CN109143997B - 铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统及方法，铁路集装箱货场自动化控制中心用于接收铁路港湾站集装箱货场管理系统下达的集装箱作业计划，计算设备作业策略，下达作业指令给各作业系统，收集各作业系统作业进度，港湾站自动化倒装系统用于控制港湾站集装箱装卸机具的自动倒装、定位及走行；港区堆场自动化装卸系统用于控制港区堆场集装箱装卸机具自动装卸、定位及走行；轨道动力平车控制系统用于控制轨道动力平车的自动运行、定位以及轨道动力平车的重联同步运行；铁路车站进路控制系统用于进路道岔控制、进路安全防护以及轨道动力平车运行间隔控制。本发明实现了集装箱作业过程的全自动化管理，大大提高了生产效率。

Description

铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统及方法

技术领域

本发明涉及交通运输领域，尤其涉及一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统及作业方法。

背景技术

集装箱多式联运具有产业链长、高效快捷、集约经济、安全可靠等优势，是货物运输发展的重要方向。水铁联运、公铁联运已成为集装箱长距离门到门运输服务的主要形式，随着铁路集装箱运输量的增长，铁路集装箱列车中转及编组工作量显著增加。特别是铁水联运项目，一个铁路港前车站(港湾站)对应多个港口码头铁路集装箱堆场(港区、货区)时，到达的集装箱列车车辆排列顺序杂乱，无法满足多处港口专用线(港区)分类依次快速送达的要求，需重新按港口专用线(港区、货区)线别要求进行重新解体编组后分送到不同的港口专用线(港区)卸车，解编工作量十分繁重。港口专用线(港区、货区)铁路中转运输的集装箱，在装车后，需要铁路进行运行方向的分类，编组工作量十分繁重。

现有的铁路控制系统主要分为控制站场道岔的车站信号联锁系统和区间闭塞控制列车的列车运行控制系统。它们针对的都是列车运行和车站调车作业的机车、车辆，没有针对集装箱的控制作业系统。

现有的铁路信息系统按照不同的作业流程设置有铁路货运站安全监控与管理系统、铁路集装箱货场管理系统。

铁路货运站安全监控与管理系统在车站层面应用功能包括受理审核、生产组织、安全监控、物流服务、基础管理、经营管理6个功能模块。为实现信息充分共享，尽量避免资源重复浪费，对铁路货车篷布管理等系统进行整合；对危险货物运输安全监控系统(车站级)进行部分功能整合；对确报、现车、货票等系统进行功能对接。

铁路集装箱货场管理系统是一个集生产管理、财务管理、经营分析等功能为一体的实时系统，由集装箱计算机管理系统(包括商务、堆场管理、门检、装卸管理、计费、统计、无线通信、维护、触摸屏等子系统)、无线数据通讯系统、视频监控系统等组成。各子系统和作业点通过站内局域网(有线网络和无线网络)相连接，以车站作业流程为基础、覆盖站内集装箱作业处理和运输组织所有业务，形成完整的能够独立作业的站内管理系统，又具备与海关、国检、银行等信息交换和物流业务需要的功能。是一个铁路集装箱货场区域范围内的封闭信息系统。目前应用于铁路集装箱货场，没有用于铁路集装箱铁水联运港湾站。

现有技术存在以下问题：

1、铁路运输具有信息化和自动化控制系统，控制的对象实体是列车和车辆等货物载体，集装箱装卸、中转作业本身仍然采用人工操作方式，人工体力劳动强度大，自动化、信息化水平较低，误差大，基本处于现场手工作业阶段。

2、铁路货运信息系统与港区(货区)信息系统之间没有数据交换，所有数据仍采用现场采集，人工确认，缺乏集装箱自动化作业所需的数据。

3、铁路集装箱货场管理系统是一个车站货场封闭区域的局域网作业系统，不具备自动化控制能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统及作业方法，旨在用于解决现有的铁路集装箱列车中转、装卸货物编解列车工作量大，信息化、自动化程度较低，效率不高的问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统，包括：铁路集装箱货场自动化控制中心以及分别与铁路集装箱货场自动化控制中心通信连接的港湾站自动化倒装系统、港区堆场自动化装卸系统、轨道动力平车控制系统以及铁路车站进路控制系统；

所述铁路集装箱货场自动化控制中心用于接收铁路港湾站集装箱货场管理系统下达的集装箱作业计划，计算设备作业策略，下达作业指令给各作业系统，收集各作业系统作业进度；

所述港湾站自动化倒装系统包括港湾站集装箱装卸机具定位子系统、列车车辆车号识别及定位子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、轨道动力平车车号识别及定位子系统，用于控制港湾站集装箱装卸机具的自动倒装、定位及走行；

所述港区堆场自动化装卸系统包括港区堆场集装箱装卸机具定位子系统、港区堆场货位识别及定位子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、轨道动力平车车号识别及定位子系统，用于控制港区堆场集装箱装卸机具自动装卸、定位及走行；

所述轨道动力平车控制系统包括轨道动力平车定位子系统、进路及走行控制子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、集装箱装卸机具识别及定位子系统，用于控制轨道动力平车的自动运行、定位以及轨道动力平车的重联同步运行；

所述铁路车站进路控制系统包括进路联锁控制子系统、轨道动力平车定位子系统以及道岔控制子系统，用于进路道岔控制、进路安全防护以及轨道动力平车运行间隔控制。

第二方面，本发明还提供一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场卸车作业方法，包括以下步骤：

铁路集装箱货场管理系统向铁路集装箱货场自动化控制中心下达待卸列车的集装箱卸车作业计划，并提供待卸列车的车辆信息以及集装箱信息；

铁路集装箱货场自动化控制中心接收港湾站自动化倒装系统上传的待卸列车每节车厢位置信息、港湾站集装箱装卸机具位置信息、轨道动力平车的位置及空重信息，以及作业进度信息，计算多台港湾站集装箱装卸机具以及多个轨道动力平车同步运行作业的集装箱倒装作业策略，向港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车下达集装箱倒装作业指令；

港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令进行集装箱倒装作业，将待卸列车上的集装箱倒装到位于倒装线上的轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定；

轨道动力平车单车或重组向目的地运行，在运行到道岔区前方时，向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区；

港区堆场集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的卸车指令，自动运行至卸车堆场货位抓取轨道动力平车上的集装箱，读取轨道动力平车车号ID以及集装箱箱号，按照集装箱目的地堆场位置指令放置在指定堆场货位，并上传作业进度和最终位置。

进一步地，所述待卸列车的车辆信息包括列车车次号、编组顺序、车辆车号以及停车股道号，所述集装箱信息包括集装箱箱号、作业起点位置、卸车港区堆场以及货位位置。

进一步地，所述港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令进行集装箱倒装作业，将待卸列车上的集装箱倒装到位于倒装线上的轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，具体包括：

港湾站集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令，自动走行到待卸列车车辆区域，寻找识别确认待卸列车车辆车号及位置定位，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告作业位置，轨道动力平车根据倒装作业策略和铁路集装箱货场自动化控制中心提供的港湾站集装箱装卸机具位置，跟随港湾站集装箱装卸机具运行接受装车，港湾站集装箱装卸机具抓取待卸列车车辆上的集装箱，读取集装箱箱号，倒装到相邻的空载轨道动力平车上，读取轨道动力平车车号ID，上报铁路集装箱货场自动化控制中心，轨道动力平车装车后从车载检测系统获取集装箱箱号，实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，确定自身位置坐标上传至铁路集装箱货场自动化控制中心。

进一步地，所述向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区，具体包括：

轨道动力平车按排列顺序逐车或按车组上传轨道动力平车位置及车号ID，向铁路车站进路控制系统申请集装箱堆场位置进路的开通指令，铁路车站进路控制系统开通进路，按顺序向轨道动力平车或车组下发运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区，自动运行过程中不间断的向铁路集装箱货场自动化控制中心上报轨道动力平车位置及状态数据。

进一步地，所述方法还包括：

集装箱放置在堆场货位后，通过港区堆场集装箱箱号识别及定位和视频证明办理集装箱移交手续。

第三方面，本发明还提供一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场装车作业方法，包括以下步骤：

铁路集装箱货场管理系统向铁路集装箱货场自动化控制中心下达组建集装箱列车的集装箱装车作业计划，并提供待装列车的车辆信息以及集装箱联运信息；

铁路集装箱货场自动化控制中心接收港区堆场自动化装卸系统上传的港区堆场集装箱装卸机具位置信息、轨道动力平车的位置及空重信息，以及作业进度信息，计算多台港区堆场集装箱装卸机具以及多个轨道动力平车同步运行作业的集装箱装车作业策略，向港区堆场集装箱装卸机具以及轨道动力平车下达集装箱装车作业指令；

港区堆场集装箱装卸机具和轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，将港区堆场待装车的集装箱装载至轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定；

轨道动力平车单车或重组向港湾站运行，在运行到道岔区前方时，向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港湾站；

港湾站集装箱装卸机具以及装载有集装箱的轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装指令进行集装箱倒装作业，将待倒装的轨道动力平车上的集装箱倒装到待装车的列车上，组建成集装箱列车。

进一步地，所述待装列车的车辆信息包括列车车次号、编组顺序、车辆车号、车辆定位以及空车停车股道号，所述集装箱联运信息包括集装箱箱号、作业起点始发地装车堆场及货位位置、装车车辆的车辆车号。

进一步地，所述港区堆场集装箱装卸机具和轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，将港区堆场待装车的集装箱装载至轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，具体包括：

港区堆场集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，自动运行至装车堆场货位，寻找识别确认要装车的集装箱，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告作业位置，轨道动力平车根据装车作业策略和铁路集装箱货场自动化控制中心提供的港区堆场集装箱装卸机具位置，跟随港区堆场集装箱装卸机具运行接受装车，港区堆场集装箱装卸机具抓取待装车的集装箱，读取集装箱箱号，倒装到跟随的空载轨道动力平车上，读取轨道动力平车车号ID，上报集装箱货场自动化控制中心，轨道动力平车装车后从车载检测系统获取集装箱箱号，实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，确定自身位置坐标上传至铁路集装箱货场自动化控制中心。

进一步地，所述方法还包括：

集装箱在港区堆场装车完毕后，装载集装箱的轨道动力平车通过堆场分界处的电子门禁处的集装箱箱号识别及定位和视频证明办理集装箱移交手续。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统及作业方法，系统涵盖了车辆定位、车号(箱号)识别、车辆自动控制、道岔联锁系统等多项智能集控功能，并通过与铁路集装箱货场管理系统、港区集装箱货场管理系统进行数据交换，实现了集装箱的从到站、识别、装卸、交付，或装车逆向作业等过程的全自动化管理，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统的结构框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明在基于集装箱轨道动力平车中转倒装作业方式下提出的一种新型的铁路集装箱货场管理控制系统，该系统适合一个铁路港湾站对应若干个集装箱港区情况下的集装箱装卸中转作业。也适用于其它集装箱动力车辆中转倒装作业方式。

集装箱轨道动力平车倒装作业方式的作业系统包括与铁路港湾站到发线相邻设置的倒装场，倒装场设有至少一条与到发线平行的倒装线，倒装线与各对应的港区联通，倒装线上运行有多个轨道动力平车，轨道动力平车用于将集装箱从铁路港湾站运往各港区或者从各港区运往铁路港湾站。轨道动力平车为自动力运行车辆，可以单车运行或多车重联运行。铁路港湾站以及港区还设有集装箱装卸机具，铁路港湾站的集装箱装卸机具用于将位于到发线上的集装箱倒装到位于倒装线上的轨道动力平车上，或者将位于倒装线上的轨道动力平车上的集装箱倒装到位于到发线上的列车上，港区的集装箱装卸机具用于将位于港区装卸线上的轨道动力平车上的集装箱倒装到港区堆场，或者将位于港区堆场的集装箱倒装到位于装卸线上的轨道动力平车上。集装箱装卸机具包括多个龙门吊以及供龙门吊行走的两条走行轨，多个龙门吊可以同时作业。

利用该系统可以采用多种列车编解组运输的方式，包括：1、列车集装箱通过龙门吊平行倒装到一列轨道动力平车上，轨道动力平车运行过程中按到达港区进行编组重联后运行到各港区；2、列车集装箱通过龙门吊分组平行倒装到多列轨道动力平车上，各列轨道动力平车重联后运行到各港区；3、列车集装箱通过龙门吊按港区分组一组一组地依次倒装到一列轨道动力平车上，各组倒装完的轨道动力平车重联后运行到对应的港区；4、港区集装箱通过龙门吊按运送方向分组倒装至一列轨道动力平车上，轨道动力平车运载集装箱运行至铁路港湾站。上述各种列车编解组的方式，需要对轨道动力平车进行调度以及对其运行进行控制，同时需要协调各龙门吊的工作，使其将集装箱转移到对应的位置。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例提供一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统，包括：铁路集装箱货场自动化控制中心1以及分别与铁路集装箱货场自动化控制中心通信连接的港湾站自动化倒装系统4、港区堆场自动化装卸系统5、轨道动力平车控制系统3以及铁路车站进路控制系统2；

所述铁路集装箱货场自动化控制中心1用于接收铁路港湾站集装箱货场管理系统下达的集装箱作业计划以及相关列车信息和集装箱信息，集装箱作业计划包括集装箱由待卸列车卸车至港区堆场的集装箱卸车作业计划以及集装箱由港区堆场装车至待装列车的集装箱装车作业计划，计算港湾站集装箱装卸机具、港区堆场集装箱装卸机具以及轨道动力平车作业策略，下达作业指令给各作业系统，作业系统包括港湾站自动化倒装系统、港区堆场自动化装卸系统、轨道动力平车控制系统，还用于收集各作业系统的作业进度、实现各作业系统信息和作业进度的互传以及协调各作业系统进度；其中，集装箱作业计划包括集装箱卸车或装车的编解组运输方式以及所需调度的轨道动力平车数量等，作业策略包括多台集装箱装卸机具同时作业时，分配每一台集装箱装卸机具哪几辆车范围，确定分区股道和区域等，以及同时有多列车到达时的优先装卸车的确定等。所述铁路集装箱货场自动化控制中心1具体功能如下：

(1)接收铁路集装箱货场管理系统下达的集装箱卸车作业计划以及集装箱装车作业计划，接收装卸或中转的相关集装箱起始位置信息和目的地位置信息、相关装卸列车车辆车号及位置信息以及港区堆场所有集装箱位置信息。

(2)根据铁路集装箱货场管理系统下达的集装箱卸车作业计划或者集装箱装车作业计划制定设备分工及同步作业策略；向集装箱装卸机具及轨道动力平车下达作业指令，铁路卸车时依据港湾站集装箱装卸机具作业进程，调动轨道动力平车跟进港湾站集装箱装卸机具装车；根据轨道动力平车的走行进程调动港区堆场集装箱装卸机具跟进卸车至堆场。铁路装车时，作业方式相反。

(3)接收作业范围内列车车辆、轨道动力平车、集装箱装卸机具以及集装箱的状态及动态位置信息。

(4)向铁路集装箱货场管理系统上传作业进程中的集装箱位置动态信息，港区堆场所有集装箱动态位置信息。上传作业进程中的轨道动力平车、集装箱装卸机具以及列车车辆的状态和位置。

所述港湾站自动化倒装系统4包括港湾站集装箱装卸机具定位子系统、列车车辆车号识别及定位子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、轨道动力平车车号识别及定位子系统以及第一通信子系统，具有列车车辆车号识别及定位功能、集装箱箱号识别和定位功能、轨道动力平车车号识别及定位功能，还具有与其他作业系统进行通信的功能；用于控制港湾站集装箱装卸机具的自动倒装、定位及走行。

所述港区堆场自动化装卸系统5包括港区堆场集装箱装卸机具定位子系统、港区堆场货位识别及定位子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、轨道动力平车车号识别及定位子系统和第二通信子系统，具有列车车辆车号识别及定位功能、集装箱箱号识别及定位功能、集装箱轨道动力平车车号识别及定位功能、港区堆场区域识别及定位功能，还具有与其他作业系统进行通信的功能；用于控制港区堆场集装箱装卸机具自动装卸、定位及走行。

所述轨道动力平车控制系统3设置于轨道动力平车上，包括轨道动力平车定位子系统、进路及走行控制子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、集装箱装卸机具识别及定位子系统以及第三通信子系统，具有轨道动力平车的定位、进路及走行控制功能、集装箱箱号识别功能以及集装箱装卸机具识别及定位功能，还具有实现轨道动力平车之间的通信以及与其他作业系统进行通信的功能；用于控制轨道动力平车的自动运行、定位以及轨道动力平车的重联同步运行。

所述铁路车站进路控制系统2包括进路联锁控制子系统、轨道动力平车定位子系统、道岔控制子系统、区间闭塞子系统、信号表示子系统和第四通信子系统，具有轨道动力平车定位功能，还具有与其他作业系统进行通信的功能；用于进路道岔控制、进路安全防护以及轨道动力平车运行间隔控制。

所述铁路集装箱货场自动化控制中心1通过各通信子系统实现与各作业系统之间的通信，具有与各作业系统间视频、数据通信传输功能，与上层管理系统间的视频及数据通信功能。各通信子系统之间也可以直接进行通信，实现信息的相互传输。

实施例2：

本发明实施例还提供一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场卸车作业方法，可以采用上述系统来实现，该方法包括以下步骤：

(1)铁路集装箱货场管理系统向铁路集装箱货场自动化控制中心下达待卸列车的集装箱卸车作业计划，并提供待卸列车的车辆信息以及集装箱信息；所述到达列车的车辆信息包括列车车次号、编组顺序、车辆车号以及停车股道号，所述集装箱信息包括集装箱箱号、作业起点位置、卸车港区堆场以及货位位置。

(2)铁路集装箱货场自动化控制中心接收港湾站自动化倒装系统上传的待卸列车每节车厢位置信息、港湾站集装箱装卸机具位置信息、轨道动力平车的位置及空重信息，以及作业进度信息，计算多台港湾站集装箱装卸机具以及多个轨道动力平车同步运行作业的集装箱倒装作业策略，包括作业步骤、作业范围、股道运用、优先等级等，向港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车下达集装箱倒装作业指令。

(3)港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令进行集装箱倒装作业，将待卸列车上的集装箱倒装到位于倒装线上的轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定；该过程具体包括：

港湾站集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令和具体集装箱箱号及位置、待卸列车车辆车号及位置信息，按定位位置自动走行到待卸列车车辆区域，寻找识别确认待卸列车车辆车号及位置定位和集装箱箱号及位置，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告作业位置，召唤轨道动力平车跟随装卸机具位置，轨道动力平车根据倒装作业策略和铁路集装箱货场自动化控制中心提供的港湾站集装箱装卸机具位置，跟随港湾站集装箱装卸机具运行接受装车，港湾站集装箱装卸机具抓取待卸列车车辆上的集装箱，读取集装箱箱号，倒装到相邻的空载轨道动力平车上，读取轨道动力平车车号ID，上报铁路集装箱货场自动化控制中心，轨道动力平车装车后从车载检测系统获取集装箱箱号，实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，确定自身位置坐标上传至铁路集装箱货场自动化控制中心。

(4)铁路集装箱货场自动化控制系统通过数据通信向轨道动力平车下达本轨道动力平车在同一股道中的排列顺序位置、运行目的地。

(5)轨道动力平车单车或重组向目的地运行，在运行到道岔区前方时，向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区；该过程具体包括：

轨道动力平车按排列顺序逐车或按车组上传轨道动力平车位置及车号ID，向铁路车站进路控制系统申请集装箱堆场位置进路的开通指令(TA)，铁路车站进路控制系统开通进路，按顺序向轨道动力平车或车组下发运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区装卸线确定的堆场货位指定的集装箱装卸机具卸车位置，自动运行过程中不间断的向铁路集装箱货场自动化控制中心上报轨道动力平车位置及状态数据，包括运行状态、运行方向、车辆状态(设备监控数据)等数据。

(6)港区堆场集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的卸车指令，自动运行至卸车堆场货位抓取轨道动力平车上的集装箱，读取轨道动力平车车号ID，读取集装箱箱号，按照集装箱目的地堆场位置指令放置在指定堆场货位，并上传作业进度和最终位置。同时轨道动力平车车号与集装箱箱号解除关联绑定。

(7)集装箱放置在堆场货位后，通过港区堆场集装箱箱号识别及定位和视频证明办理集装箱移交手续。

(8)轨道动力平车卸车完毕，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告空车状态和位置，按照系统运算策略和运行线路空闲情况，单车或集结成组向港湾站倒装场回送。

实施例3：

本发明实施例还提供一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场装车作业方法，可以采用上述系统来实现，该方法包括以下步骤：

(1)铁路集装箱货场管理系统向铁路集装箱货场自动化控制中心下达组建集装箱列车的集装箱装车作业计划，并提供待装列车的车辆信息以及集装箱联运信息，所述待装列车的车辆信息包括列车车次号、编组顺序、车辆车号、车辆定位以及空车停车股道号，所述集装箱联运信息包括集装箱箱号、作业起点始发地装车堆场及货位位置、装车车辆的车辆车号。

(2)铁路集装箱货场自动化控制中心接收港区堆场自动化装卸系统上传的港区堆场集装箱装卸机具位置信息、轨道动力平车的位置及空重信息，以及作业进度信息，计算多台港区堆场集装箱装卸机具以及多个轨道动力平车同步运行作业的集装箱装车作业策略，包括作业步骤、作业范围、股道运用、优先等级等，向港区堆场集装箱装卸机具以及轨道动力平车下达集装箱装车作业指令。

(3)港区堆场集装箱装卸机具和轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，将港区堆场待装车的集装箱装载至轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定；该过程具体包括：

港区堆场集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，自动运行至装车堆场货位，寻找识别确认要装车的集装箱，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告作业位置，召唤轨道动力平车跟随港区堆场集装箱装卸机具位置，轨道动力平车根据装车作业策略和铁路集装箱货场自动化控制中心提供的港区堆场集装箱装卸机具位置，跟随港区堆场集装箱装卸机具运行接受装车，港区堆场集装箱装卸机具抓取待装车的集装箱，读取集装箱箱号，倒装到跟随的空载轨道动力平车上，读取轨道动力平车车号ID，上报集装箱货场自动化控制中心，轨道动力平车装车后从车载检测系统获取集装箱箱号，实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，确定自身位置坐标上传至铁路集装箱货场自动化控制中心。

(4)铁路集装箱货场自动化控制中心通过数据通信向轨道动力平车下达本轨道动力平车在港区同一股道中的排列顺序位置、运行目的地(装车股道)；

(5)轨道动力平车单车或重组向港湾站运行，在运行到道岔区前方时，向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港湾站；该过程具体包括：

轨道动力平车运载集装箱按照铁路集装箱货场自动化控制中心提供的目的地位置指令，轨道动力平车按排列顺序逐车(或车组)上传轨道动力平车位置及车号ID，向铁路车站进路控制系统申请集装箱装车股道位置进路的开通指令。铁路车站进路控制系统开通进路，按顺序向轨道动力平车(车组)下发运行许可指令(TA)。轨道动力平车按开通进路自动运行至港湾站确定的装车股道及指定的装卸机具卸车位置。自动运行过程中不间断的向铁路集装箱货场自动化控制中心上报轨道动力平车位置及状态数据，包括运行状态、运行方向、车辆状态(设备监控数据)等数据。

(6)集装箱在港区堆场装车完毕后，装载集装箱的轨道动力平车通过堆场分界处的电子门禁处的集装箱箱号识别及定位和视频证明办理集装箱移交手续。

(7)港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令进行集装箱倒装作业，将待倒装的轨道动力平车上的集装箱倒装到待装车的列车上，该过程具体包括：

港湾站集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令和具体集装箱箱号及位置、待装车的列车车辆车号及位置信息，按定位装置测定的位置自动走行到待装车作业的车辆区域，寻找识别确认待装车列车车辆车号及位置定位，港湾站集装箱装卸机具向铁路集装箱货场自动化控制中心报告作业位置，召唤装有集装箱的轨道动力平车跟随装卸机具位置移动；抓取待倒装的轨道动力平车上的集装箱，读取集装箱箱号，同时倒装到相邻的待装列车上，轨道动力平车与集装箱解除绑定；读取装载集装箱的列车车辆车号。上报铁路集装箱货场自动化控制中心集装箱箱号与集装箱列车车辆车号及装载关系；一个集装箱铁水联运装车作业完成。

(8)轨道动力平车卸车完毕，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告空车状态和位置。按照系统运算策略和运行线路空闲情况，单车或集结成组向港区回送继续装车或在港湾站倒装场集结等待计划。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)

1.一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场自动化控制系统，其特征在于，包括：铁路集装箱货场自动化控制中心以及分别与铁路集装箱货场自动化控制中心通信连接的港湾站自动化倒装系统、港区堆场自动化装卸系统、轨道动力平车控制系统以及铁路车站进路控制系统；

所述铁路集装箱货场自动化控制中心用于接收铁路港湾站集装箱货场管理系统下达的集装箱作业计划，计算设备作业策略，下达作业指令给各作业系统，收集各作业系统作业进度；

所述港湾站自动化倒装系统包括港湾站集装箱装卸机具定位子系统、列车车辆车号识别及定位子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、轨道动力平车车号识别及定位子系统，用于控制港湾站集装箱装卸机具的自动倒装、定位及走行；

所述港区堆场自动化装卸系统包括港区堆场集装箱装卸机具定位子系统、港区堆场货位识别及定位子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、轨道动力平车车号识别及定位子系统，用于控制港区堆场集装箱装卸机具自动装卸、定位及走行；

所述轨道动力平车控制系统包括轨道动力平车定位子系统、进路及走行控制子系统、集装箱箱号识别及定位子系统、集装箱装卸机具识别及定位子系统，用于控制轨道动力平车的自动运行、定位以及轨道动力平车的重联同步运行；

所述铁路车站进路控制系统包括进路联锁控制子系统、轨道动力平车定位子系统以及道岔控制子系统，用于进路道岔控制、进路安全防护以及轨道动力平车运行间隔控制。

2.一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场卸车作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

铁路集装箱货场管理系统向铁路集装箱货场自动化控制中心下达待卸列车的集装箱卸车作业计划，并提供待卸列车的车辆信息以及集装箱信息；

铁路集装箱货场自动化控制中心接收港湾站自动化倒装系统上传的待卸列车每节车厢位置信息、港湾站集装箱装卸机具位置信息、轨道动力平车的位置及空重信息，以及作业进度信息，计算多台港湾站集装箱装卸机具以及多个轨道动力平车同步运行作业的集装箱倒装作业策略，向港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车下达集装箱倒装作业指令；

港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令进行集装箱倒装作业，将待卸列车上的集装箱倒装到位于倒装线上的轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定；

轨道动力平车单车或重组向目的地运行，在运行到道岔区前方时，向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区；

港区堆场集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的卸车指令，自动运行至卸车堆场货位抓取轨道动力平车上的集装箱，读取轨道动力平车车号ID以及集装箱箱号，按照集装箱目的地堆场位置指令放置在指定堆场货位，并上传作业进度和最终位置。

3.如权利要求2所述的铁水联运铁路港湾站集装箱货场卸车作业方法，其特征在于：所述待卸列车的车辆信息包括列车车次号、编组顺序、车辆车号以及停车股道号，所述集装箱信息包括集装箱箱号、作业起点位置、卸车港区堆场以及货位位置。

4.如权利要求2所述的铁水联运铁路港湾站集装箱货场卸车作业方法，其特征在于，所述港湾站集装箱装卸机具以及轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令进行集装箱倒装作业，将待卸列车上的集装箱倒装到位于倒装线上的轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，具体包括：

港湾站集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装作业指令，自动走行到待卸列车车辆区域，寻找识别确认待卸列车车辆车号及位置定位，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告作业位置，轨道动力平车根据倒装作业策略和铁路集装箱货场自动化控制中心提供的港湾站集装箱装卸机具位置，跟随港湾站集装箱装卸机具运行接受装车，港湾站集装箱装卸机具抓取待卸列车车辆上的集装箱，读取集装箱箱号，倒装到相邻的空载轨道动力平车上，读取轨道动力平车车号ID，上报铁路集装箱货场自动化控制中心，轨道动力平车装车后从车载检测系统获取集装箱箱号，实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，确定自身位置坐标上传至铁路集装箱货场自动化控制中心。

5.如权利要求2所述的铁水联运铁路港湾站集装箱货场卸车作业方法，其特征在于，所述向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区，具体包括：

轨道动力平车按排列顺序逐车或按车组上传轨道动力平车位置及车号ID，向铁路车站进路控制系统申请集装箱堆场位置进路的开通指令，铁路车站进路控制系统开通进路，按顺序向轨道动力平车或车组下发运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港区，自动运行过程中不间断的向铁路集装箱货场自动化控制中心上报轨道动力平车位置及状态数据。

6.如权利要求2所述的铁水联运铁路港湾站集装箱货场卸车作业方法，其特征在于，所述方法还包括：

集装箱放置在堆场货位后，通过港区堆场集装箱箱号识别及定位和视频证明办理集装箱移交手续。

7.一种铁水联运铁路港湾站集装箱货场装车作业方法，其特征在于，包括以下步骤：

铁路集装箱货场管理系统向铁路集装箱货场自动化控制中心下达组建集装箱列车的集装箱装车作业计划，并提供待装列车的车辆信息以及集装箱联运信息；

铁路集装箱货场自动化控制中心接收港区堆场自动化装卸系统上传的港区堆场集装箱装卸机具位置信息、轨道动力平车的位置及空重信息，以及作业进度信息，计算多台港区堆场集装箱装卸机具以及多个轨道动力平车同步运行作业的集装箱装车作业策略，向港区堆场集装箱装卸机具以及轨道动力平车下达集装箱装车作业指令；

港区堆场集装箱装卸机具和轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，将港区堆场待装车的集装箱装载至轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定；

轨道动力平车单车或重组向港湾站运行，在运行到道岔区前方时，向铁路车站进路控制系统申请进路许可，铁路车站进路控制系统准备进路完毕，向轨道动力平车下达运行许可指令，轨道动力平车按开通进路自动运行至港湾站；

港湾站集装箱装卸机具以及装载有集装箱的轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的倒装指令进行集装箱倒装作业，将待倒装的轨道动力平车上的集装箱倒装到待装车的列车上，组建成集装箱列车。

8.如权利要求7所述的铁水联运铁路港湾站集装箱货场装车作业方法，其特征在于：

所述待装列车的车辆信息包括列车车次号、编组顺序、车辆车号、车辆定位以及空车停车股道号，所述集装箱联运信息包括集装箱箱号、作业起点始发地装车堆场及货位位置、装车车辆的车辆车号。

9.如权利要求7所述的铁水联运铁路港湾站集装箱货场装车作业方法，其特征在于，所述港区堆场集装箱装卸机具和轨道动力平车根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，将港区堆场待装车的集装箱装载至轨道动力平车上，轨道动力平车实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，具体包括：

港区堆场集装箱装卸机具根据铁路集装箱货场自动化控制中心下达的装车作业指令，自动运行至装车堆场货位，寻找识别确认要装车的集装箱，向铁路集装箱货场自动化控制中心报告作业位置，轨道动力平车根据装车作业策略和铁路集装箱货场自动化控制中心提供的港区堆场集装箱装卸机具位置，跟随港区堆场集装箱装卸机具运行接受装车，港区堆场集装箱装卸机具抓取待装车的集装箱，读取集装箱箱号，倒装到跟随的空载轨道动力平车上，读取轨道动力平车车号ID，上报集装箱货场自动化控制中心，轨道动力平车装车后从车载检测系统获取集装箱箱号，实施轨道动力平车号ID与集装箱箱号的数据关联绑定，确定自身位置坐标上传至铁路集装箱货场自动化控制中心。

10.如权利要求7所述的铁水联运铁路港湾站集装箱货场装车作业方法，其特征在于，所述方法还包括：

集装箱在港区堆场装车完毕后，装载集装箱的轨道动力平车通过堆场分界处的电子门禁处的集装箱箱号识别及定位和视频证明办理集装箱移交手续。

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