CN113805543A - 一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法和装置，通过将常用控车逻辑固化到程序中，用自动化的控制方式替代人工操作，改变了传统的机车作业控制模式，实现了自动控制机车平面无线调车系统的功能，提升了自动化水平。本发明通过平面无线调车系统控制机车自动运行，消除了因车地联络不畅等不稳定因素导致的安全事故风险。本发明减少了现场作业人员，提高了作业效率，实现了减员增效。
Description
技术领域
本发明属于机车控制技术领域，具体涉及一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法和装置。
背景技术
铁路平面无线调车系统是基于无线电台加装控制软、硬件实时传送铁路车辆平面交叉编组调车连挂作业所需各种色灯信令与语言提示、通信与信号一体化的车辆编组调度的信息与控制系统。
目前，在工矿企业中，调车员通过平面无线调车系统手持机发送机车控制要求，机车司机通过安装在驾驶室内的平面无线调车系统车载台接收上述信令后，手动操作机车司控器和制动装置，实现机车控制的目的。这种传统的机车操作模式，需要调车员与机车司机配合操作，存在重复劳动，自动化、智能化程度不高，作业效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法和装置，用于自动控制机车平面无线调车系统。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法，包括以下步骤：
S0：搭建平面无线调车系统自动控制机车运行装置，包括手持机、车载台、机车控制器、电空制动机、机车状态传感器、运输计划系统；手持机是调车员操作终端设备，设有包括红色、黄色、绿色、紫色的功能按钮；车载台是设置在机车端的司机操作终端设备，车载台通过无线网络连接手持机；机车控制器连接车载台；运输计划系统通过无线网络连接机车控制器；机车状态传感器连接机车控制器；电空制动机连接机车控制器；
S1：运输计划系统编制机车作业计划，并通过无线网络将机车作业计划下发给机车控制器；
S2：机车控制器对收到的机车作业计划进行分析处理得到机车连挂负载信息；
S3：调车员操作手持机向车载台发送手持机指令；
S4：车载台收到手持机指令后，以输出不同的高低电平信号的形式向机车控制器发送车载台指令；
S5：机车状态传感器采集车况状态信息，并将车况状态信息发送给机车控制器；
S6：机车控制器通过控车算法解析车载台指令、机车连挂负载信息、机车车况信息得到相应的控车逻辑；
S7：机车控制器根据控车逻辑，判断当前应调整的机车司控器挡位、应分配的电空制动机的制动力大小；
S8：机车控制器根据转速保护逻辑和安全防护逻辑判断上述指令能否被安全执行；
S9：机车控制器分别向机车司控器与电空制动机发送机车控制器指令，控制机车自动运行；
S10：车载控制器实时循环检查判断当前车况是否达到设定控车目标，若达到则保持，若未达到则调整直至达到的设定控车目标。
按上述方案，所述的步骤S1中，机车作业计划包括车数、车型、载重；所述的步骤S5中，车况状态信息包括机车的速度、方向、司控器挡位。
按上述方案，所述的步骤S3中，设手持机指令中的单一颜色按钮的不同持续时间的按压、不同次数的按压、不同颜色按钮的组合按压代表不同的信令含义包括：
按红键的信令含义为停车信号；
连按绿键2次的信令含义为推进信号；
按绿键＞1秒的信令含义为牵出信号；
按绿、红键的信令含义为挂车信号；
按黄、绿键的信令含义为妥当信号；
连按黄键3次的信令含义为五车距离信号；
连按黄键2次的信令含义为三车距离信号；
按黄键＜1.2秒的信令含义为一车距离信号；
按黄键＞1.2秒的信令含义为减速信号；
按紫键＜0.8秒的信令含义为鸣笛信号。
进一步的，所述的步骤S4中，车载台指令包括不同的高低电平信号；设高低电平信号的电压范围为高电平“1”为5±0.5V、低电平“0”为0±0.5V；车载台指令按从高位D5到低位D0通过高低电平信号表示的信令含义包括：
100001表示的信令含义为停车信号；
100010表示的信令含义为推进信号；
000011表示的信令含义为牵出信号；
100100表示的信令含义为挂车信号；
001000表示的信令含义为妥当信号；
101000表示的信令含义为五车距离信号；
001001表示的信令含义为三车距离信号；
000001表示的信令含义为一车距离信号；
000110表示的信令含义为减速信号；
001110表示的信令含义为鸣笛信号。
进一步的，所述的步骤S6中，机车控制器对信令含义的对照解析逻辑包括：
停车信号的对照解析逻辑为停车，车速平滑降至0km/h；
推进信号的对照解析逻辑为向列车连挂方向按照15km/h速度运行，单机时则按照车头方向前进；
牵出信号的对照解析逻辑为向列车连挂相反方向按照15km/h速度运行，单机时则按照车尾方向前进；
挂车信号的对照解析逻辑为按照1km/h速度运行；
妥当信号的对照解析逻辑为切换到计划控车模式；
五车距离信号的对照解析逻辑为按照8km/h速度运行；
三车距离信号的对照解析逻辑为按照5km/h速度运行；
一车距离信号的对照解析逻辑为按照3km/h速度运行；
减速信号的对照解析逻辑为将速度平滑降低至当前运行速度的0.5～0.7倍；
鸣笛信号的对照解析逻辑为进行1秒时长鸣笛。
进一步的，所述的步骤S6中，控车逻辑还包含断充油逻辑、启动逻辑、加速逻辑、滑行逻辑、低恒速逻辑、速度控制逻辑。
一种平面无线调车系统自动控制机车运行装置，包括手持机、车载台、机车控制器、电空制动机、机车状态传感器、运输计划系统；手持机是调车员操作终端设备，用于供调车员操作发送手持机指令；车载台是设置在机车端的司机操作终端设备，车载台通过无线网络连接手持机用于接收手持机指令；机车控制器连接车载台用于接收车载台指令并控制机车运行；运输计划系统用于编制包括车数、车型、载重的机车作业计划；运输计划系统通过无线网络连接机车控制器用于下发机车作业计划；机车状态传感器用于采集包括机车的速度、方向、司控器挡位的车况状态信息；机车状态传感器连接机车控制器用于发送车况状态信息；电空制动机连接机车控制器用于根据收到的机车控制器指令对机车施加相应的制动力。
进一步的，手持机设有若干功能按钮，按钮颜色包括红色、黄色、绿色、紫色。
一种计算机存储介质，其内存储有可被计算机处理器执行的计算机程序，该计算机程序执行一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法。
本发明的有益效果为：
1.本发明的一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法和装置，通过将常用控车逻辑固化到程序中，用自动化的控制方式替代人工操作，改变了传统的机车作业控制模式，实现了自动控制机车平面无线调车系统的功能，提升了自动化水平。
2.本发明通过平面无线调车系统控制机车自动运行，消除了因车地联络不畅等不稳定因素导致的安全事故风险。
3.本发明减少了现场作业人员，提高了作业效率，实现了减员增效。
附图说明
图1是本发明实施例的功能框图。
图2是本发明实施例的车载台与机车控制器指令对照关系图。
图3是本发明实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，本发明的实施例包括平面无线调车系统手持机与车载台、机车控制器、电空制动机、机车状态传感器、运输计划系统。
所述平面无线调车系统手持机是调车员操作终端设备，设备上设置若干功能按钮，用于机车控制指令的操作发送。进一步的，功能按钮按照颜色包括红色按钮、黄色按钮、绿色按钮、紫色按钮。更进一步的，单一颜色按钮的按压时间或者不同颜色按钮的组合按压代表不同的信令含义。具体的，见下表举例。
| 序号 | 按键方式 | 信令含义 |
| 1 | 按红键 | 停车信号 |
| 2 | 连按绿键2次 | 推进信号 |
| 3 | 按绿键＞1秒 | 牵出信号 |
| 4 | 按绿、红键 | 挂车信号 |
| 5 | 按黄、绿键 | 妥当信号 |
| 6 | 连按黄键3次 | 五车距离信号 |
| 7 | 连按黄键2次 | 三车距离信号 |
| 8 | 按黄键＜1.2秒 | 一车距离信号 |
| 9 | 按黄键＞1.2秒 | 减速信号 |
| 10 | 按紫键＜0.8秒 | 鸣笛信号 |
所述平面无线调车系统车载台是设置于机车端的司机操作终端设备，用于接收手持机指令。车载台与机车控制器建立接口，进行控制指令信息交互。进一步的，车载台在接收到手持机指令后，驱动74HC573(八路输出的透明锁存器)向车载控制器的航空插头孔座输出不同的高低电平信号，达到与车载控制器传递指令的目的。具体的，所述高低电平信号定位为：高电平“1”为5±0.5V、低电平“0”为0±0.5V。更具体的，所述车载台与机车控制器接口指令表如下：
所述机车控制器与平面无线调车系统车载台建立接口，接收车载台控制指令；与运输计划系统建立接口，接收机车作业计划；与机车状态传感器建立接口，获取机车当前车况信息；与电空制动机建立接口，输出机车制动控制信息。
所述运输计划系统用于编制下达机车作业计划，并通过无线网络传输至机车控制器。具体的，所述机车作业计划信息包括车数、车型、载重等信息。进一步的，机车控制器接收机车作业计划信息后，经过处理分析得到机车连挂负载信息。
所述机车状态传感器用于获取车况状态信息。具体的，所述车况信息包括机车速度、方向、司控器挡位等信息。进一步的，机车状态传感器传输车况信息传输至机车控制器。
进一步的，机车控制器通过内置控车算法，综合分析平面无线调车系统车载台传输的车载台指令、运输计划系统传输的机车作业计划处理得到的机车连挂负载信息、机车状态传感器传输的机车车况信息，向机车司控器与制动装置输出机车控制指令，控制机车按照平面无线调车系统指令自动运行。
所述机车控制器根据车载台接口输出指令信息，建立对照解析逻辑(具体见下表)。
所述电空制动机是控制机车制动装置中风缸压力的设备。根据机车控制器指令对机车施加相应级别的制动力。
本发明提供一种平面无线调车系统控制机车运行的方法，主要步骤包括：
步骤一：机车控制器从运输计划系统获取计划任务，确认当前机车的连挂及负载情况。
步骤二：调车员通过平面无线调车系统手持机，向车载台发出控车信令。
步骤三：机车控制器从车载台获取指令，从机车状态传感器获取车况状态信息。
步骤四：根据当前机车的车速、负载、连挂等情况，判断执行相应的控车处理逻辑。具体的，控车逻辑包含断充油逻辑、停车逻辑、减速逻辑、启动逻辑、加速逻辑、滑行逻辑、低恒速逻辑、速度控制逻辑。
步骤五：车载控制器根据上述控车逻辑，判断当前应该调整的司控器挡位、电空制动机制动力分配的大小等指令。
步骤六：车载控制器根据转速保护逻辑和安全防护逻辑判断上述指令能否被安全执行。
步骤七：车载控制器向机车司控器与电空制动机发送控车指令。
步骤八：车载控制器实时循环检查判断当前车况是否达到设定控车目标，达到则保持，未达到则进行调整直至达到的设定控车目标。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法，其特征在于：包括以下步骤：
S0：搭建平面无线调车系统自动控制机车运行装置，包括手持机、车载台、机车控制器、电空制动机、机车状态传感器、运输计划系统；手持机是调车员操作终端设备，设有包括红色、黄色、绿色、紫色的功能按钮；车载台是设置在机车端的司机操作终端设备，车载台通过无线网络连接手持机；机车控制器连接车载台；运输计划系统通过无线网络连接机车控制器；机车状态传感器连接机车控制器；电空制动机连接机车控制器；
S1：运输计划系统编制机车作业计划，并通过无线网络将机车作业计划下发给机车控制器；
S2：机车控制器对收到的机车作业计划进行分析处理得到机车连挂负载信息；
S3：调车员操作手持机向车载台发送手持机指令；
S4：车载台收到手持机指令后，以输出不同的高低电平信号的形式向机车控制器发送车载台指令；
S5：机车状态传感器采集车况状态信息，并将车况状态信息发送给机车控制器；
S6：机车控制器通过控车算法解析车载台指令、机车连挂负载信息、机车车况信息得到相应的控车逻辑；
S7：机车控制器根据控车逻辑，判断当前应调整的机车司控器挡位、应分配的电空制动机的制动力大小；
S8：机车控制器根据转速保护逻辑和安全防护逻辑判断上述指令能否被安全执行；
S9：机车控制器分别向机车司控器与电空制动机发送机车控制器指令，控制机车自动运行；
S10：车载控制器实时循环检查判断当前车况是否达到设定控车目标，若达到则保持，若未达到则调整直至达到的设定控车目标。
2.根据权利要求1所述的一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法，其特征在于：所述的步骤S1中，机车作业计划包括车数、车型、载重；
所述的步骤S5中，车况状态信息包括机车的速度、方向、司控器挡位。
3.根据权利要求1所述的一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法，其特征在于：所述的步骤S3中，设手持机指令中的单一颜色按钮的不同持续时间的按压、不同次数的按压、不同颜色按钮的组合按压代表不同的信令含义包括：
按红键的信令含义为停车信号；
连按绿键2次的信令含义为推进信号；
按绿键＞1秒的信令含义为牵出信号；
按绿、红键的信令含义为挂车信号；
按黄、绿键的信令含义为妥当信号；
连按黄键3次的信令含义为五车距离信号；
连按黄键2次的信令含义为三车距离信号；
按黄键＜1.2秒的信令含义为一车距离信号；
按黄键＞1.2秒的信令含义为减速信号；
按紫键＜0.8秒的信令含义为鸣笛信号。
4.根据权利要求3所述的一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法，其特征在于：所述的步骤S4中，车载台指令包括不同的高低电平信号；设高低电平信号的电压范围为高电平“1”为5±0.5V、低电平“0”为0±0.5V；车载台指令按从高位D5到低位D0通过高低电平信号表示的信令含义包括：
100001表示的信令含义为停车信号；
100010表示的信令含义为推进信号；
000011表示的信令含义为牵出信号；
100100表示的信令含义为挂车信号；
001000表示的信令含义为妥当信号；
101000表示的信令含义为五车距离信号；
001001表示的信令含义为三车距离信号；
000001表示的信令含义为一车距离信号；
000110表示的信令含义为减速信号；
001110表示的信令含义为鸣笛信号。
5.根据权利要求4所述的一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法，其特征在于：所述的步骤S6中，机车控制器对信令含义的对照解析逻辑包括：
停车信号的对照解析逻辑为停车，车速平滑降至0km/h；
推进信号的对照解析逻辑为向列车连挂方向按照15km/h速度运行，单机时则按照车头方向前进；
牵出信号的对照解析逻辑为向列车连挂相反方向按照15km/h速度运行，单机时则按照车尾方向前进；
挂车信号的对照解析逻辑为按照1km/h速度运行；
妥当信号的对照解析逻辑为切换到计划控车模式；
五车距离信号的对照解析逻辑为按照8km/h速度运行；
三车距离信号的对照解析逻辑为按照5km/h速度运行；
一车距离信号的对照解析逻辑为按照3km/h速度运行；
减速信号的对照解析逻辑为将速度平滑降低至当前运行速度的0.5～0.7倍；
鸣笛信号的对照解析逻辑为进行1秒时长鸣笛。
6.根据权利要求5所述的一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法，其特征在于：所述的步骤S6中，控车逻辑还包含断充油逻辑、启动逻辑、加速逻辑、滑行逻辑、低恒速逻辑、速度控制逻辑。
7.一种用于权利要求1至6中任意一项所述的平面无线调车系统自动控制机车运行方法的装置，其特征在于：包括手持机、车载台、机车控制器、电空制动机、机车状态传感器、运输计划系统；
手持机是调车员操作终端设备，用于供调车员操作发送手持机指令；
车载台是设置在机车端的司机操作终端设备，车载台通过无线网络连接手持机用于接收手持机指令；
机车控制器连接车载台用于接收车载台指令并控制机车运行；
运输计划系统用于编制包括车数、车型、载重的机车作业计划；运输计划系统通过无线网络连接机车控制器用于下发机车作业计划；
机车状态传感器用于采集包括机车的速度、方向、司控器挡位的车况状态信息；机车状态传感器连接机车控制器用于发送车况状态信息；
电空制动机连接机车控制器用于根据收到的机车控制器指令对机车施加相应的制动力。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：手持机设有若干功能按钮，按钮颜色包括红色、黄色、绿色、紫色。
9.一种计算机存储介质，其特征在于：其内存储有可被计算机处理器执行的计算机程序，该计算机程序执行如权利要求1至权利要求6中任意一项所述的一种平面无线调车系统自动控制机车运行方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211217 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |