CN110422209A - 一种铁路集装箱货场调车作业的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于铁路集装箱装卸技术领域，具体提供了一种铁路集装箱货场调车作业的控制方法及系统，包括：若检测到所述调车机车进入到上一轨道分区，则车站发送控制信号给所述上一轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车行驶；若检测到所述调车机车驶出所述上一轨道分区进入到下一个轨道分区时，则车站发送控制信号给所述下一个轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车继续行驶，且所述上一轨道分区内的轨旁控制装置停止发送信号至所述调车机车。该控制方法技术成熟，兼容性强，灵活可靠，极大程度的利用现有铁路和港口设备设施，适应运输需求，保证了作业安全。

Description

一种铁路集装箱货场调车作业的控制方法及系统

技术领域

本发明属于铁路集装箱装卸技术领域，具体涉及一种铁路集装箱货场调车作业的控制方法及系统。

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。现有技术铁路控制系统和港口集装箱装卸作业控制系统为完全独立的两个系统，且作业方式不匹配，二者无法协调统一，造成铁路集装箱装卸及运输作业效率低。

列车运行控制有车载子系统和地面子系统两部分组成，通过地面发送设备向运行中的列车传达各种信息，控制列车运行速度。目前我国列车控制系统执行CTCS标准(中国铁路列车控制系统)，该系统分为5级，国铁普速铁路及货运铁路主流采用CTCS-0级，即通过地面发送设备(主要是移频发码设备)利用钢轨作为传输介质，向运行中的列车传送各种信息，列车机车通过车载接收设备接收控制信息，使列车司机了解地面线路状态并控制列车运行速度。

现有移频轨道电路和轨道电路叠加移频电码化技术，均采用迎着车列运行方向，在车列所占用轨道区段的前端发码，该技术不满足调车机车在列车尾部顶推作业时，接收控制信息的需要。传统是机车在前面牵引车厢，无论是从车站到码头还是码头到车站，机车都是在前面，信号都是通过钢轨传递，为了保证信号从发射端出来经过钢轨传递后最先到达机车，因此在车站和码头都会有信号控制端，当列车从码头到车站时，通过码头的信号控制端发射信号经过钢轨传递到机车，当列车从车站到码头时，通过车站的信号控制端发射信号经过钢轨传递到机车，该控制系统庞大，信号发射端包括码头和车站，造成信息不共享，尤其在不通过车站与码头之间调车作业时不仅控制困难，且效率低下。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中码头车站集装箱货物装运卸载效率低的问题。

为此，本发明提供了一种铁路集装箱货场调车作业的控制方法，包括：

将车站至码头的轨道进行分区形成多个轨道分区，每个轨道分区内设有轨旁控制装置，各轨旁控制装置均与所述车站通讯；

若检测到所述调车机车进入到上一轨道分区，则车站发送控制信号给所述上一轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车行驶；

若检测到所述调车机车驶出所述上一轨道分区进入到下一个轨道分区时，则车站发送控制信号给所述下一个轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车继续行驶，且所述上一轨道分区内的轨旁控制装置停止发送信号至所述调车机车。

优选地，每个所述轨道分区靠近车站的一端设有轨旁控制装置。

优选地，通过在所述轨道分区的两端设置车辆计轴器来检测轨道分区是否被列车占用。

优选地，所述轨旁控制装置与所述调车机车之间通过钢轨进行信息交换。

优选地，所述轨旁控制装置内设有信号发射器，所述调车机车设有信号接收器，所述信号发射器发送移频信号至信号接收器以控制调车机车运行。

优选地，当调车机车从一轨道区运行至道岔干线时，若检测到道岔干线内没有列车占用时继续行驶，若检测到道岔干线内有列车占用时，则该一轨道区内的轨旁控制装置控制调车机车暂停等候。

优选地，所述控制信号包括允许作业、目的地减速、制动停车及岔道口减速。

本发明还提供了一种铁路集装箱货场调车作业的控制系统，包括车站、轨旁控制装置、检测装置及调车机车；

所述检测装置用于检测所述调车机车是否进入到轨道分区；

所述调车机车用于从尾部推送空列车至轨道分区，或用于从头部牵引载物列车至车站；

所述车站用于发送控制信号给一轨道分区内的轨旁控制装置以控制位于该轨道分区内的调车机车。

优选地，所述轨道分区内还设有分路道岔转辙装置，所述分路道岔转辙装置用于控制本轨道分区内分路道岔的运行方向转换。

本发明的有益效果：本发明提供的这种铁路集装箱货场调车作业的控制方法及系统，包括：将车站至码头的轨道进行分区形成多个轨道分区，每个轨道分区内设有轨旁控制装置，各轨旁控制装置均与所述车站通讯；若检测到所述调车机车进入到上一轨道分区，则车站发送控制信号给所述上一轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车行驶；若检测到所述调车机车驶出所述上一轨道分区进入到下一个轨道分区时，则车站发送控制信号给所述下一个轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车继续行驶，且所述上一轨道分区内的轨旁控制装置停止发送信号至所述调车机车。根据集装箱水铁联运在铁路车站与港口码头栈桥装卸线运输作业方式的特点，利用成熟可靠的现有技术设备，采用新的控制系统和控制方法，提高铁路装卸的运输效率。本系统结构简单，设备改造难度小，可靠性高；控制方法技术成熟，兼容性强，灵活可靠，极大程度的利用现有铁路和港口设备设施，适应运输需求，保证了作业安全。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明铁路集装箱货场调车作业的控制方法流程示意图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明实施例提供了一种铁路集装箱货场调车作业的控制方法，包括：

车站将装载信息发送至调车机车，所述调车机车在空列车尾部将空列车顶推至码头以装载货物；

车站将卸载信息发送至调车机车，所述调车机车将装载货物的载物列车头部将载物列车牵引至车站以卸载货物。

由此可知，如图1所示，将车站至码头的轨道进行分区形成多个轨道分区，每个轨道分区内设有轨旁控制装置，车站发送控制信息给各轨旁控制装置，当检测到调车机车进入到某一轨道分区内时，对应的轨道分区开始接管控制权，通过该轨道分区内的轨旁控制装置控制调车机车运动。

具体地，当调车机车顶推空列车行驶至码头去装载货物时，若检测到调车机车进入到某一轨道分区时，则车站发送控制信号给该轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车行驶，若检测到调车机车进入到下一个轨道分区时，则车站发送控制信号给下一个轨道分区内的轨旁控制装置以控制调车机车继续行驶；

当调车机车牵引装载货物的列车行驶至车站时，若检测到调车机车进入到一轨道分区，则车站发送控制信号给该轨道分区内的轨旁控制装置以控制调车机车行驶，若检测到调车机车进入到下一个轨道分区，则车站发送控制信号给该下一个轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车继续行驶。

具体地，当调车机车运行至轨道分区内时，该轨道分区内的轨旁控制装置发送信息控制调车机车运行。由此可知，如图1所示，车站发送信号给调车机车，调车机车顶推空列车运行至轨道分区1，进入到轨道分区1后，位于轨道分区1内的轨旁控制装置接管调车机车的控制权，当运行至轨道分区2和轨道分区3内也是同理，这样有个优势就是，轨道分区内的轨旁控制装置控制该轨道分区内的列车运行，通讯信号好，衰减小，控制精度高，容错率低。尤其当通讯方式都是通过钢轨进行传递时，随着路径的拉长会极大增加信号的衰减。

其中，调车机车连挂在空列车的尾部，通过顶推将空列车推送作业至码头，在码头装卸设施处停下进行装载货物，将货物从码头装载在空列车上，装载完成后通过工作人员向车站的控制中心发送信息报告装载完毕，车站将卸载信息发送至调车机车，调车机车将装载货物的载物列车头部将载物列车牵引至车站以卸载货物。车站到码头之间设有轨道，调车机车始终是挂在列车的靠近车站的一端。这样的运输方式比较简单，调车机车始终在靠近车站的一端，也就是调车机车相对于列车始终靠近信号发射点，信号发射点即轨旁控制装置，每个轨道分区的轨旁控制装置位于最靠近车站的一端。可以表面信号经过钢轨传递至机车调车时先被列车的轮轴所吸收衰减。

其中，调车机车可以是无人驾驶方式或配备一个机车司机，全程通过车站的控制中心发送命令来控制调车机车的运行。当在码头装载货物完成后，可以通过码头的工作人员发送信息至车站的控制中心，控制中心发送信号至调车机车，调车机车牵引装载好的货物至车站。此外，车站运行情况也传递至机车调车，根据机车当前位置、前方调车信号机状态和机车运行速度，设定安全防护距离和最高限速，保证调车作业安全，防止车站调车作业事故发生。

优选的方案，每个所述轨道分区靠近车站的一端设有轨旁控制装置。由此可知，当调车机车推送空列车行驶至轨道分区内时，只有检测到调车机车进入到该轨道分区时，即整个列车加调车机车均进入到该轨道分区内时，该轨道分区内端部轨旁控制装置才开始发送信号通过钢轨传递至控制该调车机车，这样信号先到调车机车，不会被列车所吸收。当调车机车牵引载有货物的列车至轨道分区内时，调车机车先进入到该轨道分区，检测到调车机车进入到该轨道分区时，该轨道分区内端部轨旁控制装置开始发送信号通过钢轨传递至控制该调车机车，这样信号先到调车机车，也不会被列车所吸收。

优选的方案，通过在所述轨道分区的两端设置车辆计轴器来检测轨道分区是否被列车占用。由此可知，利用计轴的原理和特点，可以准确知道车列的轴数，推送方式作业，判断出车列完全进入该轨道分区后(即最后一个车轴进入该分区)，在该分区的计轴进入一端发送控制信号，目的是让机车的第一轮轴(即整列车的最后一对轮轴)短路电信号，获取控制信息。当最后一对轮轴离开该分区，即分区空闲后，停止发信息，防止后一列车错误接收信息，机车没有收到控制信息时，不能运行。

反过来，牵引方式作业，系统判断出车列刚进入该轨道分区后(即第一个车轴进入该分区)在该轨道分区的计轴驶出一端发送控制信号，目的是让机车的第一轮轴最先接收电信号，获取控制信息。

其中，当调车机车从一轨道区运行至道岔干线时，若检测到道岔干线内没有列车占用时继续行驶，若检测到道岔干线内有列车占用时，则该一轨道区内的轨旁控制装置控制调车机车暂停等候。由此可知，当有多个车站多个码头时，列车及轨道都会有多条，且轨道之间会产生重叠，即会形成岔道，为避免多辆列车安全高速运行，对道岔进行划分形成轨道分区，每个轨道分区都会设置轨旁控制装置。通过轨旁控制装置监测轨道分区占用情况并将信息实时反馈至车站，车站再结合列车的位置，并根据轨道分区占用的顺序和逻辑关系，遵循联锁进路条件，自动判断运输作业的类型和方式，在保证作业安全的前提下，自动下达控制信息。其中铁路联锁进路控制为现有技术。

优选的方案，通过在所述轨道分区的两端设置车辆计轴器来检测轨道分区是否被列车占用。由此可知，车辆计轴装置用于检查本轨道分区内车辆占用情况及车辆完整性检查；该装置能区分列车运行方向、完整占用本轨道分区的时机。

优选的方案，所述轨旁控制装置与所述调车机车之间通过钢轨进行信息交换。由此可知，通过钢轨通信成本低，不需要新增加通讯设备。通讯方式还可以是无线通讯方式。

优选的方案，所述轨旁控制装置内设有信号发射器，所述调车机车设有信号接收器，所述信号发射器发送移频信号至信号接收器以控制调车机车运行。由此可知，如图1所示，移频信号主要用于区间轨道电路，我们知道区间轨道电路太长，轨道电路的阻抗也就较大，它受轨道电路的二次参数的影响就越大。低频低阻抗的电源受这种干扰很大，体现的很不稳定。如果换成高频高阻抗的移频电源。那么轨道电路的阻抗的变化对它的影响较小，使移频区间轨道电路很稳定。同时移频轨道电路它可传递多种信息。对外抗干扰较强，它只认识与它约好的数字信息。其它的所有的信息拒之门外。

优选的方案，所述控制信号包括允许作业、目的地减速、制动停车及岔道口减速。由此可知，通过车站控制信息发送设备-室外电缆-轨旁设备-钢轨连接线-送至钢轨，利用钢轨作为传输通道，传输信息(电信号)，机车在钢轨上运行时，轮轴短路电信号，同时通过车载接收设备接收(获取)信息。根据控制信息的内容引导和监控司机驾驶(司机的驾驶行为不符合控制要求时，例如超速、要求减速等)，机车会强制制动，保证安全。

本发明的有益效果：本发明提供的这种铁路集装箱货场调车作业的控制方法及系统，包括：将车站至码头的轨道进行分区形成多个轨道分区，每个轨道分区内设有轨旁控制装置，各轨旁控制装置均与所述车站通讯；若检测到所述调车机车进入到上一轨道分区，则车站发送控制信号给所述上一轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车行驶；若检测到所述调车机车驶出所述上一轨道分区进入到下一个轨道分区时，则车站发送控制信号给所述下一个轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车继续行驶，且所述上一轨道分区内的轨旁控制装置停止发送信号至所述调车机车。根据集装箱水铁联运在铁路车站与港口码头栈桥装卸线运输作业方式的特点，利用成熟可靠的现有技术设备，采用新的控制系统和控制方法，提高铁路装卸的运输效率。本系统结构简单，设备改造难度小，可靠性高；控制方法技术成熟，兼容性强，灵活可靠，极大程度的利用现有铁路和港口设备设施，适应运输需求，保证了作业安全。

本发明实施例还提供了一种铁路集装箱货场调车作业的控制系统，包括车站、轨旁控制装置、检测装置及调车机车；

所述检测装置用于检测所述调车机车是否进入到轨道分区；

所述调车机车用于从尾部推送空列车至轨道分区，或用于从头部牵引载物列车至车站；

所述车站用于发送控制信号给一轨道分区内的轨旁控制装置以控制位于该轨道分区内的调车机车。

优选的方案，所述轨道分区内还设有分路道岔转辙装置，所述分路道岔转辙装置用于控制本轨道分区内分路道岔的运行方向转换。分路道岔转辙装置为现有技术，通过轨旁控制装置对其进行控制。

该系统的具体工作原理如下：

1、调车机车在车列尾部顶推空车列至码头装卸线作业。

调车机车推送空车列由车站(货场)进入本系统控制范围内轨道分区后，通过计轴设备区分车列的运行方向，当车列完整进入轨道分区后(调车机车完全进入)，系统根据车列的总计轴数计算出车列长度，并由此自动判定该作业是调车机车的尾部顶推空车列作业。

判定作业类型后，车站的控制中心根据本车列长度、前一车列尾部的当前位置，在考虑机车制动力、线路曲线等因素，在保证安全的前提下，在车列运行方向的轨道分区尾部(靠近推送调车机车侧)通过轨道控制信息发送装置向钢轨发送推送作业低频信息，调车机车司机根据车载设备的显示信息控制车列运行。推送信息包括允许推送作业、目的地减速、制动停车、线路道岔曲股减速等。

当车列完整进入下一个轨道分区后，由下一分区的轨道控制信息发送装置开始向钢轨发送信息，调车机车根据控制信息行车，在调车机车推送作业的过程中，将持续不断的收到控制信息。

系统根据车列的当前位置，在车列运行前方存在具有分路道岔的轨道分区时，及时控制道岔转辙装置运行至正确位置，并在提前一个轨道分区时发送预告信息。

系统根据车列的当前位置，在车列即将进入码头栈桥装卸线时，在提前一个轨道分区时发送目的地减速信息，在车列完成进入装卸线轨道分区时，发送停车制动信息。

为了保证行车安全，推送作业过程需持续不断的接收控制信息，当没有收到信息时，车列立即制动停车。

2、调车机车转线摘挂作业

调车机车在码头的栈桥装卸线停稳后，车站通过码头的外部接口获得栈桥装卸线作业信息，确认已经装卸完成的车列位置后，根据联锁关系，控制调车机车折返转线作业所需要的相关分路道岔运行至正确位置后，通过对应轨道分区的轨旁控制装置向调车机车发送调车转线作业信息，或者直接通过车站发送信息。折返转线信息包括：机车摘钩后退、机车停车制动、机车转线前进等。

3、调车机车在车列头部牵引重车列至车站(货场)股道作业

调车机车通过转线作业进入已经完成装卸，准备返回车站(货场)车列所在的装卸线后，与车列连挂。调车机车或码头通过外部接口获得车站(货场)同意接车的条件后，检查线路运行方向联锁关系，将相关分路道岔运行至正确位置后，通过轨旁控制装置向装卸线轨道分区发送列车返回控制信息。

当车列调车机车驶出本系统控制范围后，本系统解除对本列车的控制，直到车列完整驶出本系统控制范围后，本系统解除联锁关系。

为了保证行车安全，本系统控制范围内，返回作业过程需持续不断的接收控制信息，当没有收到信息时，车列立即制动停车。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、提出了一种新型的用于铁路集装箱货场至港口码头利用调车机车推送作业的信号控制系统及方法。

2、提出了一种在列车运行方向的轨道分区末端发送移频控制信息的系统和方法，通过对控制信息发送时机的控制，可以有效保证运输安全。

3、将两个车站(车场、货场)间区间划分成若干个独立的轨道分区，组成一个系统集中控制，该系统结构简单，设备组成定型，技术成熟且可靠性高，易于实现。并且可以兼容现有调车机车的信号车载设备控制技术，工程实施难度小。

4、通过新型的信号控制系统及方法，可以实现调车机车推送作业的全过程控制，自动化程度高，安全性强，减少了调车作业人员，减少了集装箱中转作业时间，提高了作业效率。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于，包括：

将车站至码头的轨道进行分区形成多个轨道分区，每个轨道分区内设有轨旁控制装置，各轨旁控制装置均与所述车站通讯；

若检测到所述调车机车进入到上一轨道分区，则车站发送控制信号给所述上一轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车行驶；

若检测到所述调车机车驶出所述上一轨道分区进入到下一个轨道分区时，则车站发送控制信号给所述下一个轨道分区内的轨旁控制装置以控制所述调车机车继续行驶，且所述上一轨道分区内的轨旁控制装置停止发送信号至所述调车机车。

2.根据权利要求1所述的铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于：每个所述轨道分区靠近车站的一端设有轨旁控制装置。

3.根据权利要求2所述的铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于：通过在所述轨道分区的两端设置车辆计轴器来检测轨道分区是否被列车占用。

4.根据权利要求1或2所述的铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于：所述轨旁控制装置与所述调车机车之间通过钢轨进行信息交换。

5.根据权利要求1所述的铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于：所述轨旁控制装置内设有信号发射器，所述调车机车设有信号接收器，所述信号发射器发送移频信号至信号接收器以控制调车机车运行。

6.根据权利要求1所述的铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于：当调车机车从一轨道区运行至道岔干线时，若检测到道岔干线内没有列车占用时继续行驶，若检测到道岔干线内有列车占用时，则该一轨道区内的轨旁控制装置控制调车机车暂停等候。

7.根据权利要求1或6所述的铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于：所述控制信号包括允许作业、目的地减速、制动停车及岔道口减速。

8.一种铁路集装箱货场调车作业的控制系统，其特征在于：包括车站、轨旁控制装置、检测装置及调车机车；

所述检测装置用于检测所述调车机车是否进入到轨道分区；

所述调车机车用于从尾部推送空列车至轨道分区，或用于从头部牵引载物列车至车站；

所述车站用于发送控制信号给一轨道分区内的轨旁控制装置以控制位于该轨道分区内的调车机车。

9.根据权利要求1所述的铁路集装箱货场调车作业的控制方法，其特征在于：所述轨道分区内还设有分路道岔转辙装置，所述分路道岔转辙装置用于控制本轨道分区内分路道岔的运行方向转换。