機(jī)車(chē)安全導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與應(yīng)用
導(dǎo)讀：隨著萊鋼生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，萊鋼運(yùn)輸部機(jī)車(chē)也隨之增加，運(yùn)輸生產(chǎn)越來(lái)越繁忙，鐵路線狀況越來(lái)越復(fù)雜，為了對(duì)運(yùn)輸生產(chǎn)控制和監(jiān)督，提高機(jī)車(chē)的行車(chē)安全，我部引進(jìn)了機(jī)車(chē)安全導(dǎo)航系統(tǒng),為調(diào)車(chē)作業(yè)的現(xiàn)代化管理提供先進(jìn)、可靠的技術(shù)手段。本系統(tǒng)集調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃無(wú)線傳輸、機(jī)車(chē)運(yùn)行安全防護(hù)、無(wú)線調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)車(chē)速度及位置的動(dòng)態(tài)跟蹤、機(jī)車(chē)工況數(shù)據(jù)采集等功能于一體。機(jī)車(chē)安全導(dǎo)航系統(tǒng)分為地面中央處理系統(tǒng)和機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端兩大部分組成。
關(guān)鍵詞：機(jī)車(chē)，安全，導(dǎo)航
隨著萊鋼生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，萊鋼運(yùn)輸部機(jī)車(chē)也隨之增加，運(yùn)輸生產(chǎn)越來(lái)越繁忙，鐵路線狀況越來(lái)越復(fù)雜，為了對(duì)運(yùn)輸生產(chǎn)控制和監(jiān)督，提高機(jī)車(chē)的行車(chē)安全，我部引進(jìn)了機(jī)車(chē)安全導(dǎo)航系統(tǒng),為調(diào)車(chē)作業(yè)的現(xiàn)代化管理提供先進(jìn)、可靠的技術(shù)手段。
1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
本系統(tǒng)集調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃無(wú)線傳輸、機(jī)車(chē)運(yùn)行安全防護(hù)、無(wú)線調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)車(chē)速度及位置的動(dòng)態(tài)跟蹤、機(jī)車(chē)工況數(shù)據(jù)采集等功能于一體。
為保證地面中央處理系統(tǒng)與機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端之間無(wú)線通訊的實(shí)時(shí)性，以及盡可能的減少無(wú)線通訊的盲點(diǎn)區(qū)域，在每個(gè)站場(chǎng)設(shè)置一套地面中央處理系統(tǒng)。設(shè)置在各個(gè)站場(chǎng)的地面中央處理系統(tǒng)之間通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與貨物車(chē)輛實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)及接口機(jī)連接。論文格式。地面中央處理系統(tǒng)與安裝在各機(jī)車(chē)上的機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端之間實(shí)現(xiàn)無(wú)線雙向通訊，用以傳遞站場(chǎng)畫(huà)面信息、調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃單、機(jī)車(chē)速度及位置等相關(guān)動(dòng)態(tài)信息。
2.系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備組成
機(jī)車(chē)安全導(dǎo)航系統(tǒng)分為地面中央處理系統(tǒng)和機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端兩大部分組成。論文格式。
2.1地面中央處理系統(tǒng)
地面中央處理系統(tǒng)包括室內(nèi)和室外兩個(gè)部分。室內(nèi)部分主要包括由兩臺(tái)運(yùn)算能力較強(qiáng)的主機(jī)組成雙機(jī)熱備系統(tǒng)，UPS電源，一個(gè)數(shù)傳電臺(tái)及天線，一臺(tái)GPS接收器及天線等。室外部分包括地面應(yīng)答器和與之配套的連接線纜等設(shè)備組成,如圖1所示。
2.2機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端
機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端由車(chē)載主機(jī)、數(shù)傳電臺(tái)、機(jī)車(chē)工況數(shù)據(jù)采集儀、10.4寸液晶顯示屏、操作用小鍵盤(pán)、車(chē)載GPS接收器、錄音話筒、車(chē)載無(wú)線調(diào)車(chē)等主要設(shè)備組成,如圖2所示。
3.系統(tǒng)主要功能
3.1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤和定位功能(1)在機(jī)車(chē)顯示屏上動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示本機(jī)車(chē)位置信息;(2)在機(jī)車(chē)顯示屏上動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示前方信號(hào)狀態(tài)和距離，當(dāng)機(jī)車(chē)進(jìn)入指定安全區(qū)域時(shí)，將會(huì)有語(yǔ)音信息提示前方信號(hào)燈狀態(tài)和安全報(bào)警信息;(3)在機(jī)車(chē)顯示屏上動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示機(jī)車(chē)速度、柴機(jī)轉(zhuǎn)速、總缸氣壓、列車(chē)管壓、制動(dòng)缸壓、手柄位置等相關(guān)信息;(4)對(duì)機(jī)車(chē)駕駛室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)錄音，如：正、副駕駛的呼喚應(yīng)答信息;司機(jī)與調(diào)車(chē)員、連接員、調(diào)度員之間的語(yǔ)音通訊信息等;(5)當(dāng)有兩輛(或以上)機(jī)車(chē)進(jìn)入同一股道時(shí)，將向本股道所有機(jī)車(chē)實(shí)時(shí)傳遞相對(duì)距離，并以圖形化顯示機(jī)車(chē)相對(duì)位置，當(dāng)機(jī)車(chē)距離小于指定安全距離時(shí)，將以語(yǔ)音提示安全警告信息;(6)在調(diào)監(jiān)系統(tǒng)上動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示全場(chǎng)機(jī)車(chē)位置信息3.2安全防護(hù)功能(1)防止調(diào)車(chē)作業(yè)時(shí)車(chē)列冒進(jìn)禁止顯示的阻擋信號(hào)機(jī)。論文格式。(2)防止調(diào)車(chē)作業(yè)時(shí)車(chē)列越過(guò)站場(chǎng)規(guī)定的停車(chē)點(diǎn)(一度停車(chē)位，分區(qū)點(diǎn)，站界等)。(3)控制車(chē)列在盡頭線安全距離前方停車(chē)。4)防止調(diào)車(chē)作業(yè)車(chē)列運(yùn)行速度超過(guò)道岔、線路、特殊車(chē)輛等允許的最高限速。(5)防止連掛作業(yè)時(shí)超過(guò)連掛作業(yè)允許的最高速度。3.3調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃傳輸功能(1)自動(dòng)讀取并發(fā)送調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃到相應(yīng)機(jī)車(chē)上;(2)機(jī)車(chē)顯示屏上可顯示接收到的調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃。
3.4人機(jī)交互功能(1)在車(chē)載顯示器和車(chē)務(wù)終端上實(shí)時(shí)顯示：在指定范圍內(nèi)實(shí)時(shí)顯示同一股道上其他機(jī)車(chē)位置和本機(jī)位置。以站場(chǎng)圖形方式實(shí)時(shí)顯示行、調(diào)車(chē)作業(yè)狀況。以圖標(biāo)方式實(shí)時(shí)跟蹤顯示調(diào)車(chē)車(chē)列在調(diào)車(chē)作業(yè)區(qū)的位置。以文本方式實(shí)時(shí)顯示調(diào)車(chē)作業(yè)關(guān)鍵狀態(tài)信息。(2)在車(chē)載顯示器上實(shí)時(shí)顯示本作業(yè)車(chē)列前方信號(hào)狀態(tài)、調(diào)車(chē)限速、防護(hù)距離和平調(diào)信號(hào)控制命令。(3)司機(jī)通過(guò)小鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)作業(yè)單查詢(xún)、勾作業(yè)確認(rèn)等操作。(4)車(chē)務(wù)值班人員通過(guò)車(chē)務(wù)終端鍵盤(pán)或鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)作業(yè)通知單錄入、編輯和打印等功能。(5)通過(guò)車(chē)載主機(jī)喇叭向司機(jī)發(fā)出語(yǔ)音提示、報(bào)警音響。
3.5記錄處理功能(1)在地面主機(jī)、車(chē)載主機(jī)和監(jiān)控裝置主機(jī)中分別記錄并保存調(diào)車(chē)作業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)信息。(2)通過(guò)轉(zhuǎn)儲(chǔ)設(shè)備可以將車(chē)載主機(jī)和監(jiān)控裝置主機(jī)中記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到地面設(shè)備，進(jìn)行分析處理。(3)在車(chē)務(wù)終端上可以對(duì)調(diào)車(chē)作業(yè)的歷史記錄進(jìn)行回放和查詢(xún)檢索。
4.主要功能實(shí)現(xiàn)的原理
4.1實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤和定位功能(1)機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端通過(guò)車(chē)載GPS接收器實(shí)時(shí)接收到本機(jī)車(chē)的`坐標(biāo)位置，并同時(shí)通過(guò)無(wú)線方式實(shí)時(shí)接收地面GPS的坐標(biāo)位置，通過(guò)差分計(jì)算后可獲得機(jī)車(chē)準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置，并將此坐標(biāo)位置由無(wú)線方式傳回地面中央處理系統(tǒng)。(2)地面中央處理系統(tǒng)把從貨車(chē)實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)和接口機(jī)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)合成加工后通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送到機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端，機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端結(jié)合本機(jī)車(chē)的GPS坐標(biāo)位置即可在顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示站場(chǎng)畫(huà)面及機(jī)車(chē)位置、速度等相關(guān)信息。(3)在某些關(guān)鍵位置設(shè)置地面應(yīng)答器。當(dāng)機(jī)車(chē)經(jīng)過(guò)地面應(yīng)答器進(jìn)入該股道時(shí)，從應(yīng)答器獲得機(jī)車(chē)所處的位置信息，系統(tǒng)從這個(gè)位置開(kāi)始對(duì)機(jī)車(chē)隨后的運(yùn)行軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。當(dāng)機(jī)車(chē)退出該股道并經(jīng)過(guò)應(yīng)答器時(shí)，系統(tǒng)結(jié)束實(shí)時(shí)跟蹤，待機(jī)車(chē)再次經(jīng)過(guò)地面應(yīng)答器進(jìn)入該股道時(shí)重新開(kāi)始新一輪的實(shí)時(shí)跟蹤。(4)地面中央處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收各機(jī)車(chē)的位置、速度等相關(guān)信息，通過(guò)數(shù)據(jù)合成加工后可在調(diào)監(jiān)系統(tǒng)上動(dòng)態(tài)顯示機(jī)車(chē)的相關(guān)信息。(5)系統(tǒng)可根據(jù)GPS、地面應(yīng)答器、微機(jī)聯(lián)鎖及貨車(chē)實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)的相關(guān)信息等多方面實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)的動(dòng)態(tài)跟蹤和定位。假如其中某一部分出現(xiàn)短暫故障，系統(tǒng)仍可對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和定位。
4.2安全防護(hù)功能(1)同一股道機(jī)車(chē)防撞
�、俑鶕�(jù)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)傳入的地面信號(hào)狀況，判斷有機(jī)車(chē)A和機(jī)車(chē)B進(jìn)入同一股道作業(yè)，或是機(jī)車(chē)A和機(jī)車(chē)B同時(shí)進(jìn)入干線，地面中央處理系統(tǒng)將把從機(jī)車(chē)A和機(jī)車(chē)B接收到的位置、速度等信息實(shí)通過(guò)無(wú)線方式實(shí)時(shí)發(fā)送給機(jī)車(chē)B和機(jī)車(chē)A ;②車(chē)A和機(jī)車(chē)B接收到本股道上其他機(jī)車(chē)的位置、速度等相關(guān)信息后，在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示本機(jī)車(chē)及對(duì)方機(jī)車(chē)的位置，以及兩機(jī)車(chē)之間距離和相對(duì)速度。
(2)防止調(diào)車(chē)作業(yè)時(shí)車(chē)列冒進(jìn)禁止顯示的阻擋信號(hào)機(jī)
當(dāng)某機(jī)車(chē)在進(jìn)入道岔指定的安全警戒區(qū)域后，地面中央處理系統(tǒng)會(huì)把機(jī)車(chē)前方地面信號(hào)和機(jī)車(chē)與信號(hào)機(jī)間距離等相關(guān)信息發(fā)送給機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端，車(chē)載主機(jī)軟件以圖形界面和語(yǔ)音提示等來(lái)對(duì)司機(jī)提出友好警示，并根據(jù)公式算出車(chē)輛是否需要減速，如需要會(huì)給予語(yǔ)音和圖形提示;當(dāng)車(chē)輛需減速或停止時(shí)，但車(chē)輛還繼續(xù)前進(jìn)，車(chē)內(nèi)自動(dòng)安全系統(tǒng)將會(huì)報(bào)警，并根據(jù)情況自動(dòng)停。
4.3調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃傳輸功能(1)地面中央處理系統(tǒng)定時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取調(diào)度員下達(dá)的調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃，并通過(guò)無(wú)線方式將調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃發(fā)送到相應(yīng)的機(jī)車(chē)上.(2)當(dāng)機(jī)車(chē)上接收到調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃時(shí)，會(huì)有語(yǔ)音提示司機(jī)確認(rèn)接收，接收到的調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃可直觀的在顯示屏上顯示。(3)機(jī)車(chē)移動(dòng)信息終端可將機(jī)車(chē)接收到調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃的時(shí)間以及整張調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃單的完成時(shí)間傳回地面中央處理系統(tǒng)
5. 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)在萊鋼軋鋼站3臺(tái)機(jī)車(chē)上安裝機(jī)車(chē)安全導(dǎo)航系統(tǒng)后的使用情況來(lái)看，機(jī)車(chē)安全導(dǎo)航系統(tǒng)可以顯著提高機(jī)車(chē)調(diào)車(chē)作業(yè)效率，增加機(jī)車(chē)作業(yè)人員在作業(yè)過(guò)程中的安全性，并大幅降低了機(jī)車(chē)的各項(xiàng)損耗，有效降低了生產(chǎn)成本。
參考文獻(xiàn)
[1] 姚曉寧.基于GSM-R 的鐵路通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J]電子設(shè)計(jì)工程.2009,3.
[2] 段金輝.機(jī)車(chē)行車(chē)信息無(wú)線傳輸系統(tǒng)的研究[D]吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文.2006,6.
[3]沈鋒.無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)接收技術(shù)[M]國(guó)防工業(yè)出版社.2010.
[4]黃智剛.無(wú)線電導(dǎo)航原理與系統(tǒng)[M]北京航天航空大學(xué)出版社.2007.
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