摘要：机车是铁路运输公司的主要生产设备，很多生产安全事故都与机车有关，其中有部分事故的主要原因就是人的失误。机车是根据现场信号和调车员指令行车，当车列处于推送状态运行时，司机无法获知前方信号路径开放状态和尽头线距离，一旦平调设备故障或调车人员工作失误或者司机注意力分散，就很容易发生安全事故。为了减少机车运行安全事故的发生，机车安控系统应运而生了。机车安控系统可以在关键位置、超速等影响机车运行安全时发出语音提醒司机，根据需要可以做到干预机车运行，以实现机车的运行安全管控。 关键字：机车、生产安全、精准定位、安全管控
一、机车安控系统的现实需求
党的十八大以来，党和国家高度重视安全生产，把安全生产作为民生大事，纳入到全面建成小康社会的重要内容之中。基于国家安全生产的管理要求，企业也越来越重视安全生产，安全生产既是民生大事，也是企业生存发展的保护屏障。在安全生产要求的大背景下，如何降低铁路行车安全事故的发生，机车安控系统提供了很好的技术解决方案，得到了很多铁路运输单位的认可和采纳。
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二、机车安控系统的组成
机车安控系统主要由车载系统、服务器处理系统、定位系统、网络系统、控车系统和APP系统组成，与外部系统有数据交换的主要是微机联锁系统、铁水跟踪系统和MES物流管理系统，如图1所示。
图1
车载系统：由车载电脑、打印机、通讯模块、显示器等设备组成，接收并向服务器传输卫星定位信息，向服务器传输RFID设备读取地面标签信息，显示微机联锁系统站场信号画面信息、机车位置信息、机车运行状态、调车作业计划、距离前方信号机或尽头线的距离，
具备语音提醒和干预机车运行功能，根据机车或车列位置与调车作业计划匹配，实现调车作业计划的自动清钩。
服务器处理系统：由地面服务器、差分服务器、外部系统接口主机组成，接收并处理卫星定位数据、RFID数据、外部系统数据，完成系统数据的计算与处理，并向车载系统传输相关联锁数据、调车作业计划、车辆属性等信息和数据。
定位系统：由机车端的GPS定位设备、RFID设备和地面标签组成，主要实现对机车位置的精准定位功能，地面标签可以辅助系统实现GPS定位偏离的及时修正，在自动控车功能中可确保控车距离的精确。
笔式绘图机网络系统为车载系统与服务器处理系统搭建一条信息高速公路，实现精准定位数据、调车作业计划、微机联锁数据等数据在移动网络与集团内网之间的互相传输，保证系统的正常稳定运行。
控车系统由自动控车模块主机、传感器和制动阀组成，当机车的运行状态满足系统设定的自动控车条件时，控车系统将根据机车运行状态和安全缓冲情况进行相应的自动控车操作。
APP系统：可通过安卓或苹果系统运行，查看当前的铁路运输情况，了解机车运用及运行情况。当APP系统打开时，若有机车接近打开有APP系统的设备，APP系统会发出声音提示机车接近，注意避让。
与外部系统接口：从微机联锁系统获取联锁数据，用于显示联锁画面信息、车列长度计算和机车定位；从MES物流管理系统和铁水跟踪系统获取调车作业计划、车辆属性等信息，用于计算车列长度，并在司机室展示调车作业计划的执行情况，车载系统向MES物流管理系统和铁水跟踪系统返回调车作业计划的执行情况。
三、机车安控系统精准定位的实现
机车安控系统的机车及车列精准定位，直接影响到系统的关键功能。为了确保定位的精准，机车安控系统采用了卫星定位技术、微机联锁定位技术、地面标签定位技术三种定位技术结合互补，再结合调车作业计划及车辆属性信息，实现对机车及车列的精准定位。
因为卫星定位设备安装在机车上，所以卫星定位技术只能对机车进行精准定位，无法完成车列的精准定位。当机车牵引作业时，机车的位置即为车列运行的最前方位置，卫星定位
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基本满足要求；但当机车推送作业时，车厢在前，机车在后，此时单靠卫星定位只能得到机车的位置，无法确定车列运行方向的最前方车厢的精准位置，必须要借助其他信息或数据来计算出车列的总长，再根据机车位置算出在车列运行方向最前方车厢的精准位置，才能实现车列运行过程中的安全预警和控制。
车列长度的计算方法有两种方式：一种是对速度积分计算，一种是通过调车作业计划获取。
1、速度积分算法：从联锁表示中计算获得，当车列压过联锁区段时，保存区段变红时间t1,待前一区段整体出清，记录时间t2，在t2-t1这段时间内，每隔数秒进行速度抽样，对此速度和时间间隔进行累计，即可求得实际车长。速度积分算法是对车长的估算，存在以下几方面误差：letm
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1）车载主机与地面的通信延迟。
2）本身的测速误差、速度抽样和累积误差。
3）机车在倒调过程中前后来回运动时，测算出的数据不可用。
以上误差多是随机的，无法预知，导致测算结果不够稳定，这也是速度积分法的缺点。
2、调车作业计划算法：调车作业计划中有详细的挂车数或甩车数，再结合车辆属性信息获取每个车皮的长度信息，通过车皮长度累加可获得实际车列长度。在调车作业计划的正确编制和执行情况下，得到的车列长度数据相对准确。由于车钩与车钩连接时，中间还有一定的间隙，车列在经过上坡、下坡路段时，车列实际长度与理论计算长度存在一定误差。
由于调车作业计划在执行过程中，存在人为因素造成在现场执行计划时出现多挂（甩）车或少挂（甩）车的情况，导致车列实际长度与理论长度不一致。
鉴于两种车列长度计算方式各有优劣，为了确保车列定位的精准，系统同时进行两种车列长度计算，并将两种方法的计算结果都在系统中显示出来，以调车作业计划算法得到的车列长度为主，辅以速度积分算法结果作为验算，只有在两种车列长度结果相差在合理范围时，才作为安全预警的凭据，两者相差过大时，提醒司机核实调车作业计划执行是否有误，通过两种算法的互补，实现车列的精准定位，确保机车安控系统运行的安全性、稳定性和可靠性。
四、机车安控系统自动控车的实现
机车安控系统实现了车列的精准定位以后，通过精准定位数据可实现机车运行过程的安全提醒。由于存在人为因素，安全提醒还无法完全确保机车的运行安全，为确保机车运行安全，机车运行的自动控车功能就显得非常有必要。基于机车安控系统的精准定位数据、联锁数据及系统其它数据的支撑，在机车上加装独立的GYK设备，并与车载系统联网接收信号机开放状态、线路限速等数据信息，能有效实现防止车列越过关闭的信号机、防止车列运行速度超过线路允许速度、防止车列运行速度超过线路临时限制速度、防止车列高于规定的调车运行速度进行调车作业。
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