本發(fā)明涉及鐵路工程交通管理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種可跨線路作業(yè)的工程車信號(hào)控制運(yùn)行系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著鐵路建設(shè)的飛速進(jìn)步，鐵路工程車在鐵路的建設(shè)和維護(hù)過程中起著越來越關(guān)鍵的作用。然而，在復(fù)雜的鐵路網(wǎng)絡(luò)中，如何確保鐵路工程車在安全且高效運(yùn)行的同時(shí)，降低鐵路工程車間事故的發(fā)生率，一直是鐵路工程車管控中心面臨的重要挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路上行駛的鐵路工程車的有效管控，針對(duì)鐵路工程車管控中心研發(fā)一種可跨線路作業(yè)的工程車信號(hào)控制運(yùn)行系統(tǒng)顯得尤為重要。

2、現(xiàn)有鐵路工程車管控模式通過采用先進(jìn)技術(shù)實(shí)時(shí)追蹤鐵路網(wǎng)中的各鐵路工程車，已實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度調(diào)整，從而避免了人工調(diào)度和現(xiàn)場(chǎng)指揮的不準(zhǔn)確性和不及時(shí)性，但仍具有一定的局限性，其具體表現(xiàn)在：現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)鐵路工程車的直線行駛以及交匯行駛的碰撞風(fēng)險(xiǎn)分析存在預(yù)警反應(yīng)遲緩、調(diào)整對(duì)象死板和調(diào)速策略剛性的問題。

3、首先，現(xiàn)有技術(shù)通常在兩鐵路工程車達(dá)到直線預(yù)警距離或交匯預(yù)警距離時(shí)才開始進(jìn)行調(diào)速分析，無法提前預(yù)測(cè)兩鐵路工程車之間的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，可能導(dǎo)致調(diào)整速度的時(shí)機(jī)相對(duì)較晚，甚至造成鐵路工程車停車等待情況發(fā)生，耽誤鐵路工程任務(wù)實(shí)施，進(jìn)而導(dǎo)致鐵路交通的堵塞情況加劇。

4、其次，現(xiàn)有技術(shù)一般傾向于調(diào)整位置靠后的鐵路工程車的速度，而沒有進(jìn)行合理的優(yōu)先級(jí)分析，可能導(dǎo)致對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)速策略不夠靈活，無法最大程度地減小碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

5、最后，現(xiàn)有技術(shù)僅依賴于簡(jiǎn)單的位置和速度調(diào)整規(guī)則，缺乏計(jì)算最佳調(diào)整位置和具體調(diào)整速度的能力，無法充分考慮實(shí)際運(yùn)行情況和工程車輛之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)無法靈活應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景下的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，從而不利于充分優(yōu)化工程車輛的運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服背景技術(shù)中的缺點(diǎn)，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種可跨線路作業(yè)的工程車信號(hào)控制運(yùn)行系統(tǒng)，能夠有效解決上述背景技術(shù)中涉及的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種可跨線路作業(yè)的工程車信號(hào)控制運(yùn)行系統(tǒng)，包括：任務(wù)下發(fā)模塊，用于向鐵路工程車a下發(fā)指定任務(wù)項(xiàng)，包括指定任務(wù)地點(diǎn)、指定任務(wù)類型、指定負(fù)載重量和指定行駛路徑，鐵路工程車a接收指定任務(wù)項(xiàng)后以標(biāo)準(zhǔn)行駛速度通車前往。

3、直線行駛碰撞風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵路工程車a指定行駛路徑中的直線路段，當(dāng)監(jiān)測(cè)前方直線路段存在正在行駛作業(yè)的鐵路工程車b時(shí)，判定鐵路工程車a與鐵路工程車b是否存在直線碰撞風(fēng)險(xiǎn)，若判定存在，則執(zhí)行直線調(diào)整信號(hào)反饋模塊，反之鐵路工程車a繼續(xù)正常行駛。

4、直線調(diào)整信號(hào)反饋模塊，用于分析鐵路工程車a與鐵路工程車b的調(diào)整優(yōu)先級(jí)，計(jì)算優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車的直線調(diào)整參數(shù)，生成直線調(diào)整信號(hào)反饋至優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車。

5、交匯行駛碰撞風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵路工程車a指定行駛路徑中的交匯路段，當(dāng)監(jiān)測(cè)鐵路工程車a與鐵路工程車c在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)預(yù)通行同一交匯路段時(shí)，判定鐵路工程車a與鐵路工程車c是否存在交匯碰撞風(fēng)險(xiǎn)，若判定存在，執(zhí)行交匯調(diào)整信號(hào)反饋模塊，反之鐵路工程車a繼續(xù)正常通行。

6、交匯調(diào)整信號(hào)反饋模塊，用于分析鐵路工程車a與鐵路工程車c的調(diào)整優(yōu)先級(jí)，計(jì)算優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車的交匯調(diào)整參數(shù)，生成交匯調(diào)整信號(hào)反饋至優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車。

7、云數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)鐵路安全規(guī)定單向鐵軌上兩鐵路工程車間的安全間距閾值，存儲(chǔ)鐵路工程車的各任務(wù)類型對(duì)應(yīng)任務(wù)等級(jí)、基準(zhǔn)變速距離、行駛速度合理范圍的下限值、作業(yè)速度合理范圍的上限值以及通過交匯路段的額定交匯時(shí)長(zhǎng)。

8、優(yōu)選地，所述判定鐵路工程車a與鐵路工程車b是否存在直線碰撞風(fēng)險(xiǎn)，包括：獲取鐵路工程車b的作業(yè)任務(wù)信息，包括作業(yè)任務(wù)類型、當(dāng)前作業(yè)速度、作業(yè)負(fù)載重量和剩余作業(yè)行駛路徑。

9、根據(jù)當(dāng)前鐵路工程車a的剩余指定行駛路徑和鐵路工程車b的剩余作業(yè)行駛路徑，獲取鐵路工程車a、b間的重合行駛路段及其距離。

10、獲取鐵路工程車a與鐵路工程車b的當(dāng)前間距路段及其距離，從云數(shù)據(jù)庫中提取鐵路安全規(guī)定單向鐵軌上兩鐵路工程車間的安全間距閾值，由直線碰撞判定模型得到鐵路工程車a與鐵路工程車b的直線碰撞風(fēng)險(xiǎn)存在性，其中表示鐵路工程車a、b存在直線碰撞風(fēng)險(xiǎn)，表示鐵路工程車a、b不存在直線碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

11、優(yōu)選地，所述分析鐵路工程車a與鐵路工程車b的調(diào)整優(yōu)先級(jí)，包括：分別提取鐵路工程車a指定任務(wù)項(xiàng)中的指定任務(wù)類型和鐵路工程車b作業(yè)任務(wù)信息中的作業(yè)任務(wù)類型，根據(jù)云數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的鐵路工程車各任務(wù)類型對(duì)應(yīng)任務(wù)等級(jí)，分別獲取鐵路工程車a、b對(duì)應(yīng)的任務(wù)等級(jí)并設(shè)置任務(wù)優(yōu)先影響權(quán)重，記為。

12、根據(jù)云數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的鐵路工程車基準(zhǔn)變速距離，由鐵路工程車a與鐵路工程車b的當(dāng)前間距路段距離判定鐵路工程車a是否具有變速基準(zhǔn)條件，若，則判定鐵路工程車a具有變速基準(zhǔn)條件，設(shè)置鐵路工程車a的基本變速符合因子為1，反之設(shè)置為0，從而得到鐵路工程車a的基本變速符合因子，。

13、由鐵路工程車a與鐵路工程車b的重合行駛路段距離判定鐵路工程車b是否具有變速基準(zhǔn)條件，獲取鐵路工程車b的基本變速符合因子，。

14、獲取鐵路工程車a的歷史變速信息，包括歷史各次變速的變速度、制動(dòng)控制精度和響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，其中為歷史各次變速的編號(hào)，，分析鐵路工程車a的調(diào)速能力評(píng)估系數(shù)，其計(jì)算公式為：，其中分別為預(yù)設(shè)的鐵路工程車單次變速的變速度、制動(dòng)控制精度、響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的合理閾值，為鐵路工程車a歷史變速次數(shù)，為自然常數(shù)。

15、獲取鐵路工程車b的歷史變速信息，同理分析得到鐵路工程車b的調(diào)速能力評(píng)估系數(shù)。

16、分別提取鐵路工程車a指定任務(wù)項(xiàng)中的指定負(fù)載重量和鐵路工程車b作業(yè)任務(wù)信息中的作業(yè)負(fù)載重量，由此計(jì)算鐵路工程車a相較于鐵路工程車b的調(diào)整優(yōu)先級(jí)評(píng)估系數(shù)，，其中分別為預(yù)設(shè)的調(diào)速能力比、任務(wù)優(yōu)先影響權(quán)重比、基本變速符合因子差值比、負(fù)載重量比對(duì)應(yīng)的權(quán)重占比。

17、若大于或等于預(yù)設(shè)值，則將鐵路工程車a作為優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車，反之將鐵路工程車b作為優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車。

18、優(yōu)選地，所述計(jì)算優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車直線調(diào)整參數(shù)，包括：若鐵路工程車a為優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車，將鐵路工程車a當(dāng)前位置與重合行駛路段終點(diǎn)前距離處位置間的路段劃分為鐵路工程車a的正常行駛路段、變速行駛路段和降速行駛路段，并將各路段對(duì)于行駛時(shí)長(zhǎng)分別記為。

19、創(chuàng)建以下條件確定鐵路工程車a的直線下調(diào)速度值，其中為云數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的鐵路工程車行駛速度合理范圍的下限值，進(jìn)而確定鐵路工程車a在正常行駛路段的行駛時(shí)長(zhǎng)的具體數(shù)值。

20、鐵路工程車a的最佳變速位置為鐵路工程車a以標(biāo)準(zhǔn)行駛速度行駛后的位置，其與鐵路工程車a當(dāng)前位置的距離為，。

21、優(yōu)選地，所述計(jì)算優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車直線調(diào)整參數(shù)，還包括：若鐵路工程車b為優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車，將鐵路工程車a與鐵路工程車b的重合行駛路段劃分為鐵路工程車b的正常作業(yè)路段、變速作業(yè)路段和加速作業(yè)路段，并將各路段對(duì)于作業(yè)時(shí)長(zhǎng)分別記為。

22、創(chuàng)建以下條件確定鐵路工程車b的直線上調(diào)速度值，其中為云數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的鐵路工程車作業(yè)速度合理范圍的上限值，進(jìn)而確定鐵路工程車b在正常作業(yè)路段的行駛時(shí)長(zhǎng)的具體數(shù)值。

23、鐵路工程車b的最佳變速位置為鐵路工程車b以當(dāng)前作業(yè)速度行駛后的位置，其與鐵路工程車b當(dāng)前位置的距離為，。

24、優(yōu)選地，所述鐵路工程車a與鐵路工程車c在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)預(yù)通行同一交匯路段的具體監(jiān)測(cè)過程為：各直線路段鄰近交匯路段口前預(yù)設(shè)距離處布設(shè)對(duì)應(yīng)交匯監(jiān)測(cè)探點(diǎn)，當(dāng)鐵路工程車a通過其直線路段上的交匯監(jiān)測(cè)探點(diǎn)，該探點(diǎn)自動(dòng)獲取鐵路工程車a對(duì)應(yīng)交匯路段編號(hào)并記錄當(dāng)前通過時(shí)間點(diǎn)，在該時(shí)間點(diǎn)后設(shè)定時(shí)間段內(nèi)持續(xù)獲取該編號(hào)交匯路段其他車輛預(yù)通行情況，則當(dāng)鐵路工程車c在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)通過其直線路段上的交匯監(jiān)測(cè)探點(diǎn)時(shí)，其探點(diǎn)將獲取到的交匯路段編號(hào)與已記錄的鐵路工程車a對(duì)應(yīng)交匯路段編號(hào)進(jìn)行對(duì)比，若編號(hào)相同，確認(rèn)鐵路工程車a與鐵路工程車c在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)預(yù)通行同一交匯路段。

25、優(yōu)選地，所述判定鐵路工程車a與鐵路工程車c是否存在交匯碰撞風(fēng)險(xiǎn)，包括：分別獲取鐵路工程車a、c通過其對(duì)應(yīng)交匯檢測(cè)探頭的時(shí)間點(diǎn)，記為。

26、從云數(shù)據(jù)庫提取鐵路工程車通過交匯路段的額定交匯時(shí)長(zhǎng)，由交匯碰撞判定模型得到鐵路工程車a與鐵路工程車c的交匯碰撞風(fēng)險(xiǎn)存在性，其中表示鐵路工程車a、c存在交匯碰撞風(fēng)險(xiǎn)，表示鐵路工程車a、c不存在交匯碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

27、優(yōu)選地，所述分析鐵路工程車a與鐵路工程車c的調(diào)整優(yōu)先級(jí)，包括：分別獲取鐵路工程車a、c的指定任務(wù)地點(diǎn)，若鐵路工程車a的指定任務(wù)地點(diǎn)位于鐵路工程車c的指定任務(wù)地點(diǎn)前，則將鐵路工程車a作為優(yōu)先調(diào)整工程車，反之將鐵路工程車c作為優(yōu)先調(diào)整工程車。

28、優(yōu)選地，所述計(jì)算優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車的交匯調(diào)整參數(shù)，包括：若鐵路工程車a為優(yōu)先調(diào)整工程車，將交匯監(jiān)測(cè)探點(diǎn)與交匯路段口的預(yù)設(shè)距離記為，由公式得到鐵路工程車a的交匯下調(diào)速度值，鐵路工程車a的調(diào)整位置點(diǎn)為鐵路工程車c通過其直線路段上的交匯監(jiān)測(cè)探點(diǎn)時(shí)所在位置點(diǎn)。

29、若鐵路工程車c為優(yōu)先調(diào)整工程車，由公式得到鐵路工程車c的下調(diào)速度值，鐵路工程車c的調(diào)整位置點(diǎn)為其直線路段上的交匯監(jiān)測(cè)探點(diǎn)處。

30、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的實(shí)施例至少具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：（1）本發(fā)明當(dāng)監(jiān)測(cè)鐵路工程車a前方直線路段存在正行駛作業(yè)的鐵路工程車b時(shí)，即時(shí)判定鐵路工程車a與鐵路工程車b是否存在直線碰撞風(fēng)險(xiǎn)，充分考量鐵路工程車a的行駛速度與鐵路工程車b的作業(yè)速度間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，并迅速做出判斷，從而有效避免潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，為后續(xù)進(jìn)一步的分析提供數(shù)據(jù)支撐與科學(xué)基礎(chǔ)。

31、（2）本發(fā)明通過從調(diào)速能力比、任務(wù)優(yōu)先影響權(quán)重比、基本變速符合因子差值比和負(fù)載重量比四個(gè)層面，綜合分析鐵路工程車a相較于鐵路工程車b的調(diào)整優(yōu)先級(jí)評(píng)估系數(shù)，數(shù)據(jù)化細(xì)致化展示鐵路工程車a與鐵路工程車b的調(diào)整優(yōu)先級(jí)，規(guī)避現(xiàn)有技術(shù)調(diào)整對(duì)象死板缺陷，更加靈活地適應(yīng)不同情境和條件，從而為鐵路工程車輛之間的運(yùn)行和安全性帶來顯著的改進(jìn)。

32、（3）本發(fā)明針對(duì)不同的優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車計(jì)算個(gè)性化的直線調(diào)整參數(shù)，包括最佳調(diào)整位置和具體調(diào)整速度，生成直線調(diào)整信號(hào)反饋至優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車，確保對(duì)每輛鐵路工程車的調(diào)整都是最優(yōu)化結(jié)果，有助于避免不必要的能耗和時(shí)間浪費(fèi)，提高鐵路工程車的整體運(yùn)行效率。

33、（4）本發(fā)明通過在直線路段鄰近交匯路段口前預(yù)設(shè)距離處布設(shè)對(duì)應(yīng)交匯監(jiān)測(cè)探點(diǎn)，提前預(yù)知鐵路工程車a、c會(huì)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)預(yù)通行同一交匯路段，從而及時(shí)判定鐵路工程車a與鐵路工程車c是否存在交匯碰撞風(fēng)險(xiǎn)，幫助合理安排交匯路段的交通流量，有望提高鐵路工程車輛在交匯路段的行車安全性和操作效率。

34、（5）本發(fā)明通過從指定任務(wù)地點(diǎn)位置先后層面分析鐵路工程車a與鐵路工程車c的調(diào)整優(yōu)先級(jí)，充分考慮后續(xù)行駛路段的便利性，接著計(jì)算不同優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車的個(gè)性化交匯調(diào)整參數(shù)，生成交匯調(diào)整信號(hào)反饋至優(yōu)先調(diào)整鐵路工程車，對(duì)于減少交叉口擁堵、提高鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的整體效能具有積極的影響。