110；所述北斗差分基站S111，根据实际需要可以配置安装多个；

所述站场信息显示控制主机113，用于车站站场信息接收、处理，并将站场信息传输至行车许可运算服务器105；所述站场信息显示控制主机113，安装在车站控制室，根据车站数量可以配置安装多个；

所述行车许可运算服务器105，用于将接收站场信号状态信息、轨道车位置信息、卫星差分信息，经综合处理后输出行车许可信息，然后通过移动无线通信网络传输至车载设备；同时行车许可运算服务器105将站场信号状态信息、轨道车位置信息通过以太网传输至监控终端服务器107；

所述存储设备S106，用于系统记录信息的保存；

所述监控终端服务器107，用于将接收行车许可运算服务器105传输的车站站场信息、轨道车运行信息，经处理后传输至监视终端进行实时显示；

所述差分服务器110，用于接收车站北斗差分基站S111发送的卫星接收信息、行车许可运算服务器105发送的列车位置信息，经过处理后将轨道车位置的差分信息传输至行车许可运算服务器105；

所述网络交换机S109，用于行车许可运算服务器105、监控终端服务器107、差分服务器110之间信息网络通信传输；

所述防火墙S112，用于病毒防护及非权限内设备接入；

所述监控终端S108，用于将接收监控终端服务器107传输的车站站场信号状态信息、轨道车运行信息并进行实时显示；所述监控终端S108，能够根据实际用户需要配置多个。

所述车载设备，用于接收地面设备传输的行车许可信息、调车信号点灯状态信息，并根据轨道车行车速度和目标距离进行行车控制及信息提示；

所述车载设备与地面设备之间通过移动无线通信网络进行通信连接。

如图2所示，所述车载设备，包括车载主机S213、组合天线S210、车载显示单元S211、车载显示单元S212；所述车载主机S213，包括CPU板S201、定位板S202、显示板1S203、显示板1S204、备用电源板S205、采集板S206、控制板S207、电源板S208、总线板S209；

所述车载主机S213，用于接收卫星定位信息获取轨道车位置信息并通过移动无线通信网络传输至地面设备；同时，车载主机S213对接收行车许可信息进行处理，并将处理后信息传输至车载显示单元S211、车载显示单元S212和外部车载设备；

所述组合天线S210，用于接收北斗卫星信号和地面设备传输行车许可信息，并将接收信息传输至车载主机S213；同时，组合天线将车载主机S213与地面设备交互输出信息发射出去；

所述车载显示单元S211、车载显示单元S212，用于显示车载主机S213输出轨道车预警信息、目标距离信息；

所述车载主机S213与组合天线S210通过天线线缆相连接；

所述车载主机S213与车载显示单元通过电缆进行电连接。

所述车载设备车载主机，CPU板S201、定位板S202、显示板1S203、显示板1S204、备用电源板S205、采集板S206、控制板S207、电源板S208通过总线板S209进行电连接；

所述CPU板S201，用于对接收北斗卫星信号进行处理并传输至CPU板S201；

所述定位板S202，用于对接收卫星信号进行处理并传输至CPU板S201；

备用电源板S205，用于车站主机各板卡设备电源断电时临时备用供电；

所述显示板1S203、显示板1S204，用于显示车载主机输出轨道车预警信息、目标距离信息；

所述采集板S206，用于采集外部速度传感器输出的轨道车运行速度信息及轨道车手柄的工况信息，经处理后传输至CPU板S201；所述工况信息，为轨道车手柄前进、后退、零位信息；

所述控制板S207，用于输出轨道车制动控制信息；所述控制板S207与轨道车控车设备相连接；

所述总线板S209，用于车载主机S213各板卡之间信号、电源连接；

所述电源板S208，用于将输入电源转换为车载主机S213各板卡所需工作电压。

如图3所示，一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，系统地面设备启动后，站场信息显示控制主机S306接收外部信号控制装置S309车站站场信号状态信息，经处理后传输给行车许可运算服务器S105；当车载设备启动后，车载主机S301经组合天线S302通过移动公共网络发送轨道车初始位置信息至行车许可运算服务器S303，行车许可运算服务器S303将接收轨道车初始位置信息转发至差分服务器S307，差分服务器S307对接收北斗卫星信号、轨道车位置信号进行运算处理输出差分数据并发送至行车许可运算服务器S303、车载设备车载主机S301，行车许可运算服务器S303根据接收站场信号状态信息、轨道车位置信息及经纬度站场图信息运算出列车目标距离信息，然后通过移动无线通信网络将行车许可信息发送至车载主机S301；车载主机S301将接收列车目标距离信息、列车速度信息、前方信号机状态信息输出行车控制指令控制轨道车运行并进行显示；同时，行车许可运算服务器S303将车站站场信号状态信息、轨道车运行信息通过以太网传输至监控终端服务器S304，监控终端服务器S304将接收车站站场信号状态信息、轨道车位置信息分类处理，然后传输至监视终端S305进行实时显示；

所述轨道车在运行过程中，车载主机S301实时发送轨道车精确位置信息至地面行车许可运算服务器S303；所述轨道车精确位置信息获得方法为，车载主机S301通过组合天线S302实时接收卫星信号并运算列车速度信息、通过采集板采集列车速度信息，同时车载主机S301接收差分服务器S307发送卫星差分数据，车载主机S301再根据轨道车速度信息、卫星差分数据计算出轨道车精确位置信息，然后通过移动无线通信网络将轨道车精确位置信息发送至地面行车许可运算服务器S303。

本发明采用卫星差分定位技术、信号控制技术、移动无线通讯技术、计算机远程控制技术，实现轨道车位置精确定位、车站站场信号采集及控制、车地之间无线通信、车载行车设备控制，有效解决无电区车站轨道车调车作业安全防护问题。

本发明能够对轨道车安全控制、作业过程进行全程监视和记录，同时能够对设备运行状态进行远程监视和历史回放查询，方便用户对设备使用、维护。

需要说明的是，在本说明书中，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、物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、物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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物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发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明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范围。

Claims (4)

1.一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，其特征在于，它包括车载设备、地面设备；

所述车载设备与地面设备之间通过移动无线通信网络进行通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，其特征是，所述车载设备，包括车载主机、组合天线、车载显示单元；

所述车载主机，用于接收卫星定位信息获取轨道车位置信息并通过移动无线通信网络传输至地面设备；同时，车载主机对接收行车许可信息进行处理，并将处理后信息传输至车载显示单元和外部车载设备；

所述组合天线，用于接收北斗卫星信号和地面设备传输行车许可信息，并将接收信息传输至车载主机；同时，组合天线将车载主机与地面设备交互输出信息发射出去；

所述车载显示单元，用于显示车载主机输出轨道车预警信息、目标距离信息；所述车载显示单元，根据实际需要可以配置多个；

所述车载主机与组合天线通过天线线缆相连接；

所述车载主机与车载显示单元通过电缆进行电连接。

3.根据权利要求1所述的一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，其特征是，所述车载设备车载主机，包括CPU板、定位板、显示板、备用电源板、采集板、控制板、电源板、总线板；

所述车载设备车载主机，CPU板、定位板、显示板、备用电源板、采集板、控制板、电源板通过总线板进行电连接；

所述CPU板，用于对接收北斗卫星信号进行处理并传输至CPU板；

所述定位板，用于对接收卫星信号进行处理并传输至CPU板；

备用电源板，用于车站主机各板卡设备电源断电时临时备用供电；

所述显示板，用于显示车载主机输出轨道车预警信息、目标距离信息；所述显示板，根据需要可以配置多个；

所述采集板，用于采集外部速度传感器输出的轨道车运行速度信息及轨道车手柄的工况信息，经处理后传输至CPU板；所述工况信息，为轨道车手柄前进、后退、零位信息；

所述控制板，用于输出轨道车制动控制信息；所述控制板与轨道车控车设备相连接；

所述总线板，用于车载主机各板卡之间信号、电源连接；

所述电源板，用于将输入电源转换为车载主机各板卡所需工作电压。

4.根据权利要求1所述的一种无电区轨道车调车作业安全控制系统，其特征是，所述地面设备，包括北斗差分基站、站场信息显示控制主机、行车许可运算服务器、存储设备、监控终端服务器、差分服务器、网络交换机、防火墙、监控终端；

所述站场信息显示控制主机与外部信号控制装置通过电缆进行电连接；所述站场信息显示控制主机与行车许可运算服务器通过铁路办公网进行通信连接；所述行车许可运算服务器、监控终端服务器、差分服务器通过网络交换机进行通信连接；所述行车许可运算服务器与存储设备通过线缆进行电连接；所述监控终端服务器与监控终端通过铁路办公网或通信线缆信息进行连接；所述北斗差分基站与差分服务器通过铁路办公网进行通信连接；

所述北斗差分基站，用于获取设定范围内的卫星差分信息，并通过铁路办公网将接收差分信息传输至差分服务器；所述北斗差分基站，根据实际需要可以配置安装多个；

所述站场信息显示控制主机，用于车站站场信息接收、处理，并将站场信息传输至行车许可运算服务器；所述站场信息显示控制主机，安装在车站控制室，根据车站数量可以配置安装多个；

所述行车许可运算服务器，用于将接收站场信号状态信息、轨道车位置信息、卫星差分信息，经综合处理后输出行车许可信息，然后通过移动无线通信网络传输至车载设备；同时行车许可运算服务器将站场信号状态信息、轨道车位置信息通过以太网传输至监控终端服务器；

所述存储设备，用于系统记录信息的保存；

所述监控终端服务器，用于将接收行车许可运算服务器传输的车站站场信息、轨道车运行信息，经处理后传输至监视终端进行实时显示；

所述差分服务器，用于接收车站北斗差分基站发送的卫星接收信息、行车许可运算服务器发送的列车位置信息，经过处理后将轨道车位置的差分信息传输至行车许可运算服务器；

所述网络交换机，用于行车许可运算服务器、监控终端服务器、差分服务器之间信息网络通信传输；

所述防火墙，用于病毒防护及非权限内设备接入；

所述监控终端，用于将接收监控终端服务器传输的车站站场信号状态信息、轨道车运行信息并进行实时显示；所述监控终端，能够根据实际用户需要配置多个。