本發(fā)明涉及鐵路車輛調(diào)車作業(yè)領(lǐng)域，特別涉及一種面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、目前，現(xiàn)有技術(shù)中的智能調(diào)車方法主要是針對機(jī)車研發(fā)的，部分是因?yàn)闄C(jī)車可以方便地提供電力支持。但在調(diào)車作業(yè)自動(dòng)化中，車輛是調(diào)車作業(yè)的對象，車輛位置這一關(guān)鍵信息尚未得到應(yīng)有的足夠關(guān)注，部分原因是當(dāng)前車輛無法供電。
2、這里的陳述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景技術(shù)，而并不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法及系統(tǒng)，以解決調(diào)車計(jì)劃生成中車輛信息采集效率低、作業(yè)過程控制的精準(zhǔn)化與自動(dòng)化程度低、安全防護(hù)的主動(dòng)化與前瞻性差，以及全流程的可視化和協(xié)同管理弱等問題，旨在實(shí)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”和“智能操控”的轉(zhuǎn)變。
2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其包括：從車輛物聯(lián)系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，用于編制調(diào)車作業(yè)計(jì)劃；在調(diào)車作業(yè)過程中，通過定位終端實(shí)時(shí)獲得各個(gè)移動(dòng)要素的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，并結(jié)合站場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、信號數(shù)據(jù)和電子地圖，計(jì)算連掛距離或速度曲線，根據(jù)所述連掛距離或所述速度曲線控制調(diào)車作業(yè)中的機(jī)車速度；基于各個(gè)所述移動(dòng)要素的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，計(jì)算車列與關(guān)鍵設(shè)備的防護(hù)距離和/或設(shè)置安全電子圍欄，實(shí)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)中的機(jī)車、車列和調(diào)車人員的安全防護(hù)；基于數(shù)字孿生站場，實(shí)時(shí)顯示車輛、人員、設(shè)備的位置和調(diào)車作業(yè)進(jìn)展實(shí)況，實(shí)現(xiàn)調(diào)車全流程的可視化和協(xié)同。
3、在一種實(shí)施例中，所述站場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和所述信號數(shù)據(jù)從聯(lián)鎖系統(tǒng)中獲取；所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃由調(diào)度系統(tǒng)編制并發(fā)送至調(diào)車組，調(diào)車組根據(jù)所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行調(diào)車作業(yè)。
4、在一種實(shí)施例中，所述移動(dòng)要素包括機(jī)車、車輛和調(diào)車人員。
5、在一種實(shí)施例中，所述機(jī)車的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)是通過慣性導(dǎo)航、里程計(jì)和/或激光雷達(dá)與攝像機(jī)獲得，或者從車輛物聯(lián)系統(tǒng)獲得；所述車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)從車輛物聯(lián)系統(tǒng)獲得；所述調(diào)車人員的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)是通過手持終端獲得。
6、在一種實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃中的連掛作業(yè)時(shí)，所述計(jì)算連掛距離是根據(jù)機(jī)車與目標(biāo)車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，并在車載終端上動(dòng)態(tài)顯示“十、五、三車”的距離信號，并控制或提示司機(jī)根據(jù)所述連掛距離將所述機(jī)車的連掛速度限制在安全范圍。
7、在一種實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃中的推送或溜放作業(yè)時(shí)，根據(jù)已連掛車輛的實(shí)時(shí)位置、速度，以及線路坡度、前方停留車位置的信息，計(jì)算所述速度曲線，引導(dǎo)或控制機(jī)車速度，以使車列停在指定位置。
8、在一種實(shí)施例中，所述關(guān)鍵設(shè)備包括土擋、盡頭線、脫軌器和其他車輛，通過實(shí)時(shí)計(jì)算車列與所述關(guān)鍵設(shè)備的防護(hù)距離，當(dāng)車列一旦超速或接近危險(xiǎn)區(qū)域，立即向司機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警或觸發(fā)自動(dòng)制動(dòng)。
9、在一種實(shí)施例中，所述安全電子圍欄用于限制調(diào)度人員和車列的安全運(yùn)行范圍，當(dāng)車列或調(diào)車人員一旦未經(jīng)授權(quán)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或偏離預(yù)定路徑，立即報(bào)警。
10、在一種實(shí)施例中，所述數(shù)字孿生站場根據(jù)車列的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，調(diào)用并控制車列的實(shí)時(shí)位置所對應(yīng)的相關(guān)區(qū)域攝像頭的預(yù)位置，為調(diào)度員提供車列的實(shí)時(shí)位置的視頻畫面。
11、在一種實(shí)施例中，所述面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法還包括：記錄包含機(jī)車、車輛和調(diào)車人員實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)的調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)；通過所述調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)中的鉤作業(yè)耗時(shí)、總作業(yè)時(shí)間、機(jī)車走行距離計(jì)算作業(yè)效率，以及所述調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)中調(diào)車鉤數(shù)、調(diào)移車輛數(shù)、設(shè)備空耗/等待時(shí)間計(jì)算資源利用率，完成作業(yè)過程的質(zhì)量評估。
12、本發(fā)明所提供的一種面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的系統(tǒng)，適用于如上所述的調(diào)車方法，其包括：車站調(diào)車管控模塊、外部系統(tǒng)模塊和定位終端模塊；所述車站調(diào)車管控模塊設(shè)置在車站或調(diào)度中心，所述車站調(diào)車管控模塊包括：接口單元，通過多個(gè)接口分別與外部系統(tǒng)模塊和定位終端模塊連接，獲得調(diào)車作業(yè)計(jì)劃、各個(gè)移動(dòng)要素的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)、站場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、信號數(shù)據(jù)和電子地圖；計(jì)算單元，與所述接口單元連接，用于根據(jù)各個(gè)移動(dòng)要素的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)計(jì)算連掛距離、速度曲線、防護(hù)距離和安全電子圍欄，并輸出控制信號；控制單元，分別與所述計(jì)算單元和車列連接，用于根據(jù)所述控制信號控制車列速度和列車位置；顯示單元，與設(shè)置在所述車站的數(shù)字孿生站場連接，用于實(shí)時(shí)顯示車輛、人員、設(shè)備的位置和調(diào)車作業(yè)進(jìn)展實(shí)況。
13、在一種實(shí)施例中，所述外部系統(tǒng)模塊包括：聯(lián)鎖系統(tǒng)，用于提供站場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、信號數(shù)據(jù)和電子地圖；車輛物聯(lián)系統(tǒng)，與所述定位終端模塊連接，用于獲取車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)；調(diào)度系統(tǒng)，與所述車輛物聯(lián)系統(tǒng)連接，用于編制所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃；調(diào)車預(yù)警系統(tǒng)，與所述定位終端模塊連接，用于獲取調(diào)度人員的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)。
14、在一種實(shí)施例中，所述定位終端模塊包括：機(jī)車/車輛終端，設(shè)置在機(jī)車/車輛上，用于提供機(jī)車/車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)；手持終端，由調(diào)車人員手持，用于提供調(diào)車人員的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)。
15、在一種實(shí)施例中，所述車站調(diào)車管控模塊還包括評價(jià)單元，用于根據(jù)調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)計(jì)算作業(yè)效率和資源利用率，實(shí)現(xiàn)對作業(yè)過程的質(zhì)量評估。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法及系統(tǒng)至少具有如下有益效果：
17、通過高效利用車輛實(shí)時(shí)高精度位置數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)調(diào)車計(jì)劃編制所需的車輛位置信息的高效而準(zhǔn)確的采集方法，編制過程所需時(shí)間從傳統(tǒng)方法的數(shù)小時(shí)可縮短至數(shù)分鐘，顯著提升了編制效率和質(zhì)量。
18、其次，基于機(jī)車和車輛的實(shí)時(shí)高精度位置信息，實(shí)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)過程（推送、溜放、連掛）精準(zhǔn)引導(dǎo)與智能控制的方法，包括“十、五、三車”等關(guān)鍵作業(yè)信號的自動(dòng)化、精準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)方法。基于高精度定位信息，實(shí)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)過程控制的精準(zhǔn)化和自動(dòng)化，有望徹底改變傳統(tǒng)依賴人工瞭望和經(jīng)驗(yàn)判斷的作業(yè)模式，減少對調(diào)車組經(jīng)驗(yàn)的依賴，降低重復(fù)作業(yè)率，提升了調(diào)車作業(yè)安全性和效率。
19、另外，調(diào)車系統(tǒng)通過利用車輛實(shí)時(shí)定位等信息，實(shí)現(xiàn)調(diào)車作業(yè)全流程的可視、可控、可管，從事后補(bǔ)救轉(zhuǎn)向過程控制和事前預(yù)防，提升管理效能和協(xié)同效率，推動(dòng)管理從依賴經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。
1.一種面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，所述站場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和所述信號數(shù)據(jù)從聯(lián)鎖系統(tǒng)中獲取；所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃由調(diào)度系統(tǒng)編制并發(fā)送至調(diào)車組，調(diào)車組根據(jù)所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行調(diào)車作業(yè)。
3.如權(quán)利要求1所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，所述移動(dòng)要素包括機(jī)車、車輛和調(diào)車人員。
4.如權(quán)利要求3所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，所述機(jī)車的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)是通過慣性導(dǎo)航、里程計(jì)和/或激光雷達(dá)與攝像機(jī)獲得，或者從車輛物聯(lián)系統(tǒng)獲得；所述車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)從車輛物聯(lián)系統(tǒng)獲得；所述調(diào)車人員的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)是通過手持終端獲得。
5.如權(quán)利要求4所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，
6.如權(quán)利要求4所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，當(dāng)執(zhí)行所述調(diào)車作業(yè)計(jì)劃中的推送或溜放作業(yè)時(shí)，根據(jù)已連掛車輛的實(shí)時(shí)位置、速度，以及線路坡度、前方停留車位置的信息，計(jì)算所述速度曲線，引導(dǎo)或控制機(jī)車速度，以使車列停在指定位置。
7.如權(quán)利要求4所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，所述關(guān)鍵設(shè)備包括土擋、盡頭線、脫軌器和其他車輛，通過實(shí)時(shí)計(jì)算車列與所述關(guān)鍵設(shè)備的防護(hù)距離，當(dāng)車列一旦超速或接近危險(xiǎn)區(qū)域，立即向司機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警或觸發(fā)自動(dòng)制動(dòng)。
8.如權(quán)利要求4所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，所述安全電子圍欄用于限制調(diào)度人員和車列的安全運(yùn)行范圍，當(dāng)車列或調(diào)車人員一旦未經(jīng)授權(quán)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或偏離預(yù)定路徑，立即報(bào)警。
9.如權(quán)利要求4所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，所述數(shù)字孿生站場根據(jù)車列的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，調(diào)用并控制車列的實(shí)時(shí)位置所對應(yīng)的相關(guān)區(qū)域攝像頭的預(yù)位置，為調(diào)度員提供車列的實(shí)時(shí)位置的視頻畫面。
10.如權(quán)利要求3所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的方法，其特征在于，還包括：記錄包含機(jī)車、車輛和調(diào)車人員實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)的調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)；通過所述調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)中的鉤作業(yè)耗時(shí)、總作業(yè)時(shí)間、機(jī)車走行距離計(jì)算作業(yè)效率，以及所述調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)中調(diào)車鉤數(shù)、調(diào)移車輛數(shù)、設(shè)備空耗/等待時(shí)間計(jì)算資源利用率，完成作業(yè)過程的質(zhì)量評估。
11.一種面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的系統(tǒng)，適用于如權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的調(diào)車方法，其特征在于，包括：車站調(diào)車管控模塊、外部系統(tǒng)模塊和定位終端模塊；所述車站調(diào)車管控模塊設(shè)置在車站或調(diào)度中心，所述車站調(diào)車管控模塊包括：
12.如權(quán)利要求11所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的系統(tǒng)，其特征在于，所述外部系統(tǒng)模塊包括：
13.如權(quán)利要求11所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位終端模塊包括：機(jī)車/車輛終端，設(shè)置在機(jī)車/車輛上，用于提供機(jī)車/車輛的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)；手持終端，由調(diào)車人員手持，用于提供調(diào)車人員的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求11所述的面向鐵路貨運(yùn)的車輛定位賦能智能調(diào)車的系統(tǒng)，其特征在于，所述車站調(diào)車管控模塊還包括評價(jià)單元，用于根據(jù)調(diào)車作業(yè)全過程數(shù)據(jù)計(jì)算作業(yè)效率和資源利用率，實(shí)現(xiàn)對作業(yè)過程的質(zhì)量評估。