CN102837717A - 利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，包括如下步骤：取得按照设定位置安装的一对有源列车车轮传感器在列车经过时产生的输出信号，并依据所述信号得到列车轴距；取得安装在设定位置的两路分时工作的射频天线读取的安装在所述列车上的电子标签所发出的信号并接收其传输的数据；并依据接收到所述两路信号的时间得到所述列车的行进方向；处理上述步骤中得到的数据，确定所述列车型号、行进方向及调车情况，并得到过车报文；输出所述报文。本发明还涉及一种实现上述方法的装置。实施本发明的列车过车型号及行进方向的判断方法及装置，具有以下有益效果：厂段频繁调车情况下列车行车方向判断准确、成本较低。

Description

利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置

技术领域

本发明涉及列车车辆调度领域，更具体地说，涉及一种利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置。

背景技术

  列车车号识别即铁路车号自动识别系统（AEI）自2000年推广应用以来，已在铁路正线及车辆厂（段）、编组场、检修所等地方得到广泛使用。在现有技术中的厂段型铁路车号地面识别装置，是基于铁路正线使用的车号地面识别装置修改而成，仅能满足车辆段、编组场、检修所等场合对车号识别的基本要求，在列车低速运行时，由于其只是使用有源列车车轮传感器信号（即通常所讲的磁钢信号）进行判断，缺乏相互验证的手段，故既不能准确判断列车的运行方向，也不能对频繁的倒调给出实时准确的判断，且出错率比较高，给列车的出入库管理带来很多的困难，不能满足用户的实际需求。此外，一般情况下，车辆段、检修所还需要对存储有列车车号、且安装在列车上的电子标签进行维护，而现有技术中，如果需要做这样的维护，需要专用的设备和专门的测试，并不能在列车判辆识别时一并实现，这使得现有的维护较为复杂、成本较高且不便于电子标签的维护。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述列车在场站内判辆识别时不准确、成本较高的缺陷，提供一种准确、成本较低的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，包括如下步骤：

  A）取得按照设定位置安装的一对有源列车车轮传感器在列车经过时产生的输出信号，并依据所述信号得到列车轴距；

   B）取得安装在设定位置的两路分时工作的射频天线读取的安装在所述列车上的电子标签所发出的信号并接收其传输的数据；并依据接收到所述两路信号的时间得到所述列车的行进方向；

   C）处理所述步骤A）及步骤B）中得到的数据，确定所述列车车号、行进方向及调车情况，并得到过车报文；

   D）输出所述步骤C）中的结果。

更进一步地，所述步骤C）进一步包括：

   C1）确认列车型号；

   C2）确认列车行进方向；

   C3）依据前面步骤中得到的结果或依据前面步骤中得到的结果和列车到调情况得到过车报文。

更进一步地，所述步骤C1）进一步包括：

   C11）依据所述列车通过一对有源列车车轮传感器的间隔时间，得到的列车轴距，查找列车轴距表，得到列车型号；

   C12）比较该列车型号是否与所述射频天线接收并经标签信号处理后得到的电子标签数据中的列车型号符合，如是，列车型号确认完成；否则，执行步骤C13）；

   C13）对得到的且按顺序记录的所述一对有源列车车轮传感器输出的信号进行逐一偏移，再次得到修正的列车轴距，并返回步骤C11）。

更进一步地，所述步骤C2）进一步包括：

   C21）由所述一对有源列车车轮传感器输出信号的顺序得到所述传感器测得的列车行进方向；

C22）由所述两个分时工作的射频天线接收并经标签信号处理后得到的所述电子标签的数据顺序得到列车行进方向，判断所述两个列车行进方向是否一致，如否，取得列车倒调情况，剔除倒调的车辆形成过车报文；如是，输出列车参数及行进方向，形成过车报文。

更进一步地，所述步骤A）中进一步包括：

  A1）准备并判断是否有列车车轮传感器信号，如有执行下一步骤；否则，重复本步骤；

  A2）判断所述列车车轮传感器信号是否符合规定，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤A1）；

  A3）记录发出该信号的列车车轮传感器编号及时间；

  A4）判读是否收到开关门列车车轮传感器信号，如是，得到列车通过开关门列车车轮传感器的时间间隔并退出；否则，返回步骤A1）。

更进一步地，所述步骤B）进一步包括：

  B1）准备并判断是否出现电子标签发出的标签信号，如是执行下一步骤，否则，重复本步骤；

  B2）所述接收到的标签信号是否符合规定，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤B1）；

  B3）解码所述标签信号，得到标签数据内容；并判断是否符合规定，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤B1）；

  B4）记录接收到该信号的读卡器编号及标签数据内容；

  B5）判断是否已收到两路读卡器信号，如是，依据所述读卡器信号出现的顺序得到列车行车方向；如否，返回步骤B1）。 

本发明还涉及一种实现上述方法的装置，包括按照一定距离设置在铁轨内侧、形成开关门关系的一对有源列车车轮传感器，处理所述有源列车车轮传感器在列车车轮通过时输出的传感器信号的传感器信号处理模块；两路分时工作的电子标签读卡器及其天线，所述两个天线按照设定距离安装在所述铁轨边；处理所述两路电子标签读卡器输出信号的标签信号处理模块；还包括分别与所述标签信号处理模块和传感器信号处理模块连接、处理其输出信号并形成过车报文的控制模块。

更进一步地，所述控制模块还通过网络与管理中心的数据服务器连接。

实施本发明的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置，具有以下有益效果：由于采用将有源列车车轮传感器及电子标签取得的过车信号及其数据分别处理并相互对照的方法，其可以准确地得到列车的行进方向；存储在安装在列车上的电子标签数据内容还可以对通过有源列车车轮传感器信号得到的列车型号进行验证，同时还可以修正该有源列车车轮传感器信号；此外，由于使用电子标签数据，还对电子标签的性能进行了验证。因此，本发明中的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置得到的结果准确、成本较低。

附图说明

图1是本发明利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置实施例中方法流程图； 

图2是所述实施例中得到过车报文的流程图；

图3是所述实施例中得到过车报文的具体流程图； 

图4是所述实施例中对有源列车车轮传感器信号处理的流程图；

图5是所述实施例中对电子标签信号处理的具体步骤流程图；

图6是所述实施例中装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法及装置实施例中，该判断方法包括如下步骤：

步骤S11 取得一对有源列车车轮传感器信号，得到列车轴距：在本实施例中，在铁轨内侧按照设定距离设置有一对有源列车车轮传感器，即通常所说的磁钢，当列车的车轮通过上述传感器时，该传感器输出信号；在本实施例中，上述一对有源列车车轮传感器的安装距离是一定的。在本步骤中，就是取得这一对传感器输出的信号，并依据这两个信号的间隔时间，计算得到通过这两个传感器的列车轴距。

步骤S12 取得两路分时工作的射频天线接收并经标签信号处理后的电子标签的数据内容，得到列车行进方向：在本实施例中，在铁轨侧还设置有两路的电子标签读卡器，用来接收安装在列车上的电子标签发出的其存储的信息，电子标签是在进入到这些射频天线的作用范围并在其激励下发送这些数据的；在本实施例中，这些射频天线是分时工作的，且共用一套发射及接收电路；同时，这些天线也是按照设定的距离安装在铁轨边的，因此，对于安装在列车上的电子标签而言，其进入这些天线的作用范围的时间是不同的，所以，在两路射频天线上表现为其接收到电子标签的信号的时间不同。在本步骤中，就是接收上述两路电子标签读卡器输出的信号，并记录电子标签发送来的、存储在其中的数据；并依据两路读卡器接收到的信号的先后，得到列车行进的方向。 

步骤S13 比较上述两个步骤得到的数据，确认列车型号及行进方向，得到过车报文：在本步骤中，由上述步骤中得到的数据或参数（包括电子标签的数据内容），确认列车的车型及行进方向，并得到过车报文；具体的步骤稍后有详细描述。

步骤S14 发送得到的过车报文：在本步骤中，发送该得到的过车报文。

在本实施例中，步骤S13并不是通过一个步骤就得到过车报文，其得出过车报文的过程较为复杂，可以大致分为三个步骤，参见图2；而图2中的各步骤又可以再进一步划分，请参见图3。现分步骤具体描述如下（请参见图2）：

步骤S21 确认列车型号：在本步骤中，通过对比有源列车车轮传感器得到的列车轴距以及存储在电子标签中的数据，确认列车车型。

步骤S22 确认列车行进方向：在本步骤中，通过对比有源列车车轮传感器得到的列车行进方向及由两路读卡器收到电子标签发送的信号的时间得到的列车行进方向，确认列车的行进方向。

步骤S23 得到或调整后得到过车报文：在本步骤中，依据上述对比列车行进方向的结果，直接得到或通过取得倒调清单并调整后得到过车报文。

在本实施例中，图2中的各步骤又可以具体化如图3所示，图3中包括：

步骤S31 查找轴距表，得到车型：由于在上述步骤中，通过有源列车车轮传感器发出信号的时间间隔，得到了列车的轴距（参见步骤S11），在本步骤中，依据该得到的列车轴距，查找轴距表，得到其对应的车型。

步骤S32 检查得到的车型与电子标签数据记载的是否一致，如是，执行步骤S33；否则，执行步骤S36；由于设置了两路分时工作的射频天线，安装在列车上的电子标签在进入到这些天线的作用范围内时，受到这些天线的激活信号的作用，该电子标签会被激活且分别向这些读卡器发送存储在其内部的数据，在本实施例中，两路射频天线分别接收到这些数据，这些数据被相互对比以判断其正确性；如果两次接收的数据一致，则判断其正确；这些数据中，就包括了事先写入的、指明列车车型的数据。在本步骤中，就是对比上述由步骤S31得到的车型是否与电子标签中记载的一致。

步骤S33 由有源列车车轮传感器信号得到列车行进方向，由双路射频天线收到信号顺序得到另一个列车行进方向：在本步骤中，由有源列车车轮传感器发出信号的顺序可以得到一个列车行进的方向（有源列车车轮传感器在车轮通过时发出信号，只要知道一对传感器中的哪个先发出信号，即可知道车轮先经过哪个传感器，也就是列车行进的方向）；同样，两路射频天线接收到电子标签发出的数据顺序也可以得到另一个列车行进方向。值得一提的，这两个列车行进方向实际上表示的一个列车的行进方向，只不过通过不同的检测方式取得，在没有干扰或错误的情况下，这两个方向应该是相同的。

步骤S34 两个列车行进方向是否一致，如是，执行步骤S35；否则执行步骤S37；在本步骤中，比较上述骤S33中得到的列车行进方向是否相同。

步骤S35 输出车型、轴距、标签内容、行车方向及过车时间：由于上述得到的两个列车行进方向是相同的，表明上述过程中不存在错误或干扰，其得到的结果是正确的，为此，输出有关参数或结果；同时，执行本步骤后，跳转到步骤S38。

步骤S36 对有源列车车轮传感器信号记录顺序进行偏移：本步骤是在由有源列车轴距传感器信号得到的列车型号与记录的车型不对时采取的步骤；这种情况的出现说明信号中存在干扰或错误，为此，将有源列车车轮传感器信号记录顺序进行偏移，消除可能存在的干扰，并由该修正过的有源列车车轮传感器信号的收到时间再次得到一个修正的列车轴距。执行本步骤后，跳转到步骤S31。

步骤S37 取得并分析倒调情况，剔除来回倒调的车辆：执行完本步骤后，执行步骤S38；剔除来回倒调的车辆的具体方法是：根据双射频天线收到标签数据的先后顺序，对列车的行车方向进行标识，将出库并入库或入库并出库的车辆进行剔除。

步骤S38 形成过车报文：在本步骤中，将输出的参数或数据，包括车型、轴距、标签内容、行车方向及过车时间等形成过车报文。

请参见图4，在本实施例中，对磁钢信号（即有源列车车轮传感器信号）的处理步骤包括：

步骤S41 准备处理磁钢信号：在本步骤中，通过对一些需要事先设置的参数进行设置，进入可以处理磁钢（即有源列车车轮传感器）信号的状态；当然，这样的参数设置只是在上电或开始工作时设置一次，在工作过程中，并不需要再次设置。

步骤S42 是否有磁钢信号，在本步骤中，判断是否有磁钢信号，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤S41：

步骤S43 分析磁钢信号特征：在本步骤中，分析接收到的磁钢信号特征。磁钢信号在滤除高频信号后，为仅有一过零点的双相信号；

步骤S44 信号是否满足规则，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤S41；在本步骤中，判断上述得到的磁钢信号的参数或特征是否满足设定的规则，例如，该信号是否为仅有一过零点的双相信号，其频率与列车速度成正比且不超过350赫兹。

步骤S45 记录磁钢编号及信号时间：由于该磁钢信号满足上述设定的规则，所以，认为这些信号是真正或正确的磁钢信号，在本步骤中，记录产生该磁钢信号的磁钢（即有源列车车轮传感器）编号，同时，记录该信号产生的时间。

步骤S46 开关门磁钢是否都以收到信号，如是，执行下一步骤；否则，跳转到步骤S41；在本步骤中，判断在一定的时间间隔内，是否上面所述的一对形成开关门关系的磁钢发出的信号均已收到。

步骤S47 计算列车通过开关门磁钢的时间间隔：在本步骤中，由于车轮已经经过上述一对磁钢，车轮是依次经过这两个磁钢的，这两个磁钢发出的传感器信号就存在一定的时间差，将两个信号的接收时间相减，就能够得到其时间间隔。

步骤S48 计算列车轴距：在本步骤中，依据上述步骤中得到的时间间隔，可以算出该列车的轴距。

请参见图5，在本实施例中，对电子标签信号的处理步骤包括：

步骤S51 准备处理标签信号：在本步骤中，通过对一些需要事先设置的参数进行设置，进入可以处理电子标签信号的状态；当然，这样的参数设置只是在过车时设置一次，在工作过程中，并不需要再次设置。

步骤S52 是否有标签信号，在本步骤中，判断是否有标签被激活并发出信号，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤S51。

步骤S53 分析信号特征：在本步骤中，分析接收到的标签信号特征。解调后的标签信号应该符合FM0编码规则。

步骤S54 信号是否满足规则，在本步骤中，判断接收到的标签信号是否满足设定的规则，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤S51。

步骤S55 对标签信号进行解码：在本步骤中，对于上述的满足设定的规则的标签信号进行解码，得到其传输的数据内容。

步骤S56 标签内容是否满足规则，在本步骤中，判断得到的标签内容是否满足设定的规则，标签内容中存在标识该数据是否合法的检验位，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤S51；

步骤S57 记录天线编号，存储标签内容：在本步骤中，记录上述接收到标签信号的天线编号、接收信号的时间以及电子标签数据的内容。

步骤S58 是否已收到两路信号，如是，执行下一步骤，否则，返回步骤S51；由于在本实施例中，设置的电子标签读卡器数量是分时工作的两路，为此，在本步骤中，需要判断是否两路电子标签读卡器输出的信号均已收到。收到这两路电子标签读卡器的信号之后才认为列车已完整通过上述两路分时工作的电子标签读卡器。

步骤S59 计算列车行车方向：由于上述两路分时工作的射频天线的设置位置的关系，列车经过时，其上的电子标签会依次进入这两路天线的作用范围，所以，这两路天线收到电子标签发出的信号的时间是不同的，而该两路射频天线的位置是已知的，因此，只要比较这两个射频天线接收到同一个电子标签信号（其具有相同的标签数据）的时间即可得到列车运行的方向。

总之，在本实施例中，大致上按照下述步骤进行：设置参数，进入准备处理磁钢信号，判断是否有磁钢信号，当有磁钢信号后，分析磁钢信号特征，判断磁钢信号是否满足规则；如果磁钢信号不满足规则或者没有磁钢信号，均进入准备处理磁钢信号的状态。如磁钢信号满足规则，则记录磁钢编号及信号时间，判断开关门磁钢的两路信号是否都已经收到，如果没有收到，则进入准备处理磁钢信号的状态。当开关门磁钢信号都接收到后，计算列车通过开关门磁钢的时间间隔，根据该时间间隔计算得到列车轴距。对于电子标签信号，也是设置参数，进入准备处理标签信号，下一步判断是否有标签信号，当有标签信号后，分析信号特征，判断标签信号是否满足规则；如果标签信号不满足规则或者没有标签信号，均进入准备处理标签信号的状态；如果标签信号满足规格，对标签信号解码，判断标签内容是否满足规格，如果不满足，则重新进入准备处理标签信号的状态；如果标签内容满足规则，则记录天线编号并存储标签内容。如果两路信号均已收到，计算并得到列车行车方向。当上述过程完成后，依据轴距查找轴距表，得到车型；同时得到电子标签数据内容后，检查由有源开关门磁钢信号处理得出的车型与电子标签内容里的车型是否一致，如果不一致，则进入对磁钢记录进行偏移，剔除可能的干扰信号，重新得到新的轴距并查找轴距表；如果两者的车型一致，则检查开关门磁钢信号、双路电子标签信号，对比列车行车方向。如果行车方向一致，则输出车型、轴距、标签内容、行车方向及过车时间，形成过车（倒调判辆及列车出入库）报文；如果不一致，则分析列车倒调情况，剔除来回倒调的车辆。最后，形成过车（倒调判辆及列车出入库）报文。

此外，还可以将前述所有处理过程的处理结果送给位于车辆段信息中心的集中管理计算机，给列车检修的自动化管理提供技术手段。

在本实施例中，还包括一种实现上述方法的装置，如图6所示，该装置包括一对有源列车车轮传感器61、传感器信号处理模块62、两路电子标签读卡器及其天线65、标签信号处理模块64以及控制模块63；其中，一对有源列车车轮传感器61按照一定距离设置在铁轨内侧、形成开关门关系；传感器信号处理模块62处理上述一对有源列车车轮传感器61在列车车轮通过时输出的传感器信号；两路射频天线65相互分时工作，共用标签信号处理模块的功放电路和接收解调电路；上述两个天线按照设定距离安装在所述铁轨边；标签信号处理模块64用于处理所述两路射频天线的输出信号；控制模块63分别与标签信号处理模块64和传感器信号处理模块62连接、处理其输出信号并形成过车报文。在本实施例中，一对有源列车车轮传感器61的安装距离为280毫米，形成开关门关系；而两路天线的安装距离为5.5-6.5米。 此外，控制模块63还通过网络与管理中心的数据服务器连接。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，其特征在于，包括如下步骤：

   A）取得按照设定位置安装的一对有源列车车轮传感器在列车经过时产生的输出信号，并依据所述信号得到列车轴距；

   B）取得安装在设定位置的两路分时工作的射频天线读取的安装在所述列车上的电子标签所发出的信号并接收其传输的数据；并依据接收到所述两路信号的时间得到所述列车的行进方向；

   C）处理所述步骤A）及步骤B）中得到的数据，确定所述列车车号、行进方向及调车情况，并得到过车报文；

   D）输出所述步骤C）中的结果。

2.根据权利要求1所述的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，其特征在于，所述步骤C）进一步包括：

   C1）确认列车型号；

   C2）确认列车行进方向；

   C3）依据前面步骤中得到的结果或依据前面步骤中得到的结果和列车调车情况得到过车报文。

3.根据权利要求2所述的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，其特征在于，所述步骤C1）进一步包括：

   C11）依据所述列车通过一对有源列车车轮传感器的间隔时间，得到的列车轴距，查找列车轴距表，得到列车型号；

   C12）比较该列车型号是否与所述射频天线接收并经标签信号处理后得到的电子标签数据中的列车型号符合，如是，列车型号确认完成；否则，执行步骤C13）；

   C13）对得到的且按顺序记录的所述一对有源列车车轮传感器输出的信号进行逐一偏移，再次得到修正的列车轴距，并返回步骤C11）。

4.根据权利要求3所述的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，其特征在于，所述步骤C2）进一步包括：

   C21）由所述一对有源列车车轮传感器输出信号的顺序得到所述传感器测得的列车行进方向；

C22）由所述两个分时工作的射频天线接收并经标签信号处理后得到的所述电子标签的数据顺序得到列车行进方向，判断所述两个列车行进方向是否一致，如否，取得列车倒调情况，剔除倒调的车辆形成过车报文；如是，输出列车参数及行进方向，形成过车报文。

5.根据权利要求4所述的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，其特征在于，所述步骤A）中进一步包括：

  A1）准备并判断是否有列车车轮传感器信号，如有执行下一步骤；否则，重复本步骤；

  A2）判断所述列车车轮传感器信号是否符合规定，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤A1）；

  A3）记录发出该信号的列车车轮传感器编号及时间；

  A4）判读是否收到开关门列车车轮传感器信号，如是，得到列车通过开关门列车车轮传感器的时间间隔并退出；否则，返回步骤A1）。

6.根据权利要求5所述的利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法，其特征在于，所述步骤B）进一步包括：

  B1）准备并判断是否出现电子标签发出的标签信号，如是执行下一步骤，否则，重复本步骤；

  B2）所述接收到的标签信号是否符合规定，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤B1）；

  B3）解码所述标签信号，得到标签数据内容；并判断是否符合规定，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤B1）；

  B4）记录接收到该信号的读卡器编号及标签数据内容；

  B5）判断两路射频天线是否均已收到的标签信号，如是，依据所述射频天线接收到的标签信号出现的顺序得到列车行车方向；如否，返回步骤B1）。

7.一种实现如权利要求1所述利用车号识别判断列车行进方向及调车情况的方法的装置，其特征在于，包括按照一定距离设置在铁轨内侧、形成开关门关系的一对有源列车车轮传感器，处理所述有源列车车轮传感器在列车车轮通过时输出的传感器信号的传感器信号处理模块；两路分时工作的射频天线，所述两个天线按照设定距离安装在所述铁轨边；处理所述两路电子标签读卡器输出信号的标签信号处理模块；还包括分别与所述标签信号处理模块和传感器信号处理模块连接、处理其输出信号并形成过车报文的控制模块。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块还通过网络与管理中心的数据服务器连接。

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