CN108090661A - 铁路车辆智能运输调度管理方法及系统装置 - Google Patents
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Abstract
一种铁路车辆智能运输调度管理方法及系统装置，利用物联网进行铁路智能运输调度安全管理，铁路智能运输调度安全管理系统主要由高精度定位检测终端和二级云平台构成；所述的高精度定位检测终端是在车厢上安装高精度定位检测终端，通过高精度定位检测终端采集车厢实时的位置信息，经MCU处理，送高精度定位检测终端内部通信模块，通信模块通过内部天线发报车厢本身信息，与外部基站进行通信，基站接收到数据之后经分组核心网以及IOT连接管理的物联网平台，把智能终端发报上来的精密位置和车辆数据，提供给应用服务器；管理员通过电力机车及城轨车辆调运管理流程的生产管理信息系统，进行铁路智能运输调度安全管理。
Description
技术领域
本发明涉及到一种铁路的运输调度管理方法及系统装置，尤其是涉及一种基于物联网的铁路智能运输调度管理方法及系统装置，该种铁路智能运输调度管理方法可对铁路运输调车进行智能化的调度管理，属于轨道管理控制技术领域。
背景技术
目前，随着轨道交通装备制造技术的不断发展，我国轨道车辆(包括铁路货车、客车等)的产量一再在增加，而一时所生产的车辆又难以一时被用户全部提走，所以经常造成车辆在停车场内积压停放，全部积压在公司内部铁路线或场上，这样就造成调车作业存在着大量重复作业及不安全因素。长期以来，运输车间调度员只能根据个人工作经验对调车作业进行安排，采用的是人工选择车辆停放地点方式，利用简单的见缝插针办法对车辆进行排布、存放，缺乏调车作业所必须的合理性及科学性。加之现场情况不能及时、准确反馈到调度室，调度人员缺乏现场存车信息。再者调车需求单位不清楚车辆存放动态，计划申请与实际存放不符，造成重复作业频繁，调车效率低下，资源浪费严重，影响正常工作进度。而且目前运输车间调度室所使用的车辆调度模拟图板需手工调整车辆位置、图板制造粗糙、视觉效果较差、查询效率低下、有效信息缺乏、出错几率较高、可靠性不强、与实际线路状态脱节，无法有效给调度人员提供调车依据，甚至提供错误信息，给调车工作带来负面影响。
另一方面铁路交通的运行速度不断加快，人们对铁路信号安全问题也越来越重视。铁路道岔作为列车运行中重要的铁路信号设备，是保障列车安全运行不可缺少的组成部分。铁路道岔已经被列入铁路信号安全系统建设的一个关键环节。当前，铁路道岔在设计、安全、维修等方面都存在一些问题，影响了铁路道岔转换。锁闭框与锁闭杆产生摩擦或卡死、滑床板不能保持清洁、锁钩框等活动位置的润滑不够等问题都可能会导致道岔的转换因受到较大的阻力而出现道岔转换故障问题。而一旦道岔发生故障，就极有可能会影响到列车的行车安全，所以很有必要对此问题进行研究，加以改进。
通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：
1、专利号为CN200710130642.3，名称为“基于车载智能终端的车辆运输调度管理系统及方法”的发明专利，该专利公开了一种基于车载智能终端的车辆运输调度管理系统及方法，实现了身份验证的非接触化、单据交接的电子化、库存管理和调度等业务过程的动态化的车辆运输调度管理系统及方法。该系统包括车载智能终端设备、门禁无线探头设备、电子地图显示设备、移动数据通讯设备、车辆运输调度管理系统。该方法涵盖了车辆的派车调度、仓库/货主货物交接、运输和客户货物交接等环节。借助所述的电子设备和车辆运输调度管理系统来完成车辆的合理安排、运输路线的合理选择、途中行驶情况的实时监控和任务完成情况的及时反馈等管理任务。
2、专利号为CN201310087774.8，名称为“一种铁路运输物流智能调度系统及其车辆位置跟踪方法”的发明专利，该专利公开了一种铁路运输物流智能调度系统及其车辆位置跟踪方法，以通过软件形式的工业铁路车辆位置跟踪算法的方式实现。工业铁路车辆位置跟踪算法在物流管理服务器中实现，总体功能由车辆位置跟踪模块、清勾信息处理模块等几部分组成。智能调度计算机、物流管理计算机、物流管理服务器、物流管理数据库、ERP接口数据库、车号识别系统等计算机与服务器之间通过以太网通信，智能调度计算机与信号系统计算机之间采用RS232通讯，智能调度计算机与铁路机车安控系统通过工业无线网络通讯。
3、专利号为CN201320338615.6，名称为“ 采用车辆智能计轴装置的铁路行车调度系统”的发明专利，该专利公开了一种采用车辆智能计轴装置的铁路行车调度系统，包括车站信号机械室控制的道岔机构、信号灯机构和车辆位置检测装置，车站信号机械室通过专用通信信道与行车调度中心进行通信；其中，车辆位置检测装置为车辆智能计轴装置，其构成是：轨道内侧至少安装有两个无源车轮传感器，安装于轨边的智能计轴器，所述的无源车轮传感器发出的电信号经由轨边的智能计轴器转换为计轴信号，计轴信号通过通信信道与车站信号机械室通信。该系统能够更加准确可靠地获得列车的位置信息，还能获得列车的车速、总轴数、车辆辆数、车辆种类，从而能对线路上的列车运行状况进行更加准确地实时掌控，更好地保证列车运行的安全和高效。
上述这些专利虽然有的涉及到了铁路车辆的调度方法及系统装置，但有的仍然是仍然存在一些问题，主要是所提出的都是基于车辆的调度管理，而对于铁路运输的安全管理方面尚未考虑，与实际的需求情况结合不够紧密，缺少具体的操作技术实施方案，导致一些信息传输不足，满足不了实际现场需要，因此仍有待进一步加以改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有铁路车辆调度管理所存在的不足，提出一种新的铁路车辆智能运输调度管理方法，该种铁路车辆智能运输调度管理方法可对铁路车辆运输调车作业进行智能化的调度管理。
本发明还涉及一种利用上述铁路车辆智能运输调度管理方法所形成的铁路车辆智能运输调度管理系统装置。
为了达到这一目的，本发明所提出的技术方案是：一种铁路车辆智能运输调度管理方法，利用物联网进行铁路智能运输调度安全管理，铁路智能运输调度安全管理系统主要由高精度定位检测终端和二级云平台构成；通过高精度定位检测终端和云平台结合进行铁路智能运输调度管理。
进一步地，所述的高精度定位检测终端是在车厢上安装高精度定位检测终端，通过高精度定位检测终端采集车厢实时的位置信息，经MCU处理，送高精度定位检测终端内部通信模块，通信模块通过内部天线发报车厢本身信息，与外部基站进行通信，基站接收到数据之后经分组核心网以及IOT连接管理的物联网平台，把智能终端发报上来的精密位置和车辆数据，提供给应用服务器；管理员通过电力机车及城轨车辆调运管理流程的生产管理信息系统，进行铁路智能运输调度安全管理。
进一步地，所述的高精度定位检测终端包括传感器模块、高精度GPS模块、MCU、通信模块、电源管理；道岔传感器模块将车厢的物理信号转化为电信号，通过ADC接口和总线接口将铁轨道岔状态等信息保存至MCU，高精度GPS模块检测车辆位置信息通过串口传送给MCU，MCU则负责把车辆位置信息和物理数据、电池电量及内部系统信息进行软件判断处理，若判断出有异常或故障，则通过AT命令/UART接口将判断结果和历史数据一起发送至通信模块，由通信模块负责与无线网络基站进行通信。
进一步地，所述的高精度定位检测终端包含有设置参数、周期性上报、警告报警、查询信息、停止监控用例检测模块；其中周期性上报、警告上报以及查询信息依赖与信息采集用例，信息采集用例则包含了电量监控、铁轨道岔状态信息采集、定位信息采集。
进一步地，所述的高精度定位检测终端的电源采用低温锂电池，工作温度范围为-30℃~60℃，可支持快速充电。
进一步地，所述的高精度定位检测终端硬件采用2000mAh低温锂电池，并采用低功耗单片机，5G模组，低功耗实时时钟。
进一步地，所述的高精度定位检测终端采取休眠式工作方式，在车辆不需要采集数据时，处于休眠状态，休眠时综合功耗为uA级，同时结合前述状态切换机制保证电池使用5~10年。
一种实现铁路车辆智能运输调度管理方法的系统装置，包括高精度定位检测终端和二级云平台构成；通过高精度定位检测终端和云平台结合进行铁路智能运输调度管理；所述的高精度定位检测终端是在车厢上安装高精度定位检测终端，通过高精度定位检测终端采集车厢实时的位置信息，经MCU处理，送高精度定位检测终端内部通信模块，通信模块通过内部天线发报车厢本身信息，与外部基站进行通信，基站接收到数据之后经分组核心网以及IOT连接管理的物联网平台，把智能终端发报上来的精密位置和车辆数据，提供给应用服务器；管理员通过电力机车及城轨车辆调运管理流程的生产管理信息系统，进行铁路智能运输调度安全管理；所述的高精度定位检测终端包括传感器模块、高精度GPS模块、MCU、通信模块、电源管理；道岔传感器模块将车厢的物理信号转化为电信号，通过ADC接口和总线接口将铁轨道岔状态等信息保存至MCU，高精度GPS模块检测车辆位置信息通过串口传送给MCU，MCU则负责把车辆位置信息和物理数据、电池电量及内部系统信息进行软件判断处理，若判断出有异常或故障，则通过AT命令/UART接口将判断结果和历史数据一起发送至通信模块，由通信模块负责与无线网络基站进行通信。
进一步地，所述的高精度定位检测终端包含有设置参数、周期性上报、警告报警、查询信息、停止监控用例检测模块；其中周期性上报、警告上报以及查询信息依赖与信息采集用例，信息采集用例则包含了电量监控、铁轨道岔状态信息采集、定位信息采集。
进一步地，所述的高精度定位检测终端的电源采用低温锂电池，工作温度范围为-30℃~60℃，可支持快速充电；所述的高精度定位检测终端硬件采用2000mAh低温锂电池，并采用低功耗单片机，5G模组，低功耗实时时钟。
进一步地，所述的高精度定位检测终端采取休眠式工作方式，在车辆不需要采集数据时，处于休眠状态，休眠时综合功耗为uA级，同时结合前述状态切换机制保证电池使用5~10年。
本发明的优点在于：
本发明在利用物联网对铁路车辆智能运输调度管理，该种铁路车辆智能运输调度管理方法可对铁路车辆运输调车作业进行智能化的调度管理，主要有以下特点：
1、管理员可以通过本发明系统对电力机车及城轨车辆调运管理流程实行智能化的生产信息系统管理，能够高效、有序地组织生产、缩短生产周期、提高调车效率、减少安全隐患、控制和降低生产成本，充分实现资源共享。
2、可以确定车辆实时位置和调度管理。
3、可实现建立其健康监测历史记录和大数据分析判断及管理系统。
4 、对模组（包括温度、3D加速度和压力等数字化传感器，MCU,通讯芯片，锂电池电源等）内部故障及电源不足等进行实时管理。
附图说明
图1是本发明系统原理示意图；
图2是本发明的高精度定位检测终端功能模块示意图；
图3是本发明的高精度定位检测终端的结构示意图；
图4是本发明的系统工作流程示意图；
图5是本发明的铁路岔路远程智能监控终端结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例一
通过附图可以看出，本发明涉及一种实现铁路车辆智能运输调度管理方法的系统装置，包括高精度定位检测终端1和二级云平台2；通过高精度定位检测终端1和云平台2结合进行铁路智能运输调度管理；所述的高精度定位检测终端1是在车厢3上安装高精度定位检测终端1，通过高精度定位检测终端1采集车厢3实时的位置信息，经MCU处理，送高精度定位检测终端1内部通信模块，通信模块通过内部天线发报车厢本身信息，与外部基站进行通信，基站接收到数据之后经分组核心网以及IOT连接管理的物联网平台4，把智能终端发报上来的精密位置和车辆数据，提供给应用服务器5；管理员通过电力机车及城轨车辆调运管理流程的生产管理信息系统，进行铁路智能运输调度安全管理；所述的高精度定位检测终端包括传感器模块、高精度GPS模块、MCU、通信模块、电源管理；道岔传感器模块将车厢的物理信号转化为电信号，通过ADC接口和总线接口将铁轨道岔状态等信息保存至MCU，高精度GPS模块检测车辆位置信息通过串口传送给MCU，MCU则负责把车辆位置信息和物理数据、电池电量及内部系统信息进行软件判断处理，若判断出有异常或故障，则通过AT命令/UART接口将判断结果和历史数据一起发送至通信模块，由通信模块负责与无线网络基站进行通信。
所述的高精度定位检测终端包含有多个功能部件（如附图3所示），包括设置参数、周期性上报、警告报警、查询信息、停止监控用例检测模块；其中周期性上报、警告上报以及查询信息依赖与信息采集用例，信息采集用例则包含了电量监控、铁轨道岔状态信息采集、定位信息采集。高精度定位检测终端直接选择和IOT平台或者应用服务器通过CoAP协议进行通信，承载应用层数据。当应用服务器支持CoAP时，业务数据可不经过IOT平台，直接从分组核心网导致应用服务器。
各部分的工作流程如下：
1、参数设置流程如下表
2、信息上报流程如下表
3、信息查询流程如下表
4、停止业务流程如下表
所述的高精度定位检测终端的电源采用低温锂电池，工作温度范围为-30℃~60℃，可支持快速充电；所述的高精度定位检测终端硬件采用2000mAh低温锂电池，并采用低功耗单片机，5G模组，低功耗实时时钟。
所述的高精度定位检测终端采取休眠式工作方式，在车辆不需要采集数据时，处于休眠状态，休眠时综合功耗为uA级，同时结合前述状态切换机制保证电池使用5~10年。
所述的铁路岔路远程智能监控终端结构如附图5，将铁路岔路远程智能监控终端1放置在一个封闭盒体10内，采用内置天线，铁路岔路远程智能监控终端IP防护等级达到IP67,体积为半径30mm，厚度30mm的圆柱体；封闭盒体10包括上盖7和下盖8，在下盖8内置有永磁体6，铁路岔路远程智能监控终端1采用强磁吸附的安装方式安装在车体上。
上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
通过上述实施例可以看出，本发明还涉及一种铁路车辆智能运输调度管理方法，利用物联网进行铁路智能运输调度安全管理，铁路智能运输调度安全管理系统主要由高精度定位检测终端和二级云平台构成；通过高精度定位检测终端和云平台结合进行铁路智能运输调度管理。
进一步地，所述的高精度定位检测终端是在车厢上安装高精度定位检测终端，通过高精度定位检测终端采集车厢实时的位置信息，经MCU处理，送高精度定位检测终端内部通信模块，通信模块通过内部天线发报车厢本身信息，与外部基站进行通信，基站接收到数据之后经分组核心网以及IOT连接管理的物联网平台，把智能终端发报上来的精密位置和车辆数据，提供给应用服务器；管理员通过电力机车及城轨车辆调运管理流程的生产管理信息系统，进行铁路智能运输调度安全管理。
进一步地，所述的高精度定位检测终端包括传感器模块、高精度GPS模块、MCU、通信模块、电源管理；道岔传感器模块将车厢的物理信号转化为电信号，通过ADC接口和总线接口将铁轨道岔状态等信息保存至MCU，高精度GPS模块检测车辆位置信息通过串口传送给MCU，MCU则负责把车辆位置信息和物理数据、电池电量及内部系统信息进行软件判断处理，若判断出有异常或故障，则通过AT命令/UART接口将判断结果和历史数据一起发送至通信模块，由通信模块负责与无线网络基站进行通信。
进一步地，所述的高精度定位检测终端包含有设置参数、周期性上报、警告报警、查询信息、停止监控用例检测模块；其中周期性上报、警告上报以及查询信息依赖与信息采集用例，信息采集用例则包含了电量监控、铁轨道岔状态信息采集、定位信息采集。
进一步地，所述的高精度定位检测终端的电源采用低温锂电池，工作温度范围为-30℃~60℃，可支持快速充电。
进一步地，所述的高精度定位检测终端硬件采用2000mAh低温锂电池，并采用低功耗单片机，5G模组，低功耗实时时钟。
进一步地，所述的高精度定位检测终端采取休眠式工作方式，在车辆不需要采集数据时，处于休眠状态，休眠时综合功耗为uA级，同时结合前述状态切换机制保证电池使用5~10年。
本发明的优点在于：
本发明在利用物联网对铁路车辆智能运输调度管理，该种铁路车辆智能运输调度管理方法可对铁路车辆运输调车作业进行智能化的调度管理，主要有以下特点：
1、管理员可以通过本发明系统对电力机车及城轨车辆调运管理流程实行智能化的生产信息系统管理，能够高效、有序地组织生产、缩短生产周期、提高调车效率、减少安全隐患、控制和降低生产成本，充分实现资源共享。
2、可以确定车辆实时位置和调度管理。
3、可实现建立其健康监测历史记录和大数据分析判断及管理系统。
4 、对模组（包括温度、3D加速度和压力等数字化传感器，MCU,通讯芯片，锂电池电源等）内部故障及电源不足等进行实时管理。
Claims (10)
1.一种铁路车辆智能运输调度管理方法，其特征在于：利用物联网进行铁路智能运输调度安全管理，铁路智能运输调度安全管理系统主要由高精度定位检测终端和二级云平台构成；通过高精度定位检测终端和云平台结合进行铁路智能运输调度管理。
2.如权利要求1所述的铁路车辆智能运输调度管理方法，其特征在于：所述的高精度定位检测终端是在车厢上安装高精度定位检测终端，通过高精度定位检测终端采集车厢实时的位置信息，经MCU处理，送高精度定位检测终端内部通信模块，通信模块通过内部天线发报车厢本身信息，与外部基站进行通信，基站接收到数据之后经分组核心网以及IOT连接管理的物联网平台，把智能终端发报上来的精密位置和车辆数据，提供给应用服务器；管理员通过电力机车及城轨车辆调运管理流程的生产管理信息系统，进行铁路智能运输调度安全管理。
3.如权利要求2所述的铁路车辆智能运输调度管理方法，其特征在于：所述的高精度定位检测终端包括传感器模块、高精度GPS模块、MCU、通信模块、电源管理；道岔传感器模块将车厢的物理信号转化为电信号，通过ADC接口和总线接口将铁轨道岔状态等信息保存至MCU，高精度GPS模块检测车辆位置信息通过串口传送给MCU，MCU则负责把车辆位置信息和物理数据、电池电量及内部系统信息进行软件判断处理，若判断出有异常或故障，则通过AT命令/UART接口将判断结果和历史数据一起发送至通信模块，由通信模块负责与无线网络基站进行通信。
4.如权利要求3所述的铁路车辆智能运输调度管理方法，其特征在于：所述的高精度定位检测终端包含有设置参数、周期性上报、警告报警、查询信息、停止监控用例检测模块；其中周期性上报、警告上报以及查询信息依赖与信息采集用例，信息采集用例则包含了电量监控、铁轨道岔状态信息采集、定位信息采集。
5.如权利要求3所述的铁路车辆智能运输调度管理方法，其特征在于：所述的高精度定位检测终端的电源采用低温锂电池，工作温度范围为-30℃~60℃，可支持快速充电。
6.如权利要求5所述的铁路车辆智能运输调度管理方法，其特征在于：所述的高精度定位检测终端硬件采用2000mAh低温锂电池，并采用低功耗单片机，5G模组，低功耗实时时钟。
7.如权利要求3所述的铁路车辆智能运输调度管理方法，其特征在于：所述的高精度定位检测终端采取休眠式工作方式，在车辆不需要采集数据时，处于休眠状态，休眠时综合功耗为uA级，同时结合前述状态切换机制保证电池使用5~10年。
8.一种铁路车辆智能运输调度管理系统装置，包括高精度定位检测终端和二级云平台构成；通过高精度定位检测终端和云平台结合进行铁路智能运输调度管理；所述的高精度定位检测终端是在车厢上安装高精度定位检测终端，通过高精度定位检测终端采集车厢实时的位置信息，经MCU处理，送高精度定位检测终端内部通信模块，通信模块通过内部天线发报车厢本身信息，与外部基站进行通信，基站接收到数据之后经分组核心网以及IOT连接管理的物联网平台，把智能终端发报上来的精密位置和车辆数据，提供给应用服务器；管理员通过电力机车及城轨车辆调运管理流程的生产管理信息系统，进行铁路智能运输调度安全管理；所述的高精度定位检测终端包括传感器模块、高精度GPS模块、MCU、通信模块、电源管理；道岔传感器模块将车厢的物理信号转化为电信号，通过ADC接口和总线接口将铁轨道岔状态等信息保存至MCU，高精度GPS模块检测车辆位置信息通过串口传送给MCU，MCU则负责把车辆位置信息和物理数据、电池电量及内部系统信息进行软件判断处理，若判断出有异常或故障，则通过AT命令/UART接口将判断结果和历史数据一起发送至通信模块，由通信模块负责与无线网络基站进行通信。
9.如权利要求8所述的铁路车辆智能运输调度管理系统装置，其特征在于：所述的高精度定位检测终端包含有设置参数、周期性上报、警告报警、查询信息、停止监控用例检测模块；其中周期性上报、警告上报以及查询信息依赖与信息采集用例，信息采集用例则包含了电量监控、铁轨道岔状态信息采集、定位信息采集。
10.如权利要求9所述的铁路车辆智能运输调度管理系统装置，其特征在于：所述的高精度定位检测终端的电源采用低温锂电池，工作温度范围为-30℃~60℃，可支持快速充电；所述的高精度定位检测终端硬件采用2000mAh低温锂电池，并采用低功耗单片机，5G模组，低功耗实时时钟；所述的高精度定位检测终端采取休眠式工作方式，在车辆不需要采集数据时，处于休眠状态，休眠时综合功耗为uA级，同时结合前述状态切换机制保证电池使用5~10年。
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