CN116750042A - 一种铁路车辆智能调车安全作业管理平台及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁路车辆智能调车安全作业管理平台及其实现方法，包括：道岔显示子***是以图像、文字和声音三种方式对调车司机和工作人员进行安全提醒，防止因作业操作错误而发生意外事故。挡位控制子***能够自动操控车辆的挡位控制器，使得调车机紧急制动，防止车辆及人员发生意外事故。作业人员安全定位子***能够预先对作业人员进行安全警示，远离危险范围。防溜作业智能卡控子***对人力制动机的使用和归还进行管理，保证设备安全。

Description

一种铁路车辆智能调车安全作业管理平台及其实现方法
技术领域
本发明涉及铁路进路确认领域，具体涉及一种铁路车辆智能调车安全作业管理平台。
背景技术
现有铁路货车调车作业的方法是调车作业人员根据调车作业计划单，移动处于道岔的扳道器手柄，同时调车司机根据调车作业计划单的路径行进，进行调车。在此过程中，存在很多安全风险：一是作业人员错搬扳道器，而调车司机按原定路线行进，从而导致调车机发生翻车，调车司机发生人身危险。二是在调车机作业过程中，其他调车作业人员误入作业股道，调车机撞击作业人员。三是在调车过程中会将人力制动机安装于车轮处阻止车辆溜逸、移动，但在作业过程中无人管理人力制动机，经常出现人力制动机丢失、调车机压坏人力制动机等现象，为调车作业带来了极大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路车辆智能调车安全作业管理平台，用以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明的一种铁路车辆智能调车安全作业管理平台，包括：
道岔显示子***，采用地图测绘、车载计算机进行实时处理，由对应于道岔显示子***的硬件和软件两部分构成；
挡位控制子***，由对应于挡位控制子***的硬件和软件两部分构成；
作业人员安全定位子***，由对应于作业人员安全定位子***的硬件和软件两部分构成；
防溜作业智能卡控子***，采用RFID、GPS进行定位，由对应于防溜作业智能卡控子***的硬件和软件两部分构成。
进一步，所述道岔显示子***的硬件包括车载计算机、LED显示屏、语音播放设备、接近开关、数据采集板；软件为道岔显示子***，所述道岔显示子***的软件安装在车载计算机内部。
进一步，所述挡位控制子***的硬件包括挡位控制器、车载计算机；软件为挡位控制子***，所述挡位控制子***的软件安装在车载计算机内部。
进一步，所述作业人员安全定位子***的硬件包括定位智能手持机、车载计算机；软件为北斗高精度定位***和作业人员安全定位子***，所述北斗高精度定位***安装在定位智能手持机中，所述作业人员安全定位子***安装在车载计算机内部。
进一步，所述防溜作业智能卡控子***的硬件包括人力制动机、RFID标签、智能手持机、车载计算机；防溜作业智能卡控子***软件为人力制动机请领子***和防溜作业智能卡控子***，所述人力制动机请领子***安装在智能手持机中，所述防溜作业智能卡控子***安装在车载计算机内部。
本发明还提供一种所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台的实现方法，包括：
道岔显示子***实现方法，包括：
步骤1.1、软硬件部署，将车载计算机安装在调车机内部，同时将道岔显示子***安装在车载计算机内；
步骤1.2、股道定位，采用地图测绘技术，确定股道具体坐标信息，并将所述坐标信息存储到车载计算机中，利用道岔显示子***图形化展示股道的所述坐标信息；
步骤1.3、安装LED显示屏和语音播放设备，在道岔处安装LED显示屏和语音播放设备；
步骤1.4、安装接近开关，将接近开关分别安装在扳道器手柄旁和道岔两侧；
步骤1.5、接收调车作业计划，主控室向道岔显示子***下发调车作业计划单，即调车机行驶路线，根据调车作业计划单，调车作业人员移动扳道器；
步骤1.6、采集扳道器状态，两个接近开关间只存在单独触发和均未触发两种状态，当作业人员按照步骤1.5中调车作业计划单，将扳道器从道岔左侧扳到道岔右侧时，扳道器的接近开关与左侧道岔接近开关断开，即左侧道岔接近开关处于未触发状态，同时触发道岔右侧的接近开关，扳道器接近开关与右侧道岔的接近开关间的信号互锁，即扳道器与右侧道岔联通，与左侧道岔断开；
步骤1.7、传输扳道器状态数据，接近开关采用无线传输的方式，将步骤1.6中扳道器状态信息传输至数据采集板中；
步骤1.8、数据采集板解析与传输信息，数据采集板将步骤1.7中扳道器状态信息进行解析后，利用无线传输的方式将信息上传至道岔显示子***中；
步骤1.9、信息处理及分发，道岔显示子***接收并实时处理步骤1.8中道岔状态信息，并将处理结果下发到车载计算机、道岔LED屏、以及语音播放媒体三处；
挡位控制子***实现方法，包括：
步骤2.1、安装挡位控制器，在调车机内部安装挡位控制器；
步骤2.2、接收判断结果，判断道岔显示子***的步骤1.5中调车作业计划单与道岔显示子***的步骤1.9中道岔状态信息是否相符，并将判断结果发送到挡位控制子***中；
步骤2.3操控挡位控制器，若步骤2.2判断两者一致，挡位控制子***不做任何动作；若步骤2.2判断两者存在差异，挡位控制子***自动操控挡位控制器，使得调车机紧急制动，防止车辆及人员发生意外事故；
作业人员安全定位子***实现方法包括：
步骤3.1、配备定位智能手持机，为调车作业人员配备定位智能手持机，实时监控到每个人所在的位置信息；
步骤3.2、上传调车作业人员位置信息，利用无线传输技术将调车作业人员位置信息传输到作业人员安全定位子***中；
步骤3.3、接收股道位置信息，作业人员安全定位子***接收步骤3.2的股道位置信息；
步骤3.4、可视化展示，作业人员安全定位子***将步骤3.2中的调车作业人员位置信息和步骤3.3中的股道位置信息进行可视化展示，实现对调车作业人员在股道周边的活动轨迹监控；
步骤3.5、安全预警，当作业人员位置与股道位置距离小于100cm时，作业人员安全定位子***报警，同时播报警示语：“您已处于危险范围内，请立即离开”，进一步保障调车作业人员的安全，避免在调车作业过程中发生危险事故；
防溜作业智能卡控子***实现方法，包括：
步骤4.1、定制人力制动机标签，融合GPS技术和RFID技术，存储人力制动机的参数属性信息，所述参数属性信息包括基座位置、制造厂家、编码代号、材质信息，接收和发送人力制动机位置坐标；
步骤4.2、安装人力制动机标签，在人力制动机上以强磁吸的方式安装人力制动机标签；
步骤4.3、使用人力制动机，当作业人员利用手持机读取步骤4.2中的标签信息后，人力制动机请领子***自动将请领信息发送到工长处，工长同意后，作业人员领走人力制动机，将其放到指定股道上，进行作业，其中所述请领信息包括作业人员请领编码代号的人力制动机；
步骤4.4、管理人力制动机，防溜作业智能卡控子***利用步骤4.1中人力制动机位置坐标信息，查找未归还人力制动机的位置，避免人力制动机丢失、错放、未归位的情况。
进一步，所述步骤1.9中的车载计算机用于道岔显示子***基于步骤1.2中股道位置信息，结合道岔状态信息，可视化展示在计算机显示屏上，若步骤1.2中所述股道与其它股道联通，即道岔处于触发状态，则展示为绿色，若步骤1.2中所述股道未与其它股道断开，即道岔处于未触发状态，则展示为灰色。
进一步，所述步骤1.9的道岔LED屏和语音播放媒体用于道岔显示子***处理道岔状态信息后，若某股道处于通路状态，则将该通路状态信息下发到道岔LED屏和语音播放媒体上，在道岔LED屏循环展示“某股道联通，禁止靠近”的提示语，同时，使用语音播放媒体循环播报上述提示语，以图像、文字和声音三种方式对调车司机和工作人员进行安全提醒。
进一步，所述步骤4.3中人力制动机使用完毕后，工长确认调车作业计划完成，作业人员向工长申请人力制动机归位，工长同意后，作业人员将人力制动机放回原位置，同时拍照留档，工长确认人力制动机已归位，结束请领过程。
本发明方法具有如下优点：
铁路车辆智能调车安全作业管理平台包括道岔显示子***、挡位控制子***、作业人员安全定位子***、防溜作业智能卡控子***。道岔显示子***是以图像、文字和声音三种方式对调车司机和工作人员进行安全提醒，防止因作业操作错误而发生意外事故。挡位控制子***能够自动操控车辆的挡位控制器，使得调车机紧急制动，防止车辆及人员发生意外事故。作业人员安全定位子***能够预先对作业人员进行安全警示，远离危险范围。防溜作业智能卡控子***对人力制动机的使用和归还进行管理，保证设备安全。
附图说明
图1示出了铁路车辆智能调车安全作业管理平台构成图；
图2示出了道岔显示子***实现流程图；
图3示出了挡位控制子***实现流程图；
图4示出了作业人员安全定位子***实现流程图；
图5示出了防溜作业智能卡控子***实现流程图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方案对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，但是本领域技术人员应当理解，下文所述的实施方案仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施方案，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他实施方案，都属于本发明保护的范围。
为提高铁路货车调车作业的安全性，本发明建设了铁路车辆智能调车安全作业管理平台。该平台采用软件和硬件结合的方式，设计道岔显示子***、挡位控制子***、作业人员安全定位子***、防溜作业智能卡控子***，实现调车作业过程中人身和设备的安全保障。
1.道岔显示子***。该***是采用地图测绘、计算机实时处理等技术，由硬件和软件两部分构成。硬件包括车载计算机、LED显示屏、语音播放设备、接近开关、数据采集板等，软件为道岔显示子***，软件安装在车载计算机内部。该***实现方法如下：
步骤1.1、软硬件部署。将车载计算机安装在调车机内部，同时将道岔显示子***安装在车载计算机内。
步骤1.2、股道定位。采用地图测绘技术，确定股道具体坐标，并将坐标信息存储到车载计算机中，利用道岔显示子***图形化展示股道的坐标位置信息。
步骤1.3、安装LED显示屏和语音播放设备。在道岔处安装LED显示屏和语音播放设备。
步骤1.4、安装接近开关。将接近开关分别安装在扳道器手柄旁和道岔两侧。
步骤1.5、接收调车作业计划。主控室向道岔显示子***下发调车作业计划单(调车机行驶路线)，根据调车作业计划单，调车作业人员移动扳道器。
步骤1.6、采集扳道器状态。两个接近开关间只存在单独触发和均未触发两种状态。当作业人员按照步骤1.5中调车作业计划单，将扳道器从道岔左侧扳到道岔右侧时，扳道器的接近开关与左侧道岔接近开关断开(即左侧道岔接近开关处于未触发状态)，同时触发道岔右侧的接近开关，扳道器接近开关与右侧道岔的接近开关间的信号互锁，即扳道器与右侧道岔联通，与左侧道岔断开。
步骤1.7、传输扳道器状态数据。接近开关采用无线传输的方式，将步骤1.6中扳道器状态信息传输至数据采集板中。
步骤1.8、数据采集板解析与传输信息。数据采集板将步骤1.7中扳道器状态信息进行解析后，利用无线传输的方式将信息上传至道岔显示子***中。
步骤1.9、信息处理及分发。道岔显示子***接收并实时处理步骤1.8中道岔状态信息，并将处理结果下发到车载计算机、道岔LED屏、以及语音播放媒体三处。车载计算机：道岔显示子***基于步骤1.2中股道位置信息，结合道岔状态信息，可视化展示在计算机显示屏上，若该股道与其它股道联通(道岔处于触发状态)，则展示为绿色，若该股道未与其它股道断开(道岔处于未触发状态)，则展示为灰色。道岔LED屏和语音播放媒体：道岔显示子***处理道岔状态信息后，若某股道处于通路状态，则将该信息下发到道岔LED屏和语音播放媒体上，在道岔LED屏循环展示“某股道联通，禁止靠近”的提示语，同时，使用语音播放媒体循环播报上述提示语。以图像、文字和声音三种方式对调车司机和工作人员进行安全提醒。
2.挡位控制子***。该***是由硬件和软件两部分构成。硬件包括挡位控制器、车载计算机等，软件为挡位控制子***，软件安装在车载计算机内部。该***实现方法如下：
步骤2.1、安装挡位控制器。在调车机内部安装挡位控制器。
步骤2.2、接收判断结果。道岔显示子***的步骤1.5中调车作业计划单和道岔显示子***的步骤1.9中道岔状态信息是否相符，并将判断结果发送到挡位控制子***中。
步骤2.3操控挡位控制器。若两者一致，挡位控制子***不做任何动作；若两者存在差异，挡位控制子***自动操控挡位控制器，使得调车机紧急制动，防止车辆及人员发生意外事故。
3.作业人员安全定位子***。该***是由硬件和软件两部分构成。硬件包括定位智能手持机、车载计算机等，软件为北斗高精度定位***和作业人员安全定位子***。北斗高精度定位***安装在定位智能手持机中，作业人员安全定位子***安装在车载计算机内部。该***实现方法如下：
步骤3.1、配备定位智能手持机。为调车作业人员配备定位智能手持机，实时监控到每个人所在的位置信息。
步骤3.2、上传调车作业人员位置信息。利用无线传输技术将调车作业人员位置信息传输到作业人员安全定位子***中。
步骤3.3、接收股道位置信息。作业人员安全定位子***接收步骤3.2的股道位置信息。
步骤3.4、可视化展示。作业人员安全定位子***将步骤3.2中的调车作业人员位置信息和步骤3.3中的股道位置信息进行可视化展示，实现对调车作业人员在股道周边的活动轨迹监控。
步骤3.5、安全预警。当作业人员位置与股道位置距离小于100cm时，作业人员安全定位子***报警，同时播报警示语，如：“您已处于危险范围内，请立即离开”，进一步保障调车作业人员的安全，避免在调车作业过程中发生危险事故。
4.防溜作业智能卡控子***。该***是利用RFID、GPS定位技术，由硬件和软件两部分构成。硬件包括人力制动机、RFID标签、智能手持机、车载计算机等，软件为人力制动机请领子***和防溜作业智能卡控子***。人力制动机请领子***安装在智能手持机中，防溜作业智能卡控子***安装在车载计算机内部。该***实现方法如下：
步骤4.1、定制人力制动机标签。融合GPS技术和RFID技术，存储人力制动机的参数属性信息，如基座位置、制造厂家、编码代号、材质等信息，接收和发送人力制动机位置坐标。
步骤4.2、安装人力制动机标签。在人力制动机上以强磁吸的方式安装人力制动机标签。
步骤4.3、使用人力制动机。当作业人员利用手持机读取步骤4.2中的标签信息后，人力制动机请领子***自动将请领信息(如：某某作业人员请领编码代号为12345的人力制动机)发送到工长处，工长同意后，作业人员领走人力制动机，将其放到指定股道上，进行作业。人力制动机使用完毕后，工长确认调车作业计划完成，作业人员向工长申请人力制动机归位，工长同意后，作业人员将人力制动机放回原位置，同时拍照留档。工长确认人力制动机已归位，结束请领过程。
步骤4.4、管理人力制动机。防溜作业智能卡控子***利用步骤4.1中人力制动机位置坐标信息，查找未归还人力制动机的位置，避免人力制动机丢失、错放、未归位等情况。
利用上述4个子***建设铁路车辆智能调车安全作业管理平台，利用先进技术，综合管理调车作业过程中的调车作业人员、场所(股道)、设备(调车机和人力制动机)，避免在作业过程中因操作错误或设备丢失而发生安全事故，进一步达到提高调车作业安全的目的。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种铁路车辆智能调车安全作业管理平台，包括：
道岔显示子***，采用地图测绘、车载计算机进行实时处理，由对应于道岔显示子***的硬件和软件两部分构成；
挡位控制子***，由对应于挡位控制子***的硬件和软件两部分构成；
作业人员安全定位子***，由对应于作业人员安全定位子***的硬件和软件两部分构成；
防溜作业智能卡控子***，采用RFID、GPS进行定位，由对应于防溜作业智能卡控子***的硬件和软件两部分构成。
2.根据权利要求1所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台，其特征在于，所述道岔显示子***的硬件包括所述车载计算机、LED显示屏、语音播放设备、接近开关、数据采集板；软件为道岔显示子***，所述道岔显示子***的软件安装在车载计算机内部。
3.根据权利要求1所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台，其特征在于，所述挡位控制子***的硬件包括挡位控制器、所述车载计算机；软件为挡位控制子***，所述挡位控制子***的软件安装在车载计算机内部。
4.根据权利要求1所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台，其特征在于，所述作业人员安全定位子***的硬件包括定位智能手持机、所述车载计算机；软件为北斗高精度定位***和作业人员安全定位子***，所述北斗高精度定位***安装在定位智能手持机中，所述作业人员安全定位子***安装在车载计算机内部。
5.根据权利要求1所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台，其特征在于，所述防溜作业智能卡控子***的硬件包括人力制动机、RFID标签、智能手持机、所述车载计算机；防溜作业智能卡控子***软件为人力制动机请领子***和防溜作业智能卡控子***，所述人力制动机请领子***安装在智能手持机中，所述防溜作业智能卡控子***安装在车载计算机内部。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台的实现方法，包括：
道岔显示子***实现方法，包括：
步骤1.1、软硬件部署，将车载计算机安装在调车机内部，同时将道岔显示子***安装在车载计算机内；
步骤1.2、股道定位，采用地图测绘技术，确定股道具体坐标信息，并将所述坐标信息存储到车载计算机中，利用道岔显示子***图形化展示股道的所述坐标信息；
步骤1.3、安装LED显示屏和语音播放设备，在道岔处安装LED显示屏和语音播放设备；
步骤1.4、安装接近开关，将接近开关分别安装在扳道器手柄旁和道岔两侧；
步骤1.5、接收调车作业计划，主控室向道岔显示子***下发调车作业计划单，即调车机行驶路线，根据调车作业计划单，调车作业人员移动扳道器；
步骤1.6、采集扳道器状态，两个接近开关间只存在单独触发和均未触发两种状态，当作业人员按照步骤1.5中调车作业计划单，将扳道器从道岔左侧扳到道岔右侧时，扳道器的接近开关与左侧道岔接近开关断开，即左侧道岔接近开关处于未触发状态，同时触发道岔右侧的接近开关，扳道器接近开关与右侧道岔的接近开关间的信号互锁，即扳道器与右侧道岔联通，与左侧道岔断开；
步骤1.7、传输扳道器状态数据，接近开关采用无线传输的方式，将步骤1.6中扳道器状态信息传输至数据采集板中；
步骤1.8、数据采集板解析与传输信息，数据采集板将步骤1.7中扳道器状态信息进行解析后，利用无线传输的方式将信息上传至道岔显示子***中；
步骤1.9、信息处理及分发，道岔显示子***接收并实时处理步骤1.8中道岔状态信息，并将处理结果下发到车载计算机、道岔LED屏、以及语音播放媒体三处；
挡位控制子***实现方法，包括：
步骤2.1、安装挡位控制器，在调车机内部安装挡位控制器；
步骤2.2、接收判断结果，判断道岔显示子***的步骤1.5中调车作业计划单与道岔显示子***的步骤1.9中道岔状态信息是否相符，并将判断结果发送到挡位控制子***中；
步骤2.3操控挡位控制器，若步骤2.2判断两者一致，挡位控制子***不做任何动作；若步骤2.2判断两者存在差异，挡位控制子***自动操控挡位控制器，使得调车机紧急制动，防止车辆及人员发生意外事故；
作业人员安全定位子***实现方法包括：
步骤3.1、配备定位智能手持机，为调车作业人员配备定位智能手持机，实时监控到每个人所在的位置信息；
步骤3.2、上传调车作业人员位置信息，利用无线传输技术将调车作业人员位置信息传输到作业人员安全定位子***中；
步骤3.3、接收股道位置信息，作业人员安全定位子***接收步骤3.2的股道位置信息；
步骤3.4、可视化展示，作业人员安全定位子***将步骤3.2中的调车作业人员位置信息和步骤3.3中的股道位置信息进行可视化展示，实现对调车作业人员在股道周边的活动轨迹监控；
步骤3.5、安全预警，当作业人员位置与股道位置距离小于100cm时，作业人员安全定位子***报警，同时播报警示语：“您已处于危险范围内，请立即离开”，进一步保障调车作业人员的安全，避免在调车作业过程中发生危险事故；
防溜作业智能卡控子***实现方法，包括：
步骤4.1、定制人力制动机标签，融合GPS技术和RFID技术，存储人力制动机的参数属性信息，所述参数属性信息包括基座位置、制造厂家、编码代号、材质信息，接收和发送人力制动机位置坐标；
步骤4.2、安装人力制动机标签，在人力制动机上以强磁吸的方式安装人力制动机标签；
步骤4.3、使用人力制动机，当作业人员利用手持机读取步骤4.2中的标签信息后，人力制动机请领子***自动将请领信息发送到工长处，工长同意后，作业人员领走人力制动机，将其放到指定股道上，进行作业，其中所述请领信息包括作业人员请领编码代号的人力制动机；
步骤4.4、管理人力制动机，防溜作业智能卡控子***利用步骤4.1中人力制动机位置坐标信息，查找未归还人力制动机的位置，避免人力制动机丢失、错放、未归位的情况。
7.根据权利要求6所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台的实现方法，其特征在于，所述步骤1.9中的车载计算机用于道岔显示子***基于步骤1.2中股道位置信息，结合道岔状态信息，可视化展示在计算机显示屏上，若步骤1.2中所述股道与其它股道联通，即道岔处于触发状态，则展示为绿色，若步骤1.2中所述股道未与其它股道断开，即道岔处于未触发状态，则展示为灰色。
8.根据权利要求7所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台的实现方法，其特征在于，所述步骤1.9的道岔LED屏和语音播放媒体用于道岔显示子***处理道岔状态信息后，若某股道处于通路状态，则将该通路状态信息下发到道岔LED屏和语音播放媒体上，在道岔LED屏循环展示“某股道联通，禁止靠近”的提示语，同时，使用语音播放媒体循环播报上述提示语，以图像、文字和声音三种方式对调车司机和工作人员进行安全提醒。
9.根据权利要求6所述的铁路车辆智能调车安全作业管理平台的实现方法，其特征在于，所述步骤4.3中人力制动机使用完毕后，工长确认调车作业计划完成，作业人员向工长申请人力制动机归位，工长同意后，作业人员将人力制动机放回原位置，同时拍照留档，工长确认人力制动机已归位，结束请领过程。
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