推送调车作业智能领车系统应用研究

罗万军

（中国铁路太原局集团有限公司 大同站，山西 大同 037005)

0 引言

在铁路运输生产过程中，调车作业是车站特别是编组站运输组织工作的重要组成部分，是保证运输任务完成、运输效率提高、运输安全畅通的重要生产环节[1]。推送调车是最基本的调车作业方式，即调车机车在车辆行驶方向后方，利用机车动力向前推进车辆运行。由于在推送调车作业过程中，机车司机无法看清前方线路、信号等，因而在现有的作业组织模式和技术设备条件下，推送调车作业均需要调车人员通过抓乘机车、车辆的方式跟乘作业。在抓乘过程中，受自身因素、外部条件等影响，调车人员容易从机车车辆上坠落、上下车时蹬空或被线路旁信号机、接触网支柱、高站台等设备设施碰撞，造成机车车辆伤害，发生安全事故[2-3]。

调车作业安全一直以来都是铁路安全关注的重点。学者们从不同角度探讨如何保障铁路调车作业及人身安全，张琢[4]分析沈阳铁路局调车事故发生主要诱因，提出健全管理体系、强化业务培训、控制作业过程、更新调车设备、改善作业环境等措施；李静[5]提出在矿区铁路调车作业中采用雷达测距系统，以提高调车作业安全系数；施宝庆[6]提出从根源着手确保调车作业人身安全，应加强宣传教育，发挥班组长作用，提高业务素质等。在此，设计研发智能领车系统方案，利用智能领车系统在推送调车作业过程中实施无人领车，从源头上消除人身安全隐患，并通过现场试验，验证在推送调车作业中依托智能领车系统实施无人领车的可行性。

1 推送调车作业智能领车系统设计方案

1.1 设计思路

推送调车作业智能领车系统 (以下简称“智能领车系统”) 主要采用集成测距、GPS 定位、视频信息采集、无线数据传输等技术，具备推送调车作业的自动测距、语音报警、自动停车等功能，能够实现推送调车作业运行引导的可视化、自动化和智能化。调车人员可由过去抓乘作业变为在摘挂钩处等待作业，改变推送作业调车人员抓乘跟车的传统作业模式，实现无人领车，有效提高调车作业人员人身安全指数。

1.2 设备构成

智能领车系统设备主要由移动测距器、测距定位应答器、司机综合控制显示屏、地面服务器、监视终端、4G (LTE) 基础网络 6 个部分构成，智能领车系统设备结构如图1 所示。

图1 智能领车系统设备结构图Fig.1 Equipment structure of the intelligent shunting system

（1）移动测距器。移动测距器安装在推送车列最前端，由 GPS 定位模块、4G (LTE) 传输模块、点对点无线数传模块、测距模块、小型摄像头、嵌入式软件系统等部件构成，具备高清广角摄像、红外测距、雷达扫障、地面基点接收、声光报警、智能紧急制动、射灯照明、夜视等功能，能够与视频显示设备建立一对一关系，信息实时传输[7]。

（2）测距定位应答器。根据调车作业计划，测距定位应答器通常安装在被连挂车辆、调车作业途经有关行车设备、设施等处，主要由 GPS 定位模块、4G (LTE) 传输模块、点对点无线数传模块、测距模块，嵌入式软件系统等部件组成，用于向调车列移动终端设备传送地面行车设备和设施的定位、调车列运行目标距离、调车进路等信息。

（3）司机综合控制显示屏。司机综合控制显示屏主要包括 GPS 定位模块、4G (LTE) 传输模块、点对点无线数传模块、触摸式显示屏、管理操作应用软件系统等部件，安装在调车机车驾驶室内，接收移动终端设备回传数据，显示车列前方视频、测距结果、非集中道岔密贴、运行前方道心及线路两侧侵限物体监测等信息。

（4）地面服务器。车站配置 1 台或多台地面服务器，其性能参数视车站调车作业量大小而定，用于存储调车作业过程视频，提供作业信息、视频信息的多路转发，实现多点远程实时监视。

（5）监视终端。采用现有办公计算机，安装远程监视应用软件系统，将上述视频、语音等信息同步传输到站调室、车站安全监控指挥中心等地面岗位，方便管理人员清晰、直观、实时监控调车作业进程，强化现场调车作业管控[8]。

（6）4G (LTE) 基础网络。4G (LTE) 基础网络是保证语音、数据、视频等信息传递必不可少的载体，可选用无线运营商提供的公网、车站内部建设的 4G 专网或 GSM-R 网络的 4G 通讯功能等。中国铁路总公司提出 LTE 宽带集群系统可用于承载铁路站场调车、列检、车号、客货运等语音、数据、图像通信业务[9]。

1.3 主要功能

（1）实现调车作业可视化。车列前方视频信息实时回传至调车机车司机岗位、监视终端等，为调车司机、管理人员提供可视化综合信息。例如，调车司机通过显示屏观察推进前方实际场景，动态且连续查看剩余运行距离、速度等重要信息，方便调车司机准确作业。

（2）实现调车作业自动化。自动检测调车机推送车辆前端与推进目标 (如股道现存车辆前端、尽头线末端等) 之间的距离，取代人工目测距离、操作电台传输信令的传统作业模式，并实时向调车机司机室司机及调车组人员通报推送运行各类信息。

（3）实现调车作业智能化。车辆前方雷达不间断扫描道心及线路两侧情况，发现危及调车安全障碍物、侵限物等实时报警制动。在显示十、五、三车距离信号的基础上，增加控速功能，当司机未及时调整速度时，系统自动控制速度或紧急制动。

2 推送调车作业智能领车系统试验

选取中国铁路太原局集团有限公司大同站大西二场车间二调和四调为试验对象，将智能领车系统接入现场实际作业。试验对象具有全面性和普遍性等特点，符合智能领车系统现场试验条件。智能领车系统能否实现调车作业无人领车，主要由系统自动测距、雷达障碍扫视、视频回传 3 个方面性能决定。2017年10 — 12月，中国铁路太原局集团有限公司大同站组织对系统 3 个方面性能进行测试。系统试验期间，为保证调车作业绝对安全，调车推进作业仍采取调车人员抓乘车辆的作业模式。智能领车系统现场试验结果汇总如表1 所示。

经过 3 个月测试，调车智能领车系统可靠性、可用性较高，系统运行稳定，可以达到预期效果，基本满足铁路推送调车作业的功能需求。

智能领车系统应用价值主要表现在以下方面。

（1）保障人身安全。系统使用正式使用后，取消调车人员抓乘车辆目测领车作业模式，改为调车人员提前到达指定作业位置，在机车车辆停妥后地面完成作业，消除因调车抓乘机车车辆造成的人身伤害，提高调车人员人身安全风险系数。

（2）保障调车安全。系统利用语音提示、自动报警、自动控速等功能加强对推送作业安全卡控，调车作业安全由过去“人控”变为“人控+机控”，降低人为差错率，有效消除因人员业务不精、漏查失察导致列车越过阻挡信号、冲撞土档等事故。

（3）降低人力成本。目前，二、四调为“一调、一连、三制”的标准编组站 5 人配置，采用智能领车系统取消人工领车作业后，人员配置可缩减为“一调、两连”。调车长负责指挥机车及机车端的作业，2 名连结员负责地面车辆的检查、连挂及专用线、段管线线路的检查。

3 结束语

调车作业是保证运输任务完成、运输效率提高、运输安全畅通的重要生产环节[10]，其中调车作业人身伤害事故的发生基本来源于推送调车作业，因而推送调车作业人身安全一直以来都是铁路安全关注的重点。智能领车系统的开发应用，能够实现推送调车作业无人领车，改变现有推送调车作业模式，消除推送调车作业中人员抓乘存在的安全隐患，为保障调车作业及调车人员人身安全提供了可靠性较高的科技应用方法。下一步将围绕智能领车系统大风天气成像抖动、雨雪天气成像模糊等问题，继续加强技术攻关，优化完善系统功能，提高系统的稳定性和准确性。

表1 智能领车系统现场试验结果汇总Tab.1 Test results of the intelligent shunting system