CN103208055B - 一种铁路运输物流智能调度***及其车辆位置跟踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路运输物流智能调度***及其车辆位置跟踪方法。本发明是以通过软件形式的工业铁路车辆位置跟踪算法的方式实现。工业铁路车辆位置跟踪算法在物流管理服务器中实现，总体功能由车辆位置跟踪模块、清勾信息处理模块等几部分组成。智能调度计算机、物流管理计算机、物流管理服务器、物流管理数据库、ERP接口数据库、车号识别***等计算机与服务器之间通过以太网通信，智能调度计算机与信号***计算机之间采用RS232通讯，智能调度计算机与铁路机车安控***通过工业无线网络通讯。本发明可对工业铁路运输过程中的车辆位置实现跟踪。

Description

一种铁路运输物流智能调度***及其车辆位置跟踪方法

技术领域

本发明涉及计算机技术、网络与通信、数据库、物流跟踪等多种理论与技术，主要应用于工业铁路运输物流智能调度***的车辆位置跟踪。

背景技术

当前，我国冶金、石化、煤矿、港口、码头等重点行业领域物品的运输量非常巨大，这些企业一般都建有自己数量庞大的企业自备铁路站场。铁路运输是这些大型企业内部运输的重要形式。

在企业内部的工业铁路运输中，车辆位置信息是其运输组织调度的基础，只有在准确、及时掌握企业站场内所有车辆的位置信息，才能够进行运输调度，才能够实现铁路物流运输的正常进行。

目前，很多企业铁路站场车辆信息、作业信息以及货物信息管理仍然处于人工记录的管理方式。这些物流信息非常庞大，而且又时时刻刻都在动态的变化，因此用原始的人工管理方式就要需要一定数量的人专门来每天二十四小时不停地跟踪记录这些庞大的动态变化的物流信息。由于人为疏忽和误操作，经常会不能实时准确的掌握站场的物流信息，从而给下一步的作业带来了困难，甚至使整个作业不能顺利继续进行，这就为企业的生产等各个方面带来了严重的后果，最终直接影响了公司的效益。随着工矿企业生产规模不断扩大，铁路运输作业任务也越来越繁重，企业铁路不断的扩建，物流运输量也越来越庞大，而铁路运输物流管理仍采用这种人工的方式是难以实时并准确的管理这些庞大的物流信息的。

目前的一些铁路车辆位置跟踪技术，均存在一定的问题，不适宜在企业内进行推广，如：一是采用轨道电路的方式，依靠检测车轮造成轨道之间的短路来检测轨道上是否有车占用。但这种方式只能够检测到轨道上是否被车辆占用，但无法检测出车辆的数量与具体是哪一辆或几辆车；二是采用GPS全球定位***，在每一辆车上安装GPS接收***与无线通讯***，将GPS检测到的定位信息通过无线通讯***发送到调度室，然后通过GIS***计算出其所处的轨道。对于较大型的企业内有数千辆车，这种方式投资较大，而且车载设备的供电问题较难维护；GPS的民用定位精度不够精确，且GPS受天气与周围建筑影响较大，容易误差到其它股道；另外这种方式对于由路局进入企业的非本企业车辆无法定位；三是安装采用射频识别技术开发的车号自动识别***：在每辆车加装RFID电子标签，在所有停放线股道两端安装车号自动识别***。这种方式投资巨大，一般企业很难承受。

发明内容

本发明为解决工业铁路运输物流智能调度问题，提供了一种工业铁路运输车辆位置跟踪方法，本方法采用计算机技术、网络与通信、数据库、物流跟踪等多种理论与技术，通过软件算法，以工业铁路运输物流智能调度***生成铁路运输行车作业计划为依据，根据信号***计算机反馈的车辆到达清勾信息，实现了对工业铁路车辆位置的及时、准确跟踪。

本发明的技术方案如下：

工业铁路运输物流智能调度***，由智能调度计算机、物流管理计算机、信号***计算机、物流管理服务器、物流管理数据库、ERP接口数据库、铁路机车安控***、车号识别***等组成，智能调度计算机与信号***计算机之间通过通讯线连接采用RS232通讯，智能调度计算机、物流管理计算机、物流管理服务器、物流管理数据库、ERP接口数据库、车号识别***等各计算机与服务器之间通过以太网通讯线连接，智能调度计算机与铁路机车安控***通过无线方式通讯。

工业铁路运输物流***车辆位置跟踪由物流管理服务器完成，主要由清勾信息处理模块、车辆位置计算模块等部分组成。其中清勾处理模块接收铁路信号***的车辆到达清勾信息，同时读取智能调度计算机生成的相应的行车调度作业计划，由车辆位置计算模块根据以上信息并结合实时的现车信息进行车辆位置的重新计算，生成最新的现车信息更新物流管理数据库中的数据，并显示到相关***中。

***首先要对智能调度计算机生成铁路运输行车作业计划的形式与内容进行定义，行车作业计划的内容包括：作业计划号、机车号、计划勾号、股道号、作业方式、作业车辆数、作业方向、摘勾方向等；其中作业方式包括3种：“+”为挂车作业，“-”为摘车作业，“○”为通过作业。

由智能调度计算机生成的铁路运输行车作业计划的执行方式如下：将生成的铁路运输行车作业计划发送到信号***计算机，由信号***计算机根据接收到的铁路运输行车作业计划自动选排进路，开放进路，并根据车辆的行驶、到达情况自动实现清勾确认，并将确认信息反馈到清勾处理模块中。

其中信号***计算机跟踪机车判断车列到达情况自动实现清勾的流程如图4所示。

车辆位置跟踪模块的处理方法是：设置两种车辆位置，一种是股道上，以股道号表征其位置的，包括装车线、卸车线、停放线、走行线、联络线等，不包括有岔区段等行车线路；另一种是车列中，以机车号表征其位置；车辆位置的表示为{位置类型RL（股道上/车列中），位置RLid（股道号/机车号），序号Seq}；对于在股道上的车辆，从左到右其车辆的Seq从1~n以整数递增编号，对于车列中的车辆，若其在车头右侧，则从左到右其车辆的Seq从1~n以整数递增编号，若其在车头左侧，则从右到左其车辆的Seq从-1~-n以整数递减编号；物流管理服务器以2s为周期对行车作业计划清勾确认信息进行检测，当发现有未处理的信息时，通过如下处理实现对车辆位置的跟踪：

设清勾信息为：机车号Lid（股道号Rid，作业方式W，作业车辆数Tn，作业方向Wd，摘勾方向Pd）；假设Rid股道上有K（K>=0）辆车，机车Lid左边带M（M>=0）辆车，右边带N（N>=0）辆车；如图2所示。

①当W==’+’且Wd==’左’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq≤Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’L’且RLid:=Lid，Seq:=N+Seq；对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq>Tn的车辆，改变车辆位置Seq:=Seq-Tn；

②当W==’+’且Wd==’右’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq>K-Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’L’且RLid:=Lid，Seq:=-M-(K-Seq+1)；

③当W==’-’且Pd==’左’，对于所有满足RL==’L’且RLid==Lid，Seq≤Tn-M的车辆，改变车辆位置RL:=’R’且RLid:=Rid，Seq:=K+M+Seq+1；

④当W==’-’且Pd==’右’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid的车辆，改变车辆位置Seq:=Seq+Tn；对于所有满足RL==’L’且RLid==Lid，Seq>N-Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’R’且RLid:=Rid，Seq:=Seq-(N-Tn)。

在车辆位置跟踪的基础上***通过物流管理计算机实现对进出厂车辆即进出***管辖区域车辆的管理、车辆装卸作业的管理，根据实际作业进程实现对车辆状态的维护管理。

本发明的有益技术效果是：本发明以工业铁路运输物流智能调度***生成铁路运输行车作业计划为依据，根据信号***计算机反馈的车辆到达清勾信息，实现了对工业铁路车辆位置的跟踪。车辆位置跟踪及时、准确，成本低廉，本发明能够根据企业铁路运输的实际作业情况及时、准确地实现铁路运输车辆位置的跟踪，为工业铁路物流运输组织提供调度基础。

附图说明

图1是本发明的总体结构图。

图2是车辆位置跟踪示意图。

图3是本发明的功能模块结构示意图。

图4是本发明判断车列到达情况自动实现清勾的流程图。

具体实施方式

工业铁路运输物流智能调度***，如图1所示，本***由智能调度计算机（1）、物流管理计算机（2）、信号***计算机（调度集中计算机或联锁计算机）（3）、物流管理服务器（4）、物流管理数据库（5）、ERP接口数据库（6）、铁路机车安控***（7）、车号识别***（8）组成，智能调度计算机（1）与信号***计算机（3）之间通过通讯线连接采用RS232通讯，智能调度计算机（1）、物流管理计算机（2）、物流管理服务器（4）、物流管理数据库（5）、ERP接口数据库（6）、车号识别***（8）等各计算机与服务器之间通过以太网通讯线连接，智能调度计算机（1）与铁路机车安控***（7）通过无线通讯方式连接。

参见附图2、3、4所示。工业铁路运输物流***车辆位置跟踪由物流管理服务器完成，主要由清勾信息处理模块、车辆位置计算模块等部分组成。其中清勾处理模块接收铁路信号***的车辆到达清勾信息，同时读取智能调度计算机生成的相应的行车调度作业计划，由车辆位置计算模块根据以上信息并结合实时的现车信息进行车辆位置的重新计算，生成最新的现车信息更新物流管理数据库中的数据，并显示到相关***中。

***首先要对智能调度计算机生成铁路运输行车作业计划的形式与内容进行定义，行车作业计划的内容包括：作业计划号、机车号、计划勾号、股道号、作业方式、作业车辆数、作业方向、摘勾方向等；其中作业方式包括3种：“+”为挂车作业，“-”为摘车作业，“○”为通过作业。

由智能调度计算机生成的铁路运输行车作业计划的执行方式如下：将生成的铁路运输行车作业计划发送到信号***计算机，由信号***计算机根据接收到的铁路运输行车作业计划自动选排进路，开放进路，并根据车辆的行驶、到达情况自动实现清勾确认，并将确认信息反馈到清勾处理模块中。

其中信号***计算机跟踪机车判断车列到达情况自动实现清勾的流程如图4所示。

车辆位置跟踪模块的处理方法是：设置两种车辆位置，一种是股道上，以股道号表征其位置的，包括装车线、卸车线、停放线、走行线、联络线等，不包括有岔区段等行车线路；另一种是车列中，以机车号表征其位置；车辆位置的表示为{位置类型RL（股道上/车列中），位置RLid（股道号/机车号），序号Seq}；对于在股道上的车辆，从左到右其车辆的Seq从1~n以整数递增编号，对于车列中的车辆，若其在车头右侧，则从左到右其车辆的Seq从1~n以整数递增编号，若其在车头左侧，则从右到左其车辆的Seq从-1~-n以整数递减编号；物流管理服务器以2s为周期对行车作业计划清勾确认信息进行检测，当发现有未处理的信息时，通过如下处理实现对车辆位置的跟踪：

设清勾信息为：机车号Lid（股道号Rid，作业方式W，作业车辆数Tn，作业方向Wd，摘勾方向Pd）；假设Rid股道上有K（K>=0）辆车，机车Lid左边带M（M>=0）辆车，右边带N（N>=0）辆车；如图2所示。

①当W==’+’且Wd==’左’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq≤Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’L’且RLid:=Lid，Seq:=N+Seq；对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq>Tn的车辆，改变车辆位置Seq:=Seq-Tn；

②当W==’+’且Wd==’右’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq>K-Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’L’且RLid:=Lid，Seq:=-M-(K-Seq+1)；

③当W==’-’且Pd==’左’，对于所有满足RL==’L’且RLid==Lid，Seq≤Tn-M的车辆，改变车辆位置RL:=’R’且RLid:=Rid，Seq:=K+M+Seq+1；

④当W==’-’且Pd==’右’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid的车辆，改变车辆位置Seq:=Seq+Tn；对于所有满足RL==’L’且RLid==Lid，Seq>N-Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’R’且RLid:=Rid，Seq:=Seq-(N-Tn)。

在车辆位置跟踪的基础上***通过物流管理计算机实现对进出厂车辆即进出***管辖区域车辆的管理、车辆装卸作业的管理，根据实际作业进程实现对车辆状态的维护管理。

其中物流管理服务器负责对车流与物流的跟踪，维护现车与物流信息；智能调度计算机结合物流管理数据库的现车与物流信息、ERP接口数据库的各装卸进度信息、库房料场的信息以及信号***计算机的作业计划完成信息自动生成调度作业计划，并传送给信号***计算机和铁路机车安控***；物流管理计算机负责进出厂作业、装卸车作业、基础数据维护、运输生产计划维护、统计、查询等；信号***计算机负责按照智能调度计算机生成的调度作业计划开放进路，执行调度作业计划，并将执行结果反馈给物流管理服务器；铁路机车安控***接受智能调度计算机生成的调度作业计划，并将其传送给机车司机与调车员，指导其进行作业，同时将机车安控***计算的车列长度信息传送给智能调度计算机和物流管理计算机用于复核实际作业情况是否与调度作业计划相符；车号识别***负责检测进出厂车辆的车号与时间。

物流管理计算机作为整个***的物流信息管理的操作作业界面，在物流管理服务器、物流管理数据库等相关***设备的支持下在物流信息管理方面提供的功能如下：

1、物流实时跟踪

物流实时跟踪主要是由物流管理服务器实现的，对在企业铁路站场内作业的机车、车辆进行跟踪，并通过对车辆位置的跟踪实现对车辆上所运载货物的数量、流向的跟踪。实现方法如前所述。跟踪生成的现车位置信息可以以图形化的形式显示。

2、现车管理

通过现车管理功能，可以随时查看和修改站场内的现车信息，保证***内车辆的分布情况和实际铁路站场一致。其主要功能包括：根据车号查询该车在站场内的位置；查询该车辆在站场内的运行轨迹；查询站场内某条或多条股道上的车辆详细信息；对股道上的车辆信息进行修改；在多条股道之间调整车辆位置；在一条股道上调整车辆的编组顺序；输入调车计划对现车进行编组等。

3、装卸作业管理

根据机车取送车作业和装车作业进度，***提供装车作业管理操作界面和装车作业实时完成情况查询功能。

根据机车取送车作业和卸车作业进度，***提供重车卸车作业管理操作界面和卸车作业实时完成情况查询功能。

4、进出站管理

进出站管理功能基于车号自动识别***，它接受车号自动识别***反馈的进出站车辆信息，并和进出站调度作业计划中车辆数进行核对，在数量不匹配时进行报警，对于因车号识别***标签问题漏读或识别有误的车号数据进行修改，保证进出站车辆信息的准确性。结合电子货票信息，还可以对进出站的车辆、货物自动匹配，为厂内车辆、货物的跟踪提供了基础信息。

5、局车停时管理

局车停时统计功能主要实现的是对进入企业自备站场内的局车进行跟踪，实时掌握局车的位置和在厂内停留的时间、装卸时间，对超过规定时限的车辆进行报警，并对超时车辆进行作业分析，找出超时原因，便于调度作业人员对局车进行优化调度。

6、作业计划管理

企业自备铁路的作业计划主要包括两个部分：货运作业计划和调车作业计划。对于货运作业计划管理，主要以车辆信息为基础，根据调度命令，用推算预测等方法来编制日班计划、阶段计划等并下达到区域中心，作为区域中编制调车作业计划的依据。调车作业计划管理，主要包括制定调车作业计划，并下达至铁路信号***和机车安控***，接受机车在执行作业的过程中，由铁路信号***反馈回来的车辆上道和离道时间等信息，对发现的还没有执行的错误计划进行修改或删除，对已经执行完成的计划，如果发现其作业与实际站场作业不一致，还可以进行回退操作，恢复到正确的站场状态后，再重新人工执行修改后的作业计划。在作业计划管理模块中，还提供了对历史计划的管理，对于超过一定时限的历史计划，可以通过***的自动备份功能进行备份操作。

7、统计管理

对作业情况进行统计与分析，计算出各种作业指标作为运输绩效评估的依据并打印出各种统计报表。

8、接口管理

和企业铁路物流信息***关联的***主要有：车号自动识别***、电子货票***、企业ERP***、其它业务单位的管理信息***。车号自动识别***的接口模块主要负责从车号识别***中读取车辆信息，对进厂车辆自动添加到物流***中，对出厂车辆进行自动销车。通过电子货票的接口管理，对进厂的车辆信息和货票信息进行自动匹配，确认后还可以向ERP的其它三级业务***或各业务单位的管理信息***进行转发，实现来整个信息流的自动传递，并保证了信息的统一性。和ERP***及其它业务单位的管理***交换的数据还包括计量信息、生产单位的运输计划信息等。通过网上委托的形式在各业务单位之间进行信息传递，一方面减少了生产管理人员之间的电话联系，另外也避免了数据的重复录入。

9、基础信息管理

工业铁路物流信息***的实现过程中，必然离不开大量基础数据的支持，这些基础数据包括：机车信息、厂内自备车信息、股道信息、货物信息、收发货单位信息、操作员信息等。通过基础信息管理模块，可以方便地对这些信息进行填加、修改等操作，保证这些基础数据的准确性和及时性。

10、***维护

作为信息管理***不必可少的功能，***维护在整个企业铁路物流信息***的运行中起到了重要的作用。***维护功能主要包括：***参数配置、操作人员登录***的日志记录、作业操作的日志记录、数据的备份、数据的恢复、事故原因的查询分析、操作权限的分配等。通过***维护模块，可以对作业操作人员进行考核，对***数据进行维护，提高***运行速度，对作业事故原因进行分析，从而保证***的稳定运行。

Claims (1)

1.一种铁路运输物流智能调度***的车辆位置跟踪方法，所述调度***由智能调度计算机、物流管理计算机、信号***计算机、物流管理服务器、物流管理数据库、ERP接口数据库、铁路机车安控***、车号识别***组成；所述智能调度计算机与信号***计算机之间通过RS232通讯线连接，智能调度计算机、物流管理计算机、物流管理服务器、物流管理数据库、ERP接口数据库、车号识别***各计算机与服务器之间通过以太网通讯线连接，智能调度计算机与铁路机车安控***通过无线通讯方式连接；由智能调度计算机生成铁路运输行车作业计划，将生成的铁路运输行车作业计划发送到信号***计算机，由信号***计算机根据接收到的铁路运输行车作业计划自动选排进路，开放进路，并根据车辆的行驶、到达情况自动实现清沟确认，并将确认信息反馈到智能调度计算机；所述跟踪方法其特征在于：车辆位置跟踪的处理方法是：设置两种车辆位置，一种是股道上，以股道号表征其位置的，包括装车线、卸车线、停放线、走行线、联络线，不包括含有岔区段的行车线路；另一种是车列中，以机车号表征其位置；车辆位置的表示为{位置类型R/L（股道上/车列中），位置Rid/Lid（股道号/机车号），序号Seq}；对于在股道上的车辆，从左到右其车辆的Seq从1~n以整数递增编号，对于车列中的车辆，若其在车头右侧，则从左到右其车辆的Seq从1~n以整数递增编号，若其在车头左侧，则从右到左其车辆的Seq从-1~-n以整数递减编号；物流管理服务器以2s为周期对行车作业计划清勾确认信息进行检测，当发现有未处理的信息时，通过如下处理实现对车辆位置的跟踪：

设清勾信息为：机车号Lid或股道号Rid，作业方式W，作业车辆数Tn，作业方向Wd，摘勾方向Pd；假设Rid股道上有K（K>=0）辆车，机车Lid左边带M（M>=0）辆车，右边带N（N>=0）辆车；

①当W==’+’且Wd==’左’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq≤Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’L’且RLid:=Lid，Seq:=N+Seq；对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq>Tn的车辆，改变车辆位置Seq:=Seq-Tn；

②当W==’+’且Wd==’右’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid，Seq>K-Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’L’且RLid:=Lid，Seq:=-M-(K-Seq+1)；

③当W==’-’且Pd==’左’，对于所有满足RL==’L’且RLid==Lid，Seq≤Tn-M的车辆，改变车辆位置RL:=’R’且RLid:=Rid，Seq:=K+M+Seq+1；

④当W==’-’且Pd==’右’，对于所有满足RL==’R’且RLid==Rid的车辆，改变车辆位置Seq:=Seq+Tn；对于所有满足RL==’L’且RLid==Lid，Seq>N-Tn的车辆，改变车辆位置RL:=’R’且RLid:=Rid，Seq:=Seq-(N-Tn)。