本發(fā)明涉及鐵路工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種搗固車作業(yè)防護控制方法。

背景技術(shù)：

目前，在鐵路工程作業(yè)領(lǐng)域，國內(nèi)在用的既有搗固車型基本上都是采用從奧地利普拉塞·陶依爾(plasser&theurer)公司引進的技術(shù)。由于搗固車的作業(yè)環(huán)境惡劣、工況多變、電氣控制操作繁雜，作業(yè)過程中難免出現(xiàn)一些故障，或者出現(xiàn)偶爾的操作失誤等突發(fā)狀況。但時，目前的搗固車作業(yè)控制系統(tǒng)完全不具備自我防護功能，在出現(xiàn)突發(fā)狀況時，作業(yè)機構(gòu)不會停止動作，進而造成過起道、過撥道等誤操作，甚至出現(xiàn)損傷線路、砸壞鋼軌等嚴(yán)重的作業(yè)事故。

我國目前使用的各類既有搗固車型主要包括：d09-32型、dwl-48型、cd08-475型等共有數(shù)百臺，它們是當(dāng)前鐵路既有運營線路維修養(yǎng)護的主力裝備。搗固車的主要作業(yè)功能包括：起道、撥道、抄平搗固等，通過這些作業(yè)能夠消除軌道的方向偏差，提高道床石渣的密實度，使線路參數(shù)達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。如附圖1所示，為現(xiàn)有連續(xù)式搗固車100的結(jié)構(gòu)示意圖(該結(jié)構(gòu)示意圖主要針對dwl-48、d09-32等連續(xù)式搗固車，步進式搗固車沒有衛(wèi)星小車200)，搗固車100在作業(yè)方向l沿軌道300走行作業(yè)。搗固車100包括前司機室101和后司機室102，在前司機室101和后司機室102之間的搗固車100底部設(shè)置有衛(wèi)星小車200，衛(wèi)星小車200上設(shè)置有搗固裝置201和起撥道裝置202。

隨著我國鐵路列車運行速度的不斷提高，對搗固車作業(yè)效率和可靠性的要求越來越高，各鐵路局工務(wù)部門也在考慮采用各種手段來預(yù)防和減少搗固車作業(yè)安全問題的發(fā)生?，F(xiàn)有的搗固車100當(dāng)作業(yè)控制量出現(xiàn)問題時，搗固車作業(yè)控制系統(tǒng)本身不能限制作業(yè)裝置的動作，這是導(dǎo)致?lián)v固車100作業(yè)安全問題產(chǎn)生的主因，因此在搗固車100已有電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加作業(yè)防護功能非常必要。目前，在現(xiàn)有技術(shù)中還沒有出現(xiàn)專門針對于搗固車作業(yè)安全防護的控制系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)中與本發(fā)明申請相關(guān)的技術(shù)方案主要有：

(1)由上海鐵路局上海大型養(yǎng)路機械運用檢修段于2015月07月30日申請，并于2015年10月14日公開，公開號為cn104975545a的中國發(fā)明專利申請《搗穩(wěn)車搗鎬防插鋼軌保護裝置及其應(yīng)用方法》。該發(fā)明申請描述了一種針對dwl-48搗穩(wěn)車搗鎬防插鋼軌的方法，采用在抄平小車上安裝感應(yīng)開關(guān)，將感應(yīng)開關(guān)信號與搗固裝置停止下插按鈕信號并接，當(dāng)感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)信號產(chǎn)生時，搗固下插邏輯條件不滿足，從而自動實現(xiàn)搗固裝置停止下插動作，有關(guān)設(shè)計原理如附圖2所示。當(dāng)時，該該發(fā)明申請描述搗穩(wěn)車搗鎬防插鋼軌保護裝置，僅適用于帶有衛(wèi)星小車自動橫移功能的dwl-48搗穩(wěn)車，且只針對小車橫移實現(xiàn)保護，不能實時顯示系統(tǒng)作業(yè)量數(shù)據(jù)。該發(fā)明申請不能監(jiān)測起道、撥道等其他作業(yè)過程異常情況，如果起道或者撥道系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，該防插鋼軌裝置則無能為力。

(2)由株洲南車時代電氣股份有限公司、株洲時代電子技術(shù)有限公司分別于2016年2月16日申請，并于2016年07月06日公開，公開號為cn105739486a的中國發(fā)明專利《一種既有軌道工程機械遠程診斷系統(tǒng)設(shè)計方法》。該發(fā)明申請公開了一種基于can總線網(wǎng)絡(luò)的既有軌道工程機械遠程診斷系統(tǒng)的設(shè)計方法，系統(tǒng)新開發(fā)替代電路板，包括前端模擬量采集板、多路模擬量采集板、程控主機板、gva主機板等。這些電路板不改變原電氣控制系統(tǒng)的功能，同時增加信號采集、轉(zhuǎn)換和can總線通信電路，能夠?qū)φ麄€車輛行車和作業(yè)信號進行采集及監(jiān)控顯示，并通過交換機發(fā)送到以太網(wǎng)上，其車載信號采集系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)如附圖3所示。該發(fā)明申請描述的既有軌道工程機械遠程診斷系統(tǒng)，只能實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)的采集、傳輸和顯示等功能，不能判斷起道、撥道、衛(wèi)星小車橫移等作業(yè)異常情況，不能在出現(xiàn)突發(fā)狀況時自動、及時地切斷作業(yè)裝置的動作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種搗固車作業(yè)防護控制方法，以解決現(xiàn)有搗固車作業(yè)過程中無法進行自我防護，在出現(xiàn)突發(fā)狀況時，作業(yè)機構(gòu)不會停止動作，并造成過起道、過撥道，甚至損傷線路、砸壞鋼軌等嚴(yán)重事故的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種搗固車作業(yè)防護控制方法的技術(shù)實現(xiàn)方案，一種搗固車作業(yè)防護控制方法，包括以下步驟：

s10：下位主機板采集起道作業(yè)模擬量和撥道作業(yè)模擬量，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；

s11：所述下位主機板根據(jù)起道作業(yè)數(shù)字量計算總起道量，根據(jù)撥道作業(yè)數(shù)字量計算總撥道量；

s12：所述下位主機板根據(jù)所述總起道量、總撥道量判斷是否滿足作業(yè)封鎖條件，將判斷結(jié)果發(fā)送至程控主機板；

s13：當(dāng)所述程控主機板接收到作業(yè)封鎖信號，則消除相應(yīng)作業(yè)動作的程控邏輯信號，相應(yīng)作業(yè)控制閥的電信號切除。

本發(fā)明還具體提供了另一種搗固車作業(yè)防護控制方法的技術(shù)實現(xiàn)方案，一種搗固車作業(yè)防護控制方法，包括以下步驟：

s20：下位主機板采集起道作業(yè)模擬量和撥道作業(yè)模擬量，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后發(fā)送至程控主機板；

s21：所述程控主機板根據(jù)起道作業(yè)數(shù)字量計算總起道量，根據(jù)所述撥道作業(yè)數(shù)字量計算總撥道量；

s22：所述程控主機板根據(jù)所述總起道量、總撥道量判斷是否滿足作業(yè)封鎖條件；

s23：當(dāng)所述程控主機板判斷滿足作業(yè)封鎖條件，則消除相應(yīng)作業(yè)動作的程控邏輯信號，相應(yīng)作業(yè)控制閥的電信號切除。

優(yōu)選的，所述起道作業(yè)模擬量進一步包括：前起道量、沉降補償量、起道補償量、超平傳感器值和起道調(diào)零量。所述撥道作業(yè)模擬量進一步包括：理論正矢、撥道正矢傳感器值、撥道調(diào)零量、前端偏移量、撥道補償量和后電子擺超高量。所述下位主機板采集的模擬量還包括衛(wèi)星小車橫移傳感器值，所述下位主機板將衛(wèi)星小車位移傳感器值轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星小車橫移量。當(dāng)根據(jù)所述總起道量、總撥道量，以及衛(wèi)星小車橫移量判斷滿足作業(yè)封鎖條件，所述程控主機板或下位主機板發(fā)出作業(yè)防護報警信號。

優(yōu)選的，所述方法還包括以下步驟：

s30：作業(yè)防護控制模塊接收來自于所述下位主機板的總起道量、總撥道量和衛(wèi)星小車橫移量，以及來自于所述程控主機板或下位主機板的作業(yè)防護報警信號；

s40：當(dāng)作業(yè)封鎖信號產(chǎn)生時，顯示單元顯示作業(yè)防護報警信號來源，并對相關(guān)模擬量信號進行實時顯示，所述作業(yè)防護報警信號來源包括但不限于撥道異常、左起道異常、右起道異常、左右起道差異常、衛(wèi)星小車橫移超限故障。

優(yōu)選的，所述程控主機板通過輸入輸出板組或can總線通訊向所述作業(yè)防護控制模塊發(fā)送作業(yè)防護報警信號，所述程控主機板通過所述輸入輸出板組讀取搗固車的整車開關(guān)和傳感數(shù)字信號，進行邏輯運算后再通過所述輸入輸出板組對外輸出作業(yè)相關(guān)程控信號。

優(yōu)選的，所述作業(yè)封鎖條件包括撥道作業(yè)封鎖條件、起道作業(yè)封鎖條件和衛(wèi)星小車橫移封鎖條件，當(dāng)所述撥道作業(yè)封鎖條件、起道作業(yè)封鎖條件和衛(wèi)星小車橫移封鎖條件中任一條件滿足時，所述程控主機板產(chǎn)生封鎖程控邏輯信號，并向所述作業(yè)防護控制模塊發(fā)送作業(yè)防護報警信號，同時控制搗固裝置停止下降、起撥道裝置停止動作、衛(wèi)星小車停止自動橫移。所述程控邏輯信號包括但不限于搗固裝置下降信號、撥道系統(tǒng)開啟信號、抄平系統(tǒng)開啟信號、衛(wèi)星小車左移信號和衛(wèi)星小車右移信號。

優(yōu)選的，所述撥道作業(yè)封鎖條件包括但不限于：

i)前后兩次總撥道量的差值超過限定值；

ii)總撥道量的值發(fā)生突變；

iii)撥道正矢傳感器值突變。

優(yōu)選的，所述起道作業(yè)封鎖條件包括但不限于：

i)單邊軌道前后兩次總起道量的差值超過限定值；

ii)總起道量的值發(fā)生突變；

iii)抄平傳感器值突變或超過限定；

iiii)左右軌起道量差值超過限定值。

優(yōu)選的，所述衛(wèi)星小車橫移封鎖條件包括但不限于：

i)衛(wèi)星小車橫移傳感器值超過限定值；

ii)衛(wèi)星小車橫移傳感器值突變；

iii)can總線通訊中斷。

優(yōu)選的，所述程控主機板接收搗固車的整車開關(guān)和傳感數(shù)字信號，進行邏輯運算后以實現(xiàn)所述搗固車整車作業(yè)動作的邏輯連鎖，并對外輸出作業(yè)相關(guān)程控信號。所述程控主機板同時通過can總線通訊將程控信號發(fā)送至所述下位主機板和作業(yè)防護控制模塊，并與所述下位主機板交換信息。當(dāng)作業(yè)相關(guān)程控信號產(chǎn)生時，所述程控主機板將相關(guān)程控信號發(fā)送至所述下位主機板用于啟動模擬量采集。

通過實施上述本發(fā)明提供的搗固車作業(yè)防護控制方法的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明能夠?qū)扔袚v固車型的主要作業(yè)功能，如：起道、撥道、工作小車橫移等進行有效的防護，提高了整車控制的可靠性；

(2)本發(fā)明控制系統(tǒng)具有較好實時性，作業(yè)動作的切除快速且及時，極大地提高了鐵路施工作業(yè)的安全性；

(3)本發(fā)明能夠適用于dwl-48，d09-32等各型號的既有搗固車型的電氣化、自動化改造，適用性極強；

(4)本發(fā)明電氣系統(tǒng)中的電路板采用整板替代開發(fā)的模式，并采用成熟的can總線通訊，現(xiàn)場安裝和接線簡單、快捷、方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的實施例。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中搗固車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中搗穩(wěn)車搗鎬防插鋼軌保護裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中軌道工程機械遠程診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖4是本發(fā)明方法所基于的搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)一種實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本發(fā)明方法所基于的搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)一種實施例中作業(yè)防護控制模塊顯示單元的界面示意圖；

圖6是本發(fā)明方法所基于的搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)一種實施例的撥道作業(yè)控制原理框圖；

圖7是本發(fā)明方法所基于的搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)一種實施例的起道作業(yè)控制原理框圖；

圖8是本發(fā)明方法所基于的搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)一種實施例的衛(wèi)星小車橫移控制原理框圖；

圖9是本發(fā)明搗固車作業(yè)防護控制方法一種實施例的作業(yè)封鎖控制原理示意圖；

圖10是本發(fā)明搗固車作業(yè)防護控制方法一種實施例中程控主機板的工作流程圖；

圖11是本發(fā)明搗固車作業(yè)防護控制方法一種實施例中下位主機板的工作流程圖；

圖12是本發(fā)明方法所基于的搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)另一種實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖中：1-下位主機板，2-程控主機板，3-作業(yè)防護控制模塊，4-輸入輸出板組，11-撥道計算單元，12-起道計算單元，13-衛(wèi)星小車橫移計算單元，31-顯示單元，32-控制底板，33-操作面板，51-撥道伺服閥，52-起道伺服閥，53-橫移控制閥，6-作業(yè)機構(gòu)，100-搗固車，101-前司機室，102-后司機室，200-衛(wèi)星小車，201-搗固裝置，202-起撥道裝置，300-軌道。

具體實施方式

為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術(shù)名詞、簡寫或縮寫記載如下：

can：控制局域網(wǎng)絡(luò)(controlareanetwork)的簡稱，是iso國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通訊協(xié)議，支持分布式控制或?qū)崟r控制；

rs232：美國電子工業(yè)協(xié)會(eia)制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口；

現(xiàn)場總線：一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，是自動化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)；

fpga:現(xiàn)場可編程門陣列(field-programmablegatearray)，是專用集成電路(asic)領(lǐng)域中的一種半定制電路；

ad轉(zhuǎn)換：模數(shù)轉(zhuǎn)換，就是通過一定的電路將模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量；

da轉(zhuǎn)換：數(shù)模轉(zhuǎn)換，就是通過一定的電路將數(shù)字量轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量；

avr：一種由atmel公司研發(fā)出的增強型內(nèi)置flash的risc(reducedinstructionsetcomputer)精簡指令集高速8位單片機。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如附圖4至附圖12所示，給出了本發(fā)明搗固車作業(yè)防護控制方法及其所基于的搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)的具體實施例，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

搗固車100的主要作業(yè)功能有搗固、起道、撥道、作業(yè)走行等，而搗固車100的現(xiàn)場作業(yè)安全隱患主要集中在起道、撥道、衛(wèi)星小車橫移(針對連續(xù)式搗固車)等方面。如附圖4所示，一種搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)的具體實施例，包括：下位主機板1和程控主機板2，下位主機板1采集起道作業(yè)模擬量和撥道作業(yè)模擬量，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。下位主機板1根據(jù)起道作業(yè)數(shù)字量計算總起道量，根據(jù)撥道作業(yè)數(shù)字量計算總撥道量，并根據(jù)總起道量、總撥道量判斷是否滿足作業(yè)封鎖條件，將判斷結(jié)果發(fā)送至程控主機板2。當(dāng)程控主機板2接收到作業(yè)封鎖信號，則消除相應(yīng)作業(yè)動作的程控邏輯信號，相應(yīng)作業(yè)控制閥的電信號切除。

其中，下位主機板1主要實現(xiàn)多路模擬量信號的采集、ad轉(zhuǎn)換和作業(yè)總量計算，以及作業(yè)保護條件判斷等功能。當(dāng)接收到程控主機板2的相關(guān)作業(yè)信號時，下位主機板1便采集相應(yīng)通道的電壓值并根據(jù)設(shè)定的精度值進行運算，若判斷滿足封鎖條件，便產(chǎn)生作業(yè)封鎖信號發(fā)送至程控主機板2。下位主機板1的主控制器可選用帶can模塊的avr單片機、dsp等微控制芯片，同時選用串行高速ad轉(zhuǎn)換芯片，以滿足高精度信號采集的要求。

程控主機板2則以fpga和avr單片機為核心，在實現(xiàn)原有程控主機板2程控信號采集和運算功能(主要是接收搗固車100整車的各類開關(guān)、傳感器等數(shù)字信號后進行各種邏輯運算，實現(xiàn)整車各類動作的邏輯連鎖)的同時，還可以通過can總線通訊將所有程控(數(shù)字)信號發(fā)送出去(在如附圖4所示的實施例中，程控主機板2將can信號發(fā)送至下位主機板1和作業(yè)防護控制模塊3)，并與下位主機板1交換信息。當(dāng)相關(guān)作業(yè)程控邏輯產(chǎn)生時，程控主機板2將相關(guān)程控信號發(fā)送至下位主機板1用于啟動模擬量采集，當(dāng)程控主機板2接收到下位主機板1的作業(yè)封鎖信號時將封鎖信號傳遞至程控邏輯，產(chǎn)生作業(yè)保護動作和報警信號。程控主機板2還含有rs232串口，方便了調(diào)試，也可以通過電腦觀測故障信號。為了實現(xiàn)這些功能，程控主機板2采用以fpga和avr單片機為核心的雙處理器結(jié)構(gòu)，fpga和avr單片機之間通過集成在fpga內(nèi)部的雙口ram進行通信。

控制系統(tǒng)還進一步包括用于實現(xiàn)人機交互的作業(yè)防護控制模塊3，如附圖5所示，作業(yè)防護控制模塊3進一步包括顯示單元31、控制底板32和操作面板33?？偲鸬懒俊⒖倱艿懒?、衛(wèi)星小車橫移量、作業(yè)封鎖信號(用于封鎖狀態(tài)的指示)，以及作業(yè)防護報警信號可以通過can總線通訊傳輸至作業(yè)防護控制模塊3。作業(yè)防護控制模塊3通過控制底板32接收來自于下位主機板1或程控主機板2的總起道量、總撥道量和衛(wèi)星小車橫移量，以及來自于程控主機板2的作業(yè)防護報警信號(接收來自于程控主機板2的信號，產(chǎn)生聲音報警)。當(dāng)作業(yè)封鎖信號產(chǎn)生時，顯示單元31顯示報警信號來源(撥道異常、左起道異常、右起道異常、左右起道差異常、衛(wèi)星小車橫移超限等)，并對相關(guān)模擬量信號進行實時顯示，報警信號來源包括但不限于撥道異常、左起道異常、右起道異常、左右起道差異常、衛(wèi)星小車橫移超限故障。操作面板33可根據(jù)用戶的實際需要設(shè)置有起撥道保護檔位選擇開關(guān)、功能關(guān)閉開關(guān)、復(fù)位按鈕、衛(wèi)星小車橫移保護開關(guān)等。其中，功能關(guān)閉開關(guān)用于關(guān)閉作業(yè)防護控制系統(tǒng)的功能。復(fù)位按鈕用于當(dāng)作業(yè)封鎖產(chǎn)生時，導(dǎo)致不能繼續(xù)作業(yè)，如果確認沒有風(fēng)險(如：作業(yè)時偶然有石渣打到衛(wèi)星小車弦線上會觸發(fā)報警封鎖)，按下復(fù)位按鈕可以不受影響繼續(xù)作業(yè)。檔位選擇開關(guān)用于選擇保護精度，用戶可根據(jù)不同線路情況需要選擇不同的檔位。衛(wèi)星小車橫移保護開關(guān)則用于實現(xiàn)衛(wèi)星小車橫移位置的保護。操作人員可根據(jù)現(xiàn)場不同的線路狀況選擇不同的保護檔位，當(dāng)出現(xiàn)作業(yè)報警和封鎖時，如確認對作業(yè)無影響，可以按下復(fù)位按鈕后繼續(xù)作業(yè)，現(xiàn)場使用非常便捷。

控制系統(tǒng)還進一步包括輸入輸出板組4，輸入輸出板組4與程控主機板2、作業(yè)防護控制模塊3分別相連。程控主機板2可以通過can總線通訊向作業(yè)防護控制模塊3的控制底板32發(fā)送作業(yè)防護報警信號，程控主機板2通過輸入輸出板組4讀取搗固車的整車開關(guān)和傳感數(shù)字信號，進行邏輯運算后再通過輸入輸出板組4對外輸出作業(yè)相關(guān)程控信號。操作面板33上的開關(guān)信號可以通過輸入輸出板組4或can總線通訊傳輸至程控主機板2。

實施例2

一種基于實施例1所述系統(tǒng)的搗固車作業(yè)防護控制方法的具體實施例，包括以下步驟：

s10：下位主機板1采集起道作業(yè)模擬量和撥道作業(yè)模擬量，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；

s11：下位主機板1根據(jù)起道作業(yè)數(shù)字量計算總起道量，根據(jù)撥道作業(yè)數(shù)字量計算總撥道量；

s12：下位主機板1根據(jù)總起道量、總撥道量判斷是否滿足作業(yè)封鎖條件，將判斷結(jié)果發(fā)送至程控主機板2；

s13：當(dāng)程控主機板2接收到作業(yè)封鎖信號，則消除相應(yīng)作業(yè)動作的程控邏輯信號，相應(yīng)作業(yè)控制閥的電信號切除。

起道作業(yè)模擬量進一步包括：前起道量、沉降補償量、起道補償量、超平傳感器值和起道調(diào)零量。撥道作業(yè)模擬量進一步包括：理論正矢、撥道正矢傳感器值、撥道調(diào)零量、前端偏移量、撥道補償量和后電子擺超高量。針對連續(xù)式搗固車，下位主機板1采集的模擬量還包括衛(wèi)星小車橫移傳感器值，下位主機板1將衛(wèi)星小車位移傳感器值轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星小車橫移量。當(dāng)根據(jù)總起道量、總撥道量，以及衛(wèi)星小車橫移量判斷滿足作業(yè)封鎖條件，程控主機板2或下位主機板1發(fā)出作業(yè)防護報警信號。

搗固車作業(yè)防護控制方法還包括以下步驟：

s30：作業(yè)防護控制模塊3接收來自于下位主機板1的總起道量、總撥道量和衛(wèi)星小車橫移量，以及來自于程控主機板2或下位主機板的作業(yè)防護報警信號；

s40：當(dāng)作業(yè)封鎖信號產(chǎn)生時，顯示單元31顯示報警信號來源，并對相關(guān)模擬量信號進行實時顯示，報警信號來源包括但不限于撥道異常、左起道異常、右起道異常、左右起道差異常、衛(wèi)星小車橫移超限故障。

如附圖6所示，為搗固車的撥道作業(yè)控制原理框圖，本發(fā)明根據(jù)原車撥道系統(tǒng)原理進行了重新計算，以dwl-48型搗穩(wěn)車為例，理論正矢、撥道正矢傳感器值、撥道調(diào)零量、前端偏移量、撥道補償量和后電子擺超高量輸入下位主機板1的撥道計算單元計算總撥道量(值)。其中，總撥道量(值)根據(jù)以下公式進行計算：

r1＝f04+f00+f03+m1×f05+f24-m2×f1c

f04：理論正矢25mv/mm

f00：撥道正矢傳感器值23mv/mm

f03：撥道調(diào)零量2v/mm

f05：前端偏移量50mv/mm

f24：撥道補償量100mv/mm

f1c：后電子擺超高量3.75v/mm

式中通常m1＝0.3289，m2＝0.0067，不同的車該數(shù)值可能會有不同。其它搗固車型(如：d08-32、d09-32、cd08-475等)的計算方法與此類似。

下位主機板1將計算得到的總撥道量(值)傳送至作業(yè)防護控制模塊3用于顯示，將撥道封鎖條件判斷結(jié)果傳送至程控主機板2，程控主機板2進行邏輯運算以實現(xiàn)搗固車整車作業(yè)動作的邏輯連鎖，得到作業(yè)相關(guān)的程控邏輯后向?qū)?yīng)的控制閥(撥道伺服閥51)輸出作業(yè)相關(guān)程控信號，進而控制撥道相關(guān)的作業(yè)機構(gòu)6動作。

如附圖7所示，為搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)的起道作業(yè)控制原理框圖，本發(fā)明根據(jù)原車起道系統(tǒng)原理進行了重新計算，以dwl-48型搗穩(wěn)車為例，前起道量、沉降補償量、起道補償量、超平傳感器值和起道調(diào)零量輸入下位主機板1的起道計算單元計算總起道量(值)。下位主機板1將計算得到的總起道量(值)傳送至作業(yè)防護控制模塊3用于顯示，將起道封鎖條件判斷結(jié)果傳送至程控主機板2，程控主機板2進行邏輯運算以實現(xiàn)搗固車整車作業(yè)動作的邏輯連鎖，得到作業(yè)相關(guān)的程控邏輯后向?qū)?yīng)的控制閥(起道伺服閥52)輸出作業(yè)相關(guān)程控信號，進而控制起道相關(guān)的作業(yè)機構(gòu)6動作。其中，起道作業(yè)分為左軌起道和右軌起道，所以總起道量(值)的計算也分為左軌和右軌。左軌前起道量、左沉降補償量、左起道補償量、左超平傳感器值和左起道調(diào)零量輸入下位主機板1的起道計算單元12計算左軌總起道量(值)。其中，dwl-48型搗穩(wěn)車的左軌起道量根據(jù)以下公式進行計算：

l1＝n1×f20+f1d-f22+f09+n2×f26-f0b+f0f

f20：左軌前起道量(alc)50mv/mm

f1d：左沉降補償量-1v/mm

f22：沉降補償量(alc)+100mv/mm

f09：左起道補償值200mv/mm

f26：左后誤差修正值-200mv/mm

f0b：左抄平傳感器值90mv/mm

f0f：左起道調(diào)零量1v/mm

式中通常n1＝0.307，n2＝0.693，不同的車該數(shù)值可能會有不同。其它搗固車型(如：d08-32、d09-32、cd08-475等)的計算方法與此類似。下位主機板1將計算得到的左軌總撥道量(值)傳送至作業(yè)防護控制模塊3用于顯示，將起道封鎖條件判斷結(jié)果傳送至程控主機板2，程控主機板2進行邏輯運算以實現(xiàn)搗固車整車作業(yè)動作的邏輯連鎖。關(guān)于右軌的總起道量(值)計算也與左軌總起道量(值)計算類似，右軌起道量根據(jù)以下公式進行計算：

l2＝n1×f21+f1e-f22+f0a+n2×f27-f0c+f10

其中，信號參數(shù)的定義類同左軌起道量的參數(shù)定義。

f21：右軌前起道量(alc)50mv/mm

f1e：右沉降補償量-1v/mm

f22：沉降補償量(alc)+100mv/mm

f0a：右起道補償值200mv/mm

f27：右后誤差修正值-200mv/mm

f0c：右抄平傳感器值90mv/mm

f10：右起道調(diào)零量1v/mm

式中通常n1＝0.307，n2＝0.693，不同的車該數(shù)值可能會有不同。其它搗固車型如：(d08-32、d09-32、cd08-475等)的計算方法與此類似。

如附圖8所示，為本發(fā)明搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)的衛(wèi)星小車橫移控制原理框圖，衛(wèi)星小車左移指令、衛(wèi)星小車右移指令，以及衛(wèi)星小車位移傳感器值輸入下位主機板1的衛(wèi)星小車橫移計算單元13以控制衛(wèi)星小車橫移量。衛(wèi)星小車橫移量設(shè)定值事先輸入衛(wèi)星小車橫移控制單元13，下位主機板1根據(jù)衛(wèi)星小車左移指令(控制衛(wèi)星小車200左移)、衛(wèi)星小車右移指令(控制衛(wèi)星小車200右移)，以及衛(wèi)星小車位移傳感器值判斷是否滿足衛(wèi)星小車橫移的作業(yè)封鎖條件，將衛(wèi)星小車橫移量傳送至作業(yè)防護控制模塊3用于顯示，將衛(wèi)星小車橫移封鎖條件判斷結(jié)果傳送至程控主機板2，程控主機板2進行邏輯運算以實現(xiàn)搗固車整車作業(yè)動作的邏輯連鎖，得到作業(yè)相關(guān)的程控邏輯后向?qū)?yīng)的控制閥(橫移控制閥53)輸出作業(yè)相關(guān)程控信號，進而控制衛(wèi)星小車橫移相關(guān)的作業(yè)機構(gòu)6動作。

如附圖9所示，作業(yè)封鎖條件進一步包括撥道作業(yè)封鎖條件、起道作業(yè)封鎖條件和衛(wèi)星小車橫移封鎖條件，當(dāng)撥道作業(yè)封鎖條件、起道作業(yè)封鎖條件和衛(wèi)星小車橫移封鎖條中任一條件滿足時，程控主機板2產(chǎn)生封鎖程控邏輯信號，并向作業(yè)防護控制模塊3發(fā)送作業(yè)防護報警信號，同時控制搗固裝置停止下降、起撥道裝置停止動作、衛(wèi)星小車停止自動橫移。程控邏輯信號包括但不限于搗固裝置下降信號、撥道系統(tǒng)開啟信號、抄平系統(tǒng)開啟信號、衛(wèi)星小車左移信號和衛(wèi)星小車右移信號。

搗固車100的撥道、起道作業(yè)是分別根據(jù)總起道量(值)、總撥道量(值)的變化來進行的，在一般情況下，如果影響總撥道量、總起道量的任何一個分量出現(xiàn)突變，總撥道量或總起道量也會對應(yīng)出現(xiàn)異常變化。由于搗固車100作業(yè)前后的線路縱向高低和方向應(yīng)當(dāng)圓順，故前后兩次總撥道量或總起道量的差值必須控制在一定范圍內(nèi)。衛(wèi)星小車位移傳感器值則直接參與控制衛(wèi)星小車200的自動橫移距離，通過設(shè)置衛(wèi)星小車的橫移限定值，可以防止衛(wèi)星小車200在故障情況下因動作搗固裝置201的搗固頭而導(dǎo)致砸壞軌道300的情況發(fā)生。

撥道作業(yè)封鎖條件包括但不限于：

i)前后兩次總撥道量的差值超過限定值；

ii)總撥道量的值發(fā)生突變；

iii)撥道正矢傳感器值突變；

iiii)按客戶要求添加的其它條件。

起道作業(yè)封鎖條件包括但不限于：

i)單邊軌道前后兩次總起道量的差值超過限定值；

ii)總起道量的值發(fā)生突變；

iii)抄平傳感器值突變或超過限定；

iiii)左右軌起道量差值超過限定值。

衛(wèi)星小車橫移封鎖條件包括但不限于：

i)衛(wèi)星小車位移傳感器值超過限定值；

ii)衛(wèi)星小車位移傳感器值突變；

iii)can總線通訊中斷。

程控主機板2接收搗固車的整車開關(guān)和傳感數(shù)字信號，進行邏輯運算后以實現(xiàn)搗固車整車作業(yè)動作的邏輯連鎖，并對外輸出作業(yè)相關(guān)程控信號。程控主機板2同時通過can總線通訊將程控信號發(fā)送至下位主機板1和作業(yè)防護控制模塊3的控制底板32，并與下位主機板1交換信息。當(dāng)作業(yè)相關(guān)程控信號產(chǎn)生時，程控主機板2將相關(guān)程控信號發(fā)送至下位主機板1用于啟動模擬量采集。

下面以撥道作業(yè)為例詳細介紹本發(fā)明搗固車作業(yè)防護控制方法的控制原理：

下位主機板1根據(jù)采集到的撥道相關(guān)模擬信號，重新計算總撥道量(計算公式如上所述)，然后根據(jù)計算值，判斷是否滿足附圖9中所示的作業(yè)封鎖條件，若滿足任一條件，則下位主機板1就會將條件滿足信號發(fā)送至程控主機板2。程控主機板2接收到撥道封鎖條件滿足信號后，就會重新對撥道作業(yè)相關(guān)的程控邏輯(如：搗固裝置下降信號q038、撥道系統(tǒng)開q036、抄平系統(tǒng)開q10e、衛(wèi)星小車向左移動ql2ad、衛(wèi)星小車向右移動ql2ae等)進行計算，使這些邏輯輸出信號無效，從而實現(xiàn)了對相關(guān)作業(yè)機構(gòu)6的作業(yè)封鎖(作業(yè)機構(gòu)6只有在程控邏輯有效時才可能有動作)。

如附圖10所示為程控主機板2的工作流程圖，程控主機板2的軟件針對作業(yè)防護控制的程序流程描述如下：首先軟件完成對程控主機板2端口和can總線通訊模塊部分的初始化設(shè)置，打開中斷，運行中斷接收子程序，同時在主程序中對作業(yè)程控(數(shù)字)信號進行快速循環(huán)讀取，并采集搗固車100的作業(yè)狀態(tài)信號。在主程序運行的同時，如果程控主機板2接收到下位主機板1發(fā)送來的需要進行作業(yè)封鎖的信號，就會在中斷子程序中將作業(yè)封鎖標(biāo)志置為1，從而實現(xiàn)作業(yè)封鎖。如果程控主機板2采集到系統(tǒng)復(fù)位信號，則會將作業(yè)封鎖標(biāo)志置為0，從而解除封鎖邏輯。主程序同時將接收到的檔位選擇、功能關(guān)閉等開關(guān)信號發(fā)送至下位主機板1。

如附圖11所示為下位主機板1的工作流程圖，下位主機板1的程序流程描述如下：下位主機板1的軟件包括幾個子程序模塊，模擬量采集子程序?qū)崿F(xiàn)多路模擬量的ad轉(zhuǎn)換和數(shù)字濾波功能，定時中斷子程序在固定時間周期內(nèi)將作業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示單元31顯示，起撥道計算子程序?qū)崿F(xiàn)對總撥道量和總起道量的實時計算。主程序首先完成io端口、can總線通訊、ad轉(zhuǎn)換、da轉(zhuǎn)換等模塊的初始化，讀取作業(yè)防護控制系統(tǒng)設(shè)置的限制值，讀取程控主機板2發(fā)送來的數(shù)字信號，如果接收到復(fù)位或系統(tǒng)關(guān)閉信號，則會清除作業(yè)封鎖請求信號。同時軟件將計算出的總起道量和總撥道量，以及采集到的衛(wèi)星小車位移傳感器值與各自的限制值分別進行比較運算，判斷是否滿足作業(yè)封鎖條件。如果滿足作業(yè)封鎖條件，則下位主機板1會向程控主機板2發(fā)送作業(yè)封鎖請求信號。

本實施例描述的搗固車作業(yè)防護控制方法能夠?qū)崟r監(jiān)測搗固車100的主要作業(yè)參數(shù)，根據(jù)不同線路狀況設(shè)置限制量，一旦作業(yè)過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況超過限制量，立即切斷作業(yè)機構(gòu)6的動作，解決搗固車100作業(yè)過程中無法進行自我防護的技術(shù)問題，有效提高搗固車100施工作業(yè)的安全性和可靠性。本實施例描述的搗固車作業(yè)防護控制方法不僅提供了一種在既有搗固車基礎(chǔ)上設(shè)計的作業(yè)防護控制系統(tǒng)，以對搗固車100在作業(yè)過程中起道、撥道、工作小車橫移等主要動作進行全面及時的防護，同時具備異常情況類型顯示和作業(yè)量實時顯示等功能。

實施例3

如附圖12所示，另一種搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)的具體實施例，在該實施例中，起撥道作業(yè)總量計算和封鎖條件判斷功能均由程控主機板2實現(xiàn)。搗固車作業(yè)防護控制系統(tǒng)包括：下位主機板1和程控主機板2，下位主機板1采集起道作業(yè)模擬量和撥道作業(yè)模擬量，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后發(fā)送至程控主機板2。程控主機板2根據(jù)起道作業(yè)數(shù)字量計算總起道量，根據(jù)撥道作業(yè)數(shù)字量計算總撥道量，并根據(jù)總起道量、總撥道量判斷是否滿足作業(yè)封鎖條件，如果程控主機板2判斷滿足作業(yè)封鎖條件，則消除相應(yīng)作業(yè)動作的程控邏輯信號，相應(yīng)作業(yè)控制閥的電信號切除。針對連續(xù)式搗固車，下位主機板1采集的模擬量還包括衛(wèi)星小車位移傳感器值，下位主機板1將衛(wèi)星小車位移傳感器值轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星小車橫移量。當(dāng)程控主機板2根據(jù)總起道量、總撥道量，以及衛(wèi)星小車橫移量判斷滿足作業(yè)封鎖條件，程控主機板2可以通過輸入輸出板組4或can總線通訊向作業(yè)防護控制模塊3發(fā)出作業(yè)防護報警信號。

其余部分更加詳細的技術(shù)方案可以具體參見實施例1中的相應(yīng)描述。

實施例4

一種基于實施例3所述系統(tǒng)的搗固車作業(yè)防護控制方法的具體實施例，包括以下步驟：

s20：下位主機板1采集起道作業(yè)模擬量和撥道作業(yè)模擬量，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后發(fā)送至程控主機板2；

s21：程控主機板2根據(jù)起道作業(yè)數(shù)字量計算總起道量，根據(jù)撥道作業(yè)數(shù)字量計算總撥道量；

s22：程控主機板2根據(jù)總起道量、總撥道量判斷是否滿足作業(yè)封鎖條件；

s23：當(dāng)程控主機板2判斷滿足作業(yè)封鎖條件，則消除相應(yīng)作業(yè)動作的程控邏輯信號，相應(yīng)作業(yè)控制閥的電信號切除。

針對連續(xù)式搗固車，下位主機板1采集的模擬量還包括衛(wèi)星小車位移傳感器值，下位主機板1將衛(wèi)星小車位移傳感器值轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星小車橫移量。當(dāng)程控主機板2根據(jù)總起道量、總撥道量，以及衛(wèi)星小車橫移量判斷滿足作業(yè)封鎖條件，程控主機板2可以通過輸入輸出板組4或can總線通訊向作業(yè)防護控制模塊3發(fā)出作業(yè)防護報警信號。

其余部分更加詳細的技術(shù)方案可以具體參見實施例2中的相應(yīng)描述。

通過實施本發(fā)明具體實施例描述的搗固車作業(yè)防護控制方法的技術(shù)方案，能夠產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明具體實施例描述的搗固車作業(yè)防護控制方法能夠?qū)扔袚v固車型的主要作業(yè)功能，如：起道、撥道、工作小車橫移等進行有效的防護，提高了整車控制的可靠性；

(2)本發(fā)明具體實施例描述的搗固車作業(yè)防護控制方法具有較好實時性，作業(yè)動作的切除快速且及時，極大地提高了鐵路施工作業(yè)的安全性；

(3)本發(fā)明具體實施例描述的搗固車作業(yè)防護控制方法能夠適用于dwl-48，d09-32等各型號的既有搗固車型的電氣化、自動化改造，適用性極強；

(4)本發(fā)明具體實施例描述的搗固車作業(yè)防護控制方法采用整板替代原有電氣系統(tǒng)中電路板的開發(fā)模式，并采用成熟的can總線通訊，現(xiàn)場安裝和接線簡單、快捷、方便。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍。