CN109436036A - 基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法 - Google Patents

基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，包括位于一条轨道上的若干辆间隔排列的轨道车，每辆轨道车前端和后端均设有显示器和车载测距天线；每辆轨道车上还设有车载主机、报警器和GYK公用数据设备，车载主机分别与报警器、GYK公用数据设备、2个显示器和2个车载测距天线电连接。本发明具有不受场地影响，适应各种复杂地形，地面不需要安装任何设备，只需要在车辆两端安装车载测距天线；便携式测距天线设备可任意放置，对于距离信息的分析处理更加精准的特点。

Description

基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法
技术领域
本发明涉及铁路轨道车调车作业技术领域，尤其是涉及一种基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法。
背景技术
目前全国共有19个路局，每个路局又有数百个车站、站场。每个车站、站场内都会有调车连挂任务，由于各个车站、站场线路情况复杂，特别是夜间施工时，无法及时掌握其它车辆的实时位置。实际调车连挂过程中，过度依赖司机的经验和对站场的熟悉程度，存在以下几点安全隐患，亟待解决。
现有轨道车都装有GYK，但GYK调车模式不存在防护点，调车作业操作处于“机控”缺失，完全“人控”的情况，极难卡控，当司乘人员违章违纪、责任心不强时，可能造成车辆碰撞的事故；
新手司机熟悉业务过程相对较长，短期内熟悉作业难度很大；
调车连挂作业涉及司机、调车员、连接员等，环节多，管理难度大。
无线测距天线已经广泛应用于各种场景，但无法单独使用，需要配合相应的显示报警设备使用。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的调车作业操作极难卡控，会造成车辆碰撞事故的不足，提供了一种基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，包括位于一条轨道上的若干辆间隔排列的轨道车，每辆轨道车前端和后端均设有显示器和车载测距天线；每辆轨道车上还设有车载主机、报警器和GYK公用数据设备，车载主机分别与报警器、GYK公用数据设备、2个显示器和2个车载测距天线电连接；
包括如下步骤：
(1-1)每辆轨道车的车载主机中均设有与2个车载测距天线对应的编号，在车载主机中选定需要测距的车载测距天线的编号，车载主机控制需要测距的车载测距天线向相邻的轨道车发射测距信号；
(1-2)需要测距的车载测距天线接收相邻的轨道车反射的测距信号，每个车载测距天线利用发射的测距信号和反射的测距信号计算出车载测距天线与相邻轨道车之间的检测距离；
(1-3)每辆轨道车的车载主机计算出本车的2个车载测距天线所处位置与相邻车辆的两个车载测距天线所处位置之间的误差修正后的距离；
(1-4)每辆轨道车的两个显示器根据误差修正后的距离实时显示相邻车辆的距离，每辆轨道车的报警器语音报警，实现防撞预警功能；
当每辆轨道车与相邻轨道车之间距离较远时，报警时间间隔变大；当每辆轨道车与相邻轨道车之间距离较近时，报警时间间隔变小，并提醒司机注意限速和距离。
车载测距天线采集有效范围内所有车载测距天线的距离信息，并提供给车载主机；
车载主机接收车载测距天线发来的所有距离信息，通过预设参数，经过优化计算，实现距离精确计算，并根据距离发出对应的报警信息。
本发明不受场地影响，适应各种复杂地形；地面不需要安装任何设备，只需要在车辆两端安装车载测距天线；
本发明通过测距天线测量本车与车站或站场内的其它车辆距离信息，通过多点均衡计算，实现车辆间距离精确计算，实现对调车连挂作业的防撞预警。
作为优选，(1-3)包括如下步骤：
(2-1)设轨道车A的2个车载测距天线的编号分别为a和b，与轨道车A相邻的轨道车B的2个车载测距天线的编号分别为c和d，轨道车A的车载主机获得车载测距天线a和车载测距天线b之间的距离AB1，车载测距天线a和车载测距天线c之间的距离AC1，车载测距天线a和车载测距天线d之间的距离AD1，车载测距天线b和车载测距天线c之间的距离BC1，车载测距天线b和车载测距天线d之间的距离BD1；
(2-2)设车载测距天线的采样周期为T，将最近一个采样周期检测的AB1、AC1、AD1、BC1、BD1使用理想点法进行优化，得到优化后的AB2、AC2、AD2、BC2、BD2；理想点法是使各目标值尽可能逼近其理想(最优)值的求解多目标规划问题的一种评价函数的方法。
(2-3)车载主机中设有车载测距天线a和车载测距天线b的固定距离x，利用如下公式计误差Φ1、Φ2和Φ3：
Φ1＝AB2/x；
Φ2＝(AC2-BC2)/x；
Φ3＝(AD2-BD2)/x；
(2-4)利用如下公式计算车载测距天线a和车载测距天线c的误差修正后的距离AC3，车载测距天线a和车载测距天线d的误差修正后的距离AD3，车载测距天线b和车载测距天线c的误差修正后的距离BC3，车载测距天线b和车载测距天线d的误差修正后的距离BD3：
AC3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×AC2
AD3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×AD2
BC3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×BC2
BD3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×BD2。
作为优选，还包括设于铁路线路的每个整数公里标位置处的便携式测距天线，每个便携式测距天线的编号与其的公里标数值相等；
还包括如下步骤：
(3-1)车载主机将GYK公用数据设备中的当前公里标和便携式测距天线所对应的公里标相减并取绝对值，得到轨道车与最近的便携式测距天线之间的实际距离y；
(3-2)每个轨道车的2个车载测距天线均测量与距离轨道车最近的便携式测距天线之间的距离，得到2个距离值，选择2个距离值中较小的距离值，记为z；
(3-3)利用如下公式计算测量误差Φ4：
Φ4＝z/y；
利用如下公式计算AC3、AD3、BC3和BD3：
AC3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×AC2
AD3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×AD2
BC3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×BC2
BD3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×BD2。
便携式测距天线设备可任意放置，例如平板车上，人员手持皆可。适合轨道车作业经常转场的特点。
作为优选，所述车载测距天线包括处理器，微波发送器和微波接收器，处理器分别与微波发送器和微波接收器电连接。
作为优选，便携式测距天线包括壳体，设于壳体中的充电装置、电池、处理器、微波发射器和微波接收器；充电装置、电池和处理器依次电连接，处理器分别与微波发射器和微波接收器电连接。
因此，本发明具有如下有益效果：不受场地影响，适应各种复杂地形，地面不需要安装任何设备，只需要在车辆两端安装车载测距天线；便携式测距天线设备可任意放置，适合轨道车作业经常转场的特点；对于距离信息的分析处理更加精准，有效实现了防撞预警。
附图说明
图1是本发明的一种原理框图；
图2是本发明的一种流程图。
图中：轨道车1、车载主机2、显示器3、车载测距天线4、报警器5、GYK公用数据设备6、便携式测距天线7。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1所示的实施例是一种基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，包括位于一条轨道上的若干辆间隔排列的轨道车1，每辆轨道车前端和后端均设有显示器3和车载测距天线4；每辆轨道车上还设有车载主机2、报警器5和GYK公用数据设备6，车载主机分别与报警器、GYK公用数据设备、2个显示器和2个车载测距天线电连接；
车载测距天线包括处理器，微波发送器和微波接收器，处理器分别与微波发送器和微波接收器电连接。
便携式测距天线包括壳体，设于壳体中的充电装置、电池、处理器、微波发射器和微波接收器；充电装置、电池和处理器依次电连接，处理器分别与微波发射器和微波接收器电连接。
如图2所示，包括如下步骤：
步骤100，每辆轨道车的车载主机中均设有与2个车载测距天线对应的编号，在车载主机中选定需要测距的车载测距天线的编号，车载主机控制需要测距的车载测距天线向相邻的轨道车发射测距信号；
步骤200，需要测距的车载测距天线接收相邻的轨道车反射的测距信号，每个车载测距天线利用发射的测距信号和反射的测距信号计算出车载测距天线与相邻轨道车之间的检测距离；
步骤300，每辆轨道车的车载主机计算出本车的2个车载测距天线所处位置与相邻车辆的两个车载测距天线所处位置之间的误差修正后的距离；
步骤310，设轨道车A的2个车载测距天线的编号分别为a和b，与轨道车A相邻的轨道车B的2个车载测距天线的编号分别为c和d，轨道车A的车载主机获得车载测距天线a和车载测距天线b之间的距离AB1，车载测距天线a和车载测距天线c之间的距离AC1，车载测距天线a和车载测距天线d之间的距离AD1，车载测距天线b和车载测距天线c之间的距离BC1，车载测距天线b和车载测距天线d之间的距离BD1；
步骤320，设车载测距天线的采样周期为T，将最近一个采样周期检测的AB1、AC1、AD1、BC1、BD1使用理想点法进行优化，得到优化后的AB2、AC2、AD2、BC2、BD2；
步骤330，车载主机中设有车载测距天线a和车载测距天线b的固定距离x，利用如下公式计误差Φ1、Φ2和Φ3：
Φ1＝AB2/x；
Φ2＝(AC2-BC2)/x；
Φ3＝(AD2-BD2)/x；
步骤340，利用如下公式计算车载测距天线a和车载测距天线c的误差修正后的距离AC3，车载测距天线a和车载测距天线d的误差修正后的距离AD3，车载测距天线b和车载测距天线c的误差修正后的距离BC3，车载测距天线b和车载测距天线d的误差修正后的距离BD3：
AC3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×AC2
AD3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×AD2
BC3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×BC2
BD3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×BD2。
步骤400，每辆轨道车的两个显示器根据误差修正后的距离实时显示相邻车辆的距离，每辆轨道车的报警器语音报警，实现防撞预警功能；
当每辆轨道车与相邻轨道车之间距离较远时，报警时间间隔变大；当每辆轨道车与相邻轨道车之间距离较近时，报警时间间隔变小，并提醒司机注意限速和距离。
实施例2
实施例2包括实施例1的所有结构和方法部分，实施例2还包括设于铁路线路的每个整数公里标位置处的如图1所示的便携式测距天线7，每个便携式测距天线的编号与其的公里标数值相等；还包括如下步骤：
(3-1)车载主机将GYK公用数据设备中的当前公里标和便携式测距天线所对应的公里标相减并取绝对值，得到轨道车与最近的便携式测距天线之间的实际距离y；
(3-2)每个轨道车的2个车载测距天线均测量与距离轨道车最近的便携式测距天线之间的距离，得到2个距离值，选择2个距离值中较小的距离值，记为z；
(3-3)利用如下公式计算测量误差Φ4：
Φ4＝z/y；
利用如下公式计算AC3、AD3、BC3和BD3：
AC3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×AC2
AD3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×AD2
BC3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×BC2
BD3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×BD2。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，其特征是，包括位于一条轨道上的若干辆间隔排列的轨道车(1)，每辆轨道车前端和后端均设有显示器(3)和车载测距天线(4)；每辆轨道车上还设有车载主机(2)、报警器(5)和GYK公用数据设备(6)，车载主机分别与报警器、GYK公用数据设备、2个显示器和2个车载测距天线电连接；
包括如下步骤：
(1-1)每辆轨道车的车载主机中均设有与2个车载测距天线对应的编号，在车载主机中选定需要测距的车载测距天线的编号，车载主机控制需要测距的车载测距天线向相邻的轨道车发射测距信号；
(1-2)需要测距的车载测距天线接收相邻的轨道车反射的测距信号，每个车载测距天线利用发射的测距信号和反射的测距信号计算出车载测距天线与相邻轨道车之间的检测距离；
(1-3)每辆轨道车的车载主机计算出本车的2个车载测距天线所处位置与相邻车辆的两个车载测距天线所处位置之间的误差修正后的距离；
(1-4)每辆轨道车的两个显示器根据误差修正后的距离实时显示相邻车辆的距离，每辆轨道车的报警器语音报警，实现防撞预警功能；
当每辆轨道车与相邻轨道车之间距离较远时，报警时间间隔变大；当每辆轨道车与相邻轨道车之间距离较近时，报警时间间隔变小，并提醒司机注意限速和距离。
2.根据权利要求1所述的基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，其特征是，(1-3)包括如下步骤：
(2-1)设轨道车A的2个车载测距天线的编号分别为a和b，与轨道车A相邻的轨道车B的2个车载测距天线的编号分别为c和d，轨道车A的车载主机获得车载测距天线a和车载测距天线b之间的距离AB1，车载测距天线a和车载测距天线c之间的距离AC1，车载测距天线a和车载测距天线d之间的距离AD1，车载测距天线b和车载测距天线c之间的距离BC1，车载测距天线b和车载测距天线d之间的距离BD1；
(2-2)设车载测距天线的采样周期为T，将最近一个采样周期检测的AB1、AC1、AD1、BC1、BD1使用理想点法进行优化，得到优化后的AB2、AC2、AD2、BC2、BD2；
(2-3)车载主机中设有车载测距天线a和车载测距天线b的固定距离x，利用如下公式计误差Φ1、Φ2和Φ3：
Φ1＝AB2/x；
Φ2＝(AC2-BC2)/x；
Φ3＝(AD2-BD2)/x；
(2-4)利用如下公式计算车载测距天线a和车载测距天线c的误差修正后的距离AC3，车载测距天线a和车载测距天线d的误差修正后的距离AD3，车载测距天线b和车载测距天线c的误差修正后的距离BC3，车载测距天线b和车载测距天线d的误差修正后的距离BD3：
AC3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×AC2
AD3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×AD2
BC3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×BC2
BD3＝(Φ1+Φ2+Φ3)×BD2。
3.根据权利要求2所述的基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，其特征是，还包括设于铁路线路的每个整数公里标位置处的便携式测距天线(7)，每个便携式测距天线的编号与其的公里标数值相等；
还包括如下步骤：
(3-1)车载主机将GYK公用数据设备中的当前公里标和便携式测距天线所对应的公里标相减并取绝对值，得到轨道车与最近的便携式测距天线之间的实际距离y；
(3-2)每个轨道车的2个车载测距天线均测量与距离轨道车最近的便携式测距天线之间的距离，得到2个距离值，选择2个距离值中较小的距离值，记为z；
(3-3)利用如下公式计算测量误差Φ4：
Φ4＝z/y；
利用如下公式计算AC3、AD3、BC3和BD3：
AC3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×AC2
AD3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×AD2
BC3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×BC2
BD3＝(Φ1+Φ2+Φ3+Φ4)×BD2。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，其特征是，车载测距天线包括处理器、微波发送器和微波接收器，处理器分别与微波发送器和微波接收器电连接。
5.根据权利要求3所述的基于测距天线的轨道车调车连挂作业防护方法，其特征是，便携式测距天线包括壳体，设于壳体中的充电装置、电池、处理器、微波发射器和微波接收器；充电装置、电池和处理器依次电连接，处理器分别与微波发射器和微波接收器电连接。
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