CN107831713B - 一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机车/轨道车作业防护或控制技术领域，特别是涉及一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法及系统，该方法包括MA服务器将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素，并将具体机车/轨道车位置信息发送至查询服务器；查询服务器将MA服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息进行筛选整理，发送至客户端；客户端通过加载站场基础数据绘制站场图，客户端通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪。本申请可以实现机车/轨道车高精度定位，机车/轨道车多站场实时动态跟踪以及多站场信息自动拼接。
Description
技术领域
本发明属于机车/轨道车作业防护或控制技术领域，特别是涉及一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法及系统。
背景技术
当前机车/轨道车站场跟踪方法：
人工方式对机车/轨道车进行跟踪和管理。如将机车/轨道车位置标注在墙上的站场图上，调度人员通过对讲机和调车员联系，当得知机车/轨道车完成调度指令，移动到新的股道或维修库后，立即将站场图中的机车/轨道车标记移到相应的股道上。
基于计算机联锁的机车/轨道车自动跟踪系统适用于所有已经使用计算机联锁设备的机务段。系统结构见图1。系统主要由跟踪定位子系统和调度管理子系统组成。跟踪定位子系统负责获取计算机联锁中的信号机、道岔、轨道电路状态信息。通过JD-FTRA算法（JiaoDa-Fast Automatic Tracking Algorithm）运算程序实现车次的跟踪和定位。调度管理子系统允许用户进行机车/轨道车调度作业的相关操作，如移动机车/轨道车、添加机车/轨道车、解并、挂接机车/轨道车等，还能进行数据统计、存储、查询、转发、恢复等。系统能带多个用户终端，用户按照使用权限查看机车/轨道车位置、跟踪情况及机车/轨道车的相关信息，现有技术请参照图1。
人工方式对机车/轨道车进行跟踪管理存在的问题：人工方式简单直观，已运用多年。但所有操作基于人和对讲机交流，一旦交流不畅或操作失误，将造成机车/轨道车跟踪丢失，引起后续一系列管理错误。为了改进管理方式，也有使用计算机站场图管理机车/轨道车，用鼠标拖动机车/轨道车的移动。但机车/轨道车的移动信息还是来源于人和对讲机，由于手工鼠标拖动机车/轨道车标识的位置，出错的机会依然存在。
基于计算机联锁的机车/轨道车自动跟踪系统存在的问题：（1）该系统依据机车/轨道车运动轨迹和站场区段状态判断机车/轨道车所在位置，机车/轨道车位置不够精准，仅仅只能定位到机车/轨道车所在区段，无法给出具体精确位置。（2）机车/轨道车位置依赖于机车/轨道车的运动轨迹和站场元素的状态变化，一旦出现网络故障，网络恢复后无法在第一时间确定机车/轨道车位置和运行方向。（3）无法实现跨站跟踪。
另外，目前机车/轨道车跟踪方法多是基于单站场，单站场模式相对于多站场模式主要有以下缺点：（1）用户使用不便，只能通过切换站场才能监控其他站场信息；（2）可监控信息单一，同一时刻只能监控当前站场；（3）无法实现跨站机车/轨道车实时跟踪；（4）无法对管辖范围内所有机车/轨道车进行直观的实时跟踪显示。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，可以实现机车/轨道车高精度定位，机车/轨道车多站场实时动态跟踪以及多站场信息自动拼接；本发明的另一目的是提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
本发明提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，包含以下步骤：
步骤1，MA服务器将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素，并将具体机车/轨道车位置信息发送至查询服务器；
步骤2，查询服务器将MA服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息进行筛选整理，发送至客户端；
步骤3，客户端通过加载站场基础数据绘制站场图，客户端通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪。
优选地，所述MA服务器根据GPS数据、轨道电路、走行距离进行计算，将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素。
优选地，所述步骤3的具体实现过程如下：
步骤301，客户端通过加载站场基础数据绘制站场图；
步骤302，客户端接收到查询服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息后，将多站场数据实时加载到站场图中；
步骤303，解析出机车/轨道车位置信息后，在机车/轨道车所在站场元素表中查找出当前机车/轨道车所在区段元素ID，根据机车/轨道车位置信息中所在区段具体位置将机车/轨道车以模拟形式绘制在站场图中，标识出机车/轨道车号。
优选地，所述多站场数据是从TDCS系统获取的信息。
优选地，所述对站场机车/轨道车的实时动态跟踪的工作模式分为单站模式和多站模式；在单站模式下，客户端直接加载机车/轨道车位置信息进行实时动态跟踪；在多站模式下，通过机车/轨道车位置信息中的局码、站码进行机车/轨道车所在站场判断，将机车/轨道车加载至所在站场中。
优选地，在多站模式下，通过配置站场偏移位置方法或者通过基础数据站场元素设置拼接标记的方法实现多站场图拼接，所述配置站场偏移位置方法包括直接配置站场位置偏移量方法和手动拼接后保存站场偏移量方法。
优选地，所述直接配置站场位置偏移量方法具体为：
步骤A1，在配置文件站场位置偏移量配置项中配置各个站场偏移量，客户端在加载配置文件时将各站场位置偏移量记载到内存中；
步骤A2，当切换到多站场模式时，依次加载各站场基础数据和位置偏移量，在绘制站场元素时，站场元素实际位置为基础数据解析出的元素位置加上站场位置偏移量进行绘制，此时绘制出的站场图为拼接后的多站场图。
优选地，所述手动拼接后保存站场偏移量方法具体如下：在多站场模式下，依次手动选中目标站场，用鼠标拖动站场图至目标位置，完成站场拼接，站场手动拼接完成后，系统会自动保存站场拼接数据，再次打开客户端时，自动实现站场拼接。
优选地，所述基础数据站场元素设置拼接标记的方法具体如下：
步骤B1，多站场模式下，通过基础数据标记左、右拼接元素信息；
步骤B2，在加载基础数据时，分别记录左、右拼接元素位置信息，当前站场左拼接元素位置信息与前一个站场右拼接元素位置信息进行对比，获取当前站场元素位置偏移量，根据该偏移量进行站场元素绘制，完成当前站场图与前一个站场图的自动拼接；
步骤B3，按照步骤B2依次加载站场基础数据，自动完成所有站场图拼接。
本发明还提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪系统，包括：
MA服务器，用于将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素，并将具体机车/轨道车位置信息发送至查询服务器；
查询服务器，用于将MA服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息进行筛选整理，发送至客户端；
客户端，用于通过加载站场基础数据绘制站场图，并通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，该方法不仅采用GPS实现快速、高精度定位，而且采用多站场图拼接技术实现多站场动态跟踪，能够实时、精确的获取机车/轨道车当前位置和机车/轨道车信息，便于地面人员实时观察和跟踪机车/轨道车、查看机车/轨道车状态。多站场图拼接技术采用配置站场偏移位置方法和基础数据站场元素设置拼接标记的方法，通过以上两种方案可以实现多站场的自动拼接，在机车/轨道车处于跨站状态时，便于地面人员在两个站场上查看机车/轨道车状态，可以实现动态实时跟踪。
该方法能够极大地提高铁路机务段对机车/轨道车的指挥和调度能力，减少操作人员的手动操作失误，提高操作人员的工作效率，对于确保机车/轨道车的安全运行、提高机车/轨道车运用效率、节约运行成本起到重要作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术基于计算机联锁的机车/轨道车自动跟踪系统的结构示意图；
图2是本发明提供的一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法的流程示意图；
图3是本发明提供的一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪系统的结构示意图；
图4是本发明单站模式下的站场图；
图5是本发明多站模式下的站场图；
图6是本发明手动拼接前多站场模式下的站场图；
图7是本发明手动拼接后多站场模式下的站场图；
图8是本发明利用基础数据站场元素设置拼接标记的方法实现的多站场拼接图。
具体实施方式
为了便于理解，对本发明中出现的部分名词作以下解释说明：
TDCS（Train Operation Dispatching Command System），是覆盖全路的调度指挥管理系统，能及时、准确地为全路各级调度指挥管理人员提供现代化的调度指挥管理手段和平台。
MA(Movement Authority)，行车许可。
本发明的核心是提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，可以实现机车/轨道车高精度定位，机车/轨道车多站场实时动态跟踪以及多站场信息自动拼接；本发明的另一核心是提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪系统。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图2，图2是本发明提供的一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法的流程示意图，该方法包括：
步骤S101，MA服务器将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素，并将具体机车/轨道车位置信息发送至查询服务器；
可以理解的是，机车/轨道车位置信息包括机车/轨道车所在站场、所在区段和距离等信息。
可以理解的是，具体的机车/轨道车位置信息可以以数据包形式发送至查询服务器。
步骤S102，查询服务器将MA服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息进行筛选整理，根据客户端需求发送至客户端；
步骤S103，客户端通过加载站场基础数据绘制站场图，客户端通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪。
作为优选地，所述MA服务器根据GPS数据、轨道电路、走行距离进行计算，将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素。
作为优选地，所述步骤S103的具体实现过程如下：
客户端通过加载站场基础数据绘制站场图；
客户端接收到查询服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息后，将TDCS数据实时加载到站场图中；
解析出机车/轨道车位置信息后，在机车/轨道车所在站场元素表中查找出当前机车/轨道车所在区段元素ID，根据机车/轨道车位置信息中所在区段具体位置将机车/轨道车以模拟形式绘制在站场图中，标识出机车/轨道车号。客户端通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪。
作为优选地，所述多站场数据是从TDCS系统获取的信息，目前从TDCS系统获取站场信息从产品角度属于最优方案，除此之外，获取站场信息的渠道还可以有：CTC系统、计算机联锁或者微机监测等等。
作为优选地，对站场机车/轨道车的实时动态跟踪的工作模式分为单站模式和多站模式；请参照图4，图4是本实例单站模式下的站场图，在单站模式下，客户端直接加载机车/轨道车位置信息进行实时动态跟踪；请参照图5，图5是本实例多站模式下的站场图，在多站模式下，通过机车/轨道车位置信息中的局码、站码进行机车/轨道车所在站场判断，将机车/轨道车加载至所在站场中。
目前机车/轨道车跟踪方法多是基于单站场，本发明的创新之处在于本方法基于多站场，采用多站场的自动拼接技术，在多个站场上进行机车/轨道车动态跟踪。
作为优选地，在多站模式下，通过配置站场偏移位置方法或者通过基础数据站场元素设置拼接标记的方法实现多站场图拼接。
A、通过配置站场偏移位置方法实现多站场图拼接
站场图通过加载站场图基础数据，解析基础数据中的站场元素类型、位置等信息，将基础数据中的站场元素列表在计算机屏幕绘制而成。多站场模式则是在单个区段下配置多个站场，依此加载各个站场图基础数据，解析各个站场基础数据，绘制出各个站场元素。为实现多站场图自动拼接，所述配置站场偏移位置方法包括直接配置站场位置偏移量方法和手动拼接后保存站场偏移量方法。
A1、直接配置站场位置偏移量方法
在配置文件站场位置偏移量配置项中配置各个站场偏移量，客户端在加载配置文件时将各站场位置偏移量记载到内存中；
当切换到多站场模式时，依次加载各站场基础数据和位置偏移量，在绘制站场元素时，站场元素实际位置为基础数据解析出的元素位置加上站场位置偏移量进行绘制，此时绘制出的站场图为拼接后的多站场图。
A2、手动拼接后保存站场偏移量方法
在多站场模式下，依次手动选中目标站场，请参照图6，图6是本实例手动拼接前多站场模式下的站场图，用鼠标拖动站场图至目标位置，请参照图7，图7是本实例手动拼接后多站场模式下的站场图，完成站场拼接，站场手动拼接完成后，系统会自动保存站场拼接数据，再次打开客户端时，自动实现站场拼接。
B、通过基础数据站场元素设置拼接标记的方法实现多站场图拼接
多站场模式下，通过基础数据标记左、右拼接元素信息；
在加载基础数据时，分别记录左、右拼接元素位置信息，当前站场左拼接元素位置信息与前一个站场右拼接元素位置信息进行对比，获取当前站场元素位置偏移量，根据该偏移量进行站场元素绘制，完成当前站场图与前一个站场图的自动拼接；
按照上述方法依次加载站场基础数据，自动完成所有站场图拼接，请参照图8，图8是本实例利用基础数据站场元素设置拼接标记的方法实现的多站场拼接图。
本实施例提供一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，该方法不仅采用GPS实现快速、高精度定位，而且采用多站场图拼接技术实现多站场动态跟踪，能够实时、精确的获取机车/轨道车当前位置和机车/轨道车信息，便于地面人员实时观察和跟踪机车/轨道车、查看机车/轨道车状态。多站场图拼接技术采用配置站场偏移位置方法和基础数据站场元素设置拼接标记的方法，通过以上两种方案可以实现多站场的自动拼接，在机车/轨道车处于跨站状态时，便于地面人员在两个站场上实时动态跟踪机车/轨道车状态，可以实现动态实时跟踪。
与上述方法实施例相对应地，本发明还提供了一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪系统，请参照图3，图3是本发明提供的一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪系统的结构示意图，该系统包括：
MA服务器，用于将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素，并将具体机车/轨道车位置信息发送至查询服务器；
查询服务器，用于将MA服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息进行筛选整理，发送至客户端；
客户端，用于通过加载站场基础数据绘制站场图，并通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪。
为了能够在地面直观的跟踪站场列车行进方向信息、动态位置信息、机车/轨道车TAX箱信息等数据，本系统采用机车/轨道车的实时定位、数据传输和站场模拟、多站拼接等技术实现对在线机车/轨道车的站场动态跟踪。该系统包括MA服务器、查询服务器和客户端，MA服务器实时获取、计算机车/轨道车的定位信息和TAX箱信息，并将机车/轨道车精确位置数据发送到查询服务器；查询服务器接收到机车/轨道车数据后，经过筛选判断后，转发到客户端；客户端根据接收到的TDCS信息和机车/轨道车数据将机车/轨道车实时位置绘制到拼接后的站场图，通过实时更新机车/轨道车站场位置实现动态跟踪机车/轨道车。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (7)
1.一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1，MA服务器根据GPS数据、轨道电路、走行距离进行计算，将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素，并将具体机车/轨道车位置信息发送至查询服务器；
步骤2，查询服务器将MA服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息进行筛选整理，发送至客户端；
步骤3，客户端通过加载站场基础数据绘制站场图，客户端通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪；
对站场机车/轨道车的实时动态跟踪的工作模式分为单站模式和多站模式；在单站模式下，客户端直接加载机车/轨道车位置信息进行实时动态跟踪；在多站模式下，通过机车/轨道车位置信息中的局码、站码进行机车/轨道车所在站场判断，将机车/轨道车加载至所在站场中；
在多站模式下，通过配置站场偏移位置方法或者通过基础数据站场元素设置拼接标记的方法实现多站场图拼接，所述配置站场偏移位置方法包括直接配置站场位置偏移量方法和手动拼接后保存站场偏移量方法。
2.根据权利要求1所述的基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，其特征在于，所述步骤3的具体实现过程如下：
步骤301，客户端通过加载站场基础数据绘制站场图；
步骤302，客户端接收到查询服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息后，将多站场数据实时加载到站场图中；
步骤303，解析出机车/轨道车位置信息后，在机车/轨道车所在站场元素表中查找出当前机车/轨道车所在区段元素ID，根据机车/轨道车位置信息中所在区段具体位置将机车/轨道车以模拟形式绘制在站场图中，标识出机车/轨道车号。
3.根据权利要求1或者2所述的基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，其特征在于，所述多站场数据是从TDCS系统获取的信息。
4.根据权利要求1所述的基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，其特征在于，所述直接配置站场位置偏移量方法具体为：
步骤A1，在配置文件站场位置偏移量配置项中配置各个站场偏移量，客户端在加载配置文件时将各站场位置偏移量记载到内存中；
步骤A2，当切换到多站场模式时，依次加载各站场基础数据和位置偏移量，在绘制站场元素时，站场元素实际位置为基础数据解析出的元素位置加上站场位置偏移量进行绘制，此时绘制出的站场图为拼接后的多站场图。
5.根据权利要求1所述的基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，其特征在于，所述手动拼接后保存站场偏移量方法具体如下：在多站场模式下，依次手动选中目标站场，用鼠标拖动站场图至目标位置，完成站场拼接，站场手动拼接完成后，系统会自动保存站场拼接数据，再次打开客户端时，自动实现站场拼接。
6.根据权利要求1所述的基于多站场的机车/轨道车动态跟踪方法，其特征在于，所述基础数据站场元素设置拼接标记的方法具体如下：
步骤B1，多站场模式下，通过基础数据标记左、右拼接元素信息；
步骤B2，在加载基础数据时，分别记录左、右拼接元素位置信息，当前站场左拼接元素位置信息与前一个站场右拼接元素位置信息进行对比，获取当前站场元素位置偏移量，根据该偏移量进行站场元素绘制，完成当前站场图与前一个站场图的自动拼接；
步骤B3，按照步骤B2依次加载站场基础数据，自动完成所有站场图拼接。
7.一种基于多站场的机车/轨道车动态跟踪系统，其特征在于，包括：
MA服务器，用于根据GPS数据、轨道电路、走行距离进行计算，将机车/轨道车位置精确定位到站场具体元素，并将具体机车/轨道车位置信息发送至查询服务器；
查询服务器，用于将MA服务器发送的多站场数据、机车/轨道车位置信息进行筛选整理，发送至客户端；
客户端，用于通过加载站场基础数据绘制站场图，并通过实时接收、加载机车/轨道车位置信息和在站场图上绘制机车/轨道车，实现对站场机车/轨道车的实时动态跟踪；对站场机车/轨道车的实时动态跟踪的工作模式分为单站模式和多站模式；在单站模式下，客户端直接加载机车/轨道车位置信息进行实时动态跟踪；在多站模式下，通过机车/轨道车位置信息中的局码、站码进行机车/轨道车所在站场判断，将机车/轨道车加载至所在站场中；在多站模式下，通过配置站场偏移位置方法或者通过基础数据站场元素设置拼接标记的方法实现多站场图拼接，所述配置站场偏移位置方法包括直接配置站场位置偏移量方法和手动拼接后保存站场偏移量方法。
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