鐵路機車車輛安全導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路機車車輛安全運行管理系統(tǒng)，尤其涉及一種鐵路機車車輛運輸作業(yè)過程中的安全導(dǎo)航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路機車車輛的安全運行在鐵路運輸安全監(jiān)管中有著至關(guān)重要的作用。目前的鐵路運管環(huán)境，雖然在地面和機車上裝備了多項設(shè)備和系統(tǒng)，對鐵路運輸?shù)陌踩芾硪部梢云鸬揭欢ǖ谋Ｕ献饔?，但基于機車精確位置的鐵路機車車輛安全導(dǎo)航系統(tǒng)仍是空白。
[0003]本發(fā)明通過采集機車運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、采集站場軌道監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)和采集衛(wèi)星定位(GNSS)數(shù)據(jù)，使用自主軟件算法，對機車精確位置、機車運行狀態(tài)、鐵路信號開放狀態(tài)、本機車輛前后軌道運行機車車輛的情況、機車車輛相隔的精確距離和乘務(wù)員作業(yè)狀態(tài)等進行綜合分析，解算出滿足鐵路機車車輛安全行車的條件，通過遠程監(jiān)控、智能播報、聲光報警等方式，引導(dǎo)機車安全駕駛，通過智能提醒、安全預(yù)警、實時監(jiān)控或自動控制等方式，達到防止機車車輛運行中安全事故的發(fā)生。
[0004]本發(fā)明為解決機車車輛運輸管理中的安全問題、效率問題、輔助駕駛問題等提供了一種全新的技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于為解決鐵路運輸安全運營管理問題提供一種鐵路機車車輛安全導(dǎo)航系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來達到機車車輛運行安全保障的目的:
本發(fā)明所述的一種鐵路機車車輛安全導(dǎo)航系統(tǒng)，包括機車車載導(dǎo)航裝置、地面機車監(jiān)控中心和鐵路軌道精確電子地圖；所述機車車載導(dǎo)航裝置、所述地面監(jiān)控中心通過無線通信網(wǎng)絡(luò)相連接；所述鐵路軌道電子地圖分別安裝在機車車載導(dǎo)航裝置和地面機車監(jiān)控中心的計算機上；所述地面機車監(jiān)控中心接收軌道狀態(tài)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星差分數(shù)據(jù)和通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臋C車精確位置數(shù)據(jù)，經(jīng)綜合解算后發(fā)送到系統(tǒng)中所有遠程機車車載導(dǎo)航裝置的顯示屏上，驅(qū)動語音播報、聲音報警，實現(xiàn)機車車輛運行的安全導(dǎo)航，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可實現(xiàn)鐵路機車車輛運輸過程中精準(zhǔn)的安全導(dǎo)航，可有效防止鐵路行車事故的發(fā)生，具有推廣應(yīng)用價值。
[0007]本發(fā)明所述的鐵路機車車輛安全導(dǎo)航系統(tǒng)的實現(xiàn)方式，包括以下步驟:
(1)本發(fā)明通過地面機車監(jiān)控中心，解算鐵路機車運行條件，實現(xiàn)鐵路運營中“車一地”、“車一車”、“車一軌”、“車一人”之間位置關(guān)系的自動解算和結(jié)果輸出，通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的實時傳輸，可實現(xiàn)鐵路機車遠程監(jiān)控管理；
(2)本發(fā)明地面機車監(jiān)控中心對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的解算結(jié)果，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)實時傳輸?shù)綑C車上，機車車載導(dǎo)航裝置對本機車安全條件進行綜合判定，對機車行車環(huán)境進行實時分析，篩選出能引導(dǎo)機車安全駕駛的輔助條件，以語音播報、聲音告警等方式進行安全導(dǎo)航； (3)本發(fā)明的機車車載安全導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)置以語音播報、聲光報警、警報提醒等為表現(xiàn)形式，同時對于特別緊急的狀況，可以聯(lián)動機車制動裝置，通過執(zhí)行制動指令，完成機車在非正常情況下的自動停車，以保障機車車輛運行的安全。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:
(1)本發(fā)明將鐵路站場對機車作業(yè)的進路開放、作業(yè)限制條件、作業(yè)計劃等信息通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至作業(yè)中的機車上，所述機車車載導(dǎo)航裝置實現(xiàn)機車信號、作業(yè)進路、作業(yè)計劃等在機車上的實時顯示和語音播報，并對機車的作業(yè)過程數(shù)據(jù)進行全程記錄；
(2)本發(fā)明通過獲取機車實時的衛(wèi)星精確定位數(shù)據(jù)，結(jié)合機車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和鐵路軌道電路、信號燈的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)(如站場微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù))，運用獨有算法解算出機車任意時刻的精確位置，實現(xiàn)對目標(biāo)機車的動態(tài)管理；
(3)本發(fā)明綜合運用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GNSS)、無線通信網(wǎng)絡(luò)和地理信息系統(tǒng)(GIS)等技術(shù)，實現(xiàn)對運行機車車輛的高精度定位、軌跡追蹤，實現(xiàn)機車的實時調(diào)度和故障預(yù)警；可有效防止機車運行中的冒進信號和超速行駛，防止機車作業(yè)的沖、脫、擠、撞事故的發(fā)生，所有數(shù)據(jù)同時可以全程記錄，以便事后進行回放分析；
(4)本發(fā)明還建立了一套智能化的管理機制，可通過作業(yè)優(yōu)化、智能調(diào)度和輔助駕駛，實現(xiàn)鐵路運輸部門優(yōu)化人員、提高效率、保障安全的目的。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)管理平臺。
[0011]圖3是本發(fā)明的機車車載導(dǎo)航裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]如圖1所示:本發(fā)明包括地面機車監(jiān)控中心、機車車載導(dǎo)航裝置和鐵路軌道精確電子地圖；所述機車車載導(dǎo)航裝置、所述地面監(jiān)控中心通過無線通信網(wǎng)絡(luò)相連接；所述鐵路軌道電子地圖分別安裝在機車車載導(dǎo)航裝置和地面機車監(jiān)控中心的計算機上；
(1)所述地面機車監(jiān)控中心，其作用在于完成機車安全導(dǎo)航系統(tǒng)中信心心管理軟件的運行，通過有線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸、無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接；通過連接服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)微機終端，搭建機車監(jiān)控平臺，運行機車遠程監(jiān)控軟件，完成鐵路站場線路軌道數(shù)據(jù)、信號燈狀態(tài)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星差分基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)和機車數(shù)據(jù)的綜合解算，支撐機車安全導(dǎo)航系統(tǒng)全部管理功能的完成，并實現(xiàn)對系統(tǒng)中所有機車的遠程管理；
(2)所述機車車載導(dǎo)航裝置，是指安裝于機車車載端，接收機車精確位置定位裝置數(shù)據(jù)和地面機車監(jiān)控中心數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)綜合解算、結(jié)果輸出并顯示到機車車載導(dǎo)航裝置的顯示屏上，驅(qū)動語音播報，實現(xiàn)機車運行安全導(dǎo)航；
(3 )所述鐵路軌道電子地圖分別安裝在機車車載導(dǎo)航裝置和地面機車監(jiān)控中心的計算機上，電子地圖需要建立基于鐵路軌道、機車、站場、線路等的空間地理信息數(shù)據(jù)庫，為系統(tǒng)實現(xiàn)精確的地圖操作和機車動態(tài)跟蹤監(jiān)控提供完整的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)支撐，通過實現(xiàn)精確的地圖操作和機車動態(tài)跟蹤，完成鐵路機車運行的安全導(dǎo)航。
[0014]如圖2所示:本發(fā)明所述的鐵路機車車輛安全導(dǎo)航系統(tǒng)，是指在地面機車監(jiān)控中心的管理計算機上建立起一套鐵路機車管理平臺軟件系統(tǒng)，主要包含站場圖”、“實時地圖”、“顯示內(nèi)容”、“歷史回放”、“動態(tài)監(jiān)控”、“機車列表”、“日志”、“管理”、“幫助”等分項管理模塊，具體功能如下:
(1)站場圖功能，選擇一個站場后，上方顯示界面為鐵路專用的站場運行圖(折線圖形式)，下方為正在該站場運行的機車信息，包括:調(diào)別、機車編號、車頭方向、運行速度、前后方信號燈距離和狀態(tài)、運行線路、計劃號、執(zhí)行內(nèi)容等信息，默認情況下站場圖中只顯示機車編號、方向、速度、軌道名稱等信息，可選擇顯示更多需要顯示的內(nèi)容，如調(diào)別、信號燈名、道岔名、圖例和當(dāng)前機車信號燈距離等；
(2)實時地圖功能，選擇一個站場后，顯示該站場的實時地圖，通過滾動鼠標(biāo)滾輪可方便的進行地圖縮放，按住鼠標(biāo)左鍵拖動可平移地圖，按住鼠標(biāo)右鍵拖動旋轉(zhuǎn)地圖；默認情況下實時地圖只顯示部分主要內(nèi)容，如調(diào)別、信號燈名、道岔名、羅盤(指南針)、標(biāo)尺等，網(wǎng)格、道路、建筑、衛(wèi)星照片等可通過選擇方式進行顯示；本功能還可實現(xiàn)機車定位狀態(tài)的標(biāo)示，實現(xiàn)衛(wèi)星定位、運態(tài)推演定位和無定位情況的區(qū)分；本功能可設(shè)置軌道信息、測距和路徑規(guī)劃等實用工具，以完成對軌道選取、地圖上點到點測距和運輸路徑自動規(guī)劃；
(3)歷史回放功能，是通過調(diào)用服務(wù)器保存的歷史數(shù)據(jù)，可重現(xiàn)所選時段站場的所有機車運行狀況，包括所有機車的運行狀態(tài)、速度、作業(yè)計劃、軌道電路狀態(tài)以及所有信號燈的狀態(tài)，以供管理人員分析；回放歷史數(shù)據(jù)時，在所選擇的任意歷史時間段內(nèi)，可采用從I倍速或多倍速的方式進行數(shù)據(jù)回放；
(4)動態(tài)監(jiān)控功能，通過選擇系統(tǒng)中的任意機車，跟蹤顯示機車當(dāng)前運行的情況，也可以選擇多臺機車同時跟蹤、監(jiān)控、顯示；
(5)機車列表功能，是通過列表的方式顯示所有機車的運行狀況，顯示所有機車的調(diào)另IJ、機車編號、數(shù)據(jù)延時、車頭方向、運行速度、所在站場、所在線路、作業(yè)計劃、終端地址、待執(zhí)行指令等信息，本功能模塊還設(shè)置了管理員權(quán)限，對具有管理員權(quán)限的用戶，可以執(zhí)行機車作業(yè)的手動清鉤、重啟計劃程序、重啟車載終端、車載終端軟件升級、強制反向、強制定位、定位失效處理和衛(wèi)星模塊重啟復(fù)位等操作；
(6)日志功能，可查詢統(tǒng)計機車的報警信息和管理員發(fā)出的管理指令信息等，機車報警選項可以按日期、報警類型、機車號等分類顯示報警詳細信息，可顯示定位檢查、超速行駛、軌道電路分路不良、計劃沖突、未停穩(wěn)換擋和狀態(tài)傳感器重啟等非正常情況記錄信息；機車指令選項可按日期、指令類型、機車號等分類表示，可以顯示的管理指令信息可設(shè)置為衛(wèi)星數(shù)據(jù)復(fù)位、更改配置、強制衛(wèi)星定位、強制定位失效、手動清鉤、終端升級、重啟計劃程序、重啟計算機和取消指令等操作；
(7)管理功能，設(shè)置為只限具有管理員權(quán)限的用戶使用，用于配置機車的各項參數(shù)、監(jiān)控各基準(zhǔn)站、各站場軌道電路通信機的串口數(shù)據(jù)、手持移動終端的授權(quán)和衛(wèi)星定位信息，機車配置選項包括:配置機車的車號、IP地址、輪徑