CN104527734B - 一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置及其检测方法。检测装置包括计算机、通信基站、道岔控制箱、通信分站、信号机和车载收发信机。计算机，其输入端通过工业以太网络与通信基站的输出端相连。通信基站，其输入端分别通过RS485总线与道岔控制箱、通信分站以及信号机的输出端相连。道岔控制箱，其输入端分别通过电缆与计轴传感器、密贴传感器的输出端相连。通信分站，其输入端与车载收发信机的输出端之间采用无线通讯。本发明能够根据机车信息、道岔岔尖的位置状态及机车行驶信息，对机车信息进行跟踪校准，可有效避免邻道干扰数据。
Description
技术领域
本发明涉及矿用有轨运输监控技术领域，具体涉及一种避免邻道干扰的矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置及其检测方法。
背景技术
当前，轨道机车运输系统仍是矿井运输的主要形式，在进行信号闭塞控制时，通常以准确的机车定位为前提。
目前，机车定位检测通常采用轨道计轴传感器为核心传感器，用以准确检测机车所处的轨道线路区间；同时，还辅助以无线传感检测方式，主要用于辅助检测机车信息，包括车号、车类等信息。由于采用无线检测方式易产生被测移动目标的模糊区域，特别是双轨道或多轨道的运输大巷，根本无法解决移动目标在哪一条轨道线路上，经常发生邻道信号串扰；而采用轨道计轴传感器能确切的检测到轨道线路上是否有车存在，但是并不能准确获得线路上的机车车号车类信息。
因此，迫切需要一种检测装置及检测方法实现对轨道上机车车号车类信息的准确定位跟踪。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置及其检测方法，该检测装置及其检测方法能够有效避免邻道干扰，实现对轨道上机车车号车类信息的准确定位跟踪，提高矿用轨道运输监控的安全水平。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置，包括计算机、通信基站、道岔控制箱、通信分站、信号机和车载收发信机。
所述的计算机，其输入端通过工业以太网络与通信基站的输出端相连。
所述的通信基站，其输入端分别通过RS485总线与道岔控制箱、通信分站以及信号机的输出端相连。
所述的道岔控制箱，其输入端分别通过电缆与计轴传感器、密贴传感器的输出端相连。
所述的通信分站，其输入端与车载收发信机的输出端之间采用无线通讯。
具体地说，通信分站与车载收发信机的有效通信距离小于等于15米，通信分站安装在轨道线路分岔点半径15米范围内，且通信分站位于计轴传感器前后5米范围内。相邻的通信分站之间的距离大于等于30米，通信分站与信号机之间的距离大于等于15米。
进一步的，所述的计轴传感器成对安装在轨道内侧。在道岔的三个方向，即公共端及定位端、反位端，分别安装三对计轴传感器，计轴传感器安装在轨道内侧，构成精确的道岔防护区间。所述的密贴传感器成对设置在道岔岔尖处。
进一步的，所述的通信分站，其输入端与车载收发信机的输出端之间采用RFID无线通讯。射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。
本发明还涉及一种上述矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置的检测方法，该检测方法包括道岔位置处理模块、机车信息处理模块和车号跟踪校准模块。
具体地说，所述的道岔位置处理模块的处理方法为：当有车辆通过时，采用道岔控制箱检测机车行驶方向信息，采用通信分站接收车载收发信机发送的机车信息；若检测到机车行驶信息和接收到车载收发信机发送的机车信息的时间间隔在T1时间内，则建立机车信息跟踪表，并将机车信息与轨道线路上划分的区间相关联；所述的机车信息包括车类、车号等信息。
所述的机车信息处理模块的处理方法为：当通信分站收到车载收发信机发出的机车信息时，对轨道线路是否有岔进行判断；若轨道线路为有岔轨道线路，则根据通信分站所在区域的道岔控制箱轨道过车计轴检测情况，更新机车信息跟踪表；若为无岔轨道线路或单轨运输线路，则只校对信息跟踪表中的机车车号。
所述的车号跟踪校准模块的处理方法为：当机车通过有岔轨道线路时，根据道岔控制箱检测到的过车信息和与道岔控制箱相关联的通信分站所接收到的机车信息，若检测到过车信息与接收到机车信息的时间间隔在T2时间内，则对机车进行跟踪校准，并更新机车信息跟踪表。
进一步的，所述的道岔控制箱检测到的过车信息包括采用计轴传感器检测的机车行驶信息、采用密贴传感器检测的道岔岔尖位置状态和与道岔位置相关的区段占用信息。
进一步的，所述的与道岔控制箱相关联的通信分站，位于以道岔控制箱为中心、以A米为半径的范围内。
由以上技术方案可知，首先，本发明的通信分站与车载收发信机之间采用无线通讯连接，用于接收车载收发信机上报的机车信息；其次，本发明通过道岔控制箱采集道岔岔尖的位置状态和机车行驶信息；再次，本发明能够结合机车信息、道岔岔尖的位置状态及机车行驶信息，对机车信息进行跟踪校准，可有效避免邻道干扰数据。本发明消除了机车信息定位跟踪邻道干扰车号串号的隐患，实现了对矿井机车信息的准确跟踪，提高了矿井轨道运输监控的安全水平。
附图说明
图1是本发明中检测装置的结构示意图；
图2是本发明中检测方法的流程示意图；
图3是本发明的轨道线路设备分布图；
图4是本发明的轨道线路行车示意图；
图5是本发明的轨道线路车号跟踪校准示意图。
其中：
1、通信基站，2、道岔控制箱，3、通信分站，4、信号机，5、车载收发信机，6、道岔，7、计轴传感器，8、密贴传感器，9、计算机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置，包括计算机9、通信基站1、道岔控制箱2、通信分站3、信号机4和车载收发信机5。
所述的计算机9，其输入端通过工业以太网络与通信基站1的输出端相连。所述的通信基站1，其输入端分别通过RS485总线与道岔控制箱2、通信分站3以及信号机4的输出端相连。所述的道岔控制箱2，其输入端分别通过电缆与计轴传感器7、密贴传感器8的输出端相连。所述的通信分站3，其输入端与车载收发信机5的输出端之间采用无线通讯。
进一步的，所述的计轴传感器7成对安装在轨道内侧。在道岔6的三个方向，即公共端及定位端、反位端，分别安装三对计轴传感器，计轴传感器安装在轨道内侧，构成精确的道岔防护区间。所述的密贴传感器8成对设置在道岔岔尖处。所述的计轴传感器7，用于采集机车行驶信息并将采集的机车行驶信息发送至道岔控制箱2。所述的密贴传感器8，用于采集道岔岔尖位置状态并将采集的岔尖位置状态发送至道岔控制箱2。
进一步的，所述的通信分站3，其输入端与车载收发信机5的输出端之间采用RFID无线通讯。射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。通信分站上设有无线射频信号接收设备，车载收发信机上设有无线射频信号发送设备。
该检测装置中的通信基站通过通信分站以无线通信的方式采集车载收发信机上报的机车信息。所述的机车信息如表1所示，车号范围00-63，车类包括煤车、人车、料车和其他车。
表1：通信分站上报信息格式定义（2byte）
其中，H：始终为1，L：始终为0；
C1C0：车类00—煤车，01—料车，10—人车，11—其他；
RD：0—就绪（连续发送）；
V1、V2：校验位，正确数据应为1；
SP：停止位，正确数据应为1。
该检测装置通过道岔控制箱采集道岔的岔尖位置状态和机车过轴行驶信息，如表2所示。将机车行驶信息与岔尖位置状态相结合，可实现对双铁轨或多铁轨运输线路的机车信息跟踪。
表2：控制箱上报信息格式定义（3byte）
其中，Pos：00AA—密贴定位，5500—密贴反位，其他—挤岔；
Dir：0011—上行，1100—下行，0000—方向不定；
AB：1—左漏轴，0—右漏轴。
如图2所示，控制箱具有岔尖密贴检测和轨道过车计轴检测功能，这两种功能是通过密贴传感器和计轴传感器实现的。通过道岔控制箱可以采集到道岔岔尖位置状态和机车行驶信息，岔尖位置状态包括定位、反位，机车行驶信息包括过车车轮数（轴数）、行车方向。此外，车载收发信机可以发出车号、车类等机车信息，由通信分站接收，道岔控制箱检测结果和通信分站接收信息二者关联，即可实现机车信息的定位跟踪。
如图3所示，通信分站与车载收发信机的有效通信距离r不大于15米，在轨道线路分岔点半径15米范围内安装通信分站。考虑到每列机车的长度，根据进路区间划分，一般在无岔轨道线路上的通信分站间隔距离L不小于200米，即在轨道运输沿线约每200米安装一台通信分站，用于在轨道运输线路上校准机车车号信息。
本发明还涉及一种上述矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置的检测方法，该检测方法包括道岔位置处理模块、机车信息处理模块和车号跟踪校准模块。
具体地说，所述的道岔位置处理模块的处理方法为：当有车辆通过时，采用道岔控制箱检测机车行驶方向信息，采用通信分站接收车载收发信机发送的机车信息；若检测到机车行驶信息和接收到车载收发信机发送的机车信息的时间间隔在T1时间内，则建立机车信息跟踪表，并将机车信息与轨道线路上划分的区间相关联；所述的机车信息包括车类、车号等信息。
所述的机车信息处理模块的处理方法为：当通信分站收到车载收发信机发出的机车信息时，对轨道线路是否有岔进行判断；若轨道线路为有岔轨道线路，则根据通信分站所在区域的道岔控制箱轨道过车计轴检测情况，更新机车信息跟踪表；若为无岔轨道线路或单轨运输线路，则只校对信息跟踪表中的机车车号。
所述的车号跟踪校准模块的处理方法为：当机车通过有岔轨道线路时，根据道岔控制箱检测到的过车信息和与道岔控制箱相关联的通信分站所接收到的机车信息，若检测到过车信息与接收到机车信息的时间间隔在T2时间内，则对机车进行跟踪校准，并更新机车信息跟踪表。所述的道岔控制箱检测到的过车信息包括采用计轴传感器检测的机车行驶信息、采用密贴传感器检测的道岔岔尖位置状态和与道岔位置相关的区段占用信息。所述的与道岔控制箱相关联的通信分站，位于以道岔控制箱为中心、以A米为半径的范围内。
如图2所示，当当前区域的通信分站收到车载收发信机发送的机车信息后，首先寻找与该通信分站相关联的道岔控制箱。当找到与该通信分站相关联的道岔控制箱后，通过道岔控制箱获取经过当前区域的机车的行驶信息以及道岔岔尖位置状态。其次，对机车当前行驶区域是否为有岔轨道线路进行判断。若机车当前行驶区域为无岔轨道线路，则车号维持不变，接收本次定位跟踪检测。若机车当前行驶区域为有岔轨道线路，则对顺岔方向进行判断。再次，当机车沿逆岔方向行驶时，则车号赋予道岔公共区间，并更新信息跟踪表。当机车沿顺岔方向行驶时，则对道岔进行定位，对车号赋予道岔反位区间或道岔定位区间，并更新信息跟踪表。
如图4所示，通过在有岔轨道运输线路设置道岔控制箱K1，K1控制箱可以检测岔尖所处的位置状态。当有车辆通过时，能通过J1和J2或J3计轴传感器检测到机车行驶方向信息。由于J1、J2、J3计轴传感器均在S1通信分站的无线通信识别半径内，所以，当有机车通过时，计轴传感器和通信分站都会检测到机车到来。若计轴传感器和通信分站检测到机车到来的时间间隔在T1（T1=5秒）时间内，则建立机车信息跟踪表，将机车车号、车类与轨道线路上划分的区间相关联。
如图4所示，当通信分站收到车号、车类信息时，如果是有岔轨道线路，当L1线路上的C1机车如图行驶方向通过K1道岔时，则结合S1通信分站所在区域；与此同时，如果道岔控制箱检测道岔所处于定位段，则结合过车J1和J2计轴检测情况，将C1机车占用L2区段。如果道岔控制箱检测道岔所处于反位段，则结合过车J1和J3计轴检测情况，将C1机车占用L3区段，更新机车信息跟踪表。如果是无岔轨道线路或者单轨运输线路行车，即图4线路当机车在L2、或L3路段行驶时，则当S1或S2收到机车信息时，只复核机车信息跟踪表。
如图5所示，机车车号当且仅当机车通过有岔轨道线路时，特别是双轨线路或多轨线路。为了避免通信分站检测到的机车信息串扰，图示中C1、C2机车在L2、L3运行线路上，当同时经过S2通信分站时，S2通信分站会收到车载收发信机发来的机车信息，但此时并不更新机车信息表，将L2、L3线路维持原来的机车信息。只有当机车通过K1道岔时，由于信号集中闭锁，同一时刻在K1岔点只会有一辆机车通过，当机车通过时根据K1道岔控制箱检测到的过车信息，并结合其15米范围内所关联的S1通信分站所检测到的机车信息，通常二者检测数据间隔时间不大于5s认为有效，从而可以进行跟踪校准，并更新机车信息跟踪表。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置的检测方法，其特征在于：矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置包括计算机（9）、通信基站（1）、道岔控制箱（2）、通信分站（3）、信号机（4）和车载收发信机（5）；所述的计算机（9），其输入端通过工业以太网络与通信基站（1）的输出端相连；所述的通信基站（1），其输入端分别通过RS485总线与道岔控制箱（2）、通信分站（3）以及信号机（4）的输出端相连；所述的道岔控制箱（2），其输入端分别通过电缆与计轴传感器（7）、密贴传感器（8）的输出端相连；所述的通信分站（3），其输入端与车载收发信机（5）的输出端之间采用无线通讯；
该检测方法包括道岔位置处理模块、机车信息处理模块和车号跟踪校准模块；
所述的道岔位置处理模块的处理方法为：当有车辆通过时，采用道岔控制箱检测机车行驶方向信息，采用通信分站接收车载收发信机发送的机车信息；若检测到机车行驶信息和接收到车载收发信机发送的机车信息的时间间隔在T1时间内，则建立机车信息跟踪表，并将机车信息与轨道线路上划分的区间相关联；所述的机车信息包括车类、车号信息；
所述的机车信息处理模块的处理方法为：当通信分站收到车载收发信机发出的机车信息时，对轨道线路是否有岔进行判断；若轨道线路为有岔轨道线路，则根据通信分站所在区域的道岔控制箱轨道过车计轴检测情况，更新机车信息跟踪表；若为无岔轨道线路或单轨运输线路，则只校对信息跟踪表中的机车车号；
所述的车号跟踪校准模块的处理方法为：当机车通过有岔轨道线路时，根据道岔控制箱检测到的过车信息和与道岔控制箱相关联的通信分站所接收到的机车信息，若检测到过车信息与接收到机车信息的时间间隔在T2时间内，则对机车进行跟踪校准，并更新机车信息跟踪表。
2.根据权利要求1所述的一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置的检测方法，其特征在于：所述的道岔控制箱检测到的过车信息包括采用计轴传感器检测的机车行驶信息、采用密贴传感器检测的道岔岔尖位置状态和与道岔位置相关的区段占用信息。
3.根据权利要求1所述的一种矿用有轨运输机车定位跟踪检测装置的检测方法，其特征在于：所述的与道岔控制箱相关联的通信分站，位于以道岔控制箱为中心、以A米为半径的范围内。
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