專利名稱：工位點車號采集裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種軌道車輛的車號采集、讀取裝置及方法，特別是冶金企業的混鐵車車號采集裝置及方法。
鋼鐵廠鐵路線上的工位點(作業點)有上百個，當有混鐵車進出相應的工位點時，需要準確地了解混鐵車的運行狀態，例如高爐平臺下的鐵路線上受鐵的混鐵車是否準時精確到達受鐵的作業點位置，以及裝滿鐵水的混鐵車是否準時精確的到達鐵水預處理(如脫磷、脫硫、脫硅等)的工作點位置。現有技術中，鋼鐵企業的混鐵車車號到達工作位置時的車號讀取方式是采用各種傳感器(條形碼、電磁感應、微波感應等)，這些傳感器安裝在鐵路兩鐵軌之間和靠近鐵路沿線的露天地方，實踐表明在高溫、高塵、高腐蝕、風吹雨打、水浸泡的工作條件下設備很容易損壞，施工費用大，維修費用也高。隨著全球定位系統GPS(GPS:Global Positioning System)的發展應用，GPS在實時定位中發揮了越來越大的作用，例如與電子地圖結合用于各種車輛、航船和飛行器的調度和監控。GPS主要由二大部分組成GPS衛星、地面監控系統和用戶設備，其中用戶設備是根據用戶不同導航、定位的需要進行不同設計。目前，移動數據通信技術得到非常廣泛的應用，如無線尋呼及GMS(全球數字移動通訊)，其中DS(直接序列)和FH(跳頻)擴頻通信技術的發展和應用尤為迅猛，目前幾乎所有較大的移動數據通信系統均采用上述擴頻通信技術，與此相應的DS和FH擴頻通信收發設備也已非常成熟，但是，將該技術應用于鋼鐵企業的混鐵車的技術內容還未見報道。
本發明的目的是得到一種工位點車號采集裝置和方法，是與GPS衛星導航系統進行配合，采用無線移動數據采集技術讀取混鐵車號、工位點號，不必在工位點安裝任何設備，并提高混鐵車工位點車號采集的準確性。
為實現上述目的，本發明提出的技術解決方案為一種工位點車號采集裝置，它包括安裝混鐵車或機車上的混鐵車車載發送裝置1和安裝在控制室的工位點車號采集裝置2，其中所述的混鐵車車載發送裝置1包括全球接收衛星定位信號的差分定位系統接收機接收的信號輸入導航計算機，導航計算機內預先存儲有車號、各工位點地理坐標的數據，并根據導航計算機的控制由通信機將車號、工位點信息發送出去；所述的工位點車號采集裝置2包括接收從混鐵車發出的混鐵車進出工位點的無線信號的通信機，存儲有工位點信息的工控機經接口電路與儀表或過程機相接。
混鐵車車載發送裝置1還包括在廠房內推算定位用的計程儀。
一種工位點車號采集方法，是由工位點車號采集裝置2完成如下控制過程(1)設備啟動，(2)初始化，(3)工控機設置接收存儲區，(4)設定頭指針=尾指針，(5)判斷頭指針是否等于尾指針，如果相等則重置尾指針，如果不相等則(6)取出頭指針數據，然后(7)頭指針+1，(8)判斷是否為混鐵車數據，如不是則重置尾指針；如是則(9)調出工位點數據與混鐵車數據進行對比，(10)判斷是含來自工位點，如不是則重置尾指針；如果是屬于離開工位點的混鐵車的數據或來自工位點的數據，則(11)判斷是否處理過，如處理過則重置尾指針；如未處理過則(12)取出數據中的方向信息，(13)取出數據中的位置信息判斷此位置的工位點號，(14)取出數據中的車號信息，(15)形成的輸出數據格式(16)送到接口電路，并重置尾指針。
工位點車號采集方法中包括的工位點車號采集裝置2的中斷服務程序為(1)開始并保護現場，(2)關中斷，(3)讀通信機數據放入隊列，(4)隊尾指針增量，(5)恢復現場，(6)開中斷然后返回。
工位點車號采集方法中包括的混鐵車車載發送裝置1的向工位點發送數據的程序為(1)設備啟動并初始化，(2)判斷是否到達工位點區域，如不是則重新判斷，如是則(3)發送車號、混鐵車位置坐標、方向信息，(4)置標志位并返回。
下面結合附圖對本發明做進一步詳細敘述。
圖1為本發明工位點車號采集裝置結構示意圖。
圖2為本發明工位點車號采集方法流程框圖。
圖3為工位點車號采集裝置2的中斷服務流程框圖。
圖4為混鐵車車載發射設備1的發送數據流程框圖。
如圖1所示，本發明為一種無線移動數據傳輸設備，它由2部分裝置組成，其中的混鐵車車載發送裝置1與DGPS系統相結合，包括DGPS接收機、導航工控機、通信機、計程儀和電源，是安裝在混鐵車或機車上，當混鐵車或機車通過或停止在工位點時(大地特征點)時，DGPS接收機給出定位信息，在導航計算機中預制的工位點數據進行比較，如相符合則立即通過通訊機以無線方式發射出去，將車號、工位點、運行方向發送給位于工位點的工位點車號采集裝置2。
導航計算機中預制的工位點的地理經緯數據，是事先把混鐵車運行區域的坐標精確測量(誤差為厘米級)，并分為若干區域、區段、大地坐標點，形成數據庫，將實時測得的數據與數據庫的已知精確數據對比，由區→段→點進行判斷，這樣可把龐大的數據精簡到可以用工控機完成，大大提高精度和運算速度。
本發明的車載設備還包括計程儀，GPS傳感器和計程儀同時都將定位信息和里程信息送給工控計算機緩存。平時當機車運行在廠房外時，差分GPS接收機根據衛星定位系統以及差分修正數據輸出機車目前的準確經緯度位置信息。當機車進入廠房衛星信號被遮擋住時，差分GPS接收機無法定位出機車準確的經緯度，工控計算機則根據計程儀的信息以及GPS值的可用時的數值，推算出機車的運行位置數據。
工位點車號采集裝置2包括工位點工控機、擴頻通信機、顯示電路、接口電路和電源，其中工位點工控機預先置入工位點數據，工位點數據用數字代碼表示，一個工位點代碼存儲該工位點所在區域、區段及大地坐標點的范圍，這些數據是事先精確測量好預先置入車號采集裝置2的工位點工控機。
由通信機接收的混鐵車進、出各個工位點信息的無線信號輸入工位點工控機，經顯示電路顯示該混鐵車的車號，并被處理成相應信號經接口電路送入下一步的工位點，如出鐵稱量盤或煉鋼過程機。
本發明的工位點車號采集方法，是由工位點車號采集裝置2完成如下控制過程參見圖2，(步驟1～4)由于混鐵車循環不斷地向企業的控制中心發送位置報告，由控制中心決定在同一頻段、同一時刻、同一空間里，只有一輛混鐵車或機車發送位置報告，保證無線信號不會在空間發生碰撞。
步驟5～8，安裝在中央控制操作室的工位點車號采集裝置2實時監測每輛混鐵車或機車發送的位置報告，不斷接收到移動的混鐵車上發出工位點區域位置信息及車號，用逐次逼近的方法逐漸的由區域判斷縮小到區段的判斷，在逐漸由區段的判斷縮小到工位點的坐標點上。即首先判斷頭指針是否等于(第一個數據)尾指針，即與工控機內存儲的工位點經緯度數據進行對比，然后每隔一定時間采集一個數據，判斷是否為混鐵車數據，當工位點工控機判斷由通訊機接收的數據為機車的位置報告時，不做處理。(步驟8～11)，判斷接收的數據為混鐵車的位置報告時，如不是混鐵車數據，則返回重置尾指針；如是混鐵車數據，每個工位點車號采集裝置首先對其位置進行判斷，看是否本采集裝置所管理的工位點位置，若不是，不做處理，即不執行逐漸逼近進行判斷。(步驟11～16)，若是則對其車號進行讀入，先確定混鐵車是離開工位點還是逼近工位點，若混鐵車離開工位點車號采集裝置就要將工位點上作業的車號清理掉；如確定是進入工位點，則取出數據中的位置信息判斷此位置的工位點號，然后取出數據中的車號信息，經接口電路轉換后送給出鐵稱量盤或過程機并同時將車號送顯示電路顯示車號，然后一直監測此混鐵車直到其離開工位點時，做相同處理，并通知出鐵稱量盤或過程機同時消除車號顯示。
本發明的工位點車號采集方法還包括開辟一接收數據隊列存儲區(圖2中步驟3)，然后工位點車號采集裝置2采用中斷服務方法獲取通信機輸出的數據，當通訊機有數據輸入時，進入中斷服務程序(參見圖3)，程序開始，保護現場，關中斷，即關掉工位點車號的終端接口，使它專門處理混鐵車發來的數據；接受到通訊機輸出的數據送到當前接受隊列尾指向的單元，并使尾指針增量，數據處理完后，恢復現場并關中斷，即向所需要到達工位點混鐵車號的終端發車號(例如發向過程計算機、DCS、PLC)，返回主程序。
主程序處理時，按接收隊列頭指針讀出數據，判斷是否混鐵車、是否到達或離開工位點等，對數據進行處理，同時使頭指針增量。
本發明的工位點車號采集方法還包括混鐵車車載發送裝置的向工位點發送數據方法，(參見圖4)設備初始化后判斷是否到達工位點區域，如不是則重新判斷；如是則發送車號、混鐵車坐標位置和發送方向信息，然后置標志并返回。
與現有技術相比，本發明是將全球衛星定位系統應用于讀取、采集在鋼鐵廠鐵路線上的工位點作業的混鐵車車號，即采用安裝在混鐵車上的導航設備和遠離鐵路的操作室安裝的工位點車號采集設備兩部分設備，當有混鐵車進出相應的工位點時，混鐵車的車載發射裝置發出相應的數據，由安裝在附近的控制操作室內的車號采集裝置接收并處理成相應的信號送給下一步工位點有關儀表，同時在本工位點顯示該車號，可使調度人員及時掌握混鐵車在各個工位點的分布，提高調度和生產管理的安全性、準確率和生產效率。
權利要求
1．一種工位點車號采集裝置，其特征在于它包括安裝混鐵車或機車上的混鐵車車載發送裝置1和安裝在控制室的工位點車號采集裝置2，其中所述的混鐵車車載發送裝置1包括全球接收衛星定位信號的差分定位系統接收機接收的信號輸入導航計算機，導航計算機內預先存儲有車號、各工位點地理坐標的數據，并根據導航計算機的控制由通信機將車號、工位點信息發送出去；所述的工位點車號采集裝置2包括接收從混鐵車發出的混鐵車進出工位點的無線信號的通信機，存儲有工位點信息的工控機經接口電路與儀表或過程機相接。
2．根據權利要求1中所述的工位點車號采集裝置，其特征在于所述的混鐵車車載發送裝置1還包括在廠房內推算定位用的計程儀。
3．一種工位點車號采集方法，其特征在于是由工位點車號采集裝置2完成如下控制過程(1)設備啟動，(2)初始化，(3)工控機設置接收存儲區，(4)設定頭指針=尾指針，(5)判斷頭指針是否等于尾指針，如果相等則重置尾指針，如果不相等則(6)取出頭指針數據，然后(7)頭指針+1，(8)判斷是否為混鐵車數據，如不是則重置尾指針；如是則(9)調出工位點數據與混鐵車數據進行對比，(10)判斷是否來自工位點，如不是則重置尾指針；如果是屬于離開工位點的混鐵車的數據或來自工位點的數據，則(11)判斷是否處理過，如處理過則重置尾指針；如未處理過則(12)取出數據中的方向信息，(13)取出數據中的位置信息判斷此位置的工位點號，(14)取出數據中的車號信息，(15)形成的輸出數據格式(16)送到接口電路，并重置尾指針。
4．根據權利要求3所述的工位點車號采集方法，其特征在于所述的工位點車號采集裝置2的中斷服務程序為(1)開始并保護現場，(2)關中斷，(3)讀通信機數據放入隊列，(4)隊尾指針增量，(5)恢復現場，(6)開中斷然后返回。
5．根據權利要求3所述的工位點車號采集方法，其特征在于所述的混鐵車車載發送裝置1的向工位點發送數據的程序為(1)設備啟動并初始化，(2)判斷是否到達工位點區域，如不是則重新判斷，如是則(3)發送車號、混鐵車位置坐標、方向信息，(4)置標志位并返回。
全文摘要
本發明涉及一種混鐵車車號采集裝置及方法,它包括安裝混鐵車或機車上的混鐵車車載發送裝置1和安裝在控制室的工位點車號采集裝置2,其中:混鐵車車載發送裝置1包括:DGPS接收機接收的信號輸入導航計算機,導航計算機內存儲有車號、各工位點地理坐標的數據,由通信機將車號、工位點信息發送出去。工位點車號采集裝置2包括:接收從混鐵車發出的混鐵車進出工位點的無線信號的通信機,存儲有工位點信息的工位點計算機經接口電路與儀表或過程機相接。
文檔編號B61L25/00GK1235915SQ9910340
公開日1999年11月24日 申請日期1999年3月26日 優先權日1999年3月26日
發明者王晉豫, 周仁義, 龔國維 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司