CN109410368B - 一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法 - Google Patents

一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法，属于铁路运输领域。所述计算货车运行里程的方法采用车号识别设备对应探测站的基础信息，结合货车运用的经验以及货车运行交路信息，针对不同线路情况分别建立货车运行里程的计算模型，将铁路车号识别设备实时采集的车号信息存储于里程统计服务器，并对车号信息进行序列化形成有序集合，利用所建立的计算模型结合有序集合中的车号信息实时计算出货车运行里程和记录货车运行轨迹。本发明的优点在于利用车号识别设备实时采集的车号信息实现对于货车运行里程的计算，不但计算精度高，且算法运行稳定、可控，同时有利于后续计算精度的持续提高。

Description

一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法
技术领域
本发明属于铁路运输领域，具体涉及一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法。
背景技术
铁路车辆主要分为三大类，分别是：机车、客车(含动车)和货车，其中机车和客车由于可以提供稳定的电源，因此车上均安装配置有运行里程的统计装置，可以实时统计运行里程并记录在车上，但由于货车车体上无稳定的电源，无法安装配置运行里程的统计装置来进行货车运行里程的计算和轨迹的记录，因此，只能依靠布点较为密集的地面车号识别设备来识别经过的货车，依赖相关的算法来逐段累加货车的运行里程，将累加之后的运行里程记录在服务器中，提供给车辆运用和管理相关部门。
由于我国铁路运营里程长、线路复杂，因此通过地面的车号识别设备获取货车运行里程难度大，技术复杂。当前，有部分铁路相关企业在一定区域内的固定线路上针对部分车型的货车进行了运行里程统计，但并未有在较大范围的线路内且针对货车的运行里程进行统计的系统和方法，当要进行里程统计的这些车辆运行范围超出固定区域或者线路的时候则无法获得其准确里程，且针对部分车辆的局部范围统计线路单一，运行交路简单，因此统计的算法较为简单，不便于推广。
发明内容
为了解决现有技术中针对计算货车运行里程不便的问题，本发明提供一种基于铁路车号信息(以下简称车号信息)计算货车运行里程的方法。所述计算货车运行里程的方法采用车号识别设备对应探测站(以下简称探测站)的基础信息，结合货车运用的经验以及货车运行交路信息，针对不同线路情况分别建立货车运行里程的计算模型，将车号识别设备实时采集的车号信息存储于里程统计服务器，并对车号信息进行序列化形成有序集合，利用所建立的计算模型结合有序集合中的车号信息实时计算出货车运行里程和记录货车运行轨迹。所述基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法具体包括如下几个步骤：
步骤一、获取铁路车号识别设备实时采集的车号信息，并集中存储于里程统计服务器。
步骤二、对集中存储的车号信息的有效性进行初步判断和过滤，将车号信息按照过车时间进行序列化，形成有序集合。
步骤三、采用探测站的基础信息，结合货车运用的经验和货车运行交路信息，针对不同线路情况，分别建立货车运行里程的计算模型。
步骤四、利用上述所建立的货车运行里程的计算模型，结合有序集合中的车号信息，计算货车运行里程和记录货车运行轨迹。
本发明的优点在于：
(1)铁路车号信息由车号识别设备自动采集获得，无人干预，实时性和准确性较高，具有较高的稳定性，铁路车号信息为货车内部信息，具有较高的可控制性，对于货车运行里程的稳定计算至关重要。
(2)根据铁路线路信息和实际交路情况，建立多个计算模型，使得计算精度较高且易于适配我国复杂的线路状况，对于未来新建线路和改造线路等情况下出现的交路变更均不需要修改核心模型代码，只需要对配置进行修改即可，使得本方法易于维护和扩展。
(3)在计算的过程中通过实时记录计算过程和异常信息，并建立了数据同步和审核机制，使得本方法能够通过所记录的信息实现异常数据的分析和回填，不断完善计算模型，从而有利于实现后续货车运行里程的计算精度的持续提高。
附图说明
图1为本发明中基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法流程图；
图2为本发明的探测站属于同一线路建立的站间距字典示意图；
图3为本发明枢纽的线路示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于铁路车号信息(以下简称车号信息)计算货车运行里程的方法，所述计算货车运行里程的方法将铁路车号识别设备(安装在铁路轨边，用于采集铁路车号信息的设备，包括：红外线车号设备、国境车号设备、车站车号设备和厂段车号设备)实时采集的车号信息存储于里程统计服务器，并对车号信息进行序列化形成有序集合，采用车号识别设备对应探测站(以下简称探测站)的基础信息，结合货车运用的经验和货车运行交路信息，针对不同线路情况分别建立货车运行里程的计算模型；利用建立的计算模型结合有序集合中的车号信息对货车运行里程进行实时计算，计算出货车运行里程和货车运行轨迹。所述基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法流程图如图1所示，所述方法具体包括如下几个步骤：
步骤一、获取铁路车号识别设备实时采集的车号信息，并集中存储于里程统计服务器。
所述的车号信息包含车号(货车的“身份证”)、车种车型、经过探测站位置、装卸信息和过车时间。车号信息的集中存储有利于分析和统计，如果车号信息不集中存储，而分散存储于各路局，在各路局进行分析和统计，那么货车如果跨路局运行则无法对货车进行运行里程的计算，而且车号信息的分散不便于维护和集中管理。
所述的车号识别设备包括红外线车号设备、国境车号设备、车站车号设备和厂段车号设备，车号识别设备位于探测站之间。
步骤二、对集中存储的车号信息的有效性进行初步判断和过滤，去掉车号信息中的异常字符、错误车号、重复车号和封存车号，保证车号信息的准确性；经过上述判断和过滤后，将车号信息按照过车时间进行序列化，形成有序集合。
因为要将货车运行里程进行实时计算，则必然需要按照过车时间对货车经过探测站的位置进行排序，从而实现运行里程的逐段累加，所以，保证车号信息的准确性和按照过车时间对车号信息进行序列化是计算货车运行里程的基本要求。
所述的对车号信息进行序列化，需要保证车号和过车时间的完整性，否则会出现货车运行不连续、跳站的情况；同时需要保证探测站系统时间的一致，否则会出现探测站顺序颠倒的情况，形成脏数据，使得计算的货车运行里程不准确。车号信息按照过车时间进行序列化，需要对过车时间进行校验，对于明显异常的过车时间进行过滤和剔除，对于过车时间丢失的情况，根据车号信息中的装卸信息对过车时间进行补录，由此形成以序列化的车号信息为索引总线、以过车时间为索引的有序集合。
步骤三、采用探测站的基础信息，结合货车运用的经验和货车运行交路信息，针对不同线路情况，分别建立货车运行里程的计算模型。
所述基础信息包括：探测站代码、探测站名称、探测站所属线路、探测站GPS位置信息和公里标信息；货车运用的经验和货车运行交路信息(简称交路信息)是指通过调研获得的不同线路的相关信息。
建立货车运行里程的计算模型主要是指建立里程计算的站间距字典，站间距字典中记录的是任意探测站与其他探测站之间的铁路线里程值和里程计算参数。
建立里程计算的站间距字典分为两种情况，分别是：所有探测站属于同一线路情况下建立一个站间距字典；分不同的线路条件建立多个站间距字典；
如果所有探测站属于同一线路，则利用基础信息建立站间距字典，如图2所示为探测站属于同一线路建立的站间距字典，在所建立的站间距字典中的记录数为：
[(n-1)+(n-2)+......+(n-(n-1))]×2＝n2-n个，n为探测站数量。
分不同的线路条件，则采用基础信息结合货车运用的经验和货车运行交路信息来建立站间距字典，方法如下：铁路线路条件包括七种，分别是：枢纽、交叉口、支线、专用线、地方铁路、分界口和国境站。首先采用基础信息在这七种线路条件下分别建立货车入口和出口之间的站间距字典，然后利用交路信息来设置站间距字典中的里程计算参数，具体为：如果是枢纽和交叉口，则将每一个入口处的探测站作为起点，分别获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，依靠车号识别设备来进行区分货车在枢纽和交叉口内的运行径路，将货车的运行径路作为站间距字典的里程计算参数；如果是支线和专用线，则将入口处的探测站作为起点获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，依据支线和专用线内的车号识别设备来判断货车进入支线和专用线的位置，将货车的进入位置作为站间距字典的里程计算参数；如果是地方铁路，则将每一个入口处的探测站作为起点，分别获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，将根据不同的车种车型(自备车和非自备车)、不同过车时间判断货车的运行里程作为站间距字典中的里程计算参数；如果是分界口，则按照所有探测站属于同一线路建立站间距字典的方式，将分界口标识作为站间距字典的里程计算参数；如果是国境站，则将入口处的探测站作为起点获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，针对每个国境站设置不同的出境里程作为站间距字典的里程计算参数(货车出国境的距离和位置一般情况下不变)。
针对图3所示的枢纽的线路单独建立站间距字典，具体为：以A上行为起点，需要在站间距字典中获取箭头代表的探测站A上行-C下行、A上行-D下行、A上行-E上行、A上行-F上行和A上行-G下行之间的铁路线里程值，同样，需要以B上行、G上行为起点获取到其余几个探测站的铁路线里程值，而且，货车运行在图3中虚线所示圆形区域内，可能行驶不同的径路，需要通过车号识别设备(圆点)进行区分，即当货车前后经过站间距字典中的两个探测站的时候，需要加入车号信息作为里程计算参数，判断出行驶的不同径路，对应累加不同的运行里程。进一步分析，如果探测站A、B、C、D、E、F和G其中的某一个探测站采集车号信息失败，还需要在原有的A上行-C下行、A上行-D下行、A上行-E上行、A上行-F上行和A上行-G下行条件上，再增加更多的起点来获取不同探测站之间的铁路线里程值。如果在某枢纽内，无法采用车号信息来确定货车运行径路，则需要取多条径路的平均值来累加到货车的运行里程中。
步骤四、利用上述所建立的货车运行里程的计算模型，结合有序集合中的车号信息，计算货车运行里程和记录货车运行轨迹。
当某个车号信息前后出现在两个探测站的时候，通过计算模型中两个探测站之间的铁路线里程值计算本辆货车的运行里程，并累加到本辆货车的当天运行里程中，并按照过车时间记录货车的运行序列，记录货车运行轨迹。
例如某辆货车从A探测站运行到Z探测站，则总运行里程计算方法如下：
总运行里程＝A～B+B～C+C～D+......+Y～Z；(例如A～B代表A探测站到B探测站铁路线里程值)
在计算的过程中，如果遇到在计算模型中找不到对应铁路线里程值的时候，则累加默认里程值30Km，并记录车号信息和经过前后探测站的过车时间。
在计算的过程中，每次货车经过两个探测站的时候，在计算模型中获得车号信息中的装卸信息，以此来判断货车的细微的运行径路，并确定货车的空重状态，由此计算出货车空重状态下的运行里程。
在计算的过程中，每次货车经过两个探测站的时候，将铁路线里程值除以货车经过两个探测站的时间间隔，由此计算货车在不同速度区间下的运行里程。例如：货车从A探测站运行到D探测站，则不同速度区间下的运行里程的计算方法如下：
A～B运行速度＝A～B里程值/(TA-TB)(A～B里程值代表A探测站到B探测站的铁路线里程值；TA代表货车通过A探测站的时间，TB代表货车通过B探测站的时间)；
A～B运行速度属于哪个速度区间，则将对应的A～B里程值累加到此速度区间对应的速度区间字段，速度区间字段存放的是货车运行速度在不同速度区间下的运行里程，速度区间包括：小于50Km/h、大于等于50Km/h小于80Km/h、大于等于80Km/h小于120Km/h和大于等于120Km/h。
依次将B～C里程值、C～D里程值累加到不同的速度区间字段。
除了进行运行里程累加计算外，还在计算的过程中记录里程计算的异常信息，在计算完成后，对异常信息进行分析，提取货车的运行规律，形成对应的站间距字典加入到之前的计算模型中，形成新的计算模型，使得之后的运行里程的计算越来越精确；所述异常信息是指：在里程计算的过程中，有部分信息无法在计算模型中找到对应的站间距字典中的铁路线里程值或里程计算参数，则无法累加准确的货车运行里程，只累加默认里程值。包括探测站基础信息变更，信息未及时同步到计算模型中；新建线路和探测站，基础信息未及时同步到计算模型中；货车的运行径路调研的不准确，造成的运行里程计算过大或者过小以及由于计算模型所依赖的里程统计服务器问题造成的计算异常。
利用本发明所提供的方法对货车运行里程进行计算实现了如下几个指标：总里程、精确里程、估算里程、在某路局内运行里程、空车运行里程、重车运行里程、速度小于50Km/h里程、速度大于等于50Km/h小于80Km/h里程、速度大于等于80Km/h小于120Km/h里程和速度大于等于120Km/h里程。
利用本发明所提供的计算方法，从2017年5月开始，每月由人工计算若干辆货车的人工计算运行里程，将人工计算运行里程与利用本方法计算的运行里程进行对比，平均每月统计货车200多辆，误差比例随着本方法的实行，通过不断完善模型实现了统计精度的不断提高，误差的比例在逐渐减小，(误差比例的计算：|人工计算运行里程-本方法计算运行里程|/人工计算运行里程)，特别是自2017年10月份以来误差比例均小于5％，且逐渐平稳。

Claims (6)

1.一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法，其特征在于，所述计算货车运行里程的方法具体包括如下几个步骤：
步骤一、获取铁路车号识别设备实时采集的车号信息，并集中存储于里程统计服务器；
所述车号信息包含车号、车种车型、经过探测站位置、装卸信息和过车时间；
步骤二、对集中存储的车号信息的有效性进行初步判断和过滤，将所有车号信息按照过车时间进行序列化，形成有序集合；
对车号信息进行序列化，需要保证车号信息和过车时间的完整性，同时需要保证探测站系统时间的一致，车号信息按照过车时间进行序列化，需要对过车时间进行校验，对于明显异常的过车时间进行过滤和剔除，对于过车时间丢失的情况，根据车号信息中的装卸信息对过车时间进行补录，由此形成以序列化的以车号信息为索引总线，以过车时间为索引的有序集合；
步骤三、采用探测站的基础信息，结合货车运用的经验以及货车运行交路信息，针对不同线路情况，分别建立货车运行里程的计算模型；
基础信息包括：探测站代码、探测站名称、探测站所属线路、探测站GPS位置信息和公里标信息；货车运用的经验和货车运行交路信息是指通过调研获得的不同线路的相关信息；建立货车运行里程的计算模型是指建立里程计算的站间距字典，站间距字典中记录的是任意探测站与其他探测站之间的铁路线里程值和里程计算参数；
建立里程计算的站间距字典分为两种情况，分别是：所有探测站属于同一线路情况下建立一个站间距字典；分不同的线路条件建立多个站间距字典；
如果所有探测站属于同一线路，则利用基础信息建立站间距字典，在所建立的站间距字典中的记录数为：
[(n-1)+(n-2)+......+(n-(n-1))]×2＝n2-n个，n为探测站数量；
分不同的线路条件，则采用基础信息结合货车运用的经验和货车运行交路信息来建立站间距字典，方法如下：铁路线路条件包括七种，分别是：枢纽、交叉口、支线、专用线、地方铁路、分界口和国境站；首先采用基础信息在这七种线路条件下分别建立货车入口和出口之间的站间距字典，然后利用交路信息来设置站间距字典中的里程计算参数，具体为：如果是枢纽和交叉口，则将每一个入口处的探测站作为起点，分别获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，依靠车号识别设备来进行区分货车在枢纽和交叉口内的运行径路，将货车的运行径路作为站间距字典的里程计算参数；如果是支线和专用线，则将入口处的探测站作为起点获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，依据支线和专用线内的车号识别设备来判断货车进入支线和专用线的位置，将货车的进入位置作为站间距字典的里程计算参数；如果是地方铁路，则将每一个入口处的探测站作为起点，分别获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，将根据不同的车种车型、不同过车时间判断货车的运行里程作为站间距字典中的里程计算参数；如果是分界口，则按照所有探测站属于同一线路建立站间距字典的方式，将分界口标识作为站间距字典的里程计算参数；如果是国境站，则将入口处的探测站作为起点获取与出口处的探测站之间的铁路线里程值，针对每个国境站设置不同的出境里程作为站间距字典的里程计算参数；
步骤四、利用上述所建立的货车运行里程的计算模型，结合有序集合中的车号信息，计算货车运行里程和记录货车运行轨迹。
2.如权利要求1所述的一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法，其特征在于，当某个车号信息前后出现在两个探测站的时候，通过计算模型中两个探测站之间的铁路线里程值计算本辆货车的运行里程，并累加到本辆货车的当天运行里程中，并按照过车时间记录货车的运行序列，记录货车运行轨迹。
3.如权利要求1所述的一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法，其特征在于，在计算的过程中，如果遇到在计算模型中找不到对应铁路线里程值的时候，则累加默认里程值30Km，并记录车号信息和经过前后探测站的过车时间。
4.如权利要求1所述的一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法，其特征在于，在计算的过程中，每次货车经过两个探测站的时候，在计算模型中获得车号信息中的装卸信息，以此来判断货车的细微的运行路径，并确定货车的空重状态，由此计算出货车空重状态下的运行里程。
5.如权利要求1所述的一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法，其特征在于，在计算的过程中，每次货车经过两个探测站的时候，将铁路线里程值除以货车经过两个探测站的时间间隔，由此计算货车在不同速度区间下的运行里程。
6.如权利要求1所述的一种基于铁路车号信息计算货车运行里程的方法，其特征在于，在计算的过程中记录里程计算的异常信息，在计算完成后，对异常信息进行分析，提取货车的运行规律，形成对应的站间距字典加入到之前的计算模型中，形成新的计算模型；所述异常信息是指：在里程计算的过程中，有部分信息无法在计算模型中找到对应的站间距字典中的铁路线里程值或里程计算参数，则无法累加准确的货车运行里程；包括探测站基础信息变更，信息未及时同步到计算模型中；新建线路和探测站，基础信息未及时同步到计算模型中，货车的运行径路调研的不准确，造成的运行里程计算过大或者过小以及由于计算模型所依赖的里程统计服务器问题造成的计算异常。
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