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原文传递一种无电区轨道车调车作业安全控制系统及方法

专利名称：	一种无电区轨道车调车作业安全控制系统及方法
摘要：	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。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，包括车载主机、组合天线、车载显示单元；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；本发明优点：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、车地之间无线通信等，有效解决无电区车站轨道车调车作业安全防护问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南蓝信科技有限责任公司
发明人：	程元涛;巩庆民;牛文辉;杨青锋;刘振中;张良;乔露
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201810092456.3
公开号：	CN110091896A
分类号：	B61L27/00(2006.01);B;B61;B61L;B61L27
申请人地址：	450000 河南省郑州市高新区科学大道与七叶路交叉口-蓝信轨道交通安全装备研发中心
主权项：	1.一种无电区轨道车调车作业安全控制系统及方法，其特征在于，它包含如下步骤： ①、在轨道车作业开始时，系统车载设备实时接收卫星信号、差分信息获取轨道车高精度位置信息，然后将车载信息打包后传输至行车许可运算服务器； ②、系统站场信息显示控制主机控制站场信号开放并实时采集车站站场信号设备状态信息，经处理后车站站场状态信息打包传输至行车许可运算服务器； ③、行车许可运算服务器结合接收轨道车行车信息、车站站场状态信息进行综合分析处理输出行车许可信息，并通过无线移动公共网络传输至车载设备；同时，行车许可运算服务器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； ④、车载设备对接收行车许可信息、差分信息、前方信号状态信息及轨道车位置信息进行运算处理后，控制轨道车运行并提示； ⑤、监控终端服务器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进行实时显示。 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及方法，其特征是，步骤1中，所述车载设备，通过车载设备组合天线实时接收北斗卫星信号并传输至车载主机，车载主机对接收卫星信号进行解析获取轨道车定位信息；同时车载设备实时接收地面差分服务器传输的差分信息；车载设备车载主机对接收卫星定位信息、差分信息进行计算处理获得轨道车高精度位置信息，然后车载主机将车载打包信息通过移动无线通信网络传输至地面行车许可运算服务器；所述车载打包信息，包括轨道车高精度位置信息、车号信息、速度信息；所述轨道车定位信息或高精度位置信息，为轨道车经纬度信息；所述差分信息，通过北斗差分基站接收卫星信号，然后通过铁路办公网将接收信息传输至差分服务器，差分服务器对接收的卫星信息及行车许可运算服务器发送的轨道车位置信息进行综合处理，输出轨道车位置最近的差分信息并传输至车载设备和行车许可运算服务器。 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及方法，其特征是，步骤2中，所述站场信息显示控制主机，通过通信接口接收外部信号控制装置传输的道岔设备定、反位状态信息，操作人员根据作业计划在站场信息显示控制主机软件界面上进行开放信号排进路并传输命令信息至外部信号控制装置，外部信号控制装置接收到控制命令信息控制室外信号机点灯；进一步地，外部信号控制装置实时采集站场信号状态信息并传输至站场信息显示控制主机，站场信息显示控制主机对接收站场信号状态信息进行实时显示并将打包处理后站场状态信息实时传输至行车许可运算服务器；所述站场信号状态信息，包括道岔定位状态信息、道岔反位状态信息、信号机点灯状态信息、区段锁闭或占用状态信息；所述站场信息显示控制主机，当下发排进路指令信息后，如果因室外信号机灯丝断丝，外部信号控制装置接收到开放信号状态指令后反馈室外信号机灯丝断丝，站场信息显示控制主机则提示信号设备故障，停止开放轨道车运行进路；所述站场信息显示控制主机，当操作排进路指令信息后，如果因开放进路中出现道岔状态异常或出现敌对进路时，则判断不满足进路开放条件，信号开放指令停止下发；所述道岔状态，正常情况下道岔只有一种状态，一种状态为定位，一种为反位，其它状态均为异常状态；所述敌对进路，为同时开放两条或以上进路时出现进路全部或部分进路重叠。 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及方法，其特征是，步骤3中，所述行车许可运算服务器，轨道车在初始状态时位置定位，根据接收车载设备信息、车站站场信息和基础数据判断当前轨道车初始位置，具体工作流程为：行车许可运算服务器软件从存储设备中读取车站站场基础数据，然后通过接收到轨道车经纬度信息查找定位元素，结合站场基础数据、站场信息显示控制主机传输的车站站场状态信息，计算判断当前轨道车所在位置；进一步地，轨道车在运行状态时位置定位，根据轨道车走行距离，在进路中推算出轨道车当前位置；同时，轨道车在运行过程中，行车许可运算服务器根据轨道车位置信息和基础数据定位元素矢量形成的矢量夹角，实时判断轨道车的运行方向；所述定位元素，为车站站场基础数据，通过预先人工数据配置获得；进一步地，所述行车许可运算服务器，轨道车行车许可信息生成及发送，通过计算当前轨道车的位置和基础数据定位元素的距离，加上其后进路中各个区段的长度计算出轨道车被许可行走的距离及前方信号机的信息，然后通过移动无线通信网络将行车许可信息实时发送至车载设备；所述行车许可信息，包括目标距离信息、信号机信息；所述行车许可运算服务器，经接收的车站站场状态信息、轨道车运行信息及处理后的目标距离信息通过以太网络实时转发至监控终端服务器；所述轨道车运行信息，包括轨道车位置信息、运行方向信息、速度信息。 5.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及方法，其特征是，步骤4中，所述车载设备，接收到行车许可运算服务器传输的相关信息后验证数据有效性，根据接收目标距离信息、当前位置走形距离差计算当前实际目标距离及相关信号机，然后结合列车实际运行速度信息计算轨道车实际目标距离，最后由车载设备车载主机向车载显示单元发送数据进行目标距离和前方信号状态显示；进一步地，在轨道车作业运行中，当轨道车距行车许可终点距离小于轨道车安全制动距离时，车载设备车载主机输出制动指令至被控车载设备，强制轨道车停车；所述车载设备车载主机与被控车载设备有两种连接方式，一种通过通信串口与被控车载控制设备进行通信连接，一种通过控制板与被控车载设备放风阀进行电连接。 6.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及方法，其特征是，步骤5中，所述监控终端服务器，对行车许可运算服务器传输的站场信号状态信息、轨道车位置信息进行分类处理，然后转发至各监视终端进行实时显示；所述监控终端服务器，通过以太网与行车许可运算服务器进行通信数据连接；所述监视终端，用于实时监控显示车站站场信号机状态、机车位置信息和行车许可信息，同时能够对系统存储信息进行历史回放、查询。 7.一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，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。 8.根据权利要求7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。 9.根据权利要求7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。 10.根据权利要求7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。
所属类别：	发明专利