论文部分内容阅读
摘 要 本文对铁路专用线车辆调度管理系统项目进行了具体的可行性研究，系统地分析了该项目的实施背景、技术方案和运行效果。
关键词 车辆调度；计轴传感器
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0171-01
1 现场概述
中国石油化工股份有限公司长岭分公司（以下简称长岭石化）铁路站场，进线分为2股道，第1道最后分支为7条装车线，分别为1至7股道，另一线分为支为4条装车线，即8至11道。由于业务的扩展，现阶段各股道的装卸站台，均安装了质量流量计并配套上线装车计量系统，计量系统能实时采集各车辆实际装车数量，但不能实现车号读取与装车量配对。
长岭石化铁路专用线存在的主要问题：1）调度室掌握的车辆信息与现场实际情况不符，这造成了现场调车作业时间滞后，大大降低调车作业效率。必需人员去现场抄取车号，加重了值班员的工作量。2）无法确认站场内的现车信息，因而无法查看调车作业的完成情况。3）调度人员无法实时了解现场调车作业动态，这给调车作业计划的下达和执行情况反馈带来诸多不便。
2 实施方案
长岭分公司铁路油台共计7条铁路股道，本次项目在站场的出入口安装车号识别仪，在每个机车、车辆经过的位置都安装计轴传感器，计轴传感器的状态通过电缆送到计轴控制器，通讯控制器把计轴控制器的数据送到前端机。前端机收到现场数据后，再与服务器内的数据进行运算，就可以得到现场实时的机车作业情况及实际车辆数、车号与更新情况。
2.1 系统结构说明
1）车号识别采集数据后，将数据集中存储在服务器中。
2）系统配套提供车号识别查询软件。
3）实施站场车辆调度管理系统。由当班的调度员操作，依据车辆进出车辆的车号识别信息，结合实时调车作业计划情况，实时维护站场各股道实时存车情况等。
2.2 设备选型
为了实时了解站场内机车的调车作业情况，掌握到现场车列信息，我们在每个机车、车辆经过的位置均安装了计轴传感器，计轴传感器的信息通过电缆传送至计轴控制模块，通讯控制模块将计轴控制模块的信息送至前端机。前端机接收到现场信息后，经服务器数据库数据处理，就可以得到现场实时的机车作业情况及实际车辆数和车号车辆数和更新情况。
2.2.1 计轴传感器
本次生产调度系统改造采用计轴传感器作为现场车轮检测设备，数据传输采用双总线结构，能保证数据的可靠传输。
计轴传感器是系统设计的核心，对计轴传感器的改进主要是电气特性和机械特性两方面，计轴传感设备采用二种电路测量方法来收集计轴信息，由于采用的是两种不同方式，可以检测磁头的任意单独故障。计轴信息通过用二个磁头的重叠信号来计数，有利于避免干扰信号；计轴传感设备中有一级防雷，接线盒中有三级防雷。由于计轴传感器采用的是振荡器原理且设计了计轴安全检测电路，满足了故障——安全这一重要的
要求。
在计轴传感器内设计了专用的计轴安全检测电路，可以检测磁头及脉冲信号的任何故障并在计轴处理器内进行故障报警。由于单套传感器装在钢轨内侧并且相对固定，所以不会因为钢轨爬行而导致计数不准或漏计。
2.2.2 计轴控制器
该处理器由两套以PLD为核心，两套PLD的处理完全一样，并且相互独立，任意一片PLD的故障和错误不会影响另外一片PLD的工作，全部功能均以硬件并采用公司自主知识产权的软件加以辅助实现，在计轴处理单元中对于同时接收干扰信号或者干扰信号间隔较小，不会产生错误计轴。其主要功能是：计取轮轴数并进行核对，计数部分采用三取二计数。采用PLD结构，能适应恶劣的环境，保证高温、高干扰的情况下不死机。输入处理电路使用了三套完全相同的电路，如果一套电路损坏，也不会产生数据的错误。
2.3 软件设计
软件设计采用自主开发的柔性冗错算法。系统界面能动态实时反应各机车的运行情况：包括机车牵引、顶进车辆的情况，各轨道、传感器的工作与线路空闲占用状态（以不同颜色显示），也可以按照铁路计算机联锁的习惯进行设计。站场平面图显示现场各股道的存车信息（车节数量、车号、品名），只需要将鼠标指向图上的股道。
3 现场测试
根据项目开发要求，项目小组于2014年7月3日对系统运行情况进行了测试，测试主要通过该系统对当天的实际列车作业和调车作业实时跟踪监视，对系统的主要功能进行了验证。
跟踪观察了30307次列车进5道和54126次列车进3道的进站作业全过程：待列车进入股道后，调看、拷贝并打印了“车辆调度管理系统”记录的列车车辆编组信息，经现场车号员人工核对过的列车编组信息，分别比较两列车以上三组数据的列车车辆数、编组顺序及车号，系统跟踪记录的车辆信息与人工核对的车辆信息完全一致。
4 系统运行效果
“铁路专用线车辆调度管理系统”系统投入使用后，对长岭企业铁路调车作业过程的安全将起到非常好的监控作用，有利地保证了铁路运输的安全行车。
4.1 提高铁路运输的信息化管理
该系统实现了对车辆的现场管理，打破了管理软件数据必须由人工录入的传统；本系统的数据，正常情况下均由系统自动采集，数据真实可靠。系统24小时实时进行车辆动态管理，实现相关车辆信息的自动采集、核对、管理，系统有效地解决了生产报表统计数据的准确性问题。
4.2 安全效益
能24小时记录运行情况，并根据记录的运行数据在显示设备上以随意速度重现指定时间内实际运输过程，为分析事故原因、改进调度策略提供依据；系统能随时反映系统内设备和传感器的工作状态，能自动进行故障诊断并完成报警。同时，远程计算机可以在授权的条件下通过接入Internet，浏览本系统的监控画面，在不影响系统运行的情况下对系统进行诊断和
维护。
参考文献
[1]许新伟，郭治国，王静.应用计轴系统确保列车运行安全[J].铁道运输与经济，2005.
[2]Rohrer J.Norman.Object-Oriented Systems Analysis and Design.Prentice-Hall.1996.
[3]周治邦，员春欣，徐金祥.铁路信号用现场总线的基本研究[J].中国铁道学报，1999（4）：37-40.
[4]刘秋生.管理信息系统开发与应用[M].东南大学出版社，2012.
关键词 车辆调度；计轴传感器
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）03-0171-01
1 现场概述
中国石油化工股份有限公司长岭分公司（以下简称长岭石化）铁路站场，进线分为2股道，第1道最后分支为7条装车线，分别为1至7股道，另一线分为支为4条装车线，即8至11道。由于业务的扩展，现阶段各股道的装卸站台，均安装了质量流量计并配套上线装车计量系统，计量系统能实时采集各车辆实际装车数量，但不能实现车号读取与装车量配对。
长岭石化铁路专用线存在的主要问题：1）调度室掌握的车辆信息与现场实际情况不符，这造成了现场调车作业时间滞后，大大降低调车作业效率。必需人员去现场抄取车号，加重了值班员的工作量。2）无法确认站场内的现车信息，因而无法查看调车作业的完成情况。3）调度人员无法实时了解现场调车作业动态，这给调车作业计划的下达和执行情况反馈带来诸多不便。
2 实施方案
长岭分公司铁路油台共计7条铁路股道，本次项目在站场的出入口安装车号识别仪，在每个机车、车辆经过的位置都安装计轴传感器，计轴传感器的状态通过电缆送到计轴控制器，通讯控制器把计轴控制器的数据送到前端机。前端机收到现场数据后，再与服务器内的数据进行运算，就可以得到现场实时的机车作业情况及实际车辆数、车号与更新情况。
2.1 系统结构说明
1）车号识别采集数据后，将数据集中存储在服务器中。
2）系统配套提供车号识别查询软件。
3）实施站场车辆调度管理系统。由当班的调度员操作，依据车辆进出车辆的车号识别信息，结合实时调车作业计划情况，实时维护站场各股道实时存车情况等。
2.2 设备选型
为了实时了解站场内机车的调车作业情况，掌握到现场车列信息，我们在每个机车、车辆经过的位置均安装了计轴传感器，计轴传感器的信息通过电缆传送至计轴控制模块，通讯控制模块将计轴控制模块的信息送至前端机。前端机接收到现场信息后，经服务器数据库数据处理，就可以得到现场实时的机车作业情况及实际车辆数和车号车辆数和更新情况。
2.2.1 计轴传感器
本次生产调度系统改造采用计轴传感器作为现场车轮检测设备，数据传输采用双总线结构，能保证数据的可靠传输。
计轴传感器是系统设计的核心，对计轴传感器的改进主要是电气特性和机械特性两方面，计轴传感设备采用二种电路测量方法来收集计轴信息，由于采用的是两种不同方式，可以检测磁头的任意单独故障。计轴信息通过用二个磁头的重叠信号来计数，有利于避免干扰信号；计轴传感设备中有一级防雷，接线盒中有三级防雷。由于计轴传感器采用的是振荡器原理且设计了计轴安全检测电路，满足了故障——安全这一重要的
要求。
在计轴传感器内设计了专用的计轴安全检测电路，可以检测磁头及脉冲信号的任何故障并在计轴处理器内进行故障报警。由于单套传感器装在钢轨内侧并且相对固定，所以不会因为钢轨爬行而导致计数不准或漏计。
2.2.2 计轴控制器
该处理器由两套以PLD为核心，两套PLD的处理完全一样，并且相互独立，任意一片PLD的故障和错误不会影响另外一片PLD的工作，全部功能均以硬件并采用公司自主知识产权的软件加以辅助实现，在计轴处理单元中对于同时接收干扰信号或者干扰信号间隔较小，不会产生错误计轴。其主要功能是：计取轮轴数并进行核对，计数部分采用三取二计数。采用PLD结构，能适应恶劣的环境，保证高温、高干扰的情况下不死机。输入处理电路使用了三套完全相同的电路，如果一套电路损坏，也不会产生数据的错误。
2.3 软件设计
软件设计采用自主开发的柔性冗错算法。系统界面能动态实时反应各机车的运行情况：包括机车牵引、顶进车辆的情况，各轨道、传感器的工作与线路空闲占用状态（以不同颜色显示），也可以按照铁路计算机联锁的习惯进行设计。站场平面图显示现场各股道的存车信息（车节数量、车号、品名），只需要将鼠标指向图上的股道。
3 现场测试
根据项目开发要求，项目小组于2014年7月3日对系统运行情况进行了测试，测试主要通过该系统对当天的实际列车作业和调车作业实时跟踪监视，对系统的主要功能进行了验证。
跟踪观察了30307次列车进5道和54126次列车进3道的进站作业全过程：待列车进入股道后，调看、拷贝并打印了“车辆调度管理系统”记录的列车车辆编组信息，经现场车号员人工核对过的列车编组信息，分别比较两列车以上三组数据的列车车辆数、编组顺序及车号，系统跟踪记录的车辆信息与人工核对的车辆信息完全一致。
4 系统运行效果
“铁路专用线车辆调度管理系统”系统投入使用后，对长岭企业铁路调车作业过程的安全将起到非常好的监控作用，有利地保证了铁路运输的安全行车。
4.1 提高铁路运输的信息化管理
该系统实现了对车辆的现场管理，打破了管理软件数据必须由人工录入的传统；本系统的数据，正常情况下均由系统自动采集，数据真实可靠。系统24小时实时进行车辆动态管理，实现相关车辆信息的自动采集、核对、管理，系统有效地解决了生产报表统计数据的准确性问题。
4.2 安全效益
能24小时记录运行情况，并根据记录的运行数据在显示设备上以随意速度重现指定时间内实际运输过程，为分析事故原因、改进调度策略提供依据；系统能随时反映系统内设备和传感器的工作状态，能自动进行故障诊断并完成报警。同时，远程计算机可以在授权的条件下通过接入Internet，浏览本系统的监控画面，在不影响系统运行的情况下对系统进行诊断和
维护。
参考文献
[1]许新伟，郭治国，王静.应用计轴系统确保列车运行安全[J].铁道运输与经济，2005.
[2]Rohrer J.Norman.Object-Oriented Systems Analysis and Design.Prentice-Hall.1996.
[3]周治邦，员春欣，徐金祥.铁路信号用现场总线的基本研究[J].中国铁道学报，1999（4）：37-40.
[4]刘秋生.管理信息系统开发与应用[M].东南大学出版社，2012.