基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測方法及系統的制作方法

專利名稱：基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于自動化技術領域，特別涉及一種基于射頻識別和微機連 鎖的車輛位置動態監測方法及系統。
背景技術：
在鐵路線上，每天運行著很多各式各樣的運輸車輛，它們承擔著大量 原料、燃料、半成品和產品的運輸工作。為了在調度運輸過程中及時的掌 握所有車輛的車號、狀態和位置、時間等這些現用車輛的動態使用情況信 息及方便物流組織與管理，保證物流調配的合理性和準確性，需對運行在 鐵路上的機車和載貨車位置進行實時跟蹤，對車輛編號等信息進行識別。 這就需要很多調度人員、車號人員在規定的時間內到現場對到達的車輛用 口念筆記的原始方式記錄車號和順序號， 一一核對現車的編組和貨票，然 后通過電話、圖表等簡單工具人工抄摘向各級調度報告，這種以紙、筆和 電話收集來處理各種信息的方法占用了大量調度、車號員和統計人員相當 多的時間和精力，成本高并且效率低、差錯率高。
鑒于上述人工監測存在的缺陷，目前某些企業已建設鐵路運輸車輛位
置監測系統并采用GPS+GIS方案，此方案涉及全球衛星定位系統即GPS 技術、數字無線擴頻通信技術、地理信息系統GIS和計算機技術，系統結 構復雜，接口種類多，故障率高，價格昂貴，維護成本高，讓大多數中小 鋼鐵企業望而卻步。因此，尋找一種方便、實用、相對投入較少的鐵水運輸車輛位置的動 態監測方法已成為業內急需解決的問題。

發明內容
本發明要解決的技術問題進行鐵路軌道車輛跟蹤成本低并且效率高、 差錯率低。
為解決上述技術問題，本發明的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置 動態監測方法，鐵路軌道由多個段位、道岔、信號燈組成，道岔用于變更 相應段位連接關系， 一個段位一個時刻只能最多兩個段位與其相連，在鐵 路軌道某些段位上，設置有狀態指示燈用以指示該段位是否允許通行，通 過微機連鎖系統提供鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、狀態指示燈信息; 運行在鐵路軌道上的機車及載貨車上各自安裝有RFID標簽，標簽上有車號
標識、類別，在鐵路軌道上設定的位置上分別安裝RFID讀卡器和天線，當 機車單車或帶載貨車在鐵路軌道上行進經過RFID裝置時候，記錄此時RFID 所在段位上機車帶載貨車情況，在作為機車與載貨車分離區的段位機車取 載貨車或放載貨車；其特征在于，包括以下步驟-
(1) 通過RFID讀卡器讀取行進在鐵路軌道上的車輛的車號和類別；
(2) 接收微機連鎖系統傳來的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、狀 態指示燈信息，根據同一時刻的鐵路占位、道岔及狀態指示燈信息在操作 終端顯示此時鐵路軌道拓撲結構，并通過車輛跟綜模擬算法，推定行車位 置和車號，根據推定的行車位置和車號，在操作終端上顯示此時鐵路軌道 拓撲結構上的行車位置和車號；
(3) 當上述機車經過一RFID讀卡器，RFID讀卡器讀取該機車及所帶載貨車號；
(4)如果機車所帶載貨車車號同通過車輛跟綜模擬算法推定的該機車 帶載貨車車號不同，則根據此機車前一次經過RFID讀卡器所得到的確定的 機車和載貨車信息以及得到該確定信息之后微機連鎖系統傳送的鐵路軌道 段位信息及占位、道岔、狀態指示燈信息記錄，按照該車輛跟綜模擬算法， 改變先前推算中機車與載貨車在機車與載貨車分離區取或是放的選擇，重 新推算該機車所帶載貨車車號，直到重新推算的載貨車車號同本次RFID讀 取的載貨車車號相同時，根據該重新推算過程中在機車與載貨車分離區取 或是放的選擇對操作終端畫面進行強制刷新，并記錄機車經過該RFID讀卡 器時確定的機車和載貨車信息；當根據RFID讀卡器所在位置確定的行車在 鐵路軌道拓撲結構上的位置同通過車輛跟綜模擬算法推定的行車位置不同 時，根據由RFID讀卡器所在位置確定的行車在鐵路軌道拓撲結構上的位置
對操作終端畫面進行強制刷新。
所述車輛跟綜模擬算法可以為
(1)設定相關信息表， 機車信息表:包括機車編號、載貨車、前一段位、當前段位、下一段
位；
載貨車信息表包括載貨車編號、機車、當前段位；
段位信息表包括段位編號、是否為機車分離區、占位狀態、連鎖解
鎖狀態、道岔1編號、道岔2編號、關聯段位l編號、關聯段位2編號、
狀態指示燈編號及狀態；
道岔信息表包括道岔編號、道岔正位反位狀態、正位關聯段位、反位關聯段位；
狀態指示燈信息表包括狀態指示燈編號、指示燈狀態、所在段位；
(2) 初始化段位信息表、道岔信息表、狀態指示燈信息表； 當接收到鐵路占位信號，判斷同先前鐵路占位信息是否一致，當有變
化時改變段位信息表的占位信息、連鎖解鎖信息；
當接收到道岔信號，判斷同先前的道岔信息是否一致，當有變化時， 改變道岔信息表的道岔信息，并改變段位信息表的道岔編號信息，改變機 車信息表的下一段位信息。
當接收到指示燈信號，判斷同先前的指示燈信息是否一致，當有變化 時，改變指示燈狀態信息，并改變相應段位信息表的指示燈狀態信息，改 變機車表的下一段位信息；
根據上述信息表的信息確定機車車號和行車位置；
(3) 推算載貨車車號和行車位置，
a. 根據機車信息表判斷機車的下一段位是否為機車與載貨車分離區， 若是則進行步驟b;否則進行步驟d;
b. 根據機車信息表中的載貨車信息及分離區載貨車記錄，確定機車取、 放載貨車或經過；
c. 當機車取、放載貨車時，修改機車信息表的載貨車信息、載貨車信 息表的機車信息，同時在分離區載貨車記錄中記錄機車與載貨車在分離區 的分離、結合及段位信息；
d. 根據機車信息表及載貨車信息表記錄機車及載貨車運行軌跡。 為解決上述技術問題，本發明的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測系統采用的技術方案是，鐵路軌道由多個段位組成，有多個道 岔用于變更相應段位連接關系，一個段位一個時刻只能最多兩個段位與其 相連，在鐵路軌道某些段位上，設置有狀態指示燈用以指示該段位是否允 許通行，機車單車或帶載貨車在鐵路軌道上行進，在作為機車與載貨車分 離區的段位取載貨車或放載貨車；其特征在于，包括
RFID車輛自動識別系統，用于讀取車輛信息并傳輸相應的信息；在 機車及載貨車上各自安裝有RFID標簽定義車號、類別，在鐵路軌道上設 定的位置分別安裝RFID讀卡器；
鐵路微機連鎖系統，用以提供鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、 狀態指示燈信息；
服務器，接收微機連鎖系統提供的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、
狀態指示燈信息及RFID車輛自動識別系統傳來的各個檢測點的RFID讀 卡器檢測到的車號、類別，并根據一機車前一次經過RFID讀卡器所得到 的確定的機車和載貨車信息，根據接收的鐵路軌道的段位信息及占位、道 岔、狀態指示燈信息，按照車輛跟綜模擬算法推算機車及載貨車的車號和 行車位置，根據同一時刻的鐵路軌道的占位信息、道岔信息、狀態指示燈 信息在操作終端顯示鐵路軌道的拓撲結構，根據推算的車號和行車位置在 操作終端顯示車輛在鐵路軌道的拓撲結構上的位置，當所述機車再次經過 一 RFID讀卡器時，將推算的車號和行車位置同RFID讀卡器所在位置及讀 取的車號進行比較，如果機車所帶載貨車車號同通過車輛跟綜模擬算法推 定的該機車帶載貨車車號不同，則根據前一次經過RFID讀卡器所得到的 確定的機車和載貨車信息以及得到該確定信息之后的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、狀態指示燈信息記錄，按照該車輛跟綜模擬算法，改變 先前推算中機車與載貨車的取或是放的選擇，重新推算該機車所帶載貨車 車號，直到重新推算的載貨車車號同本次RFID讀取的載貨車車號相同時，
根據重新推算過程中機車與載貨車的取或是放的選擇對操作終端畫面進
行強制刷新，并記錄機車經過該RFID讀卡器時確定的機車和載貨車信息， 供下次推算使用；當根據本次RFID讀卡器所在的位置確定的行車在鐵路 軌道拓撲結構上的位置同通過車輛跟綜模擬算法推定的行車位置不同時， 根據由本次RFID讀卡器所在的位置確定的行車在鐵路軌道拓撲結構上的 位置對操作終端畫面進行強制刷新。
本發明的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測方法及系統， 通過在車輛上安裝RFIDTAG(射頻識別標簽)，并在重要出入位置安裝RFID 讀卡器等車輛識別裝置，在以網絡通訊方式從鐵路微機連鎖系統獲取鐵路
區段占位和道岔狀態等信號的基礎上，根據車輛推定算法加上少量的 RFID讀卡器實現車輛的車號識別和位置跟蹤，讓管控中心人員透過監控 計算機等操作終端能有效監控各作業車輛及希望追蹤的工作區并記錄相 關操作和日常維護基本信息，便于調度執行作業。采用該方法及系統進行 鐵路軌道車輛跟蹤成本低、效率高并且差錯率低。


下面結合附圖及具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。 圖1是本發明的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測方法 的一實施方式流程圖2是接收到占位信息時的推算流程圖；圖3是接收到道岔信息時的推算流程圖； 圖4是接收到指示燈信息時的推算流程圖； 圖5是推算載貨車行車位置和車號流程圖6是讀取的RFID信號處理流程圖。
具體實施例方式
本發明的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測系統的一實 施方式，鐵路軌道由多個段位、道岔、信號燈組成，各段位有相互區別的 編號，有多個道岔用于變更相應段位連接關系，各道岔有相互區別的編號， 在鐵路軌道某些段位上，設置有相互區別的編號的狀態指示燈用以指示該 段位是否允許通行，運行在鐵路軌道上的車輛包括機車和載貨車，有相互 區別的編號。鐵路微機連鎖系統，采集鐵路軌道的占位信息、道岔信息及 狀態指示燈等信息，并根據占位等信息確定各段位的連鎖解鎖狀態，當段 位為連鎖狀態時車輛可通行，當段位為解鎖狀態時，該段位不能通行，當 一段位上有車輛時，該段位有占位，道岔信息給出該道岔的正位關聯段位、 反位關聯段位及同關聯段位的連接狀態，狀態指示燈信息給出該指示燈所
處的段位及該段位通行的狀態； 一車輛自動識別系統，在運行在鐵路軌道 上的車輛(包括機車和載貨車)上各自安裝有RFIDTAG(射頻識別標簽)， 射頻識別標簽中記載有該車輛的車號、類別(機車、載貨車等)等信息， 在鐵路軌道上選擇一些特定段位設定RFID讀卡器，使用開關機剪力傳感 器來檢測是否有車輛通過，從而使RFID讀卡器工作讀取RFID TAG信息； 在管控中心布置一臺服務器，服務器上安裝服務軟件和數據庫軟件，接收 鐵路微機連鎖系統傳來的鐵路軌道的段位信息及占位信息、道岔信息、狀20 態指示燈信息及車輛自動識別系統傳來的各個檢測點的RFID讀卡器檢測 到的車號、類別等數據，按照車輛跟綜模擬算法推算機車及載貨車的車號 和行車位置；所有處理信息和數據存儲到數據庫，操作終端上安裝客戶端 軟件，顯示車輛在鐵路軌道上的行車軌跡。服務軟件根據此機車前一次經
過RFID讀卡器所得到的確定的機車和載貨車信息，根據鐵路微機連鎖系 統傳來的鐵路軌道的段位信息及占位信息、道岔信息、狀態指示燈信息， 按照車輛跟綜模擬算法推算機車及載貨車的車號和行車位置，根據同一時 刻的鐵路軌道的占位信息、道岔信息、狀態指示燈信息，操作終端顯示鐵 路軌道的拓撲結構，根據推算的車號和行車位置，操作終端顯示車輛在鐵 路軌道的拓撲結構上的位置。當所述機車再次經過一RFID讀卡器時，將 推算的行車位置和車號同該RFID讀卡器所在位置及讀取的車號進行比 較，如果機車所帶載貨車車號同通過車輛跟綜模擬算法推定的該機車帶載 貨車車號不同，則根據前一次經過RFID讀卡器所得到的確定的機車和載 貨車信息以及得到該確定信息之后的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、 狀態指示燈信息記錄，按照該車輛跟綜模擬算法，改變先前推算中機車與 載貨車的取或是放的選擇，重新推算該機車所帶載貨車車號，直到重新推 算的載貨車車號同本次RFID讀取的載貨車車號相同時，根據重新推算過 程中機車與載貨車的取或是放的選擇對操作終端畫面進行強制刷新，并記
錄機車經過該RFID讀卡器時確定的機車和載貨車信息，供下次推算參考； 當根據本次RFID讀卡器所在的位置確定的行車在鐵路軌道拓撲結構上的 位置同通過車輛跟綜模擬算法推定的行車位置不同時，根據由本次RFID 讀卡器所在的位置確定的行車在鐵路軌道拓撲結構上的位置對操作終端畫面進行強制刷新，實現運行在鐵路軌道上的車輛的車號識別和位置跟
蹤o
本發明的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測系統的方法的 一實施方式如圖l所示，包括以下步驟
1. 鐵路軌道由多個段位組成，有多個道岔用于變更相應段位連接關 系， 一個段位一個時刻只能最多兩個段位與其相連，在鐵路軌道某些段位 上，設置有狀態指示燈用以指示該段位是否允許通行；運行在鐵路軌道上 的機車及載貨車上各自安裝有RFID TAG，定義車號、類別，在鐵路軌道上 設定的位置安裝RFID讀卡器，載貨車在機車的推或拉下在鐵路軌道上行 進，在為機車與載貨車分離區的段位取載貨車或放載貨車；
2. 某機車在鐵路上行駛或載貨車在機車的推拉下在鐵路上行使，通過 RFID讀卡器讀取車號和類別；
3. 接收微機連鎖系統傳來的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、狀態 指示燈信息。無則繼續在接收狀態， 一旦與微機連鎖系統的通訊中斷，寫入 異常信息記錄(log)，同時在操作終端出現警示通知訊息；有則在操作終 端根據接收到的同一時刻的信息顯示此時鐵路軌道拓撲結構，并通過車輛 跟綜模擬算法，推定行車位置和車號信息，根據推定的行車位置和車號信 息，操作終端顯示此時鐵路軌道拓撲結構上的行車位置和車號信息；
4. 行車過程中有無經過埋設的RFID天線，無則進行第3步；有則RFID讀 卡器(AEI主機)經RFID天線讀取RFID TAG內容資料，RFID讀卡器將訊號 通過網絡傳送給管控中心的系統服務器；
5. 管控中心服務器有無收到RFID資料，無則繼續在接收狀態，若某一時間內，未收到任一行車RFID資料則主動發送訊息檢測資料到RFID讀卡 器，收集RFID讀卡器主機是否有回應，若沒有回應，寫入Log做記錄，管 控中心的操作終端出現警示通知訊息；有則讀出RFID TAG資料，依據RFID讀 卡器所在的位置資料確定行車在鐵路軌道拓撲結構上的位置并比較車號；
6.推定的行車位置和車號信息與該車輛的前次RFID讀卡器讀取的車 號、類別、位置等行車信息進行比較，如果機車推拉的載貨車車號變化， 根據前次RFID讀卡器讀取的車號、類別及前次RFID讀卡器位置等信息的記
錄等確定信息以及得到該確定信息后的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、 狀態指示燈信息記錄重新推算載貨車車號，改變先前推算中在分離區機車 與載貨車的取或是放的選擇，重新推算該機車所帶載貨車車號，直到重新 推算的載貨車車號同本次RFID讀卡器最新讀取的載貨車車號相同時，根據 重新推算過程中在機車與載貨車分離區機車取或是放載貨車的選擇計算的 載貨車行車結果對操作終端畫面進行強制刷新，并記錄機車經過該RFID讀 卡器時確定的機車和載貨車信息；當根據本次RFID讀卡器所在的位置確定 的行車在鐵路軌道拓撲結構上的位置同通過車輛跟綜模擬算法推定的行車 位置不同時根據由本次RFID讀卡器所在的位置確定的行車在鐵路軌道拓撲
結構上的位置對操作終端畫面進行強制刷新。 上述車輛跟綜模擬算法的推算過程如下。 設定以下信息表，
機車信息表包括機車編號、推拉狀態、載貨車l、載貨車2、前一 段位、當前段位、下一段位；
載貨車信息表包括載貨車編號、有無機車、機車編號、當前段位；段位信息表包括段位編號、長度、是否放有RFID裝置、RFID編號、 是否為機車分離區、是否有占位、連鎖解鎖狀態、道岔1編號、道岔2 編號、關聯段位1編號、關聯段位2編號、狀態指示燈1編號及狀態、狀
態指示燈2編號及狀態；
道岔信息表包括道岔編號、道岔正位反位狀態、正位關聯段位、反 位關聯段位；
狀態指示燈信息表包括狀態指示燈編號、指示燈狀態、所在段位； 段位占位及其相連段位占位信息表包括段位編號、占位情況、關聯
段位1占位情況、關聯段位2占位情況、關聯段位3占位情況、關聯段位
4占位情況；
機車歷史記錄信息表包括機車編號、拖拉狀態、載貨車l、載貨車2、 段位信息、記錄創建時間；
載貨車歷史記錄信息表包括載貨車編號、有無機車、當前段位、記 錄創建時間；
記錄RFID裝置傳輸電文數據表包括電文號、接收結果、電文內容、 記錄創建時間；
記錄發送到服務器電文數據表包括發送到服務器的電文、發送結果、
電文內容、記錄創建時間；
記錄RFIDTAG對應車信息表包括設備編號、標簽內容、設備狀態； 異常信息記錄表包括日志類別、錯誤級別、日志內容、記錄創建時
間、處理任務名。
如圖2所示，當接收到微機連鎖系統的鐵路占位信號，判斷同上一次接收到的微機連鎖系統的鐵路占位信息是否一致，當有變化時改變段位信息 表的占位狀態信息、連鎖解鎖信息。
如圖3所示，當接收到微機連鎖系統的道岔信號，判斷同上一次接收到 的微機連鎖系統的道岔信息是否一致，當有變化時，改變道岔信息表的道 岔正位反位狀態信息，并改變段位信息表的道岔編號信息，改變機車表的 下一段位信息。
如圖4所示，當接收到微機連鎖系統的指示燈信號，判斷同上一次接收 到的微機連鎖系統的指示燈信息是否一致，當有變化時，改變指示燈狀態 信息，并改變段位信息表的指示燈編號及狀態信心，改變機車表的下一段 位信息。
根據機車信息表的信息即可確定機車行車位置和車號。 載貨車行車位置和車號的推算流程如圖5所示。
a. 根據機車信息表判斷機車的下一段位是否為機車與載貨車分離區，
若是則進入進行步驟b;否則進行步驟d;
b. 根據機車信息表中的載貨車信息及分離區載貨車信息記錄，確定機 車取、放載貨車或經過。如機車帶載貨車，則機車放載貨車；如機車不帶 載貨車，分離區有載貨車，則機車取載貨車；如機車帶載貨車，分離區有 載貨車，則機車放載貨車；如機車不帶載貨車，分離區無載貨車，則機車 經過；
c. 當機車取、放載貨車時，修改機車信息表的載貨車信息、載貨車信 息表的機車信息，同時在分離區載貨車記錄中記錄機車與載貨車在分離區 的分離、結合及段位信息；d.根據機車信息表及載貨車信息表記錄機車及載貨車運行軌跡。 讀取的RFID信號處理流程如圖6所示
a. 讀取RFID信號；
b. 如果讀取的RFID信號同上一次相同，則記錄的機車及載貨車信息同
上一次讀取RFID信號時一致；否則進行步驟C;
c. 判斷接收的信號是機車信號還是載貨車信號，如果是機車信號進行 步驟d，如果是載貨車信號進行步驟f;
d. 判斷相同段位相鄰的上次記錄是機車信號還是載貨車信號，如果是 機車信號則記錄本次接收的機車信息，如果是載貨車信號則進行步
驟e;
e. 判斷相同段位相鄰的記錄時間間隔是否大于指定時間，如果是則記
錄機車與前個載貨車沒有關系，記錄本次接收的機車信息，如果否
則機車推前個載貨車，記錄本次接收的機車推前個載貨車的信息；
f. 判斷相同段位相鄰的上次記錄是機車信號還是載貨車信號，如果是
機車信號則進行步驟g，如果是載貨車信號則進行步驟h;
g. 判斷相同段位相鄰的記錄時間間隔是否大于指定時間，如果是則記
錄該載貨車信息，否則記錄前一機車拉該載貨車信息；
h. 判斷相同段位相鄰的記錄時間間隔是否大于指定時間，如果是則記
錄該載貨車被機車推信息，否則記錄該載貨車與前一載貨車相連信 息。
通過上述流程，能夠確定RFID讀取的機車、載貨車信息以及機車帶載 貨車的情況。一具體實施例如下
一鋼鐵廠從煉鐵至煉鋼須配置鐵路線路來運輸高爐鐵水至煉鋼鐵水 倒罐站，鐵路共有道岔44組，劃分軌道區段90個。運輸車輛有機車3 臺、魚雷罐車14臺。鐵路大致分為三個區域
1. 高爐區，含爐1至爐8線，以及空重車走行線、牽出線；
2. 煉鋼區，含倒1線至倒4線，扒渣線，鑄鐵線及空重車走行線；
3. 車輛檢修區，含冷卻線、烘烤線、砌磚線、修理線、倒渣解體線。 為了保證管理部門及時、準確掌控魚雷罐車和機車的位置信息，保
證鐵水調度的合理性和正確性，需要對各魚雷罐車和機車的位置進行跟 蹤、對車號進行識別。為此，設置鐵路微機連鎖系統采集鐵路軌道的段位 信息、占位信息、道岔信息及狀態指示燈信息，在魚雷罐車和機車上安裝
RFIDTAG，并在高爐區、煉鋼區、檢修區等重要出入位置安裝車輛識別裝 置RFID讀卡器及RFID天線與光纖網絡電源，使用開關機剪力傳感器來 檢測是否有車輛通過，從而使RFID讀卡器工作，讀取RFID TAG信息， 鐵路微機連鎖系統采集的鐵路軌道的段位信息、占位信息、道岔信息、狀 態指示燈信息及RFID讀卡器讀取的車輛信息通過TCP/IP Socket電文網 絡通訊方式傳到管控中心的服務器，管控中心的服務器根據微機連鎖系統 的鐵路軌道段位信息及占位、道岔、狀態指示燈等信息，實現魚雷罐車和 機車的車號識別和位置跟蹤。基本工作原理如下當安裝有RFIDTAG的 機車或魚雷罐車通過安裝有RFID讀卡器的鐵路時，RFID TAG接收到RFID 讀卡器發出的微波查詢信號后，RFID TAG將反射回載有電子標簽數據信 息的微波信號，反射回的微波信號經解調處理后，RFID讀卡器再把讀出信息通過光纖傳送到位于管控中心的服務器進行處理，服務器就能識別當 前經過的機車和魚雷罐車的車號、魚雷罐車的數量、順序號和行駛方向等。 另一方面服務器通過結合接收到的微機連鎖系統傳來的段位的連鎖解鎖 信息及占位以及道岔、指示燈等信息，根據車輛跟綜模擬算法推算機車魚 雷罐車的位置及車號，當機車或魚雷罐車經過下一個讀出點時進行再次的 校驗，如果讀出點確定的位置同推算的位置不同則按讀出點確定的位置強 制刷新，如果讀出點確定的魚雷罐車的車號同推算的魚雷罐車的車號不 同，則根據上一 RFID讀卡器確定的機車及魚雷罐車信息以及其后記錄的 鐵路軌道段位連鎖解鎖信息及占位、道岔、指示燈等信息記錄，按車輛跟 綜模擬算法，改變先前推算中機車與載貨車在機車與載貨車分離區取或是
放的選擇重新推算，直到重新推算的載貨車車號同本次RFID讀取的載貨
車車號相同時，根據該重新推算過程中在機車與載貨車分離區取或是放的
選擇對操作終端畫面進行強制刷新，并記錄機車經過該RFID讀卡器時確 定的機車和載貨車信息，供下次推算參考，從而可以達到機車及魚雷罐車 的全程跟蹤目的。本系統可以通過應用軟件來顯示實時監控信息，進行基 本信息維護、管理報表、査詢打印、記錄日常維護記錄。
本發明的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測方法及系統， 通過在車輛上安裝RFID TAG,并在重要出入位置安裝RFID讀卡器及RFID 天線等車輛識別裝置，在以網絡通訊方式從鐵路微機連鎖系統獲取鐵路區
段占位和道岔狀態等信號的基礎上，根據車輛推定算法加上少量的車輛識 別裝置實現車輛的車號識別和位置跟蹤，讓管控中心人員透過監控計算機 等操作終端能有效監控各作業車輛及希望追蹤的工作區并記錄相關操作和日常維護基本信息，便于調度執行作業。采用該方法進行鐵路軌道車輛 跟蹤成本低、效率高并且差錯率低。
權利要求
1、一種基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測方法，鐵路軌道由多個段位、道岔、信號燈組成，道岔用于變更相應段位連接關系，一個段位一個時刻只能最多兩個段位與其相連，在鐵路軌道某些段位上，設置有狀態指示燈用以指示該段位是否允許通行，通過微機連鎖系統提供鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、狀態指示燈信息；運行在鐵路軌道上的機車及載貨車上各自安裝有RFID標簽，標簽上有車號標識、類別，在鐵路軌道上設定的位置上分別安裝RFID讀卡器和天線，當機車單車或帶載貨車在鐵路軌道上行進經過RFID裝置時候，記錄此時RFID所在段位上機車帶載貨車情況，在作為機車與載貨車分離區的段位機車取載貨車或放載貨車；其特征在于，包括以下步驟(1)通過RFID讀卡器讀取行進在鐵路軌道上的車輛的車號和類別；(2)接收微機連鎖系統傳來的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、狀態指示燈信息，根據同一時刻的鐵路占位、道岔及狀態指示燈信息在操作終端顯示此時鐵路軌道拓撲結構，并通過車輛跟綜模擬算法，推定行車位置和車號，根據推定的行車位置和車號，在操作終端上顯示此時鐵路軌道拓撲結構上的行車位置和車號；(3)當上述機車經過一RFID讀卡器，RFID讀卡器讀取該機車及所帶載貨車號；(4)如果機車所帶載貨車車號同通過車輛跟綜模擬算法推定的該機車帶載貨車車號不同，則根據此機車前一次經過RFID讀卡器所得到的確定的機車和載貨車信息以及得到該確定信息之后微機連鎖系統傳送的鐵路軌道段位信息及占位、道岔、狀態指示燈信息記錄，按照該車輛跟綜模擬算法，改變先前推算中機車與載貨車在機車與載貨車分離區取或是放的選擇，重新推算該機車所帶載貨車車號，直到重新推算的載貨車車號同本次RFID讀取的載貨車車號相同時，根據該重新推算過程中在機車與載貨車分離區取或是放的選擇對操作終端畫面進行強制刷新，并記錄機車經過該RFID讀卡器時確定的機車和載貨車信息；當根據RFID讀卡器所在位置確定的行車在鐵路軌道拓撲結構上的位置同通過車輛跟綜模擬算法推定的行車位置不同時，根據由RFID讀卡器所在位置確定的行車在鐵路軌道拓撲結構上的位置對操作終端畫面進行強制刷新。
2、根據權利要求l所述的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監 測方法，其特征在于，所述車輛跟綜模擬算法為(1) 設定相關信息表，機車信息表包括機車編號、載貨車、前一段位、當前段位、下一段位；載貨車信息表包括載貨車編號、機車、當前段位；段位信息表包括段位編號、是否為機車分離區、占位狀態、連鎖解鎖狀態、道岔1編號、道岔2編號、關聯段位l編號、關聯段位2編號、 狀態指示燈編號及狀態；道岔信息表包括道岔編號、道岔正位反位狀態、正位關聯段位、反 位關聯段位；狀態指示燈信息表包括狀態指示燈編號、指示燈狀態、所在段位；(2) 初始化段位信息表、道岔信息表、狀態指示燈信息表；當接收到鐵路占位信號，判斷同先前鐵路占位信息是否一致，當有變 化時改變段位信息表的占位信息、連鎖解鎖信息；當接收到道岔信號，判斷同先前的道岔信息是否一致，當有變化時， 改變道岔信息表的道岔信息，并改變段位信息表的道岔編號信息，改變機 車信息表的下一段位信息。當接收到指示燈信號，判斷同先前的指示燈信息是否一致，當有變化 時，改變指示燈狀態信息，并改變相應段位信息表的指示燈狀態信息，改變機車表的下一段位信息；根據上述信息表的信息確定機車車號和行車位置； (3)推算載貨車車號和行車位置，a. 根據機車信息表判斷機車的下一段位是否為機車與載貨車分離區， 若是則進行步驟b;否則進行步驟d;b. 根據機車信息表中的載貨車信息及分離區載貨車記錄，確定機車取、放載貨車或經過；c. 當機車取、放載貨車時，修改機車信息表的載貨車信息、載貨車信 息表的機車信息，同時在分離區載貨車記錄中記錄機車與載貨車在分離區 的分離、結合及段位信息；d. 根據機車信息表及載貨車信息表記錄機車及載貨車運行軌跡。
3、根據權利要求2所述的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監 測方法，其特征在于，所述車輛跟綜模擬算法推算載貨車車號和行車位置 的步驟b中，如機車帶載貨車，則機車放載貨車；如機車不帶載貨車，分離 區有載貨車，則機車取載貨車；如機車不帶載貨車，分離區無載貨車，則機車經過。
4、 根據權利要求2所述的基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態 監測方法，其特征在于，段位信息表還包括段位長度、是否放有RFID裝 置、RFID編號。
5、 一種基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測系統，鐵路軌 道由多個段位組成，有多個道岔用于變更相應段位連接關系， 一個段位一 個時刻只能最多兩個段位與其相連，在鐵路軌道某些段位上，設置有狀態 指示燈用以指示該段位是否允許通行，機車單車或帶載貨車在鐵路軌道上 行進，在作為機車與載貨車分離區的段位取載貨車或放載貨車；其特征在 于，包括RFID車輛自動識別系統，用于讀取車輛信息并傳輸相應的信息；在 機車及載貨牟上各自安裝有RFID標簽定義車號、類別，在鐵路軌道上設 定的位置分別安裝RFID讀卡器；鐵路微機連鎖系統，用以提供鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、 狀態指示燈信息；服務器，接收微機連鎖系統提供的鐵路軌道的段位信息及占位、道岔、 狀態指示燈信息及RFID車輛自動識別系統傳來的各個檢測點的RFID讀 卡器檢測到的車號、類別，并根據一機車前一次經過RFID讀卡器所得到 的確定的機車和載貨車信息，根據接收的鐵路軌道的段位信息及占位、道 岔、狀態指示燈信息，按照車輛跟綜模擬算法推算機車及載貨車的車號和 行車位置，根據同一時刻的鐵路軌道的占位信息、道岔信息、狀態指示燈 信息在操作終端顯示鐵路軌道的拓撲結構，根據推算的車號和行車位置在操作終端顯示車輛在鐵路軌道的拓撲結構上的位置，當所述機車再次經過一 RFID讀卡器時，將推算的車號和行車位置同RFID讀卡器所在位置及讀 取的車號進行比較，如果機車所帶載貨車車號同通過車輛跟綜模擬算法推 定的該機車帶載貨車車號不同，則根據前一次經過RFID讀卡器所得到的 確定的機車和載貨車信息以及得到該確定信息之后的鐵路軌道的段位信 息及占位、道岔、狀態指示燈信息記錄，按照該車輛跟綜模擬算法，改變 先前推算中機車與載貨車的取或是放的選擇，重新推算該機車所帶載貨車 車號，直到重新推算的載貨車車號同本次RFID讀取的載貨車車號相同時，根據重新推算過程中機車與載貨車的取或是放的選擇對操作終端畫面進 行強制刷新，并記錄機車經過該RFID讀卡器時確定的機車和載貨車信息， 供下次推算使用；當根據本次RFID讀卡器所在的位置確定的行車在鐵路 軌道拓撲結構上的位置同通過車輛跟綜模擬算法推定的行車位置不同時， 根據由本次RFID讀卡器所在的位置確定的行車在鐵路軌道拓撲結構上的 位置對操作終端畫面進行強制刷新。
全文摘要
本發明公開了一種基于射頻識別和微機連鎖的車輛位置動態監測方法及系統。在機車和載貨車上安裝RFID TAG，并在重要出入位置安裝RFID讀卡器及RFID天線等車輛識別裝置，當機車或載貨車經過RFID裝置時候，RFID裝置讀取相關信息，同時把信息通過網絡方式傳到管控中心服務器上。管控中心服務器還通過網絡通訊方式從鐵路微機連鎖系統獲取鐵路段位占位、道岔狀態和信號燈等信息。服務器根據匯總的現場實時信息，根據車輛推定算法加上少量的RFID讀卡器實現車輛的車號識別和位置跟蹤。采用該方法進行鐵路軌道車輛跟蹤成本低、效率高并且差錯率低。
文檔編號B61L25/00GK101618728SQ20081004358
公開日2010年1月6日 申請日期2008年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者嵇小波, 李華剛 申請人:上海寶信軟件股份有限公司