鐵路機車精確定位系統(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運行管理系統(tǒng)，尤其涉及一種鐵路機車運輸作業(yè)過程中的精確位置定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機車的位置跟蹤在鐵路運輸安全監(jiān)管、效率優(yōu)化和安全駕駛等方面，具有至關(guān)重要的作用。目前的鐵路運營管理環(huán)境，雖然已經(jīng)裝備了多項設備和管理系統(tǒng)，對鐵路運輸管理也可以起到一定的保障作用，但對于機車實時位置的跟蹤，還沒有一套系統(tǒng)可以實時、精確地達到點定位的狀態(tài)。
[0003]鐵路機車精確定位系統(tǒng)，可以實現(xiàn)機車任意時刻在精確軌道電子地圖上的映射吻合，精確計算機車在哪一股道、哪一個點、機車前后軌道電路和信號機狀態(tài)、當前機車前后軌道運行車輛情況、相鄰機車間精確的間隔距離等，這將為鐵路運輸實現(xiàn)智能化運營管理提供一套全新的技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于為了解決鐵路運輸智能化運營管理問題提供一種鐵路機車精確定位系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
本發(fā)明包括地面監(jiān)控中心主機、地面網(wǎng)絡系統(tǒng)服務器、地面通信服務器、地面衛(wèi)星差分基準站、地面有線通信網(wǎng)絡、車一地無線通信網(wǎng)絡、機車位置定位裝置、地面微機管理終端、鐵路站場微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù)通信機和精確的鐵路軌道電子地圖，所述地面監(jiān)控中心主機通過通信接口分別與所述地面網(wǎng)絡服務器、所述地面通信服務器、所述地面衛(wèi)星差分基準站、所述鐵路站場微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù)通信機連接；具體地，所述通信接口為如下幾種方式:RS-232、RS-485、通用網(wǎng)絡接口，可支持PSTN、ISDN以及LAN各種聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、具有USB2.0超高速數(shù)據(jù)接口，連接地面中心服務器與系統(tǒng)中設備的數(shù)據(jù)傳輸。
[0006]本發(fā)明所述的鐵路機車精確定位系統(tǒng)的實現(xiàn)方式包括以下步驟:
(1)通過地面監(jiān)控主機獲取衛(wèi)星差分基準站數(shù)據(jù)，通過微機聯(lián)鎖通信機獲取站場微機聯(lián)鎖系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡系統(tǒng)獲取機車位置定位數(shù)據(jù)；
(2)系統(tǒng)獲取到的差分數(shù)據(jù)、微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù)和機車位置數(shù)據(jù)信息存儲到網(wǎng)絡服務器上，并通過數(shù)據(jù)通信接口轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡系統(tǒng)的其它計算機；
(3)系統(tǒng)服務器在收到衛(wèi)星差分基準站數(shù)據(jù)、站場微機聯(lián)鎖系統(tǒng)數(shù)據(jù)和機車位置定位數(shù)據(jù)后，通過專用解算軟件解算出機車在鐵路軌道電子地圖上的精確位置和運行狀態(tài)；
(4)通過網(wǎng)絡微機管理終端，實現(xiàn)機車精確定位、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)回放、軌跡追蹤和調(diào)度管理。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明一種鐵路機車精確定位系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，擬運用GNSS (全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))、GIS (地理信息系統(tǒng))和無線通信網(wǎng)絡等先進技術(shù)，通過在機車上安裝機車精確位置定位裝置、制作鐵路精確的軌道線路電子地圖，采集站場微機聯(lián)鎖信息和軌道電路信息等，實現(xiàn)對機車的高精度定位、軌跡追蹤和安全監(jiān)管；通過在地面網(wǎng)絡微機終端安裝機車遠程管理軟件，實現(xiàn)對機車遠程監(jiān)控和管理；通過地面網(wǎng)絡信息傳遞，實現(xiàn)對鐵路運輸、機車車輛的智能調(diào)度。本發(fā)明可實現(xiàn)鐵路運輸管理中“車一地”、“車一車”、“車一軌”、“車一人”之間位置關(guān)系的自動解算，可實現(xiàn)鐵路運輸基于機車精確位置的服務延伸。本發(fā)明的實現(xiàn)，可大大提升鐵路運輸安全監(jiān)管能力、提升鐵路運營效率、優(yōu)化鐵路管理業(yè)務和人員、保障鐵路運輸安全，具有推廣應用的價值。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
如圖1所示:本發(fā)明包括地面監(jiān)控中心主機、地面網(wǎng)絡系統(tǒng)服務器、地面通信服務器、地面衛(wèi)星差分基準站、地面有線通信網(wǎng)絡、車一地無線通信網(wǎng)絡、機車位置定位裝置、地面微機管理終端、鐵路站場微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù)通信機和精確的鐵路軌道電子地圖，所述地面監(jiān)控中心主機通過通信接口分別與所述地面網(wǎng)絡服務器、所述地面通信服務器、所述地面衛(wèi)星差分基準站、所述鐵路站場微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù)通信機連接。通信接口為如下幾種方式:RS-232、RS-485、通用網(wǎng)絡接口，可支持PSTN、ISDN以及LAN各種聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、具有USB2.0超高速數(shù)據(jù)接口，連接地面中心服務器與系統(tǒng)中設備的數(shù)據(jù)傳輸；
如圖1所示:本發(fā)明所述的地面監(jiān)控主機，為一臺安裝在地面監(jiān)控中心機柜內(nèi)的高性能計算機，所述網(wǎng)絡服務器可視為一臺與地面控制主機并行放置的另一臺高性能計算機，兩臺計算機在物理特性沒有本質(zhì)的區(qū)別，基于性能考量進行硬件分離，實際運用中，可考慮在硬件性能滿足系統(tǒng)要求時，將兩臺計算機合二為一，即可配置由同一臺高性能計算機完成控制主機和通信服務器的功能，形式上的差異不影響本發(fā)明的保護范圍，都是為了完成既定的功能。本系統(tǒng)地面監(jiān)控主機主要完成機車監(jiān)控管理功能，網(wǎng)絡通信服務器主要完成系統(tǒng)有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸和管理功能；
如圖1所示:本發(fā)明所述的衛(wèi)星差分基準站，為一臺專門設計的嵌入式計算機，該嵌入式計算機內(nèi)含GNSS模塊和通信接口，GNSS模塊配備外置衛(wèi)星天線，垂直固定在空闊、無遮擋區(qū)域的固定點，基準站通過數(shù)據(jù)硬件接口與地面監(jiān)控主機進行衛(wèi)星差分數(shù)據(jù)的傳輸；如圖1所示:本發(fā)明所述的微機聯(lián)鎖通信機，為一臺專門設置的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計算機，該計算機主要為了完成站場微機聯(lián)鎖系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收和轉(zhuǎn)發(fā)，為保證既有的微機聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性，設定以單向接收、反向數(shù)據(jù)隔離的方式獲取站場微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù)，并直接轉(zhuǎn)發(fā)給地面監(jiān)控主機，以完成站場軌道電路數(shù)據(jù)和信號燈狀態(tài)的解算；
如圖1所示:本發(fā)明所述的有線通信網(wǎng)絡是由微機管理終端、交換系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)等通信設備通過通信線纜連接所組成的實體結(jié)構(gòu)，可通過網(wǎng)絡接入Internet或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡；所述車一地無線通信網(wǎng)絡是主流應用的無線網(wǎng)絡，分為通過公眾移動通信網(wǎng)實現(xiàn)的無線網(wǎng)絡(如4G，3G或GPRS)和無線局域網(wǎng)(WiFi)兩種方式，車一地無線網(wǎng)可借助移動網(wǎng)絡接入Internet的無線上網(wǎng)，在網(wǎng)絡覆蓋的任何一個地方都可以通過網(wǎng)絡終端實現(xiàn)對鐵路機車的遠程跟蹤；
如圖1所示:本發(fā)明所述的機車位置定位裝置，是指安裝于機車車載端，用于接收衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、基準站差分數(shù)據(jù)、機車速度脈沖和機車方向信息的一種專用設備，該裝置通過對衛(wèi)星數(shù)據(jù)、差分數(shù)據(jù)、機車速度和方向的動態(tài)推演，可輸出機車的精確位置信息，本裝置的具體內(nèi)容，已在本發(fā)明人單獨申請的“機車精確位置定位裝置”發(fā)明專利權(quán)利要求中另行闡述；
如圖1所示:本發(fā)明所述微機管理終端，是指通過有線或無線方式，連接于本發(fā)明中的，用于系統(tǒng)管理人員完成對機車精確定位系統(tǒng)的綜合管理。
[0011]如圖2所示:本發(fā)明所述的鐵路機車精確定位系統(tǒng)的實現(xiàn)方式包括以下步驟:
(I)通過地面監(jiān)控主機獲取衛(wèi)星差分基準站數(shù)據(jù)，通過微機聯(lián)鎖通信機獲取站場微機聯(lián)鎖系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡系統(tǒng)獲取機車位置定位數(shù)據(jù)；
(2 )系統(tǒng)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，打包發(fā)送并存儲到網(wǎng)絡服務器上，通過系統(tǒng)軟件進行解碼解算后，進行坐標轉(zhuǎn)化和投影變換，部分動態(tài)數(shù)據(jù)直接執(zhí)行地圖操作以完成機車運行的跟蹤監(jiān)控；
(3)系統(tǒng)服務器對數(shù)據(jù)進行解碼解算，實現(xiàn)坐標轉(zhuǎn)化和投影變換后，與服務器中鐵路軌道精確