阅读说明：本技术 基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法 (Locomotive short-circuit open control method based on locomotive operation instruction ) 是由 申亮 王祥龙 肖苏 陆俊杰 刘峰 黄士忠 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法,机车运行进路控制系统接收机车作业指令并拆分：i)当机车运行进路控制系统对收机车作业指令的判断结果为连挂状态,机车的终点不是当前位置时,下达行车指令并短进路开放机车前方的线路区段；ii)机车运行进路控制系统对收机车作业指令的判断结果为分解状态,且机车作业指令有连挂动作时,机车运行进路控制系统将对机车下达连挂指令；iii)机车运行进路控制系统判断结果为连挂状态,机车指令包含的终点位置与当前位置一致,机车作业指令有摘钩信息时,机车运行进路控制系统下达摘钩指令。本发明能对多台机车进行路径规划,提升机车的运行效率,并实时进行避让,确保机车运行安全。(The invention discloses a locomotive short access open control method based on locomotive operation instructions, wherein a locomotive operation access control system receives and splits the locomotive operation instructions: i) when the judgment result of the locomotive running route control system on the locomotive collecting operation instruction is in a continuous hanging state and the terminal point of the locomotive is not the current position, issuing a traveling instruction and opening a route section in front of the locomotive by short-circuiting; ii) the judgment result of the locomotive running route control system on the locomotive receiving operation instruction is in a decomposition state, and when the locomotive operation instruction has a linkage action, the locomotive running route control system gives a linkage instruction to the locomotive; and iii) when the judgment result of the locomotive operation access control system is in a connected state, the terminal position contained in the locomotive instruction is consistent with the current position, and the locomotive operation access control system issues a unhooking instruction when the locomotive operation instruction has unhooking information. The invention can plan the paths of a plurality of locomotives, improve the operation efficiency of the locomotives, carry out avoidance in real time and ensure the operation safety of the locomotives.)

基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法

技术领域

本发明涉及一种冶金企业铁路运输控制方法，尤其涉及一种基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法。

背景技术

在冶金企业铁路运输领域中，机车的作业任务是由铁水运输调度根据高炉、炼钢的生产实绩，依据现场的机车作业进度、位置实绩等信息，在铁区L3系统中编制机车作业计划指令，通过无线数传，将作业指令下达至机车，司机根据作业指令实施作业计划。

现阶段，铁水运输采用自选进路控制模式，机车司机根据作业计划的终点位置，依据规定的进路要求，通过操作控制杆，自主选择道岔的开通方向，进而决定机车的进路方向。

目前，铁水区域已投用无人化生产系统，机车进路将实施自动开放和自主安全监护，并自主执行安全控制措施。

在进路人工控制模式和进路自动控制模式下，机车运行进路控制系统测算出机车前方运行进路后，如果将机车起点到终点的运行进路一次性开放，即长进路开放，整条线路上的区段、道岔将被锁定，仅能供本机车使用，其他机车将无法使用与该线路相关的道岔、区段。然而，本机车运行至进路的末端区段需要一定的时间，在此时间段内，其他机车将无法使用末端区段的线路，其他机车只能等待使用该区段的机车通过后方能使用，降低了区段、道岔的通行效率，机车的等待时间大大延长，机车的有效运行效率大幅降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法，能对多台机车进行路径规划，提升机车的运行效率，并实时进行避让，确保机车运行安全。

本发明是这样实现的：

一种基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法，机车运行进路控制系统接收机车作业指令，并对机车作业指令进行拆分和判断：

i）当机车运行进路控制系统对收机车作业指令的判断结果为连挂状态，且机车的终点位置不是当前位置时，机车运行进路控制系统对机车下达行车指令，并短进路开放机车前方的线路区段，迭代开放区段标签；

ii）机车运行进路控制系统对收机车作业指令的判断结果为分解状态，且机车作业指令有连挂动作时，机车运行进路控制系统对机车下达连挂指令；

iii）机车运行进路控制系统判断结果为连挂状态，且机车指令包含的终点位置与当前位置一致，以及机车作业指令有摘钩信息时，机车运行进路控制系统对机车下达摘钩指令。

所述的机车作业指令包括机车起点、作业内容、机车终点。

在所述的连挂状态下达行车指令的执行步骤中，短进路开放包括如下分步骤：

步骤1.1：机车运行进路控制系统从机车作业指令中获取机车的起点和终点位置；

步骤1.2：根据最短路径算法，结合铁路运行规则，计算机车的前方运行进路；该前方运行进路包括机车需要经过的线路区段和道岔号；

步骤1.3：短进路开放机车前方的线路区段供机车运行使用，机车前方开放的短进路区段为大于2倍车长；

步骤1.4：根据机车的实时位置，机车运行进路控制系统将前方进路开放区段的信息实时下达至机车；

步骤1.5：机车收到行车指令后，根据机车运行进路控制系统下达的进路信息自动运行。

在所述的机车自动运行过程中，机车运行进路控制系统根据机车作业指令中的起点、终点信息判断该机车是否需要转线，若是，则执行步骤1.5.1，若否，则执行步骤1.5.4；

步骤1.5.1：将该机车的前方运行进路拆分成两段子路径；

步骤1.5.2：在第一段子路径中，控制机车运行至道岔前，停车、等待；

步骤1.5.3：机车运行进路控制系统下达道岔转换指令，道岔转换好后进入第二段子路径，运行进路控制系统控制机车再继续执行未执行的行车指令；

步骤1.5.4：机车运行途中，机车运行进路控制系统不断根据机车位置开通机车前方运行进路；

步骤1.5.5：遇到道岔时，机车运行进路控制系统依据道岔开通方向和计算的运行进路判断道岔的开通方向是否正确，若道岔开通方向不满足运行进路的要求，则执行步骤1.5.6，若道岔开通方向满足运行进路的要求，则执行步骤1.5.7；

步骤1.5.6：机车运行进路控制系统远程下达道岔转换的动作指令，道岔转换，开通正确的进路方向，机车按照机车运行进路控制系统下达的进路信息持续运行，直至达到目标位置；

步骤1.5.7：根据行车方向、前端与天线的距离计算机车天线目标，在计划停车路段收到停车信号时完成进路行车。

所述的机车作业指令发送到机车运行进路控制系统后，从机车作业指令中解析机车运行的起点、终点，依据铁水运输的运行规律、运行原则、线路走向、道岔位置，计算机车从起点至终点运行时所要经过的所有线路和道岔位置信息，并在机车运行进路控制系统中进行标记，做为该机车此次运行的预约长进路，但是实际仅开放机车前方2倍车长的短进路区段做为实际使用的长度。

在所述的分解状态时，机车收到机车运行进路控制系统的连挂指令后，计算被连挂混铁车的位置、机车执行连挂的车钩编号及状态、被连挂机车的车钩编号及状态。

若所述的机车运行进路控制系统计算出的被连挂混铁车的位置与被连挂混铁车的实际位置不同时，机车运行进路控制系统发出错误警报。

若所述的机车运行进路控制系统计算出的被连挂混铁车位置与被连挂混铁车的实际位置一致时，且机车、被连挂混铁车的车钩状态准确，机车会按照运行进路控制系统下达的连挂指令执行连挂作业，直至机车车钩、被连挂混铁车车钩完成连挂。

在所述的连挂状态下达摘钩指令的执行步骤中，摘钩指令启动后，机车运行进路控制系统判断是对位完成后的摘钩还是直接摘钩；若是对位完成后的摘钩，机车运行进路控制系统收到对位完成的信号后才能执行摘钩动作；若是直接摘钩，机车运行进路控制系统判断需要摘钩的两个车钩位置、车钩编号，机车运行进路控制系统将摘钩指令下达至相对应的车钩，由车钩摘钩系统执行摘钩动作。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明通过计算机统一控制机车进路，能同时对多台机车的进路进行规划，并控制进路、转线、挂钩、摘钩等流程，采用开放短进路、预约长进路的模式，将机车前方2倍机车长度的区段作为短进路开放区段，其他区段可开放给其他机车，有效提高了机车的运行效率。

2、本发明通过机车运行进路控制系统对机车、混铁车、道岔、区段占用、厂门信号等基础信息进行监控和识别，用于行车、连挂、摘钩等作业指令的执行，根据机车的位置实时迭代开放区段信息，确保机车的运行安全，避免碰擦事故。

附图说明

图1是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法的流程图；

图2是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法的系统结构图；

图3是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法中机车行车指令的执行流程图；

图4是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法中短进路和长进路开放对比图；

图5是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法中机车转线流程图；

图6是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法中机车连挂指令执行流程图；

图7是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法中机车摘钩指令执行流程图；

图8是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法的实施例1的机车起始状态图；

图9是本发明基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法的实施例1的机车道岔转换的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参见附图1及附图2，一种基于机车作业指令的机车短进路开放控制方法，机车运行进路控制系统接收机车作业指令，机车作业指令包括机车起点、作业内容、机车终点等。

机车运行进路控制系统对机车、混铁车、道岔、区段占用、厂门信号等基础信息进行监控、识别，用于行车、连挂、摘钩等作业指令的执行。机车运行进路控制系统接收到机车作业指令后，依据控制系统收集到的机车、混铁车位置信息，机车、混铁车车钩的连挂状态，判断机车、混铁车处于分解状态或连挂状态。机车运行进路控制系统根据系统的判断结果，将机车作业指令拆分为行车指令、连挂指令、摘钩指令。

i）当机车运行进路控制系统对收机车作业指令的判断结果为连挂状态，且机车的终点位置不是当前位置时，机车运行进路控制系统对机车下达行车指令，并短进路开放机车前方的线路区段，迭代开放区段标签。

请参见附图3，步骤1.1：机车运行进路控制系统从机车作业指令中获取机车的起点和、终点位置。

步骤1.2：根据最短路径算法，结合铁路运行规则，计算机车的前方运行进路；该前方运行进路包括机车需要经过的线路区段（根据运行效率最大化的原则，将铁路线划分为长度不一的区段）和道岔号。

步骤1.3：短进路开放机车前方的线路区段供机车运行使用，机车前方开放的短进路区段为大于2倍车长。优选的，短进路区段的长度为2倍车长。

步骤1.4：根据机车的实时位置，机车运行进路控制系统将前方进路开放区段的信息实时下达至机车。

步骤1.5：机车收到行车指令后，根据机车运行进路控制系统下达的进路信息（机车运行的目标位置）自动运行。请参见附图4，在此过程中，机车运行进路控制系统不断短进路开放机车的前方运行进路区段S，而末端区段的线路不会被开放给本机车，可以供其他机车使用，相比长进路开放区段L更能提升线路的通行效率。

在机车进路过程中，机车运行进路控制系统根据机车作业指令中的起点、终点信息判断该机车是否需要转线，若是，则执行步骤1.5.1，若否，则执行步骤1.5.4。

请参见附图5，机车由西1线转至2线，步骤1.5.1：将该机车的前方运行进路拆分成两段子路径。

步骤1.5.2：在第一段子路径中，控制机车运行至道岔前，停车、等待。

步骤1.5.3：机车运行进路控制系统下达道岔转换指令，道岔转换好后进入第二段子路径，运行进路控制系统控制机车再继续执行未执行的行车指令。

步骤1.5.4：机车运行途中，机车运行进路控制系统会不断根据机车位置开通机车前方运行进路（大于2倍车长的长度）。

步骤1.5.5：遇到道岔时，机车运行进路控制系统依据道岔开通方向和计算的运行进路判断道岔的开通方向是否正确，若道岔开通方向不满足运行进路的要求，则执行步骤1.5.6，若道岔开通方向满足运行进路的要求，则执行步骤1.5.7。

步骤1.5.6：机车运行进路控制系统将远程下达道岔转换的动作指令，道岔转换，开通正确的进路方向，机车按照机车运行进路控制系统下达的进路信息持续运行，直至达到目标位置。

步骤1.5.7：根据行车方向、前端与天线的距离计算机车天线目标，在计划停车路段收到停车信号时完成进路行车。

机车运行进路控制系统在接收到机车作业指令后，从机车作业指令中解析机车运行的起点、终点，依据铁水运输的运行规律、运行原则、线路走向、道岔位置等条件，计算机车从起点至终点运行时所要经过的所有线路、道岔等位置信息，并在机车运行进路控制系统中进行标记，做为该机车此次运行的预约长进路，但是实际仅开放机车前方2倍车长的短进路区段做为实际使用的长度。

ii）机车运行进路控制系统对收机车作业指令的判断结果为分解状态，且机车作业指令有连挂动作时，机车运行进路控制系统将对机车下达连挂指令。

请参见附图6，机车收到连挂指令后，计算被连挂混铁车的位置、机车执行连挂的车钩编号及状态、被连挂机车的车钩编号及状态。

若机车运行进路控制系统计算出的被连挂混铁车的位置与被连挂混铁车的实际位置不同时，机车运行进路控制系统发出错误警报，提醒工作人员检查错误原因。

若机车运行进路控制系统计算出的被连挂混铁车位置与被连挂混铁车的实际位置一致时，且机车、被连挂混铁车的车钩状态准确，机车会按照运行进路控制系统下达的连挂指令，以低于2km/h的速度执行连挂作业，直至机车车钩、被连挂混铁车车钩完成连挂。

iii）机车运行进路控制系统判断结果为连挂状态，且机车指令包含的终点位置与当前位置一致，以及机车作业指令有摘钩信息时，机车运行进路控制系统对机车下达摘钩指令。

请参见附图7，摘钩指令启动后，机车运行进路控制系统判断是对位完成后的摘钩还是直接摘钩；若是对位完成后的摘钩，机车运行进路控制系统需要等待对位完成的信号后，才能执行摘钩动作；若是直接摘钩，机车运行进路控制系统判断需要摘钩的两个车钩位置、车钩编号，机车运行进路控制系统将摘钩指令下达至相对应的车钩，由车钩摘钩系统执行摘钩动作。

实施例1：

机车运行进路控制系统接收到的机车作业指令包括机车起点即表1中的段位，作业内容即表1中的动作、第一罐、第二罐、第三罐，以及机车终点即表1中的段位。

表1 机车作业指令结构

指令号	机车号	司机工号	段位	动作	第一罐	第二罐	第三罐	完成状态
									1807010067	614	81928	738	+	80	31	0	3
1807011168	614	81928	18	-	0	31	0	3
									1807011169	614	81928	181	-	80	0	0	3
1807011170	614	81928	181	0	0	0	0	3

表1的机车计划内容为：614机车在738段位（起点）执行连挂（动作），连挂80#和31#混铁车，运行（动作）至18段位（第一终点），且将31#混铁车停放（动作）在18段位，将80#混铁车停放（动作）在181段位（第二终点）614机车与80#混铁车在181段位（第二终点）待命。

请参见附图8，机车运行进路控制系统接收到机车作业指令（表1）后，首先对机车作业指令进行分析、判断，确定614机车的位置、80#、31#混铁车的位置。

i）当机车运行进路控制系统对机车、混铁车的连挂状态判断为连挂状态时，且机车的终点位置为18、起点为738，终点、起点不一致，机车运行进路控制系统对机车下达行车指令，并以短进路的形式逐步开放起点738至终点18的线路区段。

步骤1.1：机车运行进路控制系统从机车作业指令中获取机车的起点738和终点18位置。

步骤1.2：根据最短路径算法，结合铁路运行规则，计算机车的前方运行进路，运行进路为起点738、153#道岔（直股）、154#道岔（直股）、154#道岔（侧股）、156#道岔（侧股）、157#道岔（侧股）、158#道岔（侧股）、159道岔#（侧股）、181、终点18。

步骤1.3：短进路开放机车前方的线路区段供机车运行使用，机车前方开放的短进路区段为大于2倍车长，短进路区段的长度为2倍车长，首次开放起点738、153#道岔（直股）、154#道岔（直股），在此处实施转线作业，154#道岔转换为侧股后，机车继续运行。

步骤1.4：前方进路开放后，机车开始运行，当前方开放进路小于2倍车长时，迭代开放下一区段154#道岔（侧股）、156#道岔（侧股）、157#道岔（侧股）、158#道岔（侧股）、159道岔#（侧股）、181、终点18。

步骤1.5：机车收到行车指令后，根据机车运行进路控制系统下达的进路信息（机车运行的目标位置154#道岔）自动运行。请参见附图4，在此过程中，机车运行进路控制系统不断短进路开放机车的前方运行进路区段（154#道岔至156#道岔之间区段），而末端区段（156#道岔至18）的线路不会被开放给本机车，可以供其他机车使用，相比长进路开放区段（738至18）更能提升线路的通行效率。

在机车进路过程中，机车运行进路控制系统根据机车作业指令中的起点、终点信息，盘点此次作业需要在154#道岔处进行转线。

请参见附图5，机车由1线转至2线，步骤1.5.1：将该机车的前方运行进路拆分成两段子路径，第1子路径：起点738、153#道岔（直股）、154#道岔（直股）；第2子路径：154#道岔（侧股）、156#道岔（侧股）、157#道岔（侧股）、158#道岔（侧股）、159道岔#（侧股）、181、终点18。

步骤1.5.2：在第一段子路径中，控制机车从起点738，经过153#道岔（直股）、154#道岔（直股）运行至154#道岔前，停车、等待，请参见附图9。

步骤1.5.3：机车运行进路控制系统下达道岔转换指令，154#道岔有直观转换为侧股，道岔转换好后进入第二段子路径，运行进路控制系统控制机车再继续执行未执行的行车指令。

步骤1.5.4：机车运行途中，机车运行进路控制系统会不断根据机车位置开通机车前方运行进路，即大于2倍车长的长度，由156#道岔（侧股）开始逐步开放157#道岔（侧股）、158#道岔（侧股）、159道岔#（侧股）、181、终点18等后续进路。

步骤1.5.5：遇到道岔时，机车运行进路控制系统依据道岔开通方向和计算的运行进路判断道岔的开通方向是否正确，若道岔开通方向不满足运行进路的要求，则执行步骤1.5.6，若道岔开通方向满足运行进路的要求，则执行步骤1.5.7。

步骤1.5.6：机车运行进路控制系统将远程下达道岔转换的动作指令，道岔转换，开通正确的进路方向，机车按照机车运行进路控制系统下达的进路信息持续运行，直至达到目标位置。

步骤1.5.7：根据行车方向、前端与天线的距离计算机车天线目标，在计划停车路段收到停车信号时完成进路行车。

ii）机车运行进路控制系统对机车、混铁车的连挂状态判断为分解状态时，且机车作业指令有连挂动作（在表1中“+”号表示连挂动作）时，机车运行进路控制系统将对614机车下达连挂指令。

请参见附图6，614机车收到连挂指令后，计算被连挂混铁车（80#）的位置、机车执行连挂的车钩编号（Ⅰ位车钩）及状态（全开、锁闭、解锁状态）、被连挂混铁车（80#）的车钩编号（Ⅱ位车钩）及状态（全开、锁闭、解锁状态）。

若机车运行进路控制系统计算出的被连挂混铁车的位置与被连挂混铁车的实际位置不同时，机车运行进路控制系统发出错误警报，提醒工作人员检查错误原因。

若机车运行进路控制系统计算出的被连挂混铁车位置与被连挂混铁车的实际位置一致时，且机车、被连挂混铁车的车钩状态准确，机车会按照运行进路控制系统下达的连挂指令，以低于2km/h的速度执行连挂作业，直至机车车钩、被连挂混铁车车钩完成连挂。

iii）机车运行进路控制系统判断结果为连挂状态，且机车指令包含的终点位置与当前位置一致，以及机车作业指令有摘钩信息时，机车运行进路控制系统对机车下达摘钩指令。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。