CN107820053A - 一种铁路智能调车作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路作业领域，尤其涉及一种铁路智能调车作业系统。包括调车手持终端、调车仪、调车机车综合显示器、数据传输基站、视频采集控制部件、调车数据采集器、调车数据服务器、地面监控终端构成一个完整的铁路智能调车作业系统，可以辅助并最终替代现行的人工信令方式的调车作业系统。调车数据采集器侦听调车作业的信令和语音，视频采集控制部件自动跟随调车作业班组采集调车作业场景的视频信息，数据传输基站分别为调车手持终端、调车仪、调车机车提供数据传输平台，调车机车综合显示器为调车司机提供全方位的信息显示服务，地面监控终端提供视频、语音、信令和调车作业单数据四位一体同步展示，对执行调车作业过程进行智能化管控。

Description

一种铁路智能调车作业系统

技术领域

本发明涉及铁路作业领域，尤其涉及一种铁路智能调车作业系统。

背景技术

目前，对调车作业进行监控管理，首先必须将调车作业场景复示出来，即在管理者的计算机屏幕上显示调车作业的场景。要达此目的，就必须应用一定的技术手段对作业现场进行描述，即数据采集。对现场进行数据采集的通常办法是建立视频监控系统。传统的视频监控系统虽然能将调车作业现场的视频图像显示出来，却因为缺乏调车作业的数据信息，对于监控者来说起信息量是远远不够的，因而也就不具有真正的使用价值。而目前出现的调车监听系统虽然能够展示调车作业信息，却又没有视频信息而使得显示的画面不具有直观性，需要监控人员自己通过想象来勾画实际场景。除了不直观外，缺乏视频信息显然会使得对调车作业的真实过程进行准确判断变得非常困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铁路智能调车作业系统，解决平调作业的过程进行智能化管控、实现对站场人员定位、人身安全防护管理及调车作业自动分析的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铁路智能调车作业系统，包括调车手持终端、数据传输基站、视频采集部件、调车数据采集器、调车数据服务器、地面监控终端、调车仪和调车机车显示组件，所述调车数据采集器与所述调车数据服务器信号连接，所述视频采集部件根据所述调车手持终端的信号对所述调车手持终端位置进行监控，所述数据传输基站分别与所述调车手持终端、视频采集部件、调车数据服务器、地面监控终端和调车仪信号连接，所述调车仪与所述地面监控终端和调车机车显示组件连接，所述调车仪接收所述调车手持终端和调车机车显示组件的位置信息。

进一步，所述调车手持终端包括终端主板、第一定位模块、无线数传模块、调车作业单显示屏、调车作业操作按键，所述终端主板分别与所述第一定位模块、无线数传模块、调车作业单显示屏和调车作业操作按键连接，所述终端主板通过所述无线数传模块与所述数据传输基站连接，所述第一定位模块与所述调车仪信号连接。

进一步，所述数据传输基站包含数据收发单元、向周围空间辐射电磁波的天馈单元和上位控制机，所述数据收发单元分别与所述调车手持终端、视频采集部件、调车数据采集器、调车数据服务器、地面监控终端和调车仪信号连接，所述上位控制机与所述数据收发单元连接。

进一步，所述视频采集部件包括摄像头和云台控制单元，所述云台控制单元控制摄像头转动方向及角度，所述云台控制单元与所述数据传输基站信号连接。

进一步，所述调车数据采集器包括采集器主板、内置数字无线电台、铁路调车信令解析模块、音频采集模块、网络模块、电源，所述电源与所述采集器主板电连接，所述采集器主板分别与所述网络模块、内置数字无线电台和铁路调车信令解析模块信号连接，所述内置数字无线电台与所述音频采集模块连接，所述采集器主板与所述调车数据服务器通过所述网络模块连接，对应所述铁路调车信令解析模块设置有信令板。

进一步，所述调车数据采集器还包括室外天线和防雷器，所述室外天线与所述网络模块连接，所述防雷器与所述采集器主板连接。

进一步，所述调车数据服务器包括服务器主板、存储器、控制部件和调车作业单传输接口，所述服务器主板分别与所述存储器、控制部件和调车作业单传输接口连接，所述服务器主板与所述调车数据采集器通过局域网连接，所述服务器主板与所述数据传输基站连接。

进一步，所述地面监控终端包括监控主板和第一显示器，所述监控主板和所述第一显示器连接，所述监控主板与所述数据传输基站信号连接。

进一步，所述调车仪包括视频接收部件、带差分功能的北斗信号接收器和近距离视频传输模块，所述近距离视频传输模块分别与所述视频接收部件和带差分功能的北斗信号接收器连接，所述带差分功能的北斗信号接收器接收所述调车手持终端与所述调车机车显示组件的位置信息，所述视频接收部件与所述视频采集部件信号连接，所述近距离视频传输模块与所述地面监控终端和调车机车显示组件连接。

进一步，所述调车机车显示组件包含第二定位模块、第二显示器和司机操控组件，所述第二显示器设置在调车机车上，所述司机操控组件与所述第二显示器连接，所述第二定位模块与所述调车仪信号连接。

本发明提供一种铁路智能调车作业系统，包括调车手持终端、数据传输基站、视频采集部件、调车数据采集器、调车数据服务器、地面监控终端、调车仪和调车机车显示组件，所述调车数据采集器与所述调车数据服务器信号连接，所述视频采集部件根据所述调车手持终端的信号对所述调车手持终端位置进行监控，所述数据传输基站分别与所述调车手持终端、视频采集部件、调车数据服务器、地面监控终端和调车仪信号连接，所述调车仪与所述地面监控终端和调车机车显示组件连接，所述调车仪接收所述调车手持终端和调车机车显示组件的位置信息。这样，视频采集部件根据调车手持终端采集调车作业人员以及调车机车的地理位置信息，并以此为依据，通过计算摄像头与调车作业人员以及调车机之间的水平角、纵向角度、应覆盖范围等内容对视频采集部件进行上下左右以及焦距调整，以达到自动跟随的目的，调车数据采集器将采集到的语音数字化、对调车作业过程中产生的调车数据进行数字化解析后，将这些数据传输到调车数据服务器中，调车数据服务器将数据整理后通过数据传输基站发送给地面监控终端；实现将视频、语音、信令和调车作业单数据四种数据以时间为线索进行同步的功能，实现了四位一体同步展示，执行调车作业单过程进行智能化管控；实现对站场人员定位及人身安全防护管理。相对于现有技术而言具有的优点是：实现对调车作业过程的智能化监控及人员定位跟踪，同时为管理者提供了清晰、直观和完整的调车作业场景展示。

附图说明

图1为本发明一种铁路智能调车作业系统整体结构连接示意图；

图2为本发明一种铁路智能调车作业系统调车手持终端结构连接示意图；

图3为本发明一种铁路智能调车作业系统调车数据采集器结构连接示意图；

图4为本发明一种铁路智能调车作业系统调车数据服务器结构连接示意图；

图5为本发明一种铁路智能调车作业系统地面监控终端结构连接示意图；

图6为本发明一种铁路智能调车作业系统调车仪结构连接示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、调车手持终端，101、终端主板，102、第一定位模块，103、无线数传模块，104、调车作业单显示屏，105、调车作业操作按键，2、数据传输基站，201、数据收发单元，202、天馈单元，203、上位控制机，3、视频采集部件，301、摄像头，302、云台控制单元，4、调车数据采集器，401、采集器主板，402、内置数字无线电台，403、铁路调车信令解析模块，404、音频采集模块，405、网络模块，406、电源，407、信令板，408、室外天线，409、防雷器，5、调车数据服务器，501、服务器主板，502、存储器，503、控制部件，504、调车作业单传输接口，6、地面监控终端，601、监控主板，602、第一显示器，7、调车仪，701、视频接收部件，702、带差分功能的北斗信号接收器，703、近距离视频传输模块，8、调车机车显示组件，801、第二定位模块，802、第二显示器，803、司机操控组件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图6所示，本发明提供一种铁路智能调车作业系统，包括调车手持终端1、数据传输基站2、视频采集部件3、调车数据采集器4、调车数据服务器5、地面监控终端6，所述调车数据采集器4与所述调车数据服务器5信号连接，所述视频采集部件3根据所述调车手持终端1的信号对所述调车手持终端1位置进行监控，所述数据传输基站2分别与所述调车手持终端1、视频采集部件3、调车数据服务器5和地面监控终端6信号连接。这样，视频采集部件3根据调车手持终端1采集调车作业人员以及调车机车的地理位置信息，并以此为依据，通过计算摄像头301与调车作业人员以及调车机之间的水平角、纵向角度、应覆盖范围等内容对视频采集部件3进行上下左右以及焦距调整，以达到自动跟随的目的，调车数据采集器4将采集到的语音数字化、对调车作业过程中产生的调车数据进行数字化解析后，将这些数据传输到调车数据服务器5中，调车数据服务器5将数据整理后通过数据传输基站2发送给地面监控终端6；实现将视频、语音、信令和调车作业单数据四种数据以时间为线索进行同步的功能，实现了四位一体同步展示，执行调车作业单过程进行智能化管控；实现对站场人员定位及人身安全防护管理。相对于现有技术而言具有的优点是：实现对调车作业过程的智能化监控及人员定位跟踪，同时为管理者提供了清晰、直观和完整的调车作业场景展示。

所述调车手持终端1包括终端主板101、第一定位模块102、无线数传模块103、调车作业单显示屏104、调车作业操作按键105，所述终端主板101分别与所述第一定位模块102、无线数传模块103、调车作业单显示屏104和调车作业操作按键105连接，所述终端主板101通过所述无线数传模块103与所述数据传输基站2连接，所述第一定位模块102与所述调车仪7信号连接。这样，数据传输基站2向终端主板101通过无线数传模块103采用无线数传的方式，遵循专门制定的协议发送调单数据，无线数传模块103接收到调单后，将调单信息保存并显示在调车作业单显示屏104上，供调车作业人员查阅操作使用，将现在的纸质调单/人工却送改变为电子调单，实现调单电子化、实时获取调单数据，结构简单以及成本低廉，与此同时，第一定位模块102配合视频采集部件3实现对第一定位模块102所在位置进行实时监控，以实现监控人员可以轻松地保持对特定调车作业班组进行不间断地跟踪；大大减轻监控人员的劳动强度，也极大提高了视频监控系统的视频图像信息的使用价值。其中，需要进一步说明的是：第一定位模块102能够以最快10次/秒的速度定位；作业人员携带调车手持终端1，则可以对作业人员定位；第一定位模块102将定位信息发送给调车仪7，如果将调车手持终端1设置在调车机上，就可以对调车机进行定位。在数据传输基站2的支持下，调车手持终端1具备长距离数据传输能力，以数据传输基站2为中心，其最大传输距离可达3至4Km；在调车作业站场，每安装一个数据传输基站2，则可以覆盖半径为3至4Km的区域，这种数据传输具有设备简单、投资极少的特点，不需要建设4G/LTE或Wi F I网络等类似需要大量投资且维护成本高昂的基础网络，更不需要大量铺设光纤或双绞线等传输介质。

本发明的铁路智能调车作业系统，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述数据传输基站2包含数据收发单元201、向周围空间辐射电磁波的天馈单元202和上位控制机203，所述数据收发单元201分别与所述调车手持终端1、视频采集部件3、调车数据采集器4、调车数据服务器5、地面监控终端6和调车仪7信号连接，所述上位控制机203与所述数据收发单元201连接。这样，天馈单元202向周围空间辐射电磁波，使得区域内设备通过电磁波信号连接，通过数据收发单元201实现各部件之间的数据交互。

本发明的铁路智能调车作业系统，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述视频采集部件3包括摄像头301和云台控制单元302，所述云台控制单元302控制摄像头301转动方向及角度，所述云台控制单元302与所述数据传输基站2信号连接。这样，摄像头301通过接收调车手持终端1的定位信息，经过处理分析后，云台控制单元302控制视频采集部件3自动跟随调车手持终端1进行左右、上下、以及焦距调整，在没有人工干预的情况下，使得摄像头301始终对准调车手持终端1；该技术的实现，使得监控人员可以轻松地保持对特定调车作业班组进行不间断地跟踪。

本发明的铁路智能调车作业系统，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述调车数据采集器4包括采集器主板401、内置数字无线电台402、铁路调车信令解析模块403、音频采集模块404、网络模块405、电源406，所述电源406与所述采集器主板401电连接，所述采集器主板401分别与所述网络模块405、内置数字无线电台402和铁路调车信令解析模块403信号连接，所述内置数字无线电台402与所述音频采集模块404连接，所述采集器主板401与所述调车数据服务器5通过所述网络模块405连接，对应所述铁路调车信令解析模块403设置有信令板407。这样，内置数字无线电台402将音频采集模块404采集到的语音数字化，并且因为在调车数据采集器4内置了与无线调车灯显设备中所使用的调车信令板407完全一样的信令板407，铁路调车信令解析模块403将调车作业过程中产生的空中信令进行数字化解析，采集器主板401将产生的数字化信号通过网络模块405传输到调车数据服务器5中。需要说明的是：内置数字无线电台402只接收无线电信号，而不发送无线电信号，有效保障了调车数据采集器4不会对平调设备形成干扰。进一步优选的技术方案是：所述调车数据采集器4还包括室外天线408，所述室外天线408与所述网络模块405连接。这样，设置室外天线408，室外天线408大大增加了网络模块405的数据输出范围。进一步优选的技术方案是：所述调车数据采集器4还包括防雷器409，所述防雷器409与所述采集器主板401连接。这样，在阴雨天气时，多发生打雷的自然现象，设置防雷器409可以大大增加设备的整体安全性，不会受到雷电的安全威胁，有效保证设备的使用安全性。

本发明的铁路智能调车作业系统，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述调车数据服务器5包括服务器主板501、存储器502、控制部件503和调车作业单传输接口504，所述服务器主板501分别与所述存储器502、控制部件503和调车作业单传输接口504连接，所述服务器主板501与所述调车数据采集器4通过局域网连接，所述服务器主板501与所述数据传输基站2连接。这样，调车作业单传输接口504接收调车数据采集器4送过来的数据信息并通过服务器主板501存储到存储器502内，实现调车数据记录和回放功能；控制部件503通过建立调车作业标准模板以及调车作业违规模板，在调车数据表达调车作业过程信息完整充分的前提下，对调车作业数据进行自动分析筛选，判断出疑似违规作业时段和违规情形，供管理人员检查调车作业过程时快速准确地定位可能存在违规的时段；调车作业过程进行分析是根据存储器502内的调车作业过程的数据，按照调车作业规范的相应规定进行检查，以发现其不符合的规定的行为；通过对调车作业的各项操作进行分类汇总和统计，提供自动分析功能，以减轻人员劳动强度，并且分析调车作业的效率和所完成的工作量，并将其作为考核的依据之一。

本发明的铁路智能调车作业系统，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述地面监控终端6包括监控主板601和第一显示器602，所述监控主板601和所述第一显示器602连接，所述监控主板601与所述数据传输基站2信号连接。这样，监控主板601将数据传输基站2传输过来的信息进行处理，并显示在第一显示器602上，方便管理者实时监控。

本发明的铁路智能调车作业系统，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述调车仪7包括视频接收部件701、带差分功能的北斗信号接收器702和近距离视频传输模块703，所述近距离视频传输模块703分别与所述视频接收部件701和带差分功能的北斗信号接收器702连接，所述带差分功能的北斗信号接收器702接收所述调车手持终端1与所述调车机车显示组件8的位置信息，所述视频接收部件701与所述视频采集部件3信号连接，所述近距离视频传输模块703与所述地面监控终端6和调车机车显示组件8连接。

本发明的铁路智能调车作业系统，如图1-图6所示，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述调车机车显示组件8包含第二定位模块801、第二显示器802和司机操控组件803，所述第二显示器802设置在调车机车上，所述司机操控组件803与所述第二显示器802连接，所述第二定位模块801与所述调车仪7信号连接。

调车作业班组的每个作业人员将分别持有1台调车手持终端1。每台调车手持终端1拥有全铁路唯一的设备标识码。所有调车手持终端1在智能调车作业软件的管理下运行。调车手持终端1可以运行在点名和自主发送两种模式下。点名模式下，智能调车作业软件按要求的时间间隔对所有调车手持终端1点名发送数据。主动发送模式下，调车手持终端1按规定的方式自主发送数据。采用特定的算法对数据进行压缩及加解密。1个调车班组配置1台调车仪7。调车仪7安装在调车车列远离调车机车一端的车列前端。当调车车列的挂接车辆出现增减变化时，应移动调车仪7保持其位于车列前端。安装调车仪7时应将其摄像头301对准车列的正前方，以保证所采集的视频信息质量。每台调车机配置1台调车机车综合显示器。这也意味着每个调车班组使用1台调车机车综合显示器。调车机车综合显示器显示的内容包括：调车车列前方的视频信息、运行速度、运行方向、与目标股道现存车之间的距离，除此之外，还应显示调车作业单等。视频采集控制部件503安装在作业现场，可以在调车作业站场的灯架上安装，也可以立杆安装。其安装方法与普通视频摄像头301的安装方法一样。调车数据采集器4为无人值守设备，但需要安装在具有铁路内网接口的地方。每个调车机对应1台调车数据采集器4。调车数据服务器5具备2TB以上的存储能力，智能调车作业软件的后台软件全部运行在调车数据服务器5上。数据传输基站2的覆盖半径为2KM，因此其配置数量与调车作业站场的实际情况相适应。一般情况下配置1至2台即可，大型站场可能需要配置2台以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路智能调车作业系统，其特征在于：包括调车手持终端(1)、数据传输基站(2)、视频采集部件(3)、调车数据采集器(4)、调车数据服务器(5)、地面监控终端(6)、调车仪(7)和调车机车显示组件(8)，所述调车数据采集器(4)与所述调车数据服务器(5)信号连接，所述视频采集部件(3)根据所述调车手持终端(1)的信号对所述调车手持终端(1)位置进行监控，所述数据传输基站(2)分别与所述调车手持终端(1)、视频采集部件(3)、调车数据服务器(5)、地面监控终端(6)和调车仪(7)信号连接，所述调车仪(7)与所述地面监控终端(6)和调车机车显示组件(8)连接，所述调车仪(7)接收所述调车手持终端(1)和调车机车显示组件(8)的位置信息。

2.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述调车手持终端(1)包括终端主板(101)、第一定位模块(102)、无线数传模块(103)、调车作业单显示屏(104)、调车作业操作按键(105)，所述终端主板(101)分别与所述第一定位模块(102)、无线数传模块(103)、调车作业单显示屏(104)和调车作业操作按键(105)连接，所述终端主板(101)通过所述无线数传模块(103)与所述数据传输基站(2)连接，所述第一定位模块(102)与所述调车仪(7)信号连接。

3.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述数据传输基站(2)包含数据收发单元(201)、向周围空间辐射电磁波的天馈单元(202)和上位控制机(203)，所述数据收发单元(201)分别与所述调车手持终端(1)、视频采集部件(3)、调车数据采集器(4)、调车数据服务器(5)、地面监控终端(6)和调车仪(7)信号连接，所述上位控制机(203)与所述数据收发单元(201)连接。

4.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述视频采集部件(3)包括摄像头(301)和云台控制单元(302)，所述云台控制单元(302)控制摄像头(301)转动方向及角度，所述云台控制单元(302)与所述数据传输基站(2)信号连接。

5.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述调车数据采集器(4)包括采集器主板(401)、内置数字无线电台(402)、铁路调车信令解析模块(403)、音频采集模块(404)、网络模块(405)、电源(406)，所述电源(406)与所述采集器主板(401)电连接，所述采集器主板(401)分别与所述网络模块(405)、内置数字无线电台(402)和铁路调车信令解析模块(403)信号连接，所述内置数字无线电台(402)与所述音频采集模块(404)连接，所述采集器主板(401)与所述调车数据服务器(5)通过所述网络模块(405)连接，对应所述铁路调车信令解析模块(403)设置有信令板(407)。

6.根据权利要求5所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述调车数据采集器(4)还包括室外天线(408)和防雷器(409)，所述室外天线(408)与所述网络模块(405)连接，所述防雷器(409)与所述采集器主板(401)连接。

7.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述调车数据服务器(5)包括服务器主板(501)、存储器(502)、控制部件(503)和调车作业单传输接口(504)，所述服务器主板(501)分别与所述存储器(502)、控制部件(503)和调车作业单传输接口(504)连接，所述服务器主板(501)与所述调车数据采集器(4)通过局域网连接，所述服务器主板(501)与所述数据传输基站(2)连接。

8.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述地面监控终端6包括监控主板(601)和第一显示器(602)，所述监控主板(601)和所述第一显示器(602)连接，所述监控主板(601)与所述数据传输基站(2)信号连接。

9.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述调车仪(7)包括视频接收部件(701)、带差分功能的北斗信号接收器(702)和近距离视频传输模块(703)，所述近距离视频传输模块(703)分别与所述视频接收部件(701)和带差分功能的北斗信号接收器(702)连接，所述带差分功能的北斗信号接收器(702)接收所述调车手持终端(1)与所述调车机车显示组件(8)的位置信息，所述视频接收部件(701)与所述视频采集部件(3)信号连接，所述近距离视频传输模块(703)与所述地面监控终端(6)和调车机车显示组件(8)连接。

10.根据权利要求1所述的铁路智能调车作业系统，其特征在于：所述调车机车显示组件(8)包含第二定位模块(801)、第二显示器(802)和司机操控组件(803)，所述第二显示器(802)设置在调车机车上，所述司机操控组件(803)与所述第二显示器(802)连接，所述第二定位模块(801)与所述调车仪(7)信号连接。