CN107458422A - 基于lkj实现调车作业防护的方法及车载子系统 - Google Patents

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张家欢
戴毅欣
付立敬
龙小奇
刘海军
马浩丹
陈泽华
唐林
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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Abstract

本发明公开了一种基于LKJ实现机车调车作业防护的方法及车载子系统，所述车载子系统包括：分别位于机车两端的车载天线；调车防护主机，用于实时根据选端信号自动激活安装在机车运行方向前端的车载天线，并且将经由被激活的车载天线接收到的地面点式设备信息发送给LKJ；以及LKJ，所述LKJ被配置成：基于从地面点式设备组接收的信息确定机车行进方向；确定从所述地面点式设备组接收的是调车允许信息还是调车禁止信息；以及响应于确定机车行进方向为朝向调车信号机的方向并且从所述地面点式设备组接收的是调车禁止信息，则输出紧急制动。

Description

基于LKJ实现调车作业防护的方法及车载子系统
技术领域
本发明涉及铁路机车调车作业技术领域，更具体地，涉及机车调车作业防护系统以及基于该系统实现的调车作业防护方法。
背景技术
现有单机机车在车站摘挂作业或者出入段运行时，完全由乘务员按照调车信号行车，存在一定的安全隐患。尤其在枢纽站和出入段调车作业频繁时，或夜间调车作业时，遇乘务员疲劳、瞌睡，可能发生冒进蓝灯信号的情况，一旦机车冒进蓝灯信号与其他进出站机车发生冲突或影响车站接发机车，将会给铁路运输安全和效率造成严重的影响。
现有机车均安装有LKJ列出运行监控设备，LKJ是铁路机车安全运行的重要保障。现有的LKJ在调车工作状态下虽然能够在地面设备的支持下具备调车车挡控制、平面调车控制等功能，但是调车车档控制地面需增加大量设备，且需针对每一个站制作专门的车载设备使用的站场图。平面调车需配备地面调车工作人员，一般用于编组站等。此外，在车站摘挂作业或者出入段运行时，由于无地面设备支持，LKJ仅控制机车以不超过40km/h的速度运行，因而不具备防止冒进调车信号的控制功能。
因此，希望提供一种基于LKJ来实现的调车作业防护的方案。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
本发明在既有CTCS0级机车运行控制系统上增加很少的设备就能够实现调车作业防护功能，有效避免调车作业时，冒进调车信号的问题。
根据本发明的一个实施例，本发明提供了一种基于LKJ实现机车调车作业防护的方法，所述方法包括：
实时根据选端信号激活安装在机车运行方向前端的车载天线；
采集调车信号机的当前点灯状态；
根据所采集的当前点灯状态发送相应的信息给地面点式设备组，所述信息包括调车允许信息和调车禁止信息；
接收来自地面点式设备组的信息，其中所述地面点式设备组被先后布置在所述调车信号机附近；
解析从所述地面点式设备组接收的信息；以及
如果解析的结果确定机车行进方向为朝向调车信号机的方向并且从所述地面点式设备组接收的是调车禁止信息，输出紧急制动。
本发明还提供了一种基于LKJ实现机车调车作业防护系统的车载子系统，其中所述车载子系统包括：
分别位于机车两端的车载天线；
调车防护主机，用于实时根据选端信号自动激活安装在机车运行方向前端的车载天线，并且将经由被激活的车载天线接收到的地面点式设备信息发送给LKJ；以及
LKJ，所述LKJ被配置成：
解析从地面点式设备组接收的信息，其中所述地面点式设备组被先后布置在所述调车信号机附近；以及
如果解析的结果确定机车行进方向为朝向调车信号机的方向并且从所述地面点式设备组接收的是调车禁止信息，则输出紧急制动。
通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。
附图说明
为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
图1是根据本发明的一个实施例的机车调车作业防护系统的结构示意图。
图2是根据本发明的另一个实施例的机车调车作业防护系统的结构示意图。
图3是根据本发明的一个实施例的机车调车作业防护系统的车载子系统的结构示意图。
图4是根据本发明的一个实施例的机车调车作业防护方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施例的机车调车作业防护系统的结构示意图。本发明的机车调车作业防护系统所适用的机车包括但不限于内燃机车单机、电力机车单机、混合动力机车单机，内燃机车、电力机车、以及混合动力机车牵引的列车。如图1中所示，本发明的车载子系统由LKJ主机(主机单元)、屏幕显示器(人机界面单元)、机车信号设备等LKJ设备、调车防护主机、调车防护主机的车载天线(以下简称车载天线)以及专用连接线缆等组成。
根据一个实施例，本发明的机车调车作业防护系统可在调车信号机附近布置地面点式设备组。作为一个非限制性实施例，地面点式设备组可包括两个地面点式设备，其中一个地面点式设备固定发送定位信息(以下称为定位点式设备)，而另一个地面点式设备则固定发送调车允许/禁止信息(以下称为调车允许/禁止点式设备)。这样的一组地面点式设备组可被先后布置在需防护的调车信号机0至70米的地方。作为一个非限制性示例，调车允许/禁止点式设备被布置为比定位点式设备更靠近调车信号机。另外，这两个地面点式设备安装距离为0到5米，当然该安装距离也可以根据实际需要来设置。例如，本发明可在离调车信号机约25米处布置调车允许/禁止点式设备，并且在离调车信号机约28.5米处布置定位点式设备。
地面子系统可从联锁系统或调车信号机的点灯电缆实时采集需防护的调车信号机的点灯状态，并根据点灯状态发送相应的信息给地面点式设备组。作为一个示例，如果点灯状态为蓝灯，则发送调车禁止信息。如果点灯状态为白灯，则发送调车允许信息。
机车上的LKJ通过调车防护主机来接收地面点式信息。在接收地面点式信息之后，LKJ对接收到的信息进行分析，以确定机车运行的方向是否为朝向需防护的调车信号机的方向。例如，当先接收到来自定位点式设备的信息，然后再接收到来自调车允许/禁止点式设备的信息，则LKJ可确定机车的运行方向为朝向调车信号机的方向。
基于接收到的地面点式信息及接收地面点式信息的先后顺序，LKJ可以判断是否需要紧急制动。例如，如果接收到调车禁止信息且先接收定位点式信息(即机车运行方向为朝向调车信号机的方向)，则LKJ立即输出紧急制动，防止机车冒进。在其它情况下(各种命令和信息先后顺序的组合)，则不输出紧急制动。
此外，LKJ还可检测机车调车作业防护系统的故障状态。故障状态包括但不限于：调车防护主机与LKJ通信由正常转为故障状态；调车防护主机工作状态为严重故障状态；接收的地面点式设备信息解析错误；以及地面点式设备信息丢失。作为一个非限制性示例，判断地面点式设备信息丢失的方法可以是：依据地面点式设备组中的两个地面点式设备安装距离为0到5米(该间隔距离可以根据需要设置)，如果LKJ在接收到其中一个地面点式设备信息后，在窗口距离内未接收到另一个地面点式设备信息，则判断为地面点式设备信息丢失。若在接收到小于等于1倍的窗口距离内接收到相同的地面点式设备信息，判定为接收的是来自同一个地面点式设备的信息。在一个实施例中，当LKJ检测到任何一种故障状态(例如与调车防护主机通信由正常转为故障状态)时，LKJ输出紧急制动。
图2是根据本发明的另一个实施例的机车调车作业防护系统的结构示意图。图2中的各组件与图1中的相应组件类似。与图1的实施例不同的是，定位点式设备被布置为比调车允许/禁止点式设备更靠近调车信号机。例如，本发明可在离调车信号机约22米处布置定位点式设备，并且在离调车信号机约25.5米处布置调车允许/禁止点式设备。相应地，在接收地面点式信息之后，LKJ对接收到的信息进行分析，以确定机车运行的方向是否为朝向需防护的调车信号机的方向。当先接收到来自调车允许/禁止点式设备的信息，然后再接收到来自的定位点式设备信息，则LKJ可确定机车的运行方向为朝向调车信号机的方向。
基于接收到的点式信息及点式信息的先后顺序，LKJ可以判断是否需要紧急制动。例如，如果接收到调车禁止信息且先接收调车允许/禁止点式设备信息(即机车运行方向为朝向调车信号机的方向)，则LKJ立即输出紧急制动，防止机车冒进。在其它情况下(各种命令和信息先后顺序的组合)，则不输出紧急制动。
图3是根据本发明的一个实施例的机车调车作业防护系统的车载子系统的结构示意图。如图3所示，车载子系统由LKJ、调车防护主机、车载天线以及专用连接线缆等组成。LKJ可进一步包括LKJ机车运行监控主机、屏幕显示器、LKJ功能扩展盒、压力传感器、速度传感器、调车灯显接线盒等设备。专用连接线缆可包括车载天线到调车防护主机的电缆、以及调车防护主机到LKJ机车运行监控主机的电缆。
调车防护主机接收到地面点式设备信息后，发送给LKJ主机的扩展通信插件。扩展通信插件再将信息转发给LKJ主控插件进行处理。调车防护主机提供两路通信接口分别与所述LKJ的扩展通信插件连接，该通信接口包括但不限于RS422接口。LKJ的扩展通信插件与LKJ的监控插件之间通信接口包括但不限于双口RAM通信和CAN通信。
根据本发明的一个实施例，车载子系统采用一个调车防护主机同时连接安装在机车两端的车载天线。调车防护主机可根据选端指令进行天线切换，使得同一时刻只有一端的车载天线被激活使用。调车防护主机可提供两路RS422通信接口分别与LKJ的两系主机连接。选端信号来自于机车端子排的机车手柄工况信息，或通过调车防护主机的通信插件从LKJ获取。LKJ可通过数字入出插件获取机车的手柄信息，并根据此信息判断出机车的运行方向，然后通过扩展通信插件发送给调车防护主机用于选端。LKJ可通过司机操作屏幕显示器上相应按键，判断机车当前处于调车作业。当选端信号发生变化时，调车防护主机可关闭正在工作的车载天线，启动另一端的车载天线。
图4是根据本发明的一个实施例的机车调车作业防护方法的流程图。
如以上结合图2描述的内容所述，本发明的机车调车作业防护方法包括，在步骤102，根据选端信号激活安装在机车上机车运行方向前方的车载天线。如上文提到的，本发明的车载子系统采用一个调车防护主机同时连接安装在机车两端的车载天线，而同一时刻只有一端的车载天线被激活使用。因此，调车防护主机被配置成可根据选端信号自动切换合适的车载天线。
在步骤104，由地面子系统采集调车信号机的当前点灯状态，并根据点灯状态发送相应的信息给地面点式设备组。如果点灯状态为白灯，则发送调车允许信息；如果点灯状态为蓝灯，则发送调车禁止信息。
接着，在步骤106，被激活的车载天线接收地面点式信息。
在步骤108，调车防护主机接收来自定位点式设备和调车允许/禁止点式设备的信息并发送给LKJ主机的扩展通信插件。
随后，在步骤110，LKJ基于所接收的定位点式设备和调车允许/禁止点式设备的信息来确定机车运行是靠近还是远离需防护的调车信号机。在本发明的这一实施例中，由于定位点式设备布置为比调车允许/禁止点式设备更靠近调车信号机，因此如果是先接收到调车允许/禁止点式设备的信息，再接收到来自定位点式设备的信息，则可确定机车正朝向调车信号机前进，反之则可确定机车正背向调车信号机前进。
在步骤112，LKJ分析从调车允许/禁止点式设备接收的信息。更具体地，LKJ分析从调车允许/禁止点式设备接收的信息以确定接收到的是调车允许信息还是调车禁止信息。
在步骤114，LKJ确定接收到的是调车禁止信息且机车运行方向为朝向调车信号机。如果是，则前进到步骤116，LKJ输出紧急制动指令，从而使机车紧急制动避免冒进。如果否，则方法返回到步骤102，重复以上的各步骤。另外，可选地，在LKJ检测到机车调车作业防护系统的任意一种故障状态时，也可输出紧急制动指令。
以上描述的本发明的实施例针对调车作业防护解决了以下的技术问题：
1.获取调车信号机的信号显示状态；
2.利用调车防护主机接收地面点式信息；
3.利用调车防护主机将接收的地面点式信息发送给LKJ；
4.调车作业时LKJ根据接收的信息，实现在调车信号机关闭时或系统故障无法判断当前状态时，防止机车冒进关闭的调车信号机；
5.针对LKJ系统的特点(诸如司机室包括I端II端两套系统)，设计采用了一个调车防护主机连接两套分别安装在机车两端的车载天线的结构，并可根据选端指令信号自动激活相应的车载天线。
以上所已经描述的内容包括所要求保护主题的各方面的示例。当然，出于描绘所要求保护主题的目的而描述每一个可以想到的组件或方法的组合是不可能的，但本领域内的普通技术人员应该认识到，所要求保护主题的许多进一步的组合和排列都是可能的。从而，所公开的主题旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的变更、修改和变化。

Claims (10)

1.一种基于LKJ实现机车调车作业防护的方法，其特征在于，所述方法包括：
实时根据选端信号激活安装在机车运行方向前端的车载天线；
采集调车信号机的当前点灯状态；
根据所采集的当前点灯状态发送相应的信息给地面点式设备组，所述信息包括调车允许信息和调车禁止信息；
接收来自地面点式设备组的信息，其中所述地面点式设备组被先后布置在所述调车信号机附近；
解析从所述地面点式设备组接收的信息；以及
如果解析的结果确定机车行进方向为朝向调车信号机的方向并且从所述地面点式设备组接收的是调车禁止信息，则输出紧急制动。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于从所述地面点式设备组接收的信息确定机车行进方向进一步包括：
基于从所述地面点式设备组中的各个地面点式设备接收的信息的先后来确定机车行进方向是否为朝向上述调车信号机的方向。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当检测到故障状态时输出紧急制动，其中所述故障状态包括以下的一个或多个：
调车防护主机与LKJ通信由正常转为故障状态；
调车防护主机工作状态为严重故障状态；
接收的地面点式设备信息解析错误；以及
地面点式设备信息丢失。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，判断地面点式设备信息丢失进一步包括：
如果LKJ在接收到来自所述地面点式设备组中的一个地面点式设备的信息后，在窗口距离内未接收到来自另一个地面点式设备信息，则判断地面点式设备信息丢失。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，解析从所述地面点式设备组接收的信息进一步包括：
如果在小于等于1倍的窗口距离内接收到相同的地面点式设备信息，则判定为接收的是同一个地面点式设备的信息。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选端信号来自于机车端子排的机车手柄工况信息，或者通过调车防护主机的通信插件从LKJ获取。
7.一种基于LKJ实现机车调车作业防护系统的车载子系统，其特征在于，所述车载子系统包括：
分别位于机车两端的车载天线；
调车防护主机，用于实时根据选端信号自动激活安装在机车运行方向前端的车载天线，并且将经由被激活的车载天线接收到的地面点式设备信息发送给LKJ；以及
LKJ，所述LKJ被配置成：
解析从地面点式设备组接收的信息，其中所述地面点式设备组被先后布置在所述调车信号机附近；以及
如果解析的结果确定机车行进方向为朝向调车信号机的方向并且从所述地面点式设备组接收的是调车禁止信息，则输出紧急制动。
8.如权利要求7所述的车载子系统，其特征在于，LKJ进一步包括扩展通信插件，并且所述调车防护主机包括两路通信接口，分别与所述LKJ的扩展通信插件连接。
9.如权利要求8所述的车载子系统，其特征在于，所述LKJ通过数字入出插件获取机车的手柄信息，并根据所述手柄信息判断机车的运行方向，并通过所述扩展通信插件发送给所述调车防护主机用于选端。
10.如权利要求7所述的车载子系统，其特征在于，所述调车防护主机在选端信号发生变化时，关闭正在工作的车载天线，并启动另一端的车载天线。
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