[实用新型]基于GPS的铁路大型养路机械自控装置及相应的车辆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铁路机械施工作业自动化控制装置，属于铁路机械设计与制造技术领域。 

背景技术

铁路大型养路机械应用于铁路使用的后期维护期间，可实现对铁路线路捣固、稳定、配砟等自动养护作业。在一定程度上节约了人力资源，节省了铁路线路的维护时间和维护费用。同时可以实现比人工操作精度更高的维护作业。现在高速铁路发展异常迅速，高速铁路行驶速度快，对铁道线路的要求较高，因此需要使用更为简单方便作业、速度较快的养路机械。 

公开号为CN101109165的中国发明专利公开了一种用于铁路大型养路机械运行安全和作业质量的监控系统，其包括作业质量监控模块，行车安全监控模块，连挂防撞模块和显示模块，所述作业质量监控模块、行车安全监控模块及连挂防撞模块分别通过CAN总线与显示模块相连，所述作业质量监控模块在作业时对作业质参数进行监视和记录，确保作业精度，也可作为线路验收的依据。该实用新型能解决铁路大型养路机械作业质量和行车安全的需求，但其自动化程度不高，操作相对较为复杂。 

实用新型内容

本实用新型第一方面提供一种基于GPS的铁路大型养路机械自控装置，其包括GPS定位仪，该GPS定位仪安装于司机室内，该司机室内还装有工控机，该工控机与数据存储器连接，所述工控机与所述GPS定位仪之间连接数据转换卡，所述工控机与执行元件连接，并控制执行元件的动作。优选的是，所述GPS定位仪是指利用全球定位系统（Global Positioning System）进行定位的仪器，该全球定位系统（Global Positioning System）是指利用定位卫星，在地球的全部范围内进行实时定位、导航的系统，又称全球卫星定位系统，简称GPS定位系统。 

在上述任一方案中优选的是，所述GPS定位仪的精度为10cm。 

在上述任一方案中优选的是，所述数据存储器的容量不小于500GB。 

在上述任一方案中优选的是，所述数据存储器包括减振装置，该减振装置包括外壳，该外壳内嵌装内壳，所述外壳与所述内壳之间填充减振胶，进一步对数据存储器进行保护。 

在上述任一方案中优选的是，所述工控机安装于司机室内的操作台中，该工控机通过接收GPS定位仪的信号对机械进行行车及作业控制。 

在上述任一方案中优选的是，所述数据转换卡将GPS定位仪的数据Ⅰ转换为数据Ⅱ，并将数据Ⅱ传输到工控机，工控机识别数据Ⅱ并做出相应的指令，同时所述数据转换卡将工控机的操作指令转换为数据Ⅲ，并将数据Ⅲ传输到各传感器及作业单元，所述个传感器和作业单元识别数据Ⅲ并根据数据Ⅲ对应的指令做出相应的动作。 

在上述任一方案中优选的是，所述定位仪包括降低误差的方法，该方法包括， 

a.测量至少三次养路机械的特征点的位置信息；

    b.以测量所得数值为圆心，以卫星精度值为半径作圆；

c.取三次测量值皆位于极限位置的数据；

d.计算三次测量值的极限位置所组成的三角形的外接圆的半径；

依a、b、c、d的顺序依次进行。

本实用新型第一方面所述的基于GPS的铁路大型养路机械自控装置的工作方式是：将铁路沿线所需作业量提前输入到存储器中，在机械进行作业时，挂低速作业档，启动GPS定位仪，对机械进行定位，同时工控机提取数据存储器的数据库中关于此路段的作业数据，GPS定位仪定位完毕后，工控机参照数据存储器的数据库中所存数据与实际测量仪器所测数据做对比，工控机根据比对结果操作养路机械开始作业，在作业行进过程中GPS定位仪进行实时定位，在不同特征点，工控机均比对数据存储器中存储的线路数据与车辆实测采集的线路数据，然后根据预定的作业量对机械控制，实现自动操作。 

当养路机械行驶到特征点时，GPS定位仪自动给出所在作业路段的位置信号，工控机接收该位置信号并进行定位计算，养路机械挂作业档，并由工控机自动从存储器中调取相应位置的作业数据，与养路机械检测的数据进行对比，给出作业量，然后工控机将所需作业量传输到养路机械原有的工控机Ⅰ中，养路机械在其原有的工控机Ⅰ控制下，自行按照所给操作量进行作业。在高速行车及低速作业时司机可随时手动操作所述GPS定位仪，以便校正线路位置和数据。 

施工作业时设定固定步进量作为作业参考，当施工机械在施工过程中遇到影响施工安全的情况时，手动调节施工步进量与施工速度，从而在确保施工安全的同时实现机械的自动化施工指导作业。 

所述特征点是指：轨道线路参数改变的位置，例如：缓直点、直缓点、道岔、线路高程变化位置的特定点。