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。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

本申请涉及一种铁路现车监测系统，图1是根据本发明的一个实施例一种铁路现车监测系统结构示意图，如图1所示，本系统包括：

识别单元101和识别单元102，其分别对应不同的股道，经配置以获取对应股道有关的机车车辆信息。其中，本申请所涉及的机车车辆信息包括但不限于：机车车辆进出股道信息、车辆通过长度、运行方向、机车车辆速度、车厢身份信息、在轨出错信息、以及标签掉落或损坏信息等。在一些实施例中，识别单元101和识别单元102分别设置在临近各自股道一端的地面上。

在一些实施例中，机车车辆是由至少一个车厢组成的车厢组。机车车辆的组合可以不是固定的。在一些实施例中，一个机车车辆的多个车厢经过拆解运送到不同的股道后，又分别与各自所在股道的其他车厢组成新的机车车辆。

主控单元110，经配置以接收来自识别单元101和识别单元102的机车车辆信息，以获取识别单元101和识别单元102各自对应股道上机车车辆的顺序队列。其中，机车车辆的顺序队列是股道上不同车厢的排列顺序信息。在一些实施例中，主控单元110可以是一种云端信息平台或者操作系统，可以实时获取当前各个股道上的机车车辆信息，进而将信息汇总形成股道上机车车辆的顺序队列。在一些实施例中，主控单元110可以是一种接口程序，通过该程序将铁路现车监测系统接入另一系统，例如铁路信息总网，将获取到的信息实时发送至所接入的系统。

在一些实施例中，主控单元110可以进一步具有：数据库管理功能，管理软件通过识别单元上传的数据，通过与数据库的比对，实现车辆信息的管理、报错、历史数据查询等功能。在一些实施例中，主控单元110可以进一步具有：历史查询功能，即可以获悉某段时间编组站机车车辆进出、编组等历史信息。在一些实施例中，主控单元110可以进一步具有：远程连接功能，管理软件可以连接远程数据库或软件系统，实现远程监控的功能。

在一些实施例中，铁路现车监测系统进一步包括：一个或多个中继单元 171，其经配置与一个或多个识别单元以有线或无线的方式通信，并经配置与主控单元110以有线或无线的方式通信。识别单元获取到的机车车辆信息可以通过一个或多个中继单元171发送至主控单元110。在一些实施例中，识别单元与中继单元171的对应关系视实际需要而定，可以是一对一、多对一或者一对多，例如图1中识别单元103与另一中继单元171对应。在一些实施例中，识别单元与中继单元171的组网方式是LoRa组网。

由于识别单元有时只包括传感器，所以无法将获取到的机车车辆信息与当前时间对应，做不到信息实时获取。在一些实施中，其中至少一个所述中继单元171进一步配置为：通过卫星信号获取系统时间并给一个或多个识别单元授时。在一些实施例中，中继单元171进一步配置为：通过主控模块获取系统时间并给一个或多个识别单元授时。中继单元171发出时间请求信息至主控模块，主控模块将系统时间发送至中继单元171，中继单元171给一个或多个识别单元授时。

下面对识别单元进行详细介绍。图2是根据本发明的一个实施例识别单元结构示意图，如图2所示。识别单元包括识别模块22、第一磁钢传感模块21、第二磁钢传感模块23以及辅助检测模块24。

识别模块22，包括：RFID扫描模块221、处理器222以及通信模块223。其中，处理器222分别耦合至第一磁钢传感模块21、第二磁钢传感模块23、辅助检测模块24、RFID扫描模块221以及通信模块223。在一些实施例中，进一步包括扫描天线224，其耦合至RFID扫描模块221，用以获取车厢的RFID 信息并将信息传输至RFID扫描模块221。识别模块22配置以获取车厢身份信息，机车车辆的车速、长度、行进方向等。在一些实施例中，RFID扫描模块 221配置有两个独立的扫描天线224，通过两次读取标签数据进行对比，防止复杂磁场环境下读错标签情况。在一些实施例中，第一磁钢传感模块21、第二磁钢传感模块23、辅助检测模块24、RFID扫描模块221的检测数据发送至处理器222，处理器222对数据进行处理汇总，经通信模块223发送至主控单元或中继单元。

辅助检测模块24可以包括红外对射管和/或毫米波雷达。辅助检测模块24 配置以获取机车车辆的进出情况、运行方向等信息。实际应用过程中，系统通过磁钢传感模块实现RFID射频信号的开关机，但是现有的磁钢传感模块存在车速敏感的问题，机车车辆在实际运行中运动的不规律(加减速、往复运动等)，导致磁钢传感模块检测不到信号，为了保证检测系统的稳定性与正确率，可以进一步增加辅助检测模块24进行辅助判辆，判断磁钢传感模块的好坏或漏检情况。例如，毫米波雷达可以检测物体的运动轨迹，在一个磁钢传感模块失效的情况下，列车的运动方向可由毫米波雷达获取，判断列车是进入股道或离开股道，从而提高检测系统的准确率。在一些实施例中，辅助检测模块24不是必须的。

图3是根据本发明的一个实施例一种识别单元安装方式示意图，一种实际的安装情况可以如图3所示。其中，第一磁钢传感模块311和第二磁钢传感模块331分别设置在股道的一条轨道的一侧，扫描天线3241设置在股道两条轨道和第一磁钢传感模块311和第二磁钢传感模块331之间。RFID扫描模块、处理器以及通信模块设置在数据采集设备321内。其中，第一磁钢传感模块311、第二磁钢传感模块331、扫描天线3241以及数据采集设备321共同构成第一识别单元。该识别单元整体位于股道一端的地面上。

识别单元的工作过程可以是，当机车车辆第一个车轮经过任一磁钢传感模块(例如磁钢传感模块311)时，磁钢传感模块接收到数据信号，并将该信号发送至处理器222，处理器222控制RFID读取单元启动，RFID读取单元221 通过扫描天线221发射微波信号。当装有机车车辆信息标签的机车车辆经过扫描天线221时，电子标签被微波信号激活，对外发送车号信息。微波天线把接收的标签信息送往处理器222，处理器222处理后经通信模块223发送至主控单元或中继单元。当机车车辆最后一个车轮经过磁钢传感模块23时，处理器 222关闭RFID读取单元。在一些实施例中，第一个磁钢传感模块检测到信号后计数器加1，第二个磁钢传感模块检测到信号之后计数器减1，当计数器为0 时，可认为机车车辆检测完毕。然后根据预先设定的延时时间阈值，延时关闭 RFID读取单元。

在一些实施例中，同一条股道上进一步包括第三识别单元，设置在该股道另一端，如图3所示。其结构与第一识别单元类似，包括：磁钢传感模块313、磁钢传感模块333、扫描天线3243以及数据采集设备323。这样在股道两端分别设置有两个识别单元，可以直接根据磁钢传感模块采集的数据判断机车车辆行进方向，机车车辆从任何方向驶入、驶出股道都可以实现车辆信息实时采集。在一些实施例中，两条或两条以上股道的识别单元可以共用一个数据采集设备321或323。

下面将列举部分实际应用场景状况，详述本申请所述方案的具体工作流程。图4A-图4I是根据本发明的一个实施例当前股道上机车车辆情况示意图。

在一些实施例中，如图4A所示，实际应用场景可以包括四条股道，股道451、股道452、股道453以及股道454。其中，每条股道两端各包括一个识别单元。为了便于说明，图中仅示出一识别单元中的磁钢传感模块411、磁钢传感模块431、扫描天线4241，以及另一识别单元中的磁钢传感模块413、磁钢传感模块433、扫描天线4242。其中，股道数量和识别单元的数量不做具体限制，如本领域技术人员所知，可以依据现场实际情况调整股道数量和识别单元的数量。

在一些实施例中，当前各个股道上的机车车辆信息如图4A所示，其中股道451上包括车厢4001、车厢4003以及车厢4005。股道452上仅包括车厢4007。股道453和股道454上没有被车厢占用。

在一些实施例中，当某一股道上有新的车厢进入时，如图4B和图4C所示。以股道451为例，当前股道451的机车车辆长度为2，顺序队列为车厢4003、车厢4005。此时4001号车厢从左侧进入股道451，在左侧的识别单元检测到车厢0001车轮完全进入股道451之后，识别单元上报数据至主控单元，主控单元更改相应股道机车车辆信息，机车车辆长度为3，顺序队列为车厢4001、车厢4003、车厢4005。

在一些实施例中，当某一股道上的某一车厢拖离时，如图4C和图4D所示。以股道451为例，车厢4005被从右侧拖离，右侧的识别单元检测到车厢4005 完全离开股道451之后，识别单元将数据上报给主控单元，主控单元将股道451 的车车辆信息更新为机车车辆长度为2，顺序队列为车厢4001、车厢4003。

在一些实施例中，当某一股道上的所有车厢均被拖离时，如图4D和图4E 所示。以股道452为例，之前股道452的机车车辆长度为1，顺序队列为车厢4007。此时车厢4007被拖离股道452,股道452右侧识别单元检测到车厢4007 车轮完全离开股道452之后，将数据上报至主控单元。主控单元将股道452的机车车辆信息更新为：出清。

在一些实施例中，对于机车车辆长度的计算可以如图4F所示。以股道451 为例，车厢4001准备进入股道451，第一磁钢传感模块检测到车厢4001一个车轮(即最先的车轮)已经通过，但第二个车轮(即最后的车轮)尚未检测到，通过计算得知，车厢4001已经在轨，但并未完全进入，此时股道451的机车车辆信息为：被占用(未进入)，车厢排列顺序为4001。车厢4001进入股道 451后，第一级传感器已经检测到两个车轮，第二级传感器也检测到两个车轮信息，此时股道451的机车车辆信息为：被占用(进入)，顺序队列为4001。

在一些实施例中，当车厢出现在错误轨道时，如图4G所示.以股道452为例，车厢4013应该驶入股道451，但由于拨道出错等原因，车厢4013进入了股道452，识别单元检测到车厢4013并上报主控单元，主控单元通过查询数据，对比发现车厢4013不应进入股道452，则报告错误信息。在一些实施例中，可以设定每条股道或同一机车车辆上车厢的对应同一颜色，直接通过颜色判断车厢是否与所在股道匹配。

在一些实施例中，当RFID标签掉落、损坏时，如图4H所示。以股道452 为例，车厢从左侧进入，识别单元通过检测车轮判断车厢已经完全进入股道，但RFID读取单元并未检测到标签信息，此时识别单元将信息上报主控单元，主控单元将提示出错，报告错误信息，例如，车厢数量：1，排列顺序：XXXX (未检测到标签)。

在一些实施例中，对于机车车辆行进方向的判断，如图4I所示。方向判断可以通过磁钢传感模块411和431判断，二者检测到车轮的信息的先后，就可以判断机车车辆行进方向。

在一些实施例中，任意端磁钢传感模块检测到列车信号，RFID读取单元启动，以磁钢传感模块的检测先后顺序判断列车是驶离股道还是进入股道，若第一个开机信号未正常发送，可能会造成方向误判情况，此时主控单元可从已保存的车辆信息中对此机车车辆信息是否已存在股道上，若查询到历史记录，则可判断为驶离股道，若未查询到历史记录，则判断为新增车厢进入股道。

一般的，铁路系统股道两侧各包括一个岔区，其具有一个交汇中心点。在一些实施例中，也可以在股道一侧(例如左侧)的岔区(图中未示出)的中心点再设置一个识别单元。如果岔区的识别单元先检测到有车厢通过，其RFID 读取单元进行标签读取，然后某一股道的识别单元检测到同样车辆信息时，则认为是有车辆进入股道，且更新当前股道状态信息。反之如果股道的识别单元先检测到车辆信息，然后岔区的识别单元检测到同样车辆信息经过后，则认为是车厢离开股道，且当前股道在轨车厢数减1，且将被拖离的车厢信息从当前股道状态信息中删除。在一些实施例中，每个岔区中心点都可以设置有识别单元。

在一些实施例中，在岔区处增加RFID读取单元，可以通过两个位置的数据进行比对，增强数据的可靠性。当岔区RFID读取单元读取数据后，进入股道区后再次读取，以股道区读取数据与岔道区相同数据为准。由于环境干扰等影响，造成两次读取数据不一致，验证未通过，主控单元将自动标识有问题车厢和停靠位置，通过人为干预，修改为正确的车号。

在一些实施例中，有些车厢已经进入岔道区，但并未进入股道区识别单元的检测范围，根据车厢从岔道区进入股道区的平均时间，设定滞留时间阈值。若超过该时间阈值车厢还未进入股道，岔道区识别单元并未接收到股道区识别单元的确认信息，则向主控单元报警，有车厢滞留在岔道区，可能需要人为干预，如果车厢进入股道区后，此报警信息自动消除。

本申请所述系统，区别于以往人工信息采集方式。通过将多种传感器集成，并统一协调工作，大大增加了数据采集的准确性。同时，所采集的数据也能实时上传至主控单元，通过主控单元分析并展示各个股道实时机车车辆信息。本申请所述系统可以实现“无人值守、少人值守”的管理模式。减少了人为操作引起的不必要的错误，数据采集效率提高。本申请采用了网络互连技术，实现数据实时获取，能够及时纠正错误数据，具备故障排除能力，保障数据可靠性。同时大量数据可以同时获取，能够预测设备预期的工作状态。本申请方案采集的数据种类更多，获取的信息量更大，可以以此建立多个编组站或列车站实时现车大数据，依据大数据对所有在网机车车辆进行调度，更便于铁路运输管理，提升整体铁路调度运营效率。

本申请进一步包括一种车辆编组方法，图5是根据本发明的一个实施例一种车辆编组方法流程图，方法包括如下步骤：

步骤501：获取多个股道上机车车辆顺序队列和方向信息。在一些实施例中，可以依据前述系统获取机车车辆顺序队列和方向信息。

步骤502：获取未来一段时间内将要编组的一个或多个列车中各个列车的机车车辆顺序队列和方向信息。在一些实施例中，可以依据铁路调度系统获取未来一段时间内将要编组的一个或多个列车中各个列车的机车车辆顺序队列和方向信息

步骤503：匹配多个股道上机车车辆顺序队列和方向信息和未来一段时间内将要编组的一个或多个列车中各个列车的机车车辆顺序队列和方向信息。

步骤504：调度未来一段时间内将要编组的一个或多个列车。在一些实施例中，具体调度方式可以是：调整未来一段时间内将要编组的一个或多个列车的编组顺序。在一些实施例中，具体调度方式可以是：调整未来一段时间内将要编组的一个或多个列车的编组长度。在一些实施例中，具体调度方式可以是：调整未来一段时间内将要编组的一个或多个列车的编组等待位置和/或编组等待时间。在一些实施例中，具体调度方式可以是：调整未来一段时间内拆解后的一个或多个机车车辆等待位置和/或编组等待时间。

本申请所述方法，区别于以往人工信息采集方式。通过将多种传感器集成，并统一协调工作，大大增加了数据采集的准确性。同时，所采集的数据也能实时上传至主控单元，通过主控单元分析并展示各个股道实时机车车辆信息。本申请所述系统可以实现“无人值守、少人值守”的管理模式。减少了人为操作引起的不必要的错误，数据采集效率提高。本申请采用了网络互连技术，实现数据实时获取，能够及时纠正错误数据，具备故障排除能力，保障数据可靠性。同时大量数据可以同时获取，能够预测设备预期的工作状态。本申请方案采集的数据种类更多，获取的信息量更大，可以以此建立多个编组站或列车站实时现车大数据，依据大数据对所有在网机车车辆进行调度，更便于铁路运输管理，提升整体铁路调度运营效率。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。