鐵路物流機車車輛實時跟蹤定位系統(tǒng)建立

魯志勇　宋西彬

【摘 要】機車、車輛跟蹤定位系統(tǒng)是邯鋼大物流優(yōu)化戰(zhàn)略的重要組成部分。為鐵路物流管控及調(diào)度作業(yè)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)施，可以隨時掌握全廠運輸機車運用狀態(tài)、貨物位移狀態(tài)、鐵路信號狀態(tài)、進路開放、作業(yè)回放等情況，優(yōu)化物流調(diào)度和行車調(diào)度作業(yè)，安排協(xié)調(diào)各站區(qū)的機車作業(yè)，實現(xiàn)站區(qū)機車運能的互補，提高機車作業(yè)效率，減少機車運用臺數(shù)，減少事故的發(fā)生，保證運輸安全生產(chǎn)，降低運輸成本。

【關(guān)鍵詞】物流跟蹤；GPS；鐵路調(diào)度作業(yè)系統(tǒng)

0.前言

鐵路物流機車實時跟蹤定位系統(tǒng)建立與實施過程。

通過建立全廠準確坐標位置數(shù)據(jù)的地理信息系統(tǒng)，以及建立各機車坐標位置、速度、方向的數(shù)據(jù)庫，結(jié)合物流跟蹤系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)形成一套完整的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。以各種方式查詢、分析、回放等處理，最后以圖形化的方式顯示在大屏幕上，以及各使用人員的終端電腦上。這樣就可以方便的建立最優(yōu)的調(diào)度方案，實現(xiàn)對全廠機車、車輛的實時監(jiān)控和可視化調(diào)度，實現(xiàn)對運輸部整個物流信息進行有效的管理。

1.具體實施的方案

（1）通過選擇合適的地點建立衛(wèi)星定位基準站，對各站場、軌道、道岔、信號及各生產(chǎn)車間、中心庫、翻車機、計量秤、編組站，原料站，計量點進行測繪，繪制邯鋼鐵路GIS地圖，建立鐵路地理數(shù)據(jù)庫，并且加以地圖分層，將上述信息，按實際位置顯示在大屏幕上和管理調(diào)度人員電腦終端上，即點即看，也可分層重點顯示（如：僅顯示鐵路、計量點等）。

（2）采用高精度GPS接收天線以及移動設(shè)備、控制設(shè)備，組成機車定位系統(tǒng)，并考慮機車在廠房、庫房時的定位計算，將機車的位置、時間、運行方向和速度，以及機車、車輛數(shù)量，貨物數(shù)據(jù)（需要與鐵路調(diào)度作業(yè)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)）發(fā)至控制中心、并送往一切需要的地方。

（3）通過數(shù)據(jù)處理計算和可視化顯示操作進行必要的計算、接收、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)查詢、維護、存檔及顯示。

（4）通過與鐵路物流管控系統(tǒng)、鐵路調(diào)度作業(yè)系統(tǒng)、微機聯(lián)鎖系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)物流信息流的統(tǒng)一，直觀看到機車貨物狀態(tài)，空重狀態(tài)，掛接的車輛數(shù)，鐵路信號狀態(tài)，進路開放情況。

（5）結(jié)合無線數(shù)傳技術(shù)和機車實時清溝，當清溝指令發(fā)出后，機車和車輛脫離，車輛定位，當車輛離開機車后，車輛在站場的現(xiàn)車位置和擺放仍然能夠在電子地圖上顯示。這樣各級調(diào)度和生產(chǎn)指揮人員可以掌握車輛的動態(tài)信息。

（6）對全部機車作業(yè)過程進行回放并對每臺作業(yè)機車的作業(yè)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，從中可發(fā)現(xiàn)機車作業(yè)過程中不合理的部分，從而改進各臺機車作業(yè)方案，實現(xiàn)優(yōu)化行車組織的目的。

（7）結(jié)合鐵路信號系統(tǒng)將鐵路信號燈狀態(tài)、道岔轉(zhuǎn)向和進路開放情況，在電子的圖上顯示。使調(diào)度人員除了掌握機車車輛的運行情況外，還可以全面掌握軌道進路和信號狀態(tài)，對防止安全事故，合理調(diào)度軌道線路資源，提高整體運輸效率。

2.系統(tǒng)的主要構(gòu)成

系統(tǒng)主要由差分基準站、串口服務(wù)器、中心定位服務(wù)器、數(shù)傳中心、機車車載單元構(gòu)成如下圖。

3.開發(fā)解決的主要技術(shù)問題

（1）鐵路物流機車、車輛實時跟蹤定位系統(tǒng)與汽車衛(wèi)星定位系統(tǒng)在定位精度上要求不同。汽車衛(wèi)星定位系統(tǒng)定位精度一般在5～50米范圍，普通的衛(wèi)星定位接收設(shè)備即可滿足要求。鐵路機車因為鐵路股道之間的并行，最近距離不超過2米，同時股道轉(zhuǎn)折，信號燈密集，機車掛有許多車輛，要想分辨出股道，定位必須在1米以內(nèi)，對定位速度也有要求，為了滿足實時性要求必須在1秒內(nèi)迅速定位。采用高精度接收機，滿足精度和速度的要求，同時在技術(shù)上我們采用偽距差分或相位差分的方法來實現(xiàn)精確快速定位，這在冶金鐵路系統(tǒng)應(yīng)用是一個創(chuàng)新。

（2）解決在機車車輛定位系統(tǒng)中，在庫區(qū)、廠房和有遮擋區(qū)域因為收不到衛(wèi)星而無法定位的問題。實現(xiàn)在任何區(qū)域都能夠連續(xù)定位。以便及時掌控機車、車輛、貨物在廠內(nèi)的動態(tài)分布。提高調(diào)度管理水平和作業(yè)效率，把無效行車減至最小。在機車、車輛跟蹤定位系統(tǒng)中，在無遮擋區(qū)域利用GPS衛(wèi)星定位可以很好的解決定位的問題。但在庫區(qū)、廠房和有遮擋區(qū)域因為收不到衛(wèi)星，這時GPS沒有定位信號，所以無法實現(xiàn)定位。

利用慣導技術(shù)和機車速度脈沖電路信號采樣，結(jié)合組合定位算法，解決連續(xù)定位的問題。實現(xiàn)機車、車輛貨物的動態(tài)定位及站場分布功能。

（3）不但有機車的位置定位和跟蹤，同時還要有車輛的位置定位和跟蹤，當機車移動時車輛跟著機車在電子地圖上一同移動。實現(xiàn)車輛定位和跟蹤必須結(jié)合物流跟蹤管理信息系統(tǒng)完成車輛的位置定位，在電子地圖上，當鼠標點機車時整列機車的信息（機車型號、車輛數(shù)輛、車號等）全部顯示，當鼠標點車輛時該車輛的信息（包括：車型、車號、貨物品名、裝卸狀態(tài)等）全部顯示。這樣調(diào)度人員除了可以看到各機車的位置、速度等信息，同時還可以直觀的了解機車車輛裝載的貨物、空重狀態(tài)、掛接的車輛數(shù)等。

（4）與鐵路物流信息系統(tǒng)、鐵路信號調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)接口，整合系統(tǒng)資源，將所有有效數(shù)據(jù)進行信息流和物流的整合。這在整個冶金系統(tǒng)物流管理中同樣是一項關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點。

4.系統(tǒng)實施后的效果

4.1加大了作業(yè)機車的監(jiān)控力度

鐵路物流機車、車輛實時跟蹤定位系統(tǒng)投入使用后，給各站行車調(diào)度（區(qū)調(diào)）提供了全時域，全天候，連續(xù)的所管轄區(qū)域內(nèi)機車的位置，速度等數(shù)據(jù)，使行車調(diào)度隨時掌握了各臺機車的作業(yè)進度，能夠及時、準確地監(jiān)控每臺機車的作業(yè)，從而提高了鐵路運輸保產(chǎn)的能力。

4.2提高了鐵路限制咽喉的通過能力

鐵路物流機車、車輛實時跟蹤定位系統(tǒng)提供了每臺作業(yè)機車的準確位置，運行速度等信息，使行車調(diào)度隨時了解到每臺機車的作業(yè)進度，這樣行車調(diào)度就可以有條不紊地安排每臺機車通過限制咽喉，從而大大降低了作業(yè)機車排隊等待通過限制咽喉的可能，提高了限制咽喉的通過能力。

4.3提高機車的作業(yè)效率，減少機車使用臺數(shù)，降低運輸成本

鐵路物流機車、車輛實時跟蹤定位系統(tǒng)，給我們提供了一種嶄新的工作平臺，通過此平臺，鐵路行車總調(diào)拓寬了監(jiān)控范圍，可俯視作業(yè)機車全局，站在全局的角度，指揮各站行車調(diào)度，這樣就使全部運輸機車都有效地運轉(zhuǎn)起來，達到對全部應(yīng)用機車的作業(yè)實施監(jiān)控的目的，打破了各站區(qū)保護和本位主義的束縛。另外調(diào)度中心與機車實現(xiàn)了調(diào)度指令的無線數(shù)傳，兩者結(jié)合大幅度提高了機車的作業(yè)效率。

5.結(jié)束語

實現(xiàn)“鐵路物流機車、車輛實時跟蹤定位系統(tǒng)”后，鐵路運輸?shù)墓芾韺哟紊系揭粋€新的水平，實現(xiàn)了鐵路運輸調(diào)度作業(yè)的可視化調(diào)度，鐵路運輸可視化調(diào)度的實現(xiàn)，帶來的是運輸生產(chǎn)效率與效益的提高，使調(diào)度指揮系統(tǒng)信息能夠及時、準確地展現(xiàn)，為保證行車安全、提高調(diào)度水平、實現(xiàn)透明指揮提供了有力保證。