集裝箱裝車組合優(yōu)化方法及偏載實時監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于集裝箱的偏載監(jiān)控和裝車優(yōu)化，具體的說，是涉及一種集裝箱車載監(jiān)測系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，貨物運輸量逐年增多，而便于換裝的集裝箱運輸在我國貨運中所占比例也越來越大。然而，由于集裝箱的密封性，箱內貨物的狀態(tài)無法被監(jiān)控，導致車輛在運行過程中由于線路等原因引起的偏載現(xiàn)象無法被及時發(fā)現(xiàn)，造成嚴重的安全隱患。此外，在集裝箱組合裝車時，由于操作過程的各種因素，使車輛整體的重心無法得到精確定位。在這種情況下(裝車時重心不在車輛形心)加大了在列車運行過程中車輛重心偏移量超過偏載限值的可能性。因此，集裝箱組合裝車優(yōu)化及偏載實時監(jiān)控具有很高的研究價值。
[0003]國內外涉及集裝箱運輸安全研究的領域很少，可分為鐵路超偏載檢測裝置與集裝箱裝車定位兩個方面。國內外在偏載檢測裝置方面已經(jīng)具有一定的研究成果，都以軌道衡為主。國內基本處于靜態(tài)監(jiān)測階段，國外目前已研制動態(tài)輪軌超偏載監(jiān)測設備，但是其成本較高，對于我國現(xiàn)有的線路不適用。在集裝箱裝車定位這一領域，國內主要光電定位系統(tǒng)、超聲波技術等研究，國外有吊具防搖系統(tǒng)、自動控制以及集裝箱定位系統(tǒng)等。但以上定位研究主要針對港口和碼頭，而適用于鐵路集裝箱裝車定位的研究，幾乎為空白。
[0004]此外，目前已有的成果基本只能在靜態(tài)時對集裝箱的重心進行測量，無法做到運行過程中的實時監(jiān)控。由此導致現(xiàn)有技術只能進行集裝箱靜態(tài)偏載檢測，沒有實現(xiàn)集裝箱組合裝車優(yōu)化方案的計算軟件，導致盲目的試裝與檢測，重新裝箱的概率增加，浪費裝卸時間，降低了運輸效率;此外，在集裝箱運行途中沒有動態(tài)的偏載監(jiān)控系統(tǒng)，對運輸安全產(chǎn)生重大影響。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種設計科學合理、運行可靠的集裝箱車載監(jiān)測系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種集裝箱車載監(jiān)測系統(tǒng)，包括:
車載裝置，完成集裝箱重力原始信息的采集、轉換和傳輸；
駕駛室工作臺，與車載裝置實現(xiàn)通信，對車載裝置采集信息進行處理，對偏載情況進行監(jiān)控并在發(fā)生異常情況時，發(fā)出報警；
調度指揮中心，存儲產(chǎn)生的所有有效數(shù)據(jù)，接收到警報信息后下達相應的行車命令。
[0007]進一步的，所述車載裝置包括壓力傳感器、24位HX711型號A/D芯片、核心控制芯片、無線傳輸模塊。
[0008]進一步的，所述核心控制芯片為AT89S52型號單片機。
[0009]進一步的，所述無線傳輸模塊為CCllOl型號高性能射頻收發(fā)器。
[0010]采用集裝箱車載監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)集裝箱裝車組合優(yōu)化的方法，包括以下步驟:
(1)通過車載裝置中壓力傳感器將集裝箱的重力信息采集至核心芯片處理；
(2)將采集的重力信息傳輸給駕駛室工作臺的計算機，對信息處理并顯示出該集裝箱重心的偏移量，并儲存至駕駛室工作臺的數(shù)據(jù)庫；
(3)重復步驟(1)_(2)，直至所有集裝箱重力信息采集完畢；
(4)訪問數(shù)據(jù)庫中儲存的所有集裝箱重力信息后，采用貪心算法處理所有集裝箱的重力信息，得出集裝箱兩兩組合匹配裝車的優(yōu)化方案，使之兩集裝箱總重心與車輛形心一致。
[0011]采用集裝箱車載監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)偏載監(jiān)控、預警的方法，包括以下步驟:
(1)運行過程中，車載裝置將集裝箱的重力信息傳輸至駕駛室工作臺；
(2)駕駛室工作臺的計算機處理接收到的重力信息數(shù)據(jù)，并計算總重心偏移量；
(3)通過算法對總重心偏移量進行等級標定，達到偏載等級則報警提示，并同步傳輸信息給調度指揮中心。
[0012]調度中心根據(jù)情況下達降速等應急處理命令，采取措施降低偏載事故的發(fā)生概率。
[0013]本發(fā)明設計原理:基于現(xiàn)有研究成果，進一步解決了集裝箱靜態(tài)裝車時的組合匹配與運行中偏載實時監(jiān)控的問題。首先，從重心、時間、貨物匹配度三個方面考慮，以重心匹配為基礎，兼顧貨物性質，優(yōu)先配送加急快件，有效的獲取集裝箱的組合選配方案，提高集裝箱裝車的精準性。其次，對列車運行過程進行實時監(jiān)控，為集裝箱偏載劃分等級，并根據(jù)不同危險等級自動報警，及時采取列車降速處理等措施，最大限度降低偏載事故發(fā)生概率。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
(I)采用本發(fā)明在裝車前已知集裝箱參數(shù)，通過系統(tǒng)算法計算出最佳的匹配與裝車方案，與現(xiàn)有的裝車方案相比，采用本發(fā)明的裝車方案不僅能保證集裝箱的形心與車輛相匹配，而且考慮到了集裝箱個體的重心偏離，能夠使車輛的總重心位于車輛形心。
[0015](2)采用本發(fā)明實現(xiàn)在列車運行過程中，對集裝箱進行連續(xù)的偏載監(jiān)控，有效地解決了現(xiàn)有技術中僅能實現(xiàn)靜態(tài)監(jiān)測，而無法在運行過程進行偏載監(jiān)測的問題。
[0016](3)本發(fā)明可動態(tài)監(jiān)測集裝箱運輸中的各類參數(shù)并實時同步給調度中心，同時實現(xiàn)雙通道報警，保險性更高;該系統(tǒng)的報警機制采用冗余算法確保該系統(tǒng)不會因為偶然原因產(chǎn)生判斷誤判。
[0017](4)本發(fā)明的設計極大限度地利用現(xiàn)有設備，不僅簡化了系統(tǒng)結構，而且極大地節(jié)約了成本，為其大范圍的推廣應用，奠定了堅實的基礎。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0019]本實施例提供了一種集裝箱車載監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)構成，分別為:車載裝置、駕駛室工作臺和調度指揮中心。三個子系統(tǒng)利用串行傳輸和模擬GSM-R無線網(wǎng)絡實現(xiàn)信息交互。其中，車載裝置主要完成集裝箱重力原始信息的采集、轉換和傳輸，并控制裝車定位;駕駛室工作臺和調度指揮中心為現(xiàn)有設備，主要完成對車載裝置采集信息的處理、數(shù)據(jù)存儲，同時完成信息在多個不同位置的交互等工作。
[0020]車載裝置完成集裝箱重力原始信息的采集，轉換和傳輸，其包括壓力傳感器、24位HX711型號A/D芯片、核心控制芯片、射頻收發(fā)器;優(yōu)選的，核心控制芯片為AT89S52型號單片機，射頻收發(fā)器為CCllOl型號高性能射頻收發(fā)器。車載裝置完成模擬數(shù)據(jù)的采集，初步轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)，并完成數(shù)據(jù)傳輸。其中，A/D芯片傳感器檢測的實現(xiàn):通過A/D芯片采集傳感器數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)由模擬信號轉換成數(shù)字信號在串行通道上傳輸，傳至單片機;核心控制芯片一一單片機處理傳感器數(shù)據(jù):控制所有的硬件系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸)，有效的完成工作;CCllOl型號高性能射頻收發(fā)器(無線傳輸模塊):作為軟硬件數(shù)據(jù)交互的基礎。應用無線傳輸模塊將信息由無線通訊傳輸?shù)今{駛室計算機進一步處理。
[0021 ]駕駛室工作臺，與車載裝置實現(xiàn)通信，對