铁路物流机车车辆实时跟踪定位系统建立

鲁志勇　宋西彬

【摘 要】机车、车辆跟踪定位系统是邯钢大物流优化战略的重要组成部分。为铁路物流管控及调度作业系统提供基础设施，可以随时掌握全厂运输机车运用状态、货物位移状态、铁路信号状态、进路开放、作业回放等情况，优化物流调度和行车调度作业，安排协调各站区的机车作业，实现站区机车运能的互补，提高机车作业效率，减少机车运用台数，减少事故的发生，保证运输安全生产，降低运输成本。

【关键词】物流跟踪；GPS；铁路调度作业系统

0.前言

铁路物流机车实时跟踪定位系统建立与实施过程。

通过建立全厂准确坐标位置数据的地理信息系统，以及建立各机车坐标位置、速度、方向的数据库，结合物流跟踪系统和调度监督系统的相关数据形成一套完整的数据处理系统。以各种方式查询、分析、回放等处理，最后以图形化的方式显示在大屏幕上，以及各使用人员的终端电脑上。这样就可以方便的建立最优的调度方案，实现对全厂机车、车辆的实时监控和可视化调度，实现对运输部整个物流信息进行有效的管理。

1.具体实施的方案

（1）通过选择合适的地点建立卫星定位基准站，对各站场、轨道、道岔、信号及各生产车间、中心库、翻车机、计量秤、编组站，原料站，计量点进行测绘，绘制邯钢铁路GIS地图，建立铁路地理数据库，并且加以地图分层，将上述信息，按实际位置显示在大屏幕上和管理调度人员电脑终端上，即点即看，也可分层重点显示（如：仅显示铁路、计量点等）。

（2）采用高精度GPS接收天线以及移动设备、控制设备，组成机车定位系统，并考虑机车在厂房、库房时的定位计算，将机车的位置、时间、运行方向和速度，以及机车、车辆数量，货物数据（需要与铁路调度作业系统交换数据）发至控制中心、并送往一切需要的地方。

（3）通过数据处理计算和可视化显示操作进行必要的计算、接收、存储、转发、数据查询、维护、存档及显示。

（4）通过与铁路物流管控系统、铁路调度作业系统、微机联锁系统、无线传输系统之间进行数据交换，实现物流信息流的统一，直观看到机车货物状态，空重状态，挂接的车辆数，铁路信号状态，进路开放情况。

（5）结合无线数传技术和机车实时清沟，当清沟指令发出后，机车和车辆脱离，车辆定位，当车辆离开机车后，车辆在站场的现车位置和摆放仍然能够在电子地图上显示。这样各级调度和生产指挥人员可以掌握车辆的动态信息。

（6）对全部机车作业过程进行回放并对每台作业机车的作业数据进行统计和分析，从中可发现机车作业过程中不合理的部分，从而改进各台机车作业方案，实现优化行车组织的目的。

（7）结合铁路信号系统将铁路信号灯状态、道岔转向和进路开放情况，在电子的图上显示。使调度人员除了掌握机车车辆的运行情况外，还可以全面掌握轨道进路和信号状态，对防止安全事故，合理调度轨道线路资源，提高整体运输效率。

2.系统的主要构成

系统主要由差分基准站、串口服务器、中心定位服务器、数传中心、机车车载单元构成如下图。

3.开发解决的主要技术问题

（1）铁路物流机车、车辆实时跟踪定位系统与汽车卫星定位系统在定位精度上要求不同。汽车卫星定位系统定位精度一般在5～50米范围，普通的卫星定位接收设备即可满足要求。铁路机车因为铁路股道之间的并行，最近距离不超过2米，同时股道转折，信号灯密集，机车挂有许多车辆，要想分辨出股道，定位必须在1米以内，对定位速度也有要求，为了满足实时性要求必须在1秒内迅速定位。采用高精度接收机，满足精度和速度的要求，同时在技术上我们采用伪距差分或相位差分的方法来实现精确快速定位，这在冶金铁路系统应用是一个创新。

（2）解决在机车车辆定位系统中，在库区、厂房和有遮挡区域因为收不到卫星而无法定位的问题。实现在任何区域都能够连续定位。以便及时掌控机车、车辆、货物在厂内的动态分布。提高调度管理水平和作业效率，把无效行车减至最小。在机车、车辆跟踪定位系统中，在无遮挡区域利用GPS卫星定位可以很好的解决定位的问题。但在库区、厂房和有遮挡区域因为收不到卫星，这时GPS没有定位信号，所以无法实现定位。

利用惯导技术和机车速度脉冲电路信号采样，结合组合定位算法，解决连续定位的问题。实现机车、车辆货物的动态定位及站场分布功能。

（3）不但有机车的位置定位和跟踪，同时还要有车辆的位置定位和跟踪，当机车移动时车辆跟着机车在电子地图上一同移动。实现车辆定位和跟踪必须结合物流跟踪管理信息系统完成车辆的位置定位，在电子地图上，当鼠标点机车时整列机车的信息（机车型号、车辆数辆、车号等）全部显示，当鼠标点车辆时该车辆的信息（包括：车型、车号、货物品名、装卸状态等）全部显示。这样调度人员除了可以看到各机车的位置、速度等信息，同时还可以直观的了解机车车辆装载的货物、空重状态、挂接的车辆数等。

（4）与铁路物流信息系统、铁路信号调度监督系统、无线数据传输系统进行数据接口，整合系统资源，将所有有效数据进行信息流和物流的整合。这在整个冶金系统物流管理中同样是一项关键技术和创新点。

4.系统实施后的效果

4.1加大了作业机车的监控力度

铁路物流机车、车辆实时跟踪定位系统投入使用后，给各站行车调度（区调）提供了全时域，全天候，连续的所管辖区域内机车的位置，速度等数据，使行车调度随时掌握了各台机车的作业进度，能够及时、准确地监控每台机车的作业，从而提高了铁路运输保产的能力。

4.2提高了铁路限制咽喉的通过能力

铁路物流机车、车辆实时跟踪定位系统提供了每台作业机车的准确位置，运行速度等信息，使行车调度随时了解到每台机车的作业进度，这样行车调度就可以有条不紊地安排每台机车通过限制咽喉，从而大大降低了作业机车排队等待通过限制咽喉的可能，提高了限制咽喉的通过能力。

4.3提高机车的作业效率，减少机车使用台数，降低运输成本

铁路物流机车、车辆实时跟踪定位系统，给我们提供了一种崭新的工作平台，通过此平台，铁路行车总调拓宽了监控范围，可俯视作业机车全局，站在全局的角度，指挥各站行车调度，这样就使全部运输机车都有效地运转起来，达到对全部应用机车的作业实施监控的目的，打破了各站区保护和本位主义的束缚。另外调度中心与机车实现了调度指令的无线数传，两者结合大幅度提高了机车的作业效率。

5.结束语

实现“铁路物流机车、车辆实时跟踪定位系统”后，铁路运输的管理层次上到一个新的水平，实现了铁路运输调度作业的可视化调度，铁路运输可视化调度的实现，带来的是运输生产效率与效益的提高，使调度指挥系统信息能够及时、准确地展现，为保证行车安全、提高调度水平、实现透明指挥提供了有力保证。