CN109606420A - 一种智能铁路上水***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于列车上水技术领域，具体提供了一种智能铁路上水***及方法，在列车即将进站时，上水机器人计算平台根据列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量来给每个移动式上水机器人分配上水任务，每个移动式机器人根据上水任务来自动移动至上水处附近，然后通过图像处理装置进行上水口对接开始上水，上水完成后自动退回至原位。整个过程全自动操作，无需人工上水，减少上水工的工作和安全隐患，提高铁路***整体自动化、智能化网络化程度，取代传统的繁琐和低效的人工上水方式，提高了车站上水工艺的效率，此外，可自动应对不同车型和编组的上水需求，并做到每个车厢按需上水，避免浪费。
Description
技术领域
本发明属于铁路列车上水技术领域，具体涉及一种智能铁路上水***及方法。
背景技术
目前我国铁路大多数车站上水均采用人工上水方式，上水无自动控制装置，存在人工操作卫生性和安全性差，水箱及上水***不耐低温工作环境，上水工作业存在安全隐患等问题。现有技术没有***地将车站或列车整备所的上水装置、上水管网、传感***、控制***结合在一起，只对自动上水装置进行论述，且既有专利中大多涉及某种上水装置，其智能程度与可靠性远低于本发明所提出的智能上水机器人，更重要的是前研究的许多自动上水***由于运营各车型水箱位置不一致等原因均难以推广，存在局限性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中列车上水效率低的问题。
为此，本发明提供了一种智能铁路上水***，包括：铁路运营管理***、行车管理平台、车站管理平台、上水机器人计算平台及至少一个移动式上水机器人；
所述铁路运营管理***用于对所述行车管理平台、车站管理平台及上水机器人计算平台的信息交互；
所述行车管理平台用于将列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量上传至车铁路运营管理***；
所述车站管理平台用于根据行车管理平台的信息向所述上水机器人计算平台发送上水任务；
所述上水机器人计算平台开启上水任务，并根据行车管理平台的信息计算上水路径和上水任务分配并分别下达给各所述移动式上水机器人；
各所述移动式上水机器人移动用于自动对接列车的储水箱并自动上水。
优选地，所述移动式上水机器人包括上水装置、位移传感器、图像处理装置、移动装置及排水装置，移动装置根据位移传感器获取上水机器人的位置并控制上水机器人移动到储水箱附近，通过图像处理装置将上水装置对准储水箱的注水口。
优选地，所述移动式上水机器人还包括排水装置，通过图像处理装置将所述排水装置对准列车的储水箱的溢流口。
优选地，所述储水箱内设有水位传感器，所述水位传感器与所述行车管理平台电连接。
优选地，所述上水装置与站台水库之间通过水管连接，所述上水装置包括上水阀，所述上水阀与移动式上水机器人的控制器电连接。
优选地，所述***还包括多个全局摄像头，所述全局摄像头用于监控移动式上水机器人的工作状态，并反馈至所述车站管理平台。
本发明还提供了一种智能铁路上水方法，包括以下步骤：
行车管理平台将列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量上传至车铁路运营管理***，所述铁路运营管理***对所述行车管理平台的信息及所述车站管理平台的信息进行实时交互；
车站管理平台下达上水指令给上水机器人计算平台，所述上水机器人计算平台开启上水任务，并根据行车管理平台的信息计算上水路径和上水任务分配并分别下达给各所述移动式上水机器人；
各移动式上水机器人在上水任务执行完毕后均归回原位后，上水机器人计算平台将上水任务完成申请发送至车站管理平台。
优选地，当具有多个上水任务的移动式上水机器人在完成第一上水任务后，自动移动第二上水点进行上水。
本发明的有益效果：本发明提供的这种智能铁路上水***及方法，在列车即将进站时，上水机器人计算平台根据列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量来给每个移动式上水机器人分配上水任务，每个移动式机器人根据上水任务来自动移动至上水处附近，然后通过图像处理装置进行上水口对接开始上水，上水完成后自动退回至原位。整个过程全自动操作，无需人工上水，减少上水工的工作和安全隐患，提高铁路***整体自动化、智能化网络化程度，取代传统的繁琐和低效的人工上水方式，提高了车站上水工艺的效率，此外，可自动应对不同车型和编组的上水需求，并做到每个车厢按需上水，避免浪费。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是智能铁路上水***的框架示意图；
图2是本发明智能铁路上水方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供了一种智能铁路上水***，包括：铁路运营管理***、行车管理平台、车站管理平台、上水机器人计算平台及至少一个移动式上水机器人；
所述铁路运营管理***用于对所述行车管理平台、车站管理平台及上水机器人计算平台的信息交互；
所述行车管理平台用于将列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量上传至车铁路运营管理***；
所述车站管理平台用于根据行车管理平台的信息向所述上水机器人计算平台发送上水任务；
所述上水机器人计算平台开启上水任务，并根据行车管理平台的信息计算上水路径和上水任务分配并分别下达给各所述移动式上水机器人；
各所述移动式上水机器人移动用于自动对接列车的储水箱并自动上水。
由此可知，如图1所示，目前现有的铁路***包含了铁路运营管理***、行车管理平台及车站管理平台，行车管理平台在列车驾驶室，通过列车长来控制，车站管理平台在各个车站处，通过值班人员来控制，行车管理平台与车站管理平台之间通过铁路运营管理***来进行信息共享。其中，车站管理人员通过车站管理平台及上水机器人计算平台控制移动式上水机器人上水作业，列车长和乘务员通过行车管理平台上传及接受信息。行车管理平台和车站管理平台通过铁路运营管理***交互信息。移动式上水机器人主体设于行车股道间，可根据上水机器人计算平台最优上水路径和上水任务分配结果供给1～3个车厢上水。移动式上水机器人主要包括包含输水管道、上水装置、位移传感器、图像处理装置、移动装置和排水装置。移动式上水机器人接受任务指令后可在位移传感器在列车进站前移动至第一任务点待命。移动式上水机器人接受开始上水指令后可根据图像处理装置对位置进行微调并将上水装置和储水箱连接并根据所需上水量执行上水指令。移动式上水机器人在上水任务执行完毕后自动归回原位，所有移动式上水机器人均归回原位后，上水机器人计算平台将上水任务完成申请发送至车站管理平台。储水箱含有水位传感器。水位传感器可传达目前储水箱水量。行车管理平台由列车长和乘务员操作，可在到站前将到站时间、停靠时间、列车车型编组，各车厢水箱需上水量上传至平台。行车管理平台可接受通过铁路运营管理***转发的上水任务完成的申请。行车管理平台由列车长和乘务员操作，在接受到上水任务完成申请后予以确认。铁路运营管理***连接行车管理平台和车站管理平台，主要用来传递平台信息和申请。车站管理平台由车站管理人员操作，接收信息后可下达上水任务至上水机器人计算平台。上水机器人计算平台根据接收到的停靠时间、列车车型编组、各车厢水箱需上水量，结合本站配备的上水机器人数量和初始位置计算最优上水路径和上水任务分配，并将任务指令下达给移动式上水机器人。
优选地方案，所述移动式上水机器人包括上水装置、位移传感器、图像处理装置、移动装置及排水装置，移动装置根据位移传感器获取上水机器人的位置并控制上水机器人移动到储水箱附近，通过图像处理装置将上水装置对准储水箱的注水口。当上水机器人获取任务后，先通过位移传感器的信息将上水机器人移动到储水箱的注水口附近，然后通过图像处理装置来进一步定位对准连接。
优选地方案，所述移动式上水机器人还包括排水装置，通过图像处理装置将所述排水装置对准列车的储水箱的溢流口。由此可知，当需要上水的的储水箱处既有注水口又有溢流口时，需要上水装置和排水装置同时分别接上，这样可以不用储水箱内的水位传感器的信息，当储水箱满水时从排水装置流出，即可得知上水完成。
优选地方案，所述储水箱内设有水位传感器，所述水位传感器与所述行车管理平台电连接。由此可知，行车管理平台的列车长或乘务员根据各水位传感器得知对应的储水箱内的水位情况，然后通过无线网将信息实时反馈至铁路运营管理***，铁路运营管理***再将信息传递至车站管理平台，车站管理平台的值班人员便可实时得知储水箱的水位情况，从而方便控制上水机器人的上水任务。
优选地方案，所述上水装置与站台水库之间通过水管连接，所述上水装置包括上水阀，所述上水阀与移动式上水机器人的控制器电连接。由此可知，上水机器人的控制器根据机械手臂末端的传感器来感知对接完成与否，比如可以通过在末端上水装置前安装压力传感器，当上水装置与注水口联通时会发生挤压，压力传感器便可感知，然后控制器控制水阀打开，开始注水。
本发明实施例的上水步骤为：
行车管理平台将列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量上传至车铁路运营管理***，所述铁路运营管理***对所述行车管理平台的信息及所述车站管理平台的信息进行实时交互；
车站管理平台下达上水指令给上水机器人计算平台，所述上水机器人计算平台开启上水任务，并根据行车管理平台的信息计算上水路径和上水任务分配并分别下达给各所述移动式上水机器人；
各移动式上水机器人在上水任务执行完毕后均归回原位后，上水机器人计算平台将上水任务完成申请发送至车站管理平台。
由此可知，如图2所示，上水分为两个大的过程，首先是上水任务执行流程，其次是上水任务完成流程。
1、上水任务执行流程
车辆到达车站之前，储水箱内的水位传感器传达目前水箱水位，车长和乘务员根据水位和行车任务于行车管理平台发布上水申请，同时发布停车时间、停车时长、以及车型编组等信息。铁路运营管理***转发行车管理平台的上水申请至车站管理平台。车站管理平台接受上水申请后，由管理人员确认并下发上水任务至上水机器人计算平台。上水机器人计算平台根据收到的上水任务、车辆信息及本站移动式上水机器人数量和初始位置计算最优上水路径和任务分配，并以指令形式下发给各移动式上水机器人。各移动式上水机器人接受命令后可在列车停靠前在位移传感器的控制下移动至第一上水任务点。列车停靠后，移动式上水机器人根据图像处理装置对上水位置进行微调，并与行车水箱连接，执行上水任务。执行多个上水任务的移动式上水机器人在完成第一上水任务后，即刻在位移传感器的控制下前往第二任务点，位置微调后，连接水箱上水。
2、上水任务完成流程
各移动式上水机器人在完成所有上水任务后，自动返回至初始位置。待所有移动式上水机器人均返回初始位置后，上水机器人计算平台将完成上水任务的申请发送至车站管理平台。铁路运营管理***转发车站管理平台的上水任务完成申请至行车管理平台。列车长和乘务员操作行车管理平台接受上水任务完成的申请，并确认。车站上水工艺完成。
优选地方案，当具有多个上水任务的移动式上水机器人在完成第一上水任务后，自动移动第二上水点进行上水。由此可知，当列车车厢多处需要上水时，执行多个上水任务的移动式上水机器人在完成第一上水任务后，即刻在位移传感器的控制下前往第二任务点，位置微调后，连接水箱上水。
本发明的有益效果：本发明提供的这种智能铁路上水***及方法，在列车即将进站时，上水机器人计算平台根据列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量来给每个移动式上水机器人分配上水任务，每个移动式机器人根据上水任务来自动移动至上水处附近，然后通过图像处理装置进行上水口对接开始上水，上水完成后自动退回至原位。整个过程全自动操作，无需人工上水，减少上水工的工作和安全隐患，提高铁路***整体自动化、智能化网络化程度，取代传统的繁琐和低效的人工上水方式，提高了车站上水工艺的效率，此外，可自动应对不同车型和编组的上水需求，并做到每个车厢按需上水，避免浪费。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智能铁路上水***，其特征在于，包括：铁路运营管理***、行车管理平台、车站管理平台、上水机器人计算平台及至少一个移动式上水机器人；
所述铁路运营管理***用于对所述行车管理平台、车站管理平台及上水机器人计算平台的信息交互；
所述行车管理平台用于将列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量上传至车铁路运营管理***；
所述车站管理平台用于根据行车管理平台的信息向所述上水机器人计算平台发送上水任务；
所述上水机器人计算平台开启上水任务，并根据行车管理平台的信息计算上水路径和上水任务分配并分别下达给各所述移动式上水机器人；
各所述移动式上水机器人移动用于自动对接列车的储水箱并自动上水。
2.根据权利要求1所述的智能铁路上水***，其特征在于：所述移动式上水机器人包括上水装置、位移传感器、图像处理装置、移动装置及排水装置，移动装置根据位移传感器获取上水机器人的位置并控制上水机器人移动到储水箱附近，通过图像处理装置将上水装置对准储水箱的注水口。
3.根据权利要求2所述的智能铁路上水***，其特征在于：所述移动式上水机器人还包括排水装置，通过图像处理装置将所述排水装置对准列车的储水箱的溢流口。
4.根据权利要求1所述的智能铁路上水***，其特征在于：所述储水箱内设有水位传感器，所述水位传感器与所述行车管理平台电连接。
5.根据权利要求1所述的智能铁路上水***，其特征在于：所述上水装置与站台水库之间通过水管连接，所述上水装置包括上水阀，所述上水阀与移动式上水机器人的控制器电连接。
6.根据权利要求1所述的智能铁路上水***，其特征在于：所述***还包括多个全局摄像头，所述全局摄像头用于监控移动式上水机器人的工作状态，并反馈至所述车站管理平台。
7.一种智能铁路上水方法，其特征在于，包括以下步骤：
行车管理平台将列车的到站时间、停靠时间、列车车型编组及各车厢水箱需上水量上传至车铁路运营管理***，所述铁路运营管理***对所述行车管理平台的信息及所述车站管理平台的信息进行实时交互；
车站管理平台下达上水指令给上水机器人计算平台，所述上水机器人计算平台开启上水任务，并根据行车管理平台的信息计算上水路径和上水任务分配并分别下达给各所述移动式上水机器人；
各移动式上水机器人在上水任务执行完毕后均归回原位后，上水机器人计算平台将上水任务完成申请发送至车站管理平台。
8.根据权利要求7所述的智能铁路上水方法，其特征在于：当具有多个上水任务的移动式上水机器人在完成第一上水任务后，自动移动第二上水点进行上水。
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