CN111257916A - 铁路非电气集中联锁站场数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铁路调车作业防护领域，特别涉及一种铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，包括室外采集设备，安装在轨旁设备上，用于采集站场状态信息；车载设备，安装在机车上，用于向室内监控设备发送高精度定位信息；以及室内监控设备，安装在车站控制室内，分别与室外采集设备和车载设备连接，用于接收室外采集设备发送的站场状态信息和车载设备发送的高精度定位信息，并生成调车作业防护信息。本发明既减轻作业人员的劳动强度，同时提高数据采集的可靠性，降低站场信号控制设备电气化改造成本。
Description
技术领域
本发明属于铁路调车作业防护领域，特别涉及一种铁路非电气集中联锁站场数据采集系统。
背景技术
目前，电气集中联锁系统是站场控制机车作业的主要手段，但是电气集中联锁系统造价高昂，施工工艺复杂及工程量庞大，所以，在全路很多车站都还存在非集中调车作业区，道岔等轨旁设备都是非电气联锁控制，站场状态需要人工目视操作，机车调车作业依靠作业人员目视确认进路的开通状态，一旦作业人员错误识别进路状态，或无关人员误扳动道岔，极易造成错送、挤岔甚至脱轨事故。多年来，此类事故在全路屡有发生，已经成为车站安全作业的重点；例如：车辆段日常负责车辆的日常检修、维修作业。有特定的维修工作场地，维修场内不设置集中控制设备，不设置调车信号，道岔全部为人工扳动道岔。在进行车辆维修时需要将待维修车辆牵引（推车）至特定维修作业点。作业人员依据作业计划进行调车作业，在车辆调车过程中完全依靠扳道员、连接员人工确认道岔位置和维修车辆停放位置。
因此，在铁路车站、客技站、货场及专用线，有很多非电气集中联锁道岔，非电气联锁区域机车作业缺乏安全保障，给铁路运输工作带来安全隐患，而非电气联锁站场进行电气化改造成本高昂，或者部分特殊区域站场等不具有施工条件。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，既减轻作业人员的劳动强度，同时提高数据采集的可靠性，降低站场信号控制设备电气化改造成本。
为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：
本发明提供了一种铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，包括：
室外采集设备，安装在轨旁设备上，用于采集站场状态信息；
车载设备，安装在机车上，用于向室内监控设备发送高精度定位信息；
以及室内监控设备，安装在车站控制室内，分别与室外采集设备和车载设备连接，用于接收室外采集设备发送的站场状态信息和车载设备发送的高精度定位信息，并生成调车作业防护信息。
进一步地，所述室外采集设备与室内监控设备、车载设备与室内监控设备均采用NB-I0T、Zigbee或者4G无线通信网络相互通信。
进一步地，所述站场状态信息包括道岔状态、脱轨器状态和信号机状态。
进一步地，所述室外采集设备包括设置在扳道器手柄上的感应器一和设置在扳道器手柄附近地面上的与感应器一配套使用的感应接收器一，设置在脱轨器导向板上的感应器二和设置在脱轨器附近地面上的与感应器二配套使用的感应接收器二，以及设置在信号机上的光电感应器。
进一步地，所述室外采集设备还包括无线通信模块和电源模块，所述感应接收器一、感应接收器二和光电感应器分别通过无线通信模块与室内监控模块通信连接。
进一步地，所述室内监控设备包括信息处理采集主机和操作终端，所述信息处理采集主机用于根据室外采集设备发送的站场状态信息和车载设备发送的机车高精度定位信息生成调车作业防护信息，所述操作终端用于为用户提供显示和操作界面。
进一步地，还包括北斗差分基站，所述北斗差分基站通过信息处理采集主机与车载设备连接，所述北斗差分基站为车载设备提供差分数据。
进一步地，所述车载设备包括卫星接收机和天线，所述卫星接收机通过天线接收信息处理采集主机发送的差分数据，解算出机车的高精度经纬度坐标。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
在缺乏电气集中联锁情况下，研发了本发明的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，既减轻作业人员的劳动强度，保证调车作业安全，同时提高数据采集的可靠性，降低站场信号控制设备电气化改造成本，还具有结构简单、安装方便、实用、可靠性高等优点，具有较好的经济效益和社会效益。
本发明的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，包括室外采集设备、室内监控设备和车载设备，通过采集道岔状态、脱轨器状态、信号机状态、机车位置和车辆编组等信息，生成调车作业防护信息，通过用户终端向用户显示和提醒，实现对车辆段调车作业的管理和防护，有效防止调车作业车辆开错进路、挤道岔、压脱轨器、撞土挡、越过关闭信息号机等作业事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统的数据流程图。
图3是室外采集设备采集道岔状态的结构示意图；
图4是ZM32模块的电路图；
图5是电压转换模块的电路图。
图中序号所代表的含义为：
1.室外采集设备，2.室内监控设备，201.信息处理采集主机，202.操作终端，3.北斗差分基站，401. 卫星接收机，501.感应器一，502.感应接收器一，503.扳道器，504.手柄。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，包括室外采集设备1、室内监控设备2和车载设备，所述室外采集设备1与室内监控设备2、车载设备与室内监控设备2均可采用NB-IOT、Zigbee或者4G无线通信网络相互通信。
室外采集设备1安装在轨旁设备上，用于采集站场状态信息，其中站场状态信息包括道岔状态、脱轨器状态和信号机状态，如图3所示，室外采集设备1具体包括设置在扳道器503手柄504上的感应器一501和设置在扳道器503手柄504附近地面上的与感应器一501配套使用的感应接收器一502，感应接收器一502采用两个，用于采集道岔状态信息，扳道器503手柄504扳到不同位置时，感应器一501随着手柄504一起运动，当手柄504扳到道岔定位时，手柄504附近的一个感应接收器一502感应到感应器一501的电磁信号，当手柄504扳到道岔反位时，手柄504附近的另一个感应接收器一502感应到感应器一501的电磁信号，当任一感应接收器一502（预先在系统中对每个感应接收器一502设置唯一编号）发出信号，即可判断道岔为定位或者反位；设置在脱轨器导向板上的感应器二和设置在脱轨器附近地面上的与感应器二配套使用的感应接收器二，用于采集脱轨器状态信息，采集原理与上述道岔状态信息采集原理雷同，另外，信息处理采集主机201可以根据脱轨器的状态判断进路终点，当脱轨器有状态并为上脱时，进路终点应为脱轨器，当脱轨器状态为下脱或者状态未知时，不作为进路终点；以及设置在信号机上的光电感应器，光电感应器用于采集调车信号白灯和蓝灯，当为白灯时，提醒司机可以越过该信号机，当为蓝灯时，提醒司机在蓝灯前停车。室外采集设备1还包括无线通信模块和电源模块，感应接收器一502、感应接收器二和光电感应器分别通过无线通信模块与室内监控模块连接，如图4所示，这里无线通信模块采用ZM32模块，电源模块采用锂亚电池提供3.6V DC 电源，经过电压转换模块（如图5所示），可将其转换为3.3V DC电源供室外采集设备1使用。
室内监控设备2安装在车站控制室内，分别与室外采集设备1和车载设备连接，用于生成调车作业防护信息，具体包括信息处理采集主机201和操作终端202，这里信息处理采集主机201使用运行速度快、存储大、运算能力强的主机，信息处理采集主机201接收各采集节点的状态信息，根据道岔状态、信号机状态生成进路信息，根据机车位置和车辆编组信息生成轨道占用信息，综合处理生成调车作业防护信息。操作终端202为用户提供显示和操作界面。
本实施例的数据采集系统还包括北斗差分基站3，所述北斗差分基站3通过信息处理采集主机201与车载设备连接，所述北斗差分基站3为车载设备提供差分数据。
车载设备安装在机车上，用于向室内监控设备2发送高精度定位信息；具体包括卫星接收机401和天线，卫星接收机401通过天线接收信息处理采集主机201发送的差分数据，结合普通精度的北斗经纬度，解算出机车的高精度经纬度坐标，并发送给信息处理采集主机201。
如图2所示，车地传输数据根据接发送范围不同分为广播数据和点对点数据，广播包为一次发送供所有机车接收使用，广播方式发送包主要包括站场状态信息包和差分数据包，点对点数据包主要是机车与地面交互的私有数据，例如调车作业防护信息。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，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做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，包括：
室外采集设备，安装在轨旁设备上，用于采集站场状态信息；
车载设备，安装在机车上，用于向室内监控设备发送高精度定位信息；
以及室内监控设备，安装在车站控制室内，分别与室外采集设备和车载设备连接，用于接收室外采集设备发送的站场状态信息和车载设备发送的高精度定位信息，并生成调车作业防护信息。
2.根据权利要求1所述的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，所述室外采集设备与室内监控设备、车载设备与室内监控设备均采用NB-I0T、Zigbee或者4G无线通信网络相互通信。
3.根据权利要求1所述的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，所述站场状态信息包括道岔状态、脱轨器状态和信号机状态。
4.根据权利要求3所述的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，所述室外采集设备包括设置在扳道器手柄上的感应器一和设置在扳道器手柄附近地面上的与感应器一配套使用的感应接收器一，设置在脱轨器导向板上的感应器二和设置在脱轨器附近地面上的与感应器二配套使用的感应接收器二，以及设置在信号机上的光电感应器。
5.根据权利要求4所述的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，所述室外采集设备还包括无线通信模块和电源模块，所述感应接收器一、感应接收器二和光电感应器分别通过无线通信模块与室内监控模块通信连接。
6.根据权利要求1所述的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，所述室内监控设备包括信息处理采集主机和操作终端，所述信息处理采集主机用于根据室外采集设备发送的站场状态信息和车载设备发送的机车高精度定位信息生成调车作业防护信息，所述操作终端用于为用户提供显示和操作界面。
7.根据权利要求6所述的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，还包括北斗差分基站，所述北斗差分基站通过信息处理采集主机与车载设备连接，所述北斗差分基站为车载设备提供差分数据。
8.根据权利要求7所述的铁路非电气集中联锁站场数据采集系统，其特征在于，所述车载设备包括卫星接收机和天线，所述卫星接收机通过天线接收信息处理采集主机发送的差分数据，解算出机车的高精度经纬度坐标。
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