CN110077442B - 自动化机车信号出入库检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化机车信号出入库检测系统，该检测系统包括测试环线、发码箱、自动化检测和管理系统以及远程监测服务器，远程监测服务器实现与自动化检测和管理系统的通信及数据采集处理；采用智能发码箱受控发码，并将发码输出的采集结果回传；机车信号设备接收环线信息后，将译码输出结果传输给该远程监测服务器；自动化检测和管理系统比对机车信号设备的译码输出结果和发码箱的采集结果，并向电务人员显示出该机车信号设备合格或不合格的检测结果，以实现自动化机车信号出入库的闭环检测。本发明提供的检测方法相对现有的人工作业手段有显著的优势，是智能化、自动化的有效应用。

Description

自动化机车信号出入库检测系统及方法

技术领域

本发明提供一种针对机车车辆在机务段出入库时，快速自动实现机车信号设备功能检测的系统及方法。

背景技术

机车信号是设在司机室内反映列车前方运行条件的信号显示机车信号设备通过接收地面设备传送的信息，经译码处理后在司机室内复示地面信号显示，进而大大改善了司机瞭望条件，使司机能够在任何条件下从容地驾驶列车，根据前方信号机的变化及时采取相应措施，同时机车信号设备的译码输出提供给后级监控设备，如自动停车装置和列车运行监控记录装置等，使得监控设备能够进一步对司机驾驶给出自动报警或控制设备制动，提高了列车运行的效率和安全程度。

出入库检查是设备维护的重要环节，可以保证及时发现潜在的设备故障或者线路地面信号不良情况。机车一般在返回和离开机务段时，分别进行入库和出库的相关检测，电务人员在司乘人员的配合下，对车载的各个设备进行人工检测或通过使用工具进行半自动化的检测。入库时，检测确认设备良好后，电务人员和司乘人员才能离开机车；出库时检测确认设备良好后，司乘人员才能驾驶机车出库担当运输任务。

当前机车信号设备的出入库检测依靠的主要工具是测试环线，测试环线是一种在机务段机车出、入库必然要经过的轨道区段沿钢轨内侧轨腰处铺设的环线电缆。由安装在机车信号检修所的机车信号环线发码设备向环线24小时不停地按规定顺序循环发送特定制式的轨道电路信号，检修人员在机车出、入库时登车检查，观察机车信号显示器的灯位输出是否按照环线发码的顺序变化，来确定车载的机车信号设备的工作状况，决定设备能否上道运用。

环线测试设备中比较典型的有与TJF-03A/B型通用式机车信号发码器、TX98-3A型通用机车信号发码器、TX9700型通用机车信号综合检测发码箱、JD9400-C型4信息移频信号多功能发码箱、TX98-A型通用机车信号六路环线发码箱等。这些发码设备都是仅单一的具备发码功能。

发明内容

本发明通过增加关键接口设备，将既有分散的检测设备利用起来，提供一种设计科学、自动化、智能化、效率高的检测方法，可以替代人工检测，实现智能的自动检测。

本发明提供一种自动化机车信号出入库检测系统，该检测系统包括测试环线、发码箱、自动化检测和管理系统以及远程监测服务器，

自动化检测和管理系统提供人机界面，安装相应客户端软件进行操作；

远程监测服务器，优选安装服务器端软件，实现与上述自动化检测和管理系统的通信及数据采集处理，可以是机车信号远程监测服务器；

发码箱优选采用智能发码箱，与所述自动化检测和管理系统连接并受控发码，并将发码输出的采集结果回传给所述自动化检测和管理系统；

机车上的机车信号设备接收环线信息后，将译码输出结果传输给该远程监测服务器；

所述自动化检测和管理系统优选通过TCP/IP协议与所述远程监测服务器通信，获取机车信号设备的译码输出结果；

所述自动化检测和管理系统比对所述机车信号设备的译码输出结果和发码箱的该采集结果，并向例如电务人员显示出该机车信号设备合格或不合格的检测结果，以实现自动化机车信号出入库的闭环检测。

本发明提供的检测方法相对现有的人工作业手段有显著的优势，是智能化、自动化的有效应用，将极大的减小一线工人的劳动强度。

附图说明

图1为单车自动化出入库检测系统图；

图2为多车自动化出入库检测系统图；

图3为采用视频识别技术，在车辆内部摄像后无线传输的系统示意图；

图4为采用视频识别技术，在车辆外部摄像后有线传输的系统示意图；

图5为采用传感器适应老式发码箱的系统图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不已任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，为单车自动化出入库检测系统图，本申请的检测系统包括测试环线、发码箱、自动化检测和管理系统(即主控端)和远程监测服务器。

自动化检测和管理系统(主控端)提供人机界面，安装相应客户端软件进行操作，如PC机，也可以是预装了客户端软件的便携式手持设备。

远程监测服务器可以是专用的机车信号远程监测服务器，安装服务器端软件实现与上述主控端通信及数据采集处理(也可以使用机务段已经搭设在机房中的既有服务器或其他监测系统，如CMD地面控制中心的服务器,此时只需授权安装服务器端软件使用接收数据)。

本发明的发码箱优选采用智能发码箱，通过串行接口(或无线接口)连接智能发码箱与自动化检测和管理系统，由该管理系统(主控端)控制智能发码箱按需求可控发码，并将发码输出的采集结果回传给所述自动化检测和管理系统。

机车上的机车信号设备接收环线信息后，将译码结果通过既有机车的TSD系统或者机车信号系统自身的DTU单元传递到机车信号远程监测服务器。

自动化检测和管理系统通过TCP/IP协议与远程监测服务器通信，获取到机车信号设备的接收结果。

自动化检测和管理系统对比机车上的机车信号设备译码结果和发码箱的发码采集结果，向电务人员显示出设备合格/不合格的检测结果，以实现自动化机车信号出入库的闭环检测。

在此种默认方案下，机车信号设备中车载主机可以得到完整的检测，但置于司机室内的显示装置(机车信号机)若存在异常时，可能会被忽略。

实施例一

作为改良的实施例，参见附图3，采用车辆内部监控摄像装置，置于司机室内，拍摄机车信号机的最终显示。由于机车信号机是一种标准的八显示信号机构，其自上而下是按照铁路标准要求排列的八种不同颜色的色灯显示，因此摄像结果采集到自动化检测和管理系统后，系统内利用视频识别技术即可快速判断机车信号设备接收环线信息的结果，再比较机车信号显示器的灯位输出是否按照环线发码的顺序变化，来确定车载的机车信号设备的工作状况。采用此种方案时，信息的检测是基于车载设备最终显示结果的，也就与人工检测的结果最为接近。相比之前的默认方案，可以有效发现机车信号机异常。监控摄像装置优选的是连接既有机车的6A系统，其中包含的AVDR子系统(机车自动视频监控及记录子系统)已经成熟应用，自动化检测和管理系统连接其地面控制中心的CMD地面系统的服务器，获取视频数据即可。或者也可以改造机车信号系统自身的DTU单元，增加视频数据传输到机车信号远程监测服务器。其他无线传输通道可以使用的也可以考虑。

作为替代方案，参见附图4，也可以采用车辆外部监控摄像装置，通过机车司机室的车窗，拍摄机车信号设备的信号机的最终显示结果。监控摄像装置将检测结果通过有线直接将结果返回自动化检测和管理系统。

实施例二

对于现场大量在用的老式发码箱，并不具备智能控制功能，则可以采用在发码箱位置增加的传感器感应发码箱输出信号的方案，参见附图5，将传感器的采集信号传递到一个专用解码装置(属于自动化检测和管理系统的部件)，专用解码装置识别所有发码箱输出的信息，存储到自动化检测和管理系统中作为检测依据(发码输出的采集结果)。

即本实施例的自动化机车信号出入库检测方案，在发码箱输出口增加传感器采集发码箱的输出，通过获得机车信号远程监测服务器授权获取机车信号的实时显示结果以及机车相关信息，通过一套自动化检测和管理系统进行信息整合，完成自动化的检测过程，提供检测结果，并支持历史数据分析。

通常的，由于传感器采集发码信息或者发码箱提供发码信息是基于有线传输的，实时性较高。而机车信号设备译码输出结果通过远程系统传输是基于无线信道，实时性可能难以保证。因此，纯粹的实时对比将受制于无线信道的实时性，自动检测期间要考虑延时特性。此时，可以在机车出入库检测的位置建立基站，提供专用的WLAN/WiFi，代替常见的2G/3G/4G网络或铁路专用GSM-R网络，将能较好地响应实时性需求。

作为替代的方案，自动化检测和管理系统向智能发码箱发送的轨道电路信息从功能上采用更科学的设计，即采用特定的轨道码序编码成一种信息组合，这样，即使信息实时性不强，只要发送和接收都满足相同的信息组合，即判断为合格。这种方式对实时性的要求最低，可实现性也强。

码序举例：发码箱发码信息组合为：

码型

L码

LU码

U码

HU码

转频码

LU码

U2码

UU码

HU码

时长

2秒

2秒

2秒

2秒

2秒

2秒

2秒

2秒

2秒

之后，自动化检测和管理系统只要能在例如3分钟内从机车信号远程监测服务器得到相同的组合信息，即可判断为合格。

另外，在出入库检测机车信号车载设备时，通常需要切换设备的主备机(AB机)，确保设备的热备双机均工作正常。本发明中，这项操作可以通过自动化检测和管理系统(主控端)与远程监测服务器双向交互实现，自动化检测和管理系统除了从机车信号远程监测服务器获得机车信号车载设备的译码输出外，还可以向机车信号远程监测服务器发出主备机切换命令，然后由机车信号远程监测服务器与机车信号车载设备间已经存在的关联功能实现热备双机的远程切换。

由于机车的I/II端是由司机手柄位置决定的，因此针对机车I//II端的接收通道的检测需要分步实施，具体方式是利用机车的出库和入库进行。在本实施例中，统计在机车入库期间(可能是一周或更长时间)，只要主控端记录到机车完整地进行过了I/II端检测，即认为全面完整覆盖了检测内容，当然作为替代方式，也可以要求当机车I端入库时，出库为II端，使得在出入库时，两端都实现在环线上的检测，反之亦然。为避免遗漏，自动化检测和管理系统在检测时，记录机车信号主机反馈的I/II端信息，当发现某机车连续多次出入库均缺少某端的检测时，应报告给检测人员，及时实施人工介入进行检测。

作为方案的补充，可以在检测过程中，由特定检测人员(例如线圈巡检人员或其他电务人员)在预定时间后(通常是一段宽松时间，在该时期内，例如主机的检测已经可以完成)人工切换主备机或切换I/II端状态，以辅助完整实施环线的检测。这种上车切机与切端的操作一定程度上可以起到对巡检人员的监督作用，以切实保障出入库的检测完整进行。

实施例三

优选的，本发明的出入库检测方案包括多环线同时检测，参见附图2，即当多个机车处于多个出入库环线上方时，可以实现同时检测。解决了电务人员人工检测时必须逐个登车产生的作业时间，尤其是出入库各个口距离较远时，节约的作业时间更为明显。本实施例中，自动化检测和管理系统需要标识不同的环线，再通过将接收到的车型、车号信息进行关联，电务维护人员日常准备好出入库检测的测试序列，出入库检测的测试序列则可以根据用户自身的需求，由用户通过人机界面自由设计，优选的，针对不同环线可控地设置不同的测试序列发码。在出入库检测时，电务维护人员接到通知后，在自动化检测和管理系统提供的人机界面(如特定客户端)中输入机车号，然后选择启动检测，自动化检测和管理系统则按照设定好的检测序列开始检测，从远程服务器端读取译码输出结果，并与发码箱回传结果比对。完成检测流程后，检测结果会显示在人机界面中，或在室内显示给电务维护人员。

本发明提供的方法相对现有的人工作业手段具有实质性的特点和显著的进步，电务人员由登车检测设备改变为在室内监测自动检测的结果，遇到检测不通过时，才登车进行进一步的排查。司乘人员在机车回库时也不需要再等待在车里配合电务人员作业。因而是智能化、自动化的有效应用，将可极大的减小一线工人的劳动强度。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (9)

1.一种自动化机车信号出入库检测系统，该检测系统包括测试环线、发码箱、自动化检测和管理系统以及远程监测服务器，

自动化检测和管理系统提供人机界面，安装相应客户端软件进行操作；

远程监测服务器，安装服务器端软件，实现与上述自动化检测和管理系统的通信及数据采集处理；

发码箱采用智能发码箱，与所述自动化检测和管理系统连接并受控发码，并将发码输出的采集结果通过有线方式，回传给所述自动化检测和管理系统；

机车上的机车信号设备接收环线信息后，将译码输出结果传输给该远程监测服务器；

所述自动化检测和管理系统通过TCP/IP协议与所述远程监测服务器通信，获取机车信号设备的译码输出结果；

所述自动化检测和管理系统向智能发码箱发送的轨道电路信息，采用特定的轨道码序编码成一种信息组合，只要发送和接收都满足相同的信息组合，即判断为合格，以此降低对实时性的要求；

所述自动化检测和管理系统比对所述机车信号设备的译码输出结果和发码箱的该采集结果，并向电务人员显示出该机车信号设备合格或不合格的检测结果，以实现自动化机车信号出入库的闭环检测。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，采用车辆内部的监控摄像装置，置于司机室内，拍摄机车信号机的最终显示，摄像结果通过所述远程监测服务器采集到所述自动化检测和管理系统后，利用视频识别技术快速判断该机车信号设备接收环线信息的结果，再比较机车信号显示器的灯位输出是否按照环线发码的顺序变化，来确定车载的机车信号设备的工作状况。

3.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，该监控摄像装置连接既有机车的6A系统，所述自动化检测和管理系统通过连接其地面控制中心的CMD地面系统的服务器，获取摄像结果的视频数据；或者改造该机车信号设备的DTU单元，将视频数据传输到机车信号远程监测服务器；或者使用其他无线传输通道传输视频数据。

4.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，替代地，采用车辆外部的监控摄像装置，通过机车司机室的车窗，拍摄机车信号设备的信号机的最终显示结果，该监控摄像装置将该显示结果通过有线方式传输返回至所述自动化检测和管理系统。

5.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，对于现场大量在用的老式发码箱，采用在发码箱位置增加传感器来感应发码箱输出信号，并将传感器采集到的信号传递到一个专用解码装置，该装置是所述自动化检测和管理系统的部件，专用解码装置识别发码箱输出的信息，并存储到该自动化检测和管理系统中作为发码输出的采集结果。

6.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，机车信号设备的译码输出结果基于无线信道传输，在机车出入库检测的位置建立基站，提供专用的WLAN/WiFi，能较好地响应实时性需求。

7.一种利用如权利要求1所述的检测系统的机车信号出入库检测方法，其特征在于，该检测系统支持多环线同时进行出入库检测，所述自动化检测和管理系统标识不同的环线，再通过将接收到的车型、车号信息进行关联，准备好出入库检测的测试序列；该出入库检测的测试序列由用户通过所述人机界面设定；针对不同环线可控地设置不同的测试序列发码。

8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在出入库检测时，电务维护人员接到通知后，在所述人机界面中输入机车号，然后选择启动检测，所述自动化检测和管理系统则按照设定好的测试序列开始检测，从远程监测服务器端读取译码输出结果，并与发码箱回传结果比对，完成检测流程后，检测结果会显示在人机界面中。

9.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，电务人员由登车检测设备改变为在室内监测自动检测的结果，遇到检测结果不合格时，才登车进行进一步的排查；

在检测时，所述自动化检测和管理系统记录机车信号主机反馈的I/II端信息，当发现某机车连续多次出入库后缺少某端的检测时，报告给检测人员，及时实施人工介入进行检测；

可以在检测过程中，由特定检测人员在预定时间后人工切换主备机或切换I/II端状态，以辅助完整实施出入库环线上的检测。

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