CN103661502A - 铁路平交道口自动化监测与控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路平交道口自动化监测与控制系统，它包括控制主机、电磁传感器、ZigBee发送模块、ZigBee接收模块、道口警报机、行人栏木驱动系统、道口栏木驱动系统、硬盘录像机和视频处理主机，电磁传感器分别与太阳能电池板和ZigBee发送模块相连，ZigBee接收模块分别与连接ZigBee发送模块和道口控制主机，硬盘录像机与摄像头相连，硬盘录像机的输出依次与视频处理主机和道口控制主机相连，道口控制主机的输出分别与道口警报机、行人栏木驱动系统和道口栏木驱动系统相连。本发明采用电磁传感器采集机车车辆位置信息并通过ZigBee无线数传网络传输至道口控制主机，能够高速可靠地传输机车车辆位置信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测与控制系统，特别涉及一种铁路平交道口自动化监测与控制系统。
背景技术
道口安全是铁路运输安全的重要组成部分，道口安全系统也是铁路行车安全保障系统重要组成部分。目前，全国铁路提出了铁路运输行业的跨越式发展思路，铁路运输的快速发展必然使列车速度的迅速提高和列车密度的显著增大，从而也对铁路安全提出了新的要求，在铁路道口方便就表现在占用频率也就会显著提高，列车均占用道口的时间也相应缩短。因此，铁路道口的安全防护任务也就越来越繁重，道口必然会成为制约铁路行车安全的瓶颈之一。
道口已成为铁路运输安全生产中的薄弱环节，也是道路运输的危险地段，直接威胁着交通参与者的人身安全，是铁路及道路安全系统中迫切需要解决的一个重要问题。铁路平交道口如缺乏严格的安全管理，极易发生恶性道口事故，一旦发生道口事故，就会中断铁路行车，同时还会造成人员伤亡和机车、车辆损坏，后果相当严重，对铁路安全运输威胁极大。尤其在我国经济持续发展的今天，随着机动车辆的增加，列车密度和运行速度的提高，对道口安全提出了更加严格的要求。
近年来，随着我国公路机动车辆的增加，列车密度和运行速度的提高，加之大型生产型企业的人口密度大，铁路道口车辆流动持续量大，铁路道口事故有明显上升趋势，而铁路平交道口配套设备的更新换代相对滞后等一系列的原因，导致我国铁路平交道口成为交通事故的易发点，恶性事故的比例也明显增加，严重干扰了铁路正常运输秩序，给国家财产和人民生命安全造成了不应有的损失。在大型工厂内的铁路平交道口大多科技化水平偏低，基本处于发达国家五六十年代的水平，甚至许多铁路平交道口需要三至四人才能基本避免交通事故的发生。这无疑增加了相关企业的运营成本，而另一方面，铁路平交道口的安全完全依赖于工作人员，难免会发生遗漏的安全问题，从而影响安全生产的进行。
针对上述问题，利用电子信息技术、计算机技术、电子技术、模式识别理论和自动控制理论，设计并实现一套自动化铁路平交道口控制系统，可以及时发现铁路平交道口的安全隐患，更加有效的避免铁路平交道口交通事故，同时也能减少铁路平交道口的工作人员，有效的降低运营的人力成本，已成为一项亟需解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用电磁传感器采集机车车辆位置信息并通过ZigBee无线数传网络传输至道口控制主机，道口控制主机控制点亮道口信号灯和控制道口警报机发出警报，提醒各机车车主注意安全，能够降低安全隐患，采用带红外高清摄像机和可见光高清摄像机对各个道口进行视频监控，能够保证24小时不间断采集监控路段的视频图像的铁路平交道口自动化监测与控制系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：铁路平交道口自动化监测与控制系统，它包括控制主机、车辆检测系统、栏木系统和视频监视系统，所述的车辆检测系统包括电磁传感器、太阳能电池板、ZigBee发送模块、ZigBee接收模块、道口信号灯和道口警报机，电磁传感器分别与太阳能电池板和ZigBee发送模块相连，ZigBee接收模块接收ZigBee发送模块发送的数据，并上传至道口控制主机，道口控制主机的输出分别与道口信号灯和道口警报机连接；
所述的栏木系统包括行人栏木驱动系统、行人栏木、道口栏木驱动系统、道口栏木、喇叭、警示灯和红外传感器，道口控制主机的输出分别与行人栏木驱动系统、道口栏木驱动系统、喇叭和警示灯相连，行人栏木驱动系统输出与行人栏木连接，道口栏木驱动系统输出连接道口栏木，道口控制主机还与红外传感器相连；
所述的视屏监视系统包括多个带红外高清摄像机、多个可见光高清摄像机、硬盘录像机和视频处理主机，带红外高清摄像机和可见光高清摄像机的输出分别与硬盘录像机相连，硬盘录像机的输出与视频处理主机连接，视频处理主机的输出与道口控制主机相连。
它还包括信号楼系统，所述的信号楼系统包括视频服务器、微机联锁系统、WEB服务器、监视器和管理终端，视频处理主机和道口控制主机还通过网络分别与视频服务器、微机联锁系统、WEB服务器、监视器和管理终端相连。
所述的道口控制主机还通过无线网与遥控器相连，对遥控器进行编码和授权，遥控器获得授权后，输出控制指令分别控制行人栏木驱动系统和道口栏木驱动系统。
所述的道口控制主机还与显示器相连。
所述的道口栏木和行人栏木还分别设有栏木控制箱，道口栏木和行人栏木分别支持道口控制主机、遥控器、栏木控制箱和手摇四种控制方式。
所述的行人栏木和道口栏木上均设有栏木用于采集闸杆运行数据的栏木探测设备，栏木探测设备的输出与道口控制主机相连。
它还包括电源系统，电源系统分别为道口控制主机、视频监控系统和栏木系统供电，所述的电源系统包括两路独立的交流220V电源输入和一套UPS后备电源输入。
所述的道口控制主机还与辅助照明系统相连，所述的辅助照明系统包括路灯系统和光强检测装置，光强检测装置的输出与道口控制主机相连，道口控制主机的输出与路灯系统连接。
所述的道口警报机包括语音报警装置和灯光报警装置，语音报警装置安装在公路右侧倒“L”型道口信号灯杆立柱上，距地面2.3～2.8m，所述的灯光报警装置安装在公路右侧倒“L” 型道口信号灯杆立柱上，包括红色单凭高亮度LED信号灯、黄色单屏高亮度LED信号灯、白色单屏高亮度LED信号灯、红色单屏高亮度LED箭头信号灯、黄色单屏高亮度LED箭头信号灯和白色单屏高亮度LED箭头信号灯。
本发明的有益效果是：
1、采用电磁传感器采集机车车辆位置信息并通过ZigBee无线数传网络传输至道口控制主机，ZigBee数传模块类似于移动网络基站，通讯距离可达几公里，并且支持无限扩展，能够高速可靠地传输机车车辆位置信息，道口控制主机对接受到的信息进行处理并控制点亮道口信号灯和控制道口警报机发出警报，提醒各机车车主注意安全，能够降低安全隐患；
2、采用带红外高清摄像机和可见光高清摄像机两种摄像机对各个道口进行视频监控，能够保证24小时不间断采集监控路段的视频图像，适应不同时段、各种天气变化情况下的视频采集；
3、道口栏木和行人栏木分别支持道口控制主机、遥控器、栏木控制箱和手摇四种控制方式，当道口自动化控制功能失效和遥控器失效或系统停电栏木不能动作时，调车人员可采用手摇方式关闭和开启栏木，避免由于停电造成了栏木启闭实效带来的安全隐患；
4、电磁传感器采用太阳能电池板作为电源输入，节能环保，能够避免电磁传感器由于电池消耗而停止工作；
5、支持联网查看视频监控信息和车辆检测系统的监测信息，实现道口监测与控制的自动化，减少铁路平交道口的工作人员，有效的降低运营的人力成本，且不会因为工作人员疏忽或疲倦造成漏看等现象，有效减低铁路道口的安全事故发生率。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内容不局限于以下所述。
如图1所示，铁路平交道口自动化监测与控制系统，它包括控制主机、车辆检测系统、栏木系统和视频监视系统，所述的车辆检测系统包括电磁传感器、太阳能电池板、ZigBee发送模块、ZigBee接收模块、道口信号灯和道口警报机，电磁传感器分别与太阳能电池板和ZigBee发送模块相连，ZigBee接收模块接收ZigBee发送模块发送的数据，并上传至道口控制主机，道口控制主机的输出分别与道口信号灯和道口警报机连接；
所述的栏木系统包括行人栏木驱动系统、行人栏木、道口栏木驱动系统、道口栏木、喇叭、警示灯和红外传感器，道口控制主机的输出分别与行人栏木驱动系统、道口栏木驱动系统、喇叭和警示灯相连，行人栏木驱动系统输出与行人栏木连接，道口栏木驱动系统输出连接道口栏木，道口控制主机还与红外传感器相连；
所述的视屏监视系统包括多个带红外高清摄像机、多个可见光高清摄像机、硬盘录像机和视频处理主机，带红外高清摄像机和可见光高清摄像机的输出分别与硬盘录像机相连，硬盘录像机的输出与视频处理主机连接，视频处理主机的输出与道口控制主机相连。
它还包括信号楼系统，所述的信号楼系统包括视频服务器、微机联锁系统、WEB服务器、监视器和管理终端，视频处理主机和道口控制主机还通过网络分别与视频服务器、微机联锁系统、WEB服务器、监视器和管理终端相连。
所述的道口控制主机还通过无线网与遥控器相连，对遥控器进行编码和授权，遥控器获得授权后，输出控制指令分别控制行人栏木驱动系统和道口栏木驱动系统。
所述的道口控制主机还与显示器相连。
所述的道口栏木和行人栏木还分别设有栏木控制箱，道口栏木和行人栏木分别支持道口控制主机、遥控器、栏木控制箱和手摇四种控制方式。
所述的行人栏木和道口栏木上均设有栏木用于采集闸杆运行数据的栏木探测设备，栏木探测设备的输出与道口控制主机相连。
在铁路平交道口自动化软件系统中对遥控器进行编码和授权，当操作员使用遥控器控制栏木时，控制主机会采集到遥控器信号，并把遥控器编码上传至道口控制主机，这样就实现了遥控器的授权和识别。同时，红外传感器感应道口内是否还存在人，若检测到还有人停留在到口内，道口控制主机控制打开喇叭和警示灯，提醒到口内的人迅速离开。
在道口自动化控制功能失效和近/远程遥控失效或维护检修时，能在栏木控制箱操作栏木，可实现车辆栏木、行人栏木分别操作或车辆栏木、行人栏木联动操作。
道口栏木设备计算机远程程序化自动控制、近/远程遥控、控制箱操作均失效或系统停电栏木不能动作时，调车人员可采用手摇方式关闭和开启栏木。
它还包括电源系统，电源系统分别为道口控制主机、视频监控系统和栏木系统供电，所述的电源系统包括两路独立的交流220V电源输入和一套UPS后备电源输入。
所述的道口控制主机还与辅助照明系统相连，所述的辅助照明系统包括路灯系统和光强检测装置，光强检测装置的输出与道口控制主机相连，道口控制主机的输出与路灯系统连接。
所述的道口警报机包括语音报警装置和灯光报警装置，语音报警装置安装在公路右侧倒“L”型道口信号灯杆立柱上，距地面2.3～2.8m，所述的灯光报警装置安装在公路右侧倒“L” 型道口信号灯杆立柱上，包括红色单凭高亮度LED信号灯、黄色单屏高亮度LED信号灯、白色单屏高亮度LED信号灯、红色单屏高亮度LED箭头信号灯、黄色单屏高亮度LED箭头信号灯和白色单屏高亮度LED箭头信号灯。
倒“L”型道口信号灯杆采用公路信号（圆锥型悬臂）灯杆，杆高6800mm，臂长5000mm～6000mm，主杆为圆锥型，壁厚5mm～10mm，横杆为圆锥型，壁厚4mm～8mm，杆体热镀锌，防护等级可达到IP54。
倒“L”型道口信号灯主杆可调整旋转，便于超高汽车过道口时，通过旋转道口信号灯杆，保证声光报警设备不受损坏。
灯光报警装置采用红色、黄色、白色单屏高亮度LED信号灯 “十字交叉路口”设置红色、黄色、白色单屏高亮度LED箭头信号灯，用于警示箭头指示方向的道口状态。，发光直径可达300MM，在阴雨、雾天、沙尘等能见度较差的气候特征下显示距离不小于200米。
Claims (9)
1.铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：它包括控制主机、车辆检测系统、栏木系统和视频监视系统，所述的车辆检测系统包括电磁传感器、太阳能电池板、ZigBee发送模块、ZigBee接收模块、道口信号灯和道口警报机，电磁传感器分别与太阳能电池板和ZigBee发送模块相连，ZigBee接收模块接收ZigBee发送模块发送的数据，并上传至道口控制主机，道口控制主机的输出分别与道口信号灯和道口警报机连接；
所述的栏木系统包括行人栏木驱动系统、行人栏木、道口栏木驱动系统、道口栏木、喇叭、警示灯和红外传感器，道口控制主机的输出分别与行人栏木驱动系统、道口栏木驱动系统、喇叭和警示灯相连，行人栏木驱动系统输出与行人栏木连接，道口栏木驱动系统输出连接道口栏木，道口控制主机还与红外传感器相连；
所述的视屏监视系统包括多个带红外高清摄像机、多个可见光高清摄像机、硬盘录像机和视频处理主机，带红外高清摄像机和可见光高清摄像机的输出分别与硬盘录像机相连，硬盘录像机的输出与视频处理主机连接，视频处理主机的输出与道口控制主机相连。
2.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：它还包括信号楼系统，所述的信号楼系统包括视频服务器、微机联锁系统、WEB服务器、监视器和管理终端，视频处理主机和道口控制主机还通过网络分别与视频服务器、微机联锁系统、WEB服务器、监视器和管理终端相连。
3.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：所述的道口控制主机还通过无线网与遥控器相连，对遥控器进行编码和授权，遥控器获得授权后，输出控制指令分别控制行人栏木驱动系统和道口栏木驱动系统。
4.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：所述的道口控制主机还与显示器相连。
5.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：所述的道口栏木和行人栏木还分别设有栏木控制箱，道口栏木和行人栏木分别支持道口控制主机、遥控器、栏木控制箱和手摇四种控制方式。
6.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：所述的行人栏木和道口栏木上均设有栏木用于采集闸杆运行数据的栏木探测设备，栏木探测设备的输出与道口控制主机相连。
7.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：它还包括电源系统，电源系统分别为道口控制主机、视频监控系统和栏木系统供电，所述的电源系统包括两路独立的交流220V电源输入和一套UPS后备电源输入。
8.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：所述的道口控制主机还与辅助照明系统相连，所述的辅助照明系统包括路灯系统和光强检测装置，光强检测装置的输出与道口控制主机相连，道口控制主机的输出与路灯系统连接。
9.根据权利要求1所述的铁路平交道口自动化监测与控制系统，其特征在于：所述的道口警报机包括语音报警装置和灯光报警装置，语音报警装置安装在公路右侧倒“L”型道口信号灯杆立柱上，距地面2.3～2.8m，所述的灯光报警装置安装在公路右侧倒“L” 型道口信号灯杆立柱上，包括红色单凭高亮度LED信号灯、黄色单屏高亮度LED信号灯、白色单屏高亮度LED信号灯、红色单屏高亮度LED箭头信号灯、黄色单屏高亮度LED箭头信号灯和白色单屏高亮度LED箭头信号灯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |