專利名稱：動車組位置跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
動車組位置跟蹤系統(tǒng)
技術領域：
本實用新型是關于鐵路自動化控制系統(tǒng)，特別是指一種動車組位置跟蹤系統(tǒng)。背景技術：
隨著我國客運專線建設項目啟動，我國已建成了多個動車所，其余的多個動車所 和動車檢修基地也正在緊鑼密鼓地建設之中。這些建成的動車所和正在籌建的動車組檢修 基地必須解決動車組在動車所或者檢修基地股道上的位置跟蹤和行車安全聯(lián)控問題。否則 運用調(diào)度和檢修調(diào)度很難知道動車所或檢修基地有哪些車，在哪些股道上，不便于安排運 用和檢修作業(yè)計劃。在已建成的動車所的信息化工程中，由于確乏動車組股道位置跟蹤設備，因此，動 車組停放位置、進出時間等信息仍然依靠人工填寫，這與動車組信息化建設水平是不相適 應的。在此情況下，鐵道部裝備部召集相關設備廠家進行動車所及檢修基地動車組位置跟 蹤系統(tǒng)的方案設計。綜上，現(xiàn)有技術因沒有動車組位置追蹤的完整解決方案，主要是依靠人來手工填 寫各股道的車輛進出及?？壳闆r，缺乏科學性和正確性，對調(diào)度和運用作業(yè)不能全面掌控， 影響鐵路設備自動化和現(xiàn)代化的水平，對現(xiàn)場管理存在一定的安全隱患。針對上述存在的 問題，動車所及檢修基地急需一套先進的動車組位置追蹤系統(tǒng)，便于提高調(diào)度作業(yè)的效率， 減少安全隱患，充分發(fā)揮動車組列車的優(yōu)勢，更好的為人民服務。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種完全計算機自動控制顯示，提高調(diào) 度人員的作業(yè)效率以及減少安全隱患的動車組位置跟蹤系統(tǒng)。本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的一種動車組位置跟蹤系 統(tǒng)，包括服務器、車站聯(lián)控子系統(tǒng)、車號識別子系統(tǒng)，以及位置跟蹤子系統(tǒng)；所述車號識別子系統(tǒng)包括車號自動識別設備、車號標簽以及車號識別終端，所述 車號自動識別設備安裝在動車組檢修庫、咽喉處，所述車號標簽安裝在動車組兩端，所述車 號自動識別設備無線連接車號標簽以及車號識別終端；所述位置跟蹤子系統(tǒng)包括傳感器以及采集傳感器信息的下位機；所述車站聯(lián)控子系統(tǒng)包括調(diào)度終端，所述調(diào)度終端放置在動車所調(diào)度室內(nèi)；所述服務器連接所述下位機，調(diào)度終端、車號識別終端。所述車號自動識別設備是與電子標簽配套的地面讀卡器設備。所述傳感器為地圈傳感器，設在股道的軌枕間?；蛘咚鰝鞲衅鳛檐囕唫鞲衅鳎O在動車的車輪上?；蛘咚鰝鞲衅鳛榧t外線傳感器，安裝在股道上?；蛘咚鰝鞲衅鳛槌暡▊鞲衅?，安裝在股道上。所述車站聯(lián)控子系統(tǒng)還包括車站復示終端，所述服務器連接所述車站復示終端，所述車站復示終端放置在車站信號樓。所述下位機有兩個。本實用新型動車組位置跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)點在于采用軌道電路光帶信息進行實時的 動車進出跟蹤，利用在咽喉處加裝的車號識別設備，在存車線和檢查庫內(nèi)加裝的傳感器設 備，對動車的運動狀態(tài)及?？抗傻肋M行實時顯示，使得動車所調(diào)度人員能夠準確的掌握車 輛的位置信息，指導其進行相關的業(yè)務操作，同時在車站信號樓處預留一個復示終端，能夠 幫助車站調(diào)度了解站場的相關信息，對其是一個必要的信息補充，有助于更加全面的掌控。 提高了調(diào)度人員的作業(yè)效率以及減少了安全隱患。

下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1是本實用新型動車組位置跟蹤系統(tǒng)的硬件組成結構圖。圖2是本實用新型動車組位置跟蹤系統(tǒng)的服務器端界面示意圖。圖3是本實用新型動車組位置跟蹤系統(tǒng)的服務器端軟件的工作流程流程圖。
具體實施方式本實用新型動車組位置跟蹤系統(tǒng)包括系統(tǒng)服務器、車站聯(lián)控子系統(tǒng)、車號識別子 系統(tǒng)，以及位置跟蹤子系統(tǒng)。請參閱圖1，是本實用新型動車組位置跟蹤系統(tǒng)的硬件組成結構圖。本實用新型動 車組位置跟蹤系統(tǒng)的硬件結構包括作為上位機的服務器、車號自動識別設備、車號標簽以 及車號識別終端、車站復示終端、調(diào)度終端、傳感器，以及采集傳感器信息的下位機1和下 位機2。1、所述系統(tǒng)服務器包括四個模塊a)通信模塊本系統(tǒng)網(wǎng)絡結構采用IEEE 802. 3LAN組網(wǎng)技術，所有設備通過標準的Windows Socket底層進行數(shù)據(jù)通信，由于通信任務量比較大，連接設備比較多，在服務器端啟動了一 個專用的通信服務模塊，負責整個系統(tǒng)內(nèi)部及外部的數(shù)據(jù)通信，所連接的設備包括兩個48 路I/O采集下位機，調(diào)度終端、車號識別終端、車站復示終端等，根據(jù)不同設備的IP地址和 端口號進行實時通信。b)數(shù)據(jù)庫訪問模塊考慮到系統(tǒng)數(shù)據(jù)的重要性，數(shù)據(jù)庫使用了甲骨文公司的0raCle9i產(chǎn)品，對數(shù)據(jù)的 并發(fā)訪問，數(shù)據(jù)同步，處理能力都有很好的支持，在此基礎上，構建標準的三層數(shù)據(jù)訪問模 型，分別是界面層，業(yè)務邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層，具有較強的可擴展性和易維護性，適應日后管 理業(yè)務的變化及修改。c)微機監(jiān)測系統(tǒng)模塊實時采集軌道電路的光帶，道岔及信號燈信息。d) WebServices 接 口該動車組位置跟蹤系統(tǒng)在對現(xiàn)場實時的數(shù)據(jù)進行處理后，需按照既定的協(xié)議格式 發(fā)送給動車所信息化系統(tǒng)服務器，使其能夠根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)做實時的界面刷新，動態(tài)顯示所內(nèi)的車輛信息。2、車號識別子系統(tǒng)所述車號識別子系統(tǒng)包括車號自動識別設備(AEI)、車號標簽以及車號識別終端， 所述車號自動識別設備安裝在動車組檢修庫、咽喉處，所述車號標簽通過機車監(jiān)控設備安 裝在動車組兩端。車號讀取功能的實現(xiàn)是通過車號自動識別設備(AEI)讀取動車組車號標 簽實現(xiàn)。所述車號自動識別設備可直接使用與電子標簽配套的地面讀卡器設備。通過車號 自動識別設備讀取車輛內(nèi)包含的車號標簽信息，如車號、車次、端位，進出方向、輛數(shù)、進站 速度等，然后該車號標簽信息通過網(wǎng)絡實時傳送給車號識別終端，車號識別終端實時綁定 顯示該車號標簽信息，沿軌道電路行進方向(紅光帶)進行動態(tài)跟蹤。3、位置跟蹤子系統(tǒng)所述位置跟蹤子系統(tǒng)包括安裝在股道上的傳感器以及采集傳感器信息的下位機1 和下位機2，車輛進入存車線之后，根據(jù)車號識別子系統(tǒng)識別的車號標簽信息和傳感器的信 息，實時在下位機1和下位機2上顯示動車組在該股道的具體存放位置。所述安裝在股道 上的傳感器為超聲波傳感器，實際應用中，可以只在部分股道安裝傳感器，其它股道則根據(jù) 動車組的編組信息進行邏輯判斷。使用其他的傳感器也可以實現(xiàn)位置跟蹤，其具體的使用 方式及優(yōu)缺點下文將詳細描述。4、車站聯(lián)控子系統(tǒng)車站聯(lián)控子系統(tǒng)包括車站復示終端以及調(diào)度終端，所述車站復示終端放置在車站 信號樓，所述調(diào)度終端放置在動車所調(diào)度室內(nèi)，滿足信號樓值班員與動車所調(diào)度員之間辦 理動車組調(diào)度、動車組進、出檢查庫作業(yè)線的安全照查，確保動車組進、出安全。該動車組位置跟蹤系統(tǒng)的關鍵技術是動車在股道上的位置跟蹤與顯示，目前動車 所內(nèi)的存車線約450 480米，動車長度約201米。一般情況下一條存車線存放動車1 2列(8節(jié)編組和16節(jié)編組)，在此使用條件約束下，希望能對動車的定位誤差小于5米，要 滿足這樣的定位精度，顯然使用即有的軌道信號技術是難于滿足要求的。同時，對所用的傳 感器要求嚴格，要耐高溫、耐寒冷、耐潮濕、耐油污、耐振動、耐雨雪、耐行人干擾等。以下為 幾種動車在存車線上的定位方案a)地圈式定位法采用地圈傳感器，地圈式定位法是根據(jù)頻率鎖定原理，地圈為振蕩器的電感部件， 當機車經(jīng)過設在軌枕間的地圈時，改變振蕩器頻率，鎖相環(huán)電路隨即進行鎖定，以此檢測機 車位置。這種傳感器經(jīng)試驗能達到技術要求，但由于檢查庫下有排污地溝，安裝有難度，且 數(shù)量較多時，會給工務系統(tǒng)維護帶來不便。b)車輪傳感器定位法車輪傳感器有很多種，而適用于庫內(nèi)使用的，應選擇低速性能較好的有源傳感器 (庫內(nèi)限速10公里/小時)，它的原理是通過對機車車輪的計軸、測速、測距來判定機車位 置。試驗小組在進行上線試驗時發(fā)現(xiàn)這種方式對運動的機車效果較好，但對于低速或靜止 的整備線機車來說就難以計軸、測速、測距，來判定機車位置。c)紅外線定位法利用紅外線傳感器對障礙物有反射作用的原理來對機車定位進行試驗。該方案在 做室內(nèi)試驗時可以，但上線試驗時發(fā)現(xiàn)紅外線的靈敏度太高，對下雨、下雪天氣容易引起干擾，因此不具備實用價值。d)超聲波定位法同樣超聲波傳感器也有遇到障礙物有反射作用的特性。經(jīng)上道試驗證明，超聲波 傳感器對下雨、下雪、灰塵、油污沒有誤動現(xiàn)象，抗干擾能力較強，能達到了理想效果，具有 實用價值。動車定位功能的實現(xiàn)除了能滿足調(diào)度人員在室內(nèi)一目了然地看到整個所內(nèi)動車 的進出狀態(tài)，重要的是對動車運動過程實時跟蹤，準確的知道動車的停放股道編號，端位， 頭車尾車方向，并結合接觸網(wǎng)有電無電狀態(tài)，合理調(diào)度檢查庫內(nèi)檢修作業(yè)流程。結合AEI設 備的車號信息，加上進所軌道電路的排路，實時動態(tài)跟蹤動車的進出和轉場作業(yè)。5、服務器端做為主控軟件與各遠程終端通信互聯(lián)，實時采集車號識別子系統(tǒng)，微 機監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，負責與后臺0raCle9i數(shù)據(jù)庫通信，經(jīng)處理后寫入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。同時為 調(diào)度終端提供數(shù)據(jù)顯示驅(qū)動，使得動車所調(diào)度人員能夠全面掌握所內(nèi)動車實時狀態(tài)。具體 功能如下a)與車號識別子系統(tǒng)通信，實時采集車輛的電子標簽信息；b)與微機監(jiān)測系統(tǒng)(安裝在服務器內(nèi)的監(jiān)測軟件)通信，實時采集軌道電路的光 帶，道岔及信號燈信息；c)與數(shù)據(jù)庫服務器OracleQi (可與系統(tǒng)服務器使用同一個服務器)通信，實時刷 新所內(nèi)動車的狀態(tài)信息，將記錄寫入數(shù)據(jù)庫；d)與車站復示終端通信，實時將動車的狀態(tài)信息變化的數(shù)據(jù)傳送給車站復示終 端，將整個站場的車輛信息動態(tài)刷新，涉及光帶，道岔，信號機，車輛運行動態(tài)顯示等；e)與調(diào)度終端通信，負責驅(qū)動調(diào)度顯示大屏，實時刷新所內(nèi)動車顯示狀態(tài)；f)與鐵科院電子動車所信息化系統(tǒng)服務器的WebServices接口通信，上傳所內(nèi)動 車實時信息；g)數(shù)據(jù)處理過程記錄及日志；h)顯示各遠程終端的連接的狀態(tài)；服務器端界面如圖2所示，請參閱圖3，該服務器端軟件的工作流程如下所述步驟1 開始，接受連接請求；步驟2:創(chuàng)建新連接；步驟3 接收數(shù)據(jù)/命令；步驟4 判斷是否讀到車輛的電子標簽及光帶信息？如果讀到，進入步驟5，否則 進入步驟9 ；步驟5:讀取新數(shù)據(jù)；步驟6 讀到軌道電路數(shù)據(jù)，包括軌道電路的光帶，道岔及信號燈信息；步驟7 將軌道電路數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)庫服務器；步驟8 將該軌道電路數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫服務器，然后返回步驟3，循環(huán)執(zhí)行；步驟9 動車所內(nèi)需要調(diào)車；步驟10 判斷SQL是否正常，如果正常，進步步驟11，否則，進入步驟12 ；步驟11 將車輛的電子標簽及光帶信息添加到數(shù)據(jù)庫服務器中，然后返回步驟3， 循環(huán)執(zhí)行；[0071]步驟12 將車輛的電子標簽及光帶信息添加到系統(tǒng)服務器的臨時表中，然后返回 步驟3，循環(huán)執(zhí)行。該服務器端軟件開放一個端口 50005，分別與AEI設備，車站復示終端，調(diào)度終 端，下位機1，下位機2進行通信，都采用TCP/IP協(xié)議。該服務器端通信模塊的通信接口邏輯如下所述。本系統(tǒng)采用異步的Socket通信方式，其中下位機1和下位機2分別為設備UT-660 和EL-200，設備UT-660和EL-200分別設置為Server端，其它終端計算機則為客戶端與 服務器相連接。服務器端IP地址為192. 168. 0. 210，port為50005，UT-660的IP地址為 192. 168. 0. 211,port 分別為 50000 和 50001, EL-200 的 IP 地址為 192. 168. 0. 205, port 為 4000，具體IP配置見附件7. 1。業(yè)務處理邏輯的通信格式為(類型，序號，值，分割符，結束標志)，具體定義如下 表 該服務器端WebServices接口邏輯如下所述WebServices主要為鐵科電子所提供上傳數(shù)據(jù)，接口地址為http://10. 135. 95. 6/ Devicelntf/Service. asmx,處理邏輯分為股道 ChangedData, IOData 和 AllData 三種數(shù)據(jù) 格式，具體數(shù)據(jù)格式定義見附件7. 4。該服務器端微機監(jiān)測系統(tǒng)模塊接口邏輯如下所述該接口主要負責從終端計算機串口中讀取監(jiān)測數(shù)據(jù)，獲取整個站場的光帶，信號 機和道岔信息，結合AEI車號設備，可以對股道上的車輛進行動態(tài)跟蹤。6、目前，該動車組位置跟蹤系統(tǒng)的客戶端分為調(diào)度終端、車站復示終端，根據(jù)不同 的業(yè)務需要，可任意添加終端數(shù)量并設置其功能，服務器端采用C/S架構來實現(xiàn)業(yè)務邏輯 的處理。用戶接口(軟件界面)采用Form窗體結構，設置只讀屬性，防止用戶更改。調(diào)度終端的一個主要功能就是動車實時數(shù)據(jù)顯示，實現(xiàn)這個功能需要終端能得到 完整的所內(nèi)動車調(diào)度數(shù)據(jù)。為了滿足調(diào)度人員了解動車進車情況和位置信息，客戶端啟動 后自行連接到服務端，獲得所內(nèi)股道占用信息，通過大屏幕顯示在動車所調(diào)度室內(nèi)。車站復示終端使用sokect通信與服務器端保持實時連接，一旦所內(nèi)動車的狀態(tài) 信息發(fā)生變化，則立即發(fā)生數(shù)據(jù)給車站復示終端，將整個站場的車輛信息動態(tài)刷新，涉及光 帶，道岔，信號機，車輛運行動態(tài)顯示等，給車站調(diào)度提供一目了然的所內(nèi)信息，確保行車安 全。[0084]7、綜上，該動車組位置跟蹤系統(tǒng)具有如下功能7. 1車號識別功能a.當動車組出入存車場、檢查庫時自動讀取動車組車號；b.自動記錄動車組出入存車場、檢查庫時間；7. 2位置跟蹤顯示a.顯示動車所內(nèi)存車場、檢查庫內(nèi)股道上停放的動車組位置及編組信息；b.可輸入動車組車號查找動車組所在位置；c.可點擊存車場、檢查庫股道，查找股道上停放的動車組信息；d.實時動態(tài)顯示軌道電路的車輛進出情況；7. 3車站聯(lián)控提供動車所調(diào)度員與車站聯(lián)控操作界面，對動車的實時調(diào)度信息互相確認后安排 動車組的進出，確保動車組在所內(nèi)的運行安全。7. 4 接 口功能向“鐵科院電子所動車組管理信息系統(tǒng)”提供動車組出入庫時間、編組信息、股道 停放位置、股道進路等實時信息。目前該動車組位置跟蹤系統(tǒng)經(jīng)過在上海南動車所6個月的實驗，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
權利要求一種動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于包括服務器、車站聯(lián)控子系統(tǒng)、車號識別子系統(tǒng)，以及位置跟蹤子系統(tǒng)；所述車號識別子系統(tǒng)包括車號自動識別設備、車號標簽以及車號識別終端，所述車號自動識別設備安裝在動車組檢修庫、咽喉處，所述車號標簽安裝在動車組兩端，所述車號自動識別設備無線連接車號標簽以及車號識別終端；所述位置跟蹤子系統(tǒng)包括傳感器以及采集傳感器信息的下位機；所述車站聯(lián)控子系統(tǒng)包括調(diào)度終端，所述調(diào)度終端放置在動車所調(diào)度室內(nèi)；所述服務器連接所述下位機，調(diào)度終端、車號識別終端。
2.如權利要求1所述的動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述車號自動識別設備是 與電子標簽配套的地面讀卡器設備。
3.如權利要求1所述的動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為地圈傳感器， 設在股道的軌枕間。
4.如權利要求1所述的動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為車輪傳感器， 設在動車的車輪上。
5.如權利要求1所述的動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為紅外線傳感 器，安裝在股道上。
6.如權利要求1所述的動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器為超聲波傳感 器，安裝在股道上。
7.如權利要求1所述的動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述車站聯(lián)控子系統(tǒng)還包 括車站復示終端，所述服務器連接所述車站復示終端，所述車站復示終端放置在車站信號 樓。
8.如權利要求1所述的動車組位置跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述下位機有兩個。
專利摘要一種動車組位置跟蹤系統(tǒng)，包括服務器、車站聯(lián)控子系統(tǒng)、車號識別子系統(tǒng)，以及位置跟蹤子系統(tǒng)；所述車號識別子系統(tǒng)通過車號自動識別設備讀取動車組車號標簽實現(xiàn)車號的識別，車號標簽信息傳送給車號識別終端；位置跟蹤子系統(tǒng)包括傳感器以及采集傳感器信息的下位機；車站聯(lián)控子系統(tǒng)包括車站復示終端以及調(diào)度終端；所述服務器連接的設備包括下位機，調(diào)度終端、車號識別終端、車站復示終端，根據(jù)不同設備的IP地址和端口號進行實時通信。本實用新型的優(yōu)點在于完全計算機自動控制顯示，提高了調(diào)度人員的作業(yè)效率以及減少了安全隱患。
文檔編號B61L27/00GK201604666SQ20102011999
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月6日 優(yōu)先權日2010年2月6日
發(fā)明者宋金陽, 張永強, 張永浩, 王啟龍, 茅洪 申請人:合肥安迅鐵道應用技術有限公司