專利名稱：車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路車站的調(diào)車機(jī)車(簡(jiǎn)稱調(diào)機(jī))自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，屬于鐵路 車站自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)依附于車站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)。
技術(shù)背景調(diào)車機(jī)車作為鐵路車站內(nèi)調(diào)車作業(yè)的動(dòng)力，通常只在站內(nèi)運(yùn)動(dòng)。調(diào)機(jī)計(jì)劃包 括調(diào)機(jī)與調(diào)車計(jì)劃的匹配，調(diào)機(jī)單機(jī)折返，以及調(diào)機(jī)出入庫(kù)整備等。目前，對(duì)車 站內(nèi)調(diào)機(jī)的控制是人工將紙面調(diào)車作業(yè)通知單遞交給司機(jī)及地面調(diào)車人員，司機(jī) 按照調(diào)車計(jì)劃確認(rèn)地面信號(hào)和調(diào)車人員的手信號(hào)，駕駛機(jī)車帶動(dòng)車輛行進(jìn)，時(shí)進(jìn) 時(shí)退，完成車輛甩掛調(diào)車工作。調(diào)車計(jì)劃執(zhí)行完后，根據(jù)下一個(gè)調(diào)車計(jì)劃的起始 地點(diǎn)和地面信號(hào)機(jī)的指揮，司機(jī)駕駛單機(jī)折返到位。迄今為止，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛的先例。在現(xiàn)有技術(shù)中，存 在一些有關(guān)調(diào)車作業(yè)無(wú)線通訊系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)方案，例如在專利文件CN 2151914 Y中就公開(kāi)了一種無(wú)線調(diào)車裝置，在CN 2590823 Y中則公開(kāi)了一種 調(diào)車報(bào)警控制裝置。公開(kāi)在EP 0697321 A中的自動(dòng)化編組站只涉及進(jìn)路控制的 自動(dòng)化，并不包括調(diào)車機(jī)車的自動(dòng)化、信息化系統(tǒng)，美國(guó)專利US 4582280 A公 開(kāi)了一種鐵路通訊系統(tǒng)，其采用了一些設(shè)備和措施使列車與地面保持實(shí)時(shí)信息溝 通，但并未考慮鐵路編組站的特殊情況和特定要求。為解決調(diào)車機(jī)車的指揮問(wèn)題，迄今為止，中國(guó)鐵路曾先后發(fā)展過(guò)機(jī)車信號(hào)系 統(tǒng)，將地面信號(hào)燈復(fù)示到機(jī)車上；駝峰推峰遙控系統(tǒng)，僅限于特定機(jī)車在特定區(qū) 域的特定作業(yè)一一駝峰預(yù)推和推送進(jìn)路遙控；平面調(diào)車燈顯系統(tǒng)，借助對(duì)講無(wú)線 電臺(tái)，將調(diào)車人員的手信號(hào)顯示在駕駛室內(nèi)；編組站調(diào)機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，在人工駕 駛基礎(chǔ)上，加強(qiáng)車載信息化以及地面管理人員對(duì)機(jī)車作業(yè)過(guò)程的掌控，提供調(diào)車 速度與距離防護(hù)功能，但國(guó)內(nèi)外目前尚未出現(xiàn)完整意義上的調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。 另外，車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不能獨(dú)立存在，必須依托車站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，在集中統(tǒng)一調(diào)度計(jì)劃綜合管理、管控一體化的支持下，使調(diào)機(jī)按定制的調(diào)車與折
返指令計(jì)劃行駛，并由調(diào)度中心管理系統(tǒng)協(xié)調(diào)地面進(jìn)路控制與機(jī)車駕駛控制之間 的邏輯一致性，即車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛分系統(tǒng)應(yīng)屬于車站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)的一 個(gè)組成部分，由本申請(qǐng)人另行獲得的專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種編組站綜合集成自動(dòng) 化系統(tǒng)、編組站調(diào)機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)和編組站聯(lián)鎖自動(dòng)化系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)車站調(diào)機(jī)自動(dòng) 駕駛系統(tǒng)奠定了信息與技術(shù)基礎(chǔ)。 發(fā)明內(nèi)容基于上述的情況，本發(fā)明的目的在于提出一種車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其 與上述的編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)，并作為編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng) 的一個(gè)組成部分，用于使編組站的調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛能融合到所述的綜合集成自動(dòng) 化系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)車機(jī)車自動(dòng)駕駛功能。在編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)的環(huán)境下，以及站內(nèi)管控一體化、信息共享 與信息交換的前提下，本發(fā)明的目的得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)兼 容調(diào)機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)、原駝峰機(jī)車信號(hào)或駝峰機(jī)車遙控系統(tǒng)，并且功能進(jìn)一步擴(kuò) 展達(dá)到調(diào)車全程自動(dòng)駕駛。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其包括地面設(shè)備，其負(fù)責(zé)在車站管理系統(tǒng)的共享信息庫(kù)平臺(tái)上收集、整理、組織 有關(guān)調(diào)車機(jī)車的各種信息；通信設(shè)備，其采用數(shù)據(jù)傳輸通道，在地面設(shè)備與車站內(nèi)所有調(diào)機(jī)之間雙向 高速地實(shí)時(shí)傳輸所需的控制信息與表示信息；車載設(shè)備，其可實(shí)現(xiàn)信息收發(fā)，進(jìn)行控制運(yùn)算，并能對(duì)機(jī)車進(jìn)行控制，且 可采集機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)；平調(diào)設(shè)備，其可將地面調(diào)車人員的指揮手信號(hào)通過(guò)無(wú)線手持機(jī)發(fā)送并顯示 在機(jī)車上，且通過(guò)數(shù)據(jù)接口，將指揮信令傳輸?shù)杰囕d設(shè)備，本系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)作出的貢獻(xiàn)在于，系統(tǒng)的地面設(shè)備包括與車站管理系統(tǒng) 連接并共享調(diào)機(jī)信息的調(diào)機(jī)地面服務(wù)器，為車載設(shè)備提供調(diào)度指令信息、地面
進(jìn)路信息以及地面進(jìn)路反饋信息；所述系統(tǒng)的車載設(shè)備保存有據(jù)此確定的調(diào)程信息和停車目標(biāo)信息以及駕駛速度曲線信息，跟蹤當(dāng)前位置及車輛檢測(cè)反饋信息，參考電子地圖信息閉環(huán)控制機(jī)車按駕駛速度曲線行駛；平調(diào)設(shè)備包括平面 調(diào)車無(wú)線燈顯系統(tǒng)，調(diào)機(jī)進(jìn)入存車線路后工作，手持機(jī)控制信號(hào)無(wú)線傳送駕駛 室，形成燈光組合信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)接口連接車載設(shè)備攝取動(dòng)態(tài)限速信息，手動(dòng) 遙控機(jī)車安全連結(jié)停留車輛。上述調(diào)度指令信息包括作業(yè)類型、調(diào)機(jī)號(hào)、運(yùn)行經(jīng)路、運(yùn)行方向、折返要 求、目標(biāo)地點(diǎn)、車列長(zhǎng)度、車列重壹、分段觸發(fā)允許信息，可同時(shí)向多個(gè)調(diào)機(jī) 發(fā)送。上述地面進(jìn)路反饋信息包括調(diào)車進(jìn)路上的道岔位置、區(qū)段鎖閉、區(qū)段占用 以及信號(hào)機(jī)開(kāi)放的狀態(tài)信息，是由地面聯(lián)鎖控制系統(tǒng)執(zhí)行調(diào)度指令后建立的調(diào) 車進(jìn)路表示狀況。上述當(dāng)前位置信息由車載設(shè)備利用調(diào)車進(jìn)路上軌道區(qū)段占用/出清結(jié)合走行 測(cè)距進(jìn)行定位跟蹤，以及調(diào)機(jī)上所安裝的GPS接收器的定位信息共同確定。上述電子地圖信息包括車站所處站場(chǎng)的地面線路、信號(hào)機(jī)、軌道區(qū)段、道 岔等設(shè)備所在的位置、長(zhǎng)度與距離，以及線路曲線、坡度等地理數(shù)據(jù)。上述駕駛速度曲線信息由系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度指令信息、電子地圖信息、定位的 車列前后所在位置尺寸、重量信息，精確計(jì)算調(diào)車行程信息，按照車列定距離 停車要求與機(jī)車自身的性能，綜合考慮準(zhǔn)確、快速、平穩(wěn)與節(jié)能，建立數(shù)學(xué)模 型計(jì)算獲取。上述駕駛速度曲線受限速包絡(luò)曲線的限制實(shí)現(xiàn)調(diào)車超速防護(hù)，限速包絡(luò)曲 線依調(diào)機(jī)所在地點(diǎn)和調(diào)車/推峰/單機(jī)作業(yè)類型而不同。上述調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)與地面調(diào)車進(jìn)路發(fā)生邏輯聯(lián)鎖與調(diào)度指令信息相 符的地面進(jìn)路開(kāi)通后方允許調(diào)車駛?cè)脒M(jìn)路；進(jìn)路上現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生故障調(diào)機(jī)緊急 停車；中間調(diào)車信號(hào)機(jī)未開(kāi)放時(shí)，停車目標(biāo)點(diǎn)定在信號(hào)機(jī)外方，開(kāi)放后向下一 架信號(hào)機(jī)延伸，直至調(diào)程末端。
上述調(diào)機(jī)經(jīng)過(guò)道口或其他故障時(shí)允許人工介入駕駛，由人工優(yōu)先選擇切入/切除自動(dòng)駕駛，并通過(guò)車載顯示器的站場(chǎng)表示和調(diào)車計(jì)劃顯示向司機(jī)展現(xiàn)地面 調(diào)車指揮信息。上述平調(diào)設(shè)備給出的手持機(jī)信號(hào)組合成信令，包括連結(jié)過(guò)程中地面給出的調(diào)車啟動(dòng)、停車、前進(jìn)、后退、速度、連結(jié)信息，實(shí)現(xiàn)完整的手動(dòng)遙控；或者 手持機(jī)具有衛(wèi)星定位GPS功能，傳輸?shù)杰囕d設(shè)備，地面調(diào)車人員站在車輛停留 點(diǎn)作為地標(biāo)，車載設(shè)備計(jì)算機(jī)車與連結(jié)點(diǎn)的相對(duì)距離，自動(dòng)駕駛機(jī)車減速接近 停留點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)連結(jié)自動(dòng)駕駛。上述系統(tǒng)接收來(lái)自駝峰自動(dòng)化系統(tǒng)要求的變速推峰信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)車的推峰 遙控。本發(fā)明提供的調(diào)車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，可減少駕駛?cè)舜_認(rèn)信號(hào)時(shí)間，提高調(diào)車 作業(yè)效率，增強(qiáng)作業(yè)安全性，提升作業(yè)精準(zhǔn)性，減少駕駛?cè)藛T數(shù)量。 下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施方式
圖1中的原理框圖表示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系 統(tǒng)。從圖1可見(jiàn)，該系統(tǒng)包括四部分地面設(shè)備、通信設(shè)備、車載設(shè)備及平調(diào) 設(shè)備。地面設(shè)備負(fù)責(zé)在車站管理系統(tǒng)的共享信息庫(kù)平臺(tái)上收集、整理、組織各 種調(diào)機(jī)信息，這些信息包括調(diào)機(jī)及調(diào)車計(jì)劃指令、包括調(diào)車進(jìn)路在內(nèi)的站場(chǎng)表 示、現(xiàn)車(線路上存在的車輛)，同時(shí)向信息平臺(tái)提供調(diào)機(jī)跟蹤定位動(dòng)態(tài)位置、 機(jī)車實(shí)際走行方向與速度、車載設(shè)備狀態(tài)等信息，供車站管理系統(tǒng)或其它子系 統(tǒng)共享。通信設(shè)備采用以太網(wǎng)及無(wú)線局域網(wǎng)蜂窩地面基站無(wú)縫連接的數(shù)據(jù)傳輸 通道，在地面與編組站內(nèi)的所有調(diào)機(jī)之間高速雙向?qū)崟r(shí)不間斷地傳輸所需的控 制與表示信息。車載設(shè)備包括無(wú)線局域網(wǎng)天線與移動(dòng)基站、車載計(jì)算機(jī)、GPS接 收器、車載顯示器及機(jī)車測(cè)控裝置與接口組成，其可實(shí)現(xiàn)機(jī)車的信息收發(fā)、司 機(jī)的顯示界面、機(jī)車定位、機(jī)車駕駛控制及機(jī)車狀態(tài)釆集等功能。平調(diào)設(shè)備包 括跟隨機(jī)車的調(diào)車組成員手持式帶控制按鈕的無(wú)線對(duì)講機(jī)，以及帶信號(hào)燈的平 調(diào)車載電臺(tái)，其車載臺(tái)可通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸接口輸出信號(hào)到車載設(shè)備。調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所依托的車站綜合管理系統(tǒng)具有自動(dòng)綜合調(diào)度功能，包 括行車、調(diào)車、調(diào)機(jī)、本務(wù)機(jī)調(diào)度計(jì)劃，其自動(dòng)決策優(yōu)化應(yīng)包括計(jì)劃決策與過(guò)程決策兩個(gè)方面，并且在管控 一體的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)調(diào)度計(jì)劃與執(zhí)行反饋之間的互 動(dòng)。車站調(diào)度計(jì)劃中與行車計(jì)劃緊密相關(guān)、相互作用的調(diào)車與調(diào)機(jī)計(jì)劃信息是 調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，包括調(diào)機(jī)與調(diào)車計(jì)劃的匹配、調(diào)機(jī)推拉運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn) 調(diào)車計(jì)劃、不同調(diào)機(jī)間的作業(yè)均衡、調(diào)機(jī)的合理調(diào)配、增加平行調(diào)車機(jī)會(huì)、調(diào) 機(jī)與調(diào)車的最佳走行路徑、機(jī)車出入庫(kù)整備、燃料加注、機(jī)車待令等，機(jī)車在 途車輛數(shù)量、長(zhǎng)度與總重也將隨著調(diào)車進(jìn)程而不斷變化，所有這些計(jì)劃與執(zhí)行 要求均以調(diào)度指令的形式同時(shí)輸出給調(diào)車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和地面聯(lián)鎖自動(dòng)化系統(tǒng) 聯(lián)合執(zhí)行。調(diào)機(jī)行駛路線由地面進(jìn)路決定，相同的調(diào)度指令首先被地面車站聯(lián)鎖自動(dòng) 化分系統(tǒng)執(zhí)行，按照調(diào)度指令要求選排進(jìn)路、轉(zhuǎn)轍道岔至正確位置、鎖閉軌道 區(qū)段、開(kāi)放調(diào)車信號(hào)機(jī)。地面按調(diào)車指令辦理好進(jìn)路后，指令執(zhí)行狀態(tài)以及包 含調(diào)車進(jìn)路的站場(chǎng)表示信息分別反饋到車站綜合管理系統(tǒng)，這些反饋信息同時(shí) 被調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛地面服務(wù)器分享獲得，并發(fā)送到各臺(tái)調(diào)機(jī)上，系統(tǒng)可核對(duì)其實(shí) 際進(jìn)路與指令的一致性， 一致則允許調(diào)機(jī)駕駛準(zhǔn)入。通過(guò)通信設(shè)備，地面設(shè)備將指令以及地面進(jìn)路對(duì)指令的反應(yīng)分發(fā)到車載設(shè) 備上，車載計(jì)算機(jī)將根據(jù)上述信息計(jì)算調(diào)程與目標(biāo)停車點(diǎn)。車載計(jì)算機(jī)通過(guò)來(lái) 自地面的軌道占用或出清，跟蹤調(diào)機(jī)的走行，并結(jié)合機(jī)車測(cè)速、觀'j距，可計(jì)算出調(diào)車機(jī)的當(dāng)前位置。另外，通過(guò)機(jī)車上安裝的GPS衛(wèi)星定位信息作為跟蹤機(jī) 車的運(yùn)動(dòng)軌跡，確定機(jī)車當(dāng)前位置的輔助手段。由于地面設(shè)有固定GPS差分基 站，通過(guò)無(wú)線通道不斷發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)，在機(jī)車上對(duì)機(jī)車GPS測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正， 可進(jìn)一步消除定位誤差。對(duì)機(jī)車及其牽引車輛的定位通過(guò)其車列總長(zhǎng)度被折算 成車列前部和后部所在進(jìn)路上的位置。車列當(dāng)前位置、目標(biāo)停車點(diǎn)、電子地圖(包括地面線路、信號(hào)機(jī)、軌道區(qū) 段、道岔等設(shè)備所在的位置、長(zhǎng)度與距離，以及線路曲線、坡度等地理數(shù)據(jù))、 定位的車列前后部所在位置、重量信息，被用來(lái)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算調(diào)程內(nèi)的行駛速 度曲線，其數(shù)學(xué)模型應(yīng)考量走行時(shí)間較短、行駛平穩(wěn)舒適、節(jié)省燃油與降低機(jī) 車磨耗。單機(jī)、預(yù)推、推峰、調(diào)車等不同的作業(yè)對(duì)調(diào)車的最高限速不同，此外線路 與道岔區(qū)的限制速度也可分設(shè)，綜合考量限速因素可在調(diào)程內(nèi)不同位置設(shè)定不 同的限速值，構(gòu)成限速包絡(luò)線，其計(jì)算駕駛速度曲線與實(shí)際駕駛速度線的速度 值必須在限速線之下， 一旦接近或超出，將自動(dòng)采取級(jí)別較高的制動(dòng)措施，將 調(diào)車速度拉回到限速線以下。該功能稱為調(diào)車超速防護(hù)功能，為安全起見(jiàn)，超 速防護(hù)的運(yùn)算與處理應(yīng)獨(dú)立于駕駛曲線的計(jì)算與處理。調(diào)程內(nèi)的調(diào)車進(jìn)路可能是分段辦理的，調(diào)車信號(hào)機(jī)將分段開(kāi)放，其目標(biāo)停 車點(diǎn)應(yīng)設(shè)為最遠(yuǎn)端一架未開(kāi)放的阻擋信號(hào)機(jī)外方，即確保自動(dòng)駕駛的車列能夠 停在信號(hào)機(jī)之外，當(dāng)阻擋信號(hào)機(jī)在行進(jìn)中開(kāi)放時(shí)，將目標(biāo)停車點(diǎn)自動(dòng)向下一架 信號(hào)機(jī)延伸，重新計(jì)算其駕駛速度曲線，最終延伸到調(diào)程末端。速度曲線可在車載計(jì)算機(jī)或地面服務(wù)器上進(jìn)行計(jì)算，但是駕駛閉環(huán)控制計(jì) 算必須在車載計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。駕駛速度曲線確定后，控制機(jī)車按照速度曲線行 駛由車載設(shè)備完成，機(jī)車上的測(cè)量裝置可檢測(cè)的反饋信息，包括駕駛方向、實(shí) 際速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及相關(guān)電量，機(jī)車上的控制包括有關(guān)機(jī)車動(dòng)力與制動(dòng)接口， 車載計(jì)算機(jī)將根據(jù)車載測(cè)量設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出，閉環(huán)控制駕駛機(jī)車，使其 按規(guī)定速度行駛。自動(dòng)控制數(shù)學(xué)模型應(yīng)考慮機(jī)車性能與工況參數(shù)，減少重復(fù)調(diào) 節(jié)頻度，保持駕駛平穩(wěn)。調(diào)車進(jìn)路上有信號(hào)設(shè)備發(fā)生故障，例如軌道電路故障、道岔失去表示、敵 對(duì)信號(hào)開(kāi)放、燈絲斷絲等，導(dǎo)致信號(hào)機(jī)異常關(guān)閉，將通過(guò)指令反饋到管理系統(tǒng)， 并送達(dá)機(jī)車上，機(jī)車應(yīng)采取緊急制動(dòng)措施。調(diào)車作業(yè)結(jié)果是車輛在不同的線路間被移動(dòng)，通過(guò)調(diào)機(jī)牽引車輛反復(fù)前進(jìn)與后退中完成，因此調(diào)機(jī)折返屬常見(jiàn)情況。需折返時(shí)，其調(diào)程的目標(biāo)停車點(diǎn)應(yīng) 根據(jù)折返調(diào)車信號(hào)機(jī)的位置，以及車列在途長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，使調(diào)機(jī)的走行距離
最短，調(diào)車效率最高。以上解決了車站調(diào)機(jī)機(jī)車在調(diào)車進(jìn)路上的自動(dòng)駕駛問(wèn)題。在調(diào)機(jī)進(jìn)入有存 車的軌道(線路)后，通常需要與停留車進(jìn)行連掛，即連結(jié)，此時(shí)地面信號(hào)機(jī) 已失去了指揮作用。由于連結(jié)的速度要求較嚴(yán)格，考慮到'司機(jī)無(wú)法瞭望，通常 由調(diào)車組成員在連結(jié)地點(diǎn)就近瞭望，并通過(guò)手信號(hào)傳達(dá)給司機(jī)，司機(jī)按照手信 號(hào)駕車。為了解決手信號(hào)的傳遞問(wèn)題，車站已普遍使用平面調(diào)車無(wú)線燈顯系統(tǒng)， 調(diào)車員利用改造過(guò)的無(wú)線對(duì)講機(jī)，按動(dòng)對(duì)講機(jī)上的信令按鈕，產(chǎn)生音頻編碼， 并通過(guò)話音通道送達(dá)駕駛室，改造過(guò)的車載電臺(tái)裝有不同顏色的信號(hào)燈光，車 載電臺(tái)對(duì)信令解碼并顯示對(duì)應(yīng)的燈光組合，調(diào)車員的信令有機(jī)車啟動(dòng)、停車、 后退、以及代表不同限速的邏輯。調(diào)車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)與帶有數(shù)據(jù)接口的車載臺(tái) 接口接收信令，在調(diào)機(jī)進(jìn)入線路后將信令轉(zhuǎn)換為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)限速值， 自動(dòng)駕駛調(diào)機(jī)進(jìn)行連結(jié)，由此構(gòu)成了受地面調(diào)車員操縱的調(diào)機(jī)遠(yuǎn)程遙控模式。 該模式只有當(dāng)調(diào)車接近或進(jìn)入有車線路時(shí)才有效，否則無(wú)效。如果調(diào)機(jī)進(jìn)入有 存車的線路而沒(méi)有接收到來(lái)自地面的信令，其目標(biāo)停車點(diǎn)將設(shè)在線路端頭固定 位置。為了將連結(jié)過(guò)程的人工地面遙控駕駛改變?yōu)樽詣?dòng)駕駛，可選擇的方法之一是地面手持機(jī)智能化，具有GPS定位功能，并且定位信息使用信令通道傳送到 車載設(shè)備，當(dāng)需要連結(jié)時(shí)，地面調(diào)車人員站在停留車連結(jié)地點(diǎn)作為地標(biāo)，發(fā)信 令通知調(diào)機(jī)接近，車載設(shè)備可以計(jì)算出車列與停留車的距離，并將地標(biāo)作為停 車目標(biāo)點(diǎn)，算出駕駛速度曲線進(jìn)行減速連結(jié)。連結(jié)自動(dòng)駕駛可減少地面人員的 勞動(dòng)強(qiáng)度，提高自動(dòng)化程度。連結(jié)自動(dòng)駕駛可與人工遙控駕駛結(jié)合使用。決定線路存車是否存有車輛在有軌道電路的線路由軌道電路占用表示及綜 合管理系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)現(xiàn)車共同決定，無(wú)軌道電路的線路則完全由實(shí)時(shí)現(xiàn)車決定。當(dāng)調(diào)機(jī)進(jìn)入推峰作業(yè)時(shí)，其駕駛速度應(yīng)取決于車輛停放的間隔狀況與解體 效率要求，其速度曲線應(yīng)由駝峰自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)算并提供，調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將 通過(guò)車站管理系統(tǒng)的共享信息平臺(tái)獲得其輸出，并按其自動(dòng)駕駛、變速推峰。大多數(shù)車站內(nèi)存在道口，調(diào)車經(jīng)過(guò)道口以及車載設(shè)備有故障時(shí)有人工介入
駕駛緊急處理的可能，選擇有人自動(dòng)駕駛方式，為此，車載信息化與數(shù)字化指 揮的功能將繼續(xù)保留，包括車載顯示器的站場(chǎng)表示與調(diào)車計(jì)劃顯示，以及車載 調(diào)車作業(yè)通知單打印。人工駕駛將優(yōu)先于自動(dòng)駕駛，并由人工選擇自動(dòng)駕駛的 切入與切除。盡管上文中對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但這僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以領(lǐng)會(huì)到在權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍內(nèi)，還可以有多種其它 的實(shí)施方式，且所有基于本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的實(shí)施方式都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其包括地面設(shè)備，其負(fù)責(zé)在車站管理系統(tǒng)的共享信息庫(kù)平臺(tái)上收集、整理、組織有關(guān)調(diào)車機(jī)車的各種信息；通信設(shè)備，其采用數(shù)據(jù)傳輸通道，在地面設(shè)備與車站內(nèi)所有調(diào)機(jī)之間雙向高速地實(shí)時(shí)傳輸所需的控制信息與表示信息；車載設(shè)備，其可實(shí)現(xiàn)信息收發(fā)，進(jìn)行控制運(yùn)算，并能對(duì)機(jī)車進(jìn)行控制，且可采集機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)；平調(diào)設(shè)備，其可將地面調(diào)車人員的指揮手信號(hào)通過(guò)無(wú)線手持機(jī)發(fā)送并顯示在機(jī)車上，且通過(guò)數(shù)據(jù)接口，將指揮信令傳輸?shù)杰囕d設(shè)備，其特征在于所述系統(tǒng)的地面設(shè)備包括與車站管理系統(tǒng)連接并共享調(diào)機(jī)信息的調(diào)機(jī)地面服務(wù)器，為車載設(shè)備提供調(diào)度指令信息、地面進(jìn)路信息以及地面進(jìn)路反饋信息；所述系統(tǒng)的車載設(shè)備保存有據(jù)此確定的調(diào)程信息和停車目標(biāo)信息以及駕駛速度曲線信息，跟蹤當(dāng)前位置及車輛檢測(cè)反饋信息，參考電子地圖信息閉環(huán)控制機(jī)車按駕駛速度曲線行駛；平調(diào)設(shè)備包括平面調(diào)車無(wú)線燈顯系統(tǒng)，調(diào)機(jī)進(jìn)入存車線路后工作，手持機(jī)控制信號(hào)無(wú)線傳送駕駛室，形成燈光組合信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)接口連接車載設(shè)備攝取動(dòng)態(tài)限速信息，手動(dòng)遙控機(jī)車安全連結(jié)停留車輛。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于調(diào)度指令信息包括 作業(yè)類型、調(diào)機(jī)號(hào)、運(yùn)行經(jīng)路、運(yùn)行方向、折返要求、目標(biāo)地點(diǎn)、車列長(zhǎng)度、 車列重量、分段觸發(fā)允許信息，可同時(shí)向多個(gè)調(diào)機(jī)發(fā)送。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述地面進(jìn)路反饋 信息包括調(diào)車進(jìn)路上的道岔位置、區(qū)段鎖閉、區(qū)段占用以及信號(hào)機(jī)開(kāi)放的狀態(tài) 信息，是由地面聯(lián)鎖控制系統(tǒng)執(zhí)行調(diào)度指令后建立的調(diào)車進(jìn)路表示狀況。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述當(dāng)前位置信息 由車載設(shè)備利用調(diào)車進(jìn)路上軌道區(qū)段占用/出清結(jié)合走行測(cè)距進(jìn)行定位跟蹤，以 及調(diào)機(jī)上所安裝的GPS接收器的定位信息共同確定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述電子地圖信息 包括車站所處站場(chǎng)的地面線路、信號(hào)機(jī)、軌道區(qū)段、道盆等設(shè)備所在的位置、 長(zhǎng)度與距離，以及線路曲線、坡度等地理數(shù)據(jù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述駕駛速度曲線 信息由系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度指令信息、電子地圖信息、定位的車列前后所在位置尺寸、 重量信息，精確計(jì)算調(diào)車行程信息，按照車列定距離停車要求與機(jī)車自身的性 能，綜合考慮準(zhǔn)確、快速、平穩(wěn)與節(jié)能，建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算獲取。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述駕駛速度曲線 受限速包絡(luò)曲線的限制實(shí)現(xiàn)調(diào)車超速防護(hù)，限速包絡(luò)曲線依調(diào)機(jī)所在地點(diǎn)和調(diào) 車/推峰/單機(jī)作業(yè)類型而不同。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7所迷的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)機(jī)自動(dòng) 駕駛系統(tǒng)與地面調(diào)車進(jìn)路發(fā)生邏輯聯(lián)鎖與調(diào)度指令信息相符的地面調(diào)車進(jìn)路 開(kāi)通后方允許調(diào)車駛?cè)脒M(jìn)路；進(jìn)路上現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生故障調(diào)機(jī)緊急停車；中間調(diào) 車信號(hào)機(jī)未開(kāi)放時(shí)，停車目標(biāo)點(diǎn)在信號(hào)機(jī)外方，開(kāi)放后向下一架信號(hào)機(jī)延伸， 直至調(diào)程末端。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于調(diào)機(jī)經(jīng)過(guò)道口 或其他故障時(shí)允許人工介入駕駛，由人工優(yōu)先選擇切入/切除自動(dòng)駕駛，并通過(guò) 車載顯示器的站場(chǎng)表示和調(diào)車計(jì)劃顯示向司機(jī)展現(xiàn)地面調(diào)車指揮信息。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述平調(diào)設(shè)備給 出的手持機(jī)信號(hào)組合成信令，包括連結(jié)過(guò)程中地面給出的調(diào)車啟動(dòng)、停車、前 進(jìn)、后退、速度、連結(jié)信息，實(shí)現(xiàn)完整的手動(dòng)遙控；或手持機(jī)具有衛(wèi)星定位GPS 功能，傳輸?shù)杰囕d設(shè)備，地面調(diào)車人員站在車輛停留點(diǎn)作為地標(biāo)，車載設(shè)備計(jì) 算機(jī)車與連結(jié)點(diǎn)的相對(duì)距離，自動(dòng)駕駛機(jī)車減速接近停留點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)連結(jié)自動(dòng)駕駛。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)接 收來(lái)自駝峰自動(dòng)化系統(tǒng)要求的變速推4信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)車的推峰遙控。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種車站調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，其與車站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)，并作為車站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，用于使車站的調(diào)機(jī)在所述的綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)支撐下，實(shí)現(xiàn)調(diào)機(jī)在全站按照調(diào)機(jī)與調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，配合地面調(diào)車進(jìn)路自動(dòng)控制，自動(dòng)操縱機(jī)車行駛。本發(fā)明工作在車站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)的環(huán)境下，以管控一體化、信息共享與信息交換為前提。本發(fā)明的調(diào)機(jī)自動(dòng)駕駛是在申請(qǐng)人另一個(gè)發(fā)明專利編組站調(diào)機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)上功能進(jìn)一步發(fā)展而成。
文檔編號(hào)B61L21/00GK101117128SQ200710130180
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月24日
發(fā)明者昆 丁, 王彬鑒, 程 韓 申請(qǐng)人:北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院