列车正点运行辅助机的制作方法

1.本发明涉及轨道交通车辆运行控制技术领域，尤其是一种用于辅助驾驶员控制列车运行的设备。


背景技术：

2.提高铁路列车运行正点率一直是铁路运输部门追求的目标，其中驾驶员对列车运行速率的控制是影响列车运行正点率的诸多因素中的一个方面。
3.现在我国驾驶员对列车运行是依据铁路、机车内的灯光信号和调度的无线电语音要求来控制，列车驾驶员获得的这些控制信息并不都是全时连续的，也没有给列车驾驶员一个具体的速率控制指令，因此，保持高的列车的正点运行还存在很多问题：1、即便在开行条件都满足的情况下，列车运行到站的时间完全由列车驾驶员的控制所决定，列车驾驶员对列车的了解程度、对线路的熟悉程度，身体、精神状况，以及受雨雪天气的影响，临时停车的影响等都对列车驾驶员如何控制车速产生影响，列车驾驶员只能依据自己的经验估计来控制车速，从而可能造成影响行车正点到达；2、当列车驾驶员转换到新的运行路线驾驶列车，需要有对该线路足够熟悉的列车驾驶员带领，并有要一定时期的帮带驾驶才得以积累足够的线路驾驶经验才能获得保征到新线路的列车驾驶员达到较高的正点率驾驶水平。而为保证高的列车正点率，培养一个列车驾驶员则需要更长的时间；3、列车驾驶员对列车控制不当，过快运行的列车可能会造成临时停车和减速调整运行等待股道，或过慢运行的列车可能要求抢时间的加速运行，这种过快、过慢的运行均会造成列车运行能量的浪费，甚至造成铁路系统列车运行的大范围调整严重影响铁路的运输效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种列车正点运行辅助机，这种辅助列车驾驶员适时准确掌握列车的最佳运行速率，提高列车正点运行率。
5.为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种列车正点运行辅助机包括有显示屏，语音模块及扬声器，存储单元和微控制器，有机车灯光信号输入端，摄像头及图像采样编译单元，卫星定位模块；运行控制方法是：a、摄像头及图像采样编译单元捕捉到的道路信号灯图像，经过图像采样编译模块采样编译获得道路信号灯信号；b、所述微控制器识别到所述道路信号灯信号时，将道路信号灯信号作为信号灯控制信号；所述微控制器识别不到所述道路信号灯信号时，从机车灯光信号输入端接收的机车信号灯信号作为信号灯控制信号；c、所述微控制器没有收到信号灯控制信号期间，控制所述显示屏显示信号灯信号缺失的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放信号灯信号缺失的语音信息；所述微控制器收到有信号灯控制信号期间，根据信号灯控制信号的内容按下列情况分别控制所述显示屏的显示和语音模块及扬声器的播放：
所述微控制器收到信号灯控制信号是正常行车信号期间，调取所述存储单元中预存的列车线路电子地图和列车时刻表和列车代码，并从所述卫星定位模块获取列车当前位于列车线路的具体位置，根据列车代码和列车时刻表计算出列车到达下一站的距离，列车正点到达下一站的时刻，以及扣除剩余道路中设定的减速、停车所需时间算出当前列车的计算行驶速率，当所述计算行驶速率低于列车最高限速时，以所述计算行驶速率作为建议行驶速率；当所述计算行驶速率等于或高于列车最高限速时，以列车最高限速作为建议行驶速率；并控制所述显示屏显示建议行驶速率的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放建议行驶速率的语音信息；所述微控制器收到信号灯控制信号是减速信号期间，控制所述显示屏显示减速要求的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放减速要求的语音信息；所述微控制器收到信号灯控制信号是变道信号期间，控制所述显示屏显示变道要求的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放变道要求的语音信息；所述微控制器收到信号灯控制信号是停车信号期间，控制所述显示屏显示停车的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放停车的语音信息。。
6.上述的列车正点运行辅助机，可以设有控制输入和更新列车线路电子地图和列车时刻表的数据接口；有音量控制机件和显示亮度控制机件；有设置语音播放间隔时间和需要扣除可预见行驶中需要扣除时间设置的输入键盘。当选择所述显示屏是触控屏时，所述音量控制机件，所述亮度控制机件和所述输入键盘可以是集成在所述显示屏上。上述的列车正点运行辅助机，为了准确捕捉道路信号灯，所述摄像头可以是装在机体外的外置摄像头，它通过图像信号输入端与与所述图像采样编译单元连接；为了更好地接收卫星信号，所述卫星定位模块可以通过卫星信号输入端连接机体外的卫星天线。为了适应列车出入隧道和天气原因造成的背景的大光比造成显示屏读取不明显，所述显示屏旁可以装装有用于检测环境光照度以自动控制显示亮度的光线照度传感器。
7.由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：1、无论驾驶员身体、精神状况如何，以及列车受雨雪天气等的影响，以及临时停车的影响，列车驾驶员均可以通过列车正点运行辅助机适时掌握当前列车的最佳行驶速率，解决由列车驾驶员的经验不足、估计的错误造成列车运行或快或慢的问题，更精准地控制列车按时到站，从而提高列车运行的正点率。
8.2、由于列车驾驶员可适时获得最佳的列车行驶速率的建议，可以让列车驾驶员控制列车尽量均速运行，从而可节省列车运行的能量。
9.3、降低了对列车驾驶员的经验要求，可让列车驾驶员转换到新的运行路线后能够快速熟悉路线，缩短转换运行路线的列车驾驶员需要熟悉路线的列车驾驶员的帮带周期，同理可缩短培养新列车驾驶员的时间。
附图说明
10.图1是列车正点运行辅助机实施例1外部结构示图。
11.图2是列车正点运行辅助机实施例1运行控制原理框图。
具体实施方式
12.下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：图1所示的列车正点运行辅助机，在机壳1的正面左侧部分装有用于显示信号灯控制信号内容和建议行驶速率的显示屏2，在机壳1正面的右侧部分装有用于检测环境光照度以自动控制显示屏亮度的光线照度传感器3，以及电源开关4，用于输入列车代码、语音播放间隔时间、扣除时间等参数设置的输入键盘5，装在机壳1内部用于接受机壳1内用于输出播放信号灯控制信号内容和建议行驶速率的语音模块及扬声器6，在输入键盘5与语音模块及扬声器6之间的机壳1右侧面装有用于输入或更新机壳1内存储单元中的列车线路电子地图和列车时刻表等的数据接口7，机壳1正面右侧下部装有显示屏的亮度控制旋钮8和音量控制（含开关）旋钮9；机壳1左侧面设有机车灯光信号输入端10，用于接收列车机车提供的机车信号灯信号；机壳1左侧面的图像信号输入端11与外置的摄像头13与机壳1内的图像采样编译单元连接，以实现将外接摄像头13获取的道路灯光信号编译成为包含正常行车信号、减速信号、变道信号、停车信号的多种图像信号灯信号；机壳1左侧面设有的卫星信号输入端12，用于连接卫星天线14和机壳1内的卫星定位模块，以实现与列车线路电子地图、列车时刻表和列车代码的结合来确定列车的位置；机壳1内还有装在电路板上的微控制器以及电源。
13.图1结合图2所示，本列车正点运行辅助机的系统运行控制步骤是：列车正点运行辅助机获电开始后，系统先进行初始化，然后以每5秒一次的周期检测外接摄像头13是否捕捉到道路信号灯图像，当外接摄像头13捕捉到道路信号灯图像后输入图像采样编译模块进行图像采样编译获得正常行车信号、减速信号、变道信号或是停车信号的道路信号灯信号。机内的微控制器识别到道路信号灯信号时，将道路信号灯信号作为信号灯控制信号；微控制器识别不到道路信号灯信号时，从机车灯光信号输入端接收的机车信号灯信号作为信号灯控制信号；微控制器没有收到信号灯控制信号期间，即既没有识别到道路信号灯信号，也没有识别到有机车信号灯信号的期间，控制显示屏2显示信号灯信号缺失的图像信息，控制语音模块及扬声器6根据设定每10秒钟一次的频率间歇播放信号灯信号缺失的语音信息；微控制器收到信号灯控制信号是正常行车信号期间，调取存储单元中预存的列车线路电子地图，列车时刻表和列车代码，并从卫星定位模块获取列车当前位于列车线路的具体位置，根据列车代码和列车时刻表计算出列车到达下一站的距离，列车正点到达下一站的时刻，以及扣除剩余道路中设定的减速、停车所需时间算出当前列车的计算行驶速率，当这个计算行驶速率低于列车最高限速时，便以这个计算行驶速率作为建议行驶速率；当所述计算行驶速率等于或高于列车最高限速时，以列车最高限速作为建议行驶速率；并控制显示屏2显示建议行驶速率的图像信息，控制语音模块及扬声器6根据设定每5分钟一次的频率间歇播放建议行驶速率的语音信息；微控制器收到信号灯控制信号是减速信号期间，控制显示屏2显示减速要求的图像信息，控制语音模块及扬声器6根据设定每2秒钟一次的频率间歇播放减速要求的语音信息；微控制器收到信号灯控制信号是变道信号期间，控制显示屏2显示变道要求的图像信息，控制语音模块及扬声器6根据设定每2秒钟一次的频率间歇播放变道要求的语音信
息；微控制器收到信号灯控制信号是停车信号期间，控制显示屏2显示停车的图像信息，控制语音模块及扬声器6根据设定每2秒钟一次的频率间歇播放停车的语音信息。
14.本发明在实施例1的灯光控制信号仅以正常行车信号、减速信号、变道信号、停车信号作为灯光控制信号，在其它实施例中，还可以增、减这些灯光控制信号，以适应不同铁路系统的标准以及标准的更新和变化。
15.本发明在其它实施方式中，当选择显示屏是触控屏时，音量控制机件、亮度控制机件和输入键盘则可以集成在显示屏上。

技术特征：
1.一种列车正点运行辅助机，包括有显示屏，语音模块及扬声器，存储单元和微控制器，其特征在于：有机车灯光信号输入端，摄像头及图像采样编译单元，卫星定位模块；运行控制方法是：a、摄像头及图像采样编译单元捕捉到的道路信号灯图像，经过图像采样编译模块采样编译获得道路信号灯信号；b、所述微控制器识别到所述道路信号灯信号时，将道路信号灯信号作为信号灯控制信号；所述微控制器识别不到所述道路信号灯信号时，从机车灯光信号输入端接收的机车信号灯信号作为信号灯控制信号；c、所述微控制器没有收到信号灯控制信号期间，控制所述显示屏显示信号灯信号缺失的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放信号灯信号缺失的语音信息；所述微控制器收到有信号灯控制信号期间，根据信号灯控制信号的内容按下列情况分别控制所述显示屏的显示和语音模块及扬声器的播放：所述微控制器收到信号灯控制信号是正常行车信号期间，调取所述存储单元中预存的列车线路电子地图和列车时刻表和列车代码，并从所述卫星定位模块获取列车当前位于列车线路的具体位置，根据列车代码和列车时刻表计算出列车到达下一站的距离，列车正点到达下一站的时刻，以及扣除剩余道路中设定的减速、停车所需时间算出当前列车的计算行驶速率，当所述计算行驶速率低于列车最高限速时，以所述计算行驶速率作为建议行驶速率；当所述计算行驶速率等于或高于列车最高限速时，以列车最高限速作为建议行驶速率；并控制所述显示屏显示建议行驶速率的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放建议行驶速率的语音信息；所述微控制器收到信号灯控制信号是减速信号期间，控制所述显示屏显示减速要求的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放减速要求的语音信息；所述微控制器收到信号灯控制信号是变道信号期间，控制所述显示屏显示变道要求的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放变道要求的语音信息；所述微控制器收到信号灯控制信号是停车信号期间，控制所述显示屏显示停车的图像信息，控制所述语音模块及扬声器根据设定的时间间隔间歇播放停车的语音信息。2.根据权利要求1所述的列车正点运行辅助机，其特征在于：设有数据接口，音量控制机件，显示亮度控制机件和输入键盘。3.根据权利要求2所述的列车正点运行辅助机，其特征在于：所述显示屏是触控屏，所述音量控制机件，所述亮度控制机件和所述输入键盘集成在所述显示屏上。4.根据权利要求1、2或3所述的列车正点运行辅助机，其特征在于：所述摄像头通过图像信号输入端与所述图像采样编译单元连接；所述卫星定位模块通过卫星信号输入端连接有卫星天线。5.根据权利要求4所述的列车正点运行辅助机，其特征在于：所述显示屏旁装有光线照度传感器。

技术总结
本发明公开一种列车正点运行辅助机，包括有显示屏，语音模块，扬声器，存储单元和微控制器，机车灯光信号输入端，摄像头单元，图像采样编译模块和卫星定位模块。它能根据信号灯信号信号和行驶位置，降低列车驾驶员对经验的要求，排出天气、临时停车等影响，准确地显示和播报正常行驶的合适速率、提醒变道、减速和停车，用于辅助列车驾驶员对列车的控制，不仅可提高列车运行的正点率，减少列车不当变速增加能耗和缩短转换运行路线对列车驾驶员的适应周期以及对新列车驾驶员的培养时间。以及对新列车驾驶员的培养时间。以及对新列车驾驶员的培养时间。


技术研发人员：邹泽宇 王锐 李强 徐文海
受保护的技术使用者：邹泽宇 王锐 徐文海
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/4/17