CN112026849A - 一种工矿厂区铁路平交道口控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工矿厂区铁路平交道口控制系统，包括道口控制子系统、传输网络子系统和控制中心子系统，道口控制子系统包括车辆接近驶离检测装置、车辆占位检测装置、栏木机控制装置、信号灯控制装置、综合控制柜和视频监控装置，传输网络子系统包括接入综合控制柜和视频监控装置的现场交换设备、与现场交换设备连接的传输链路以及连接至多个铁路平交道口的传输链路的控制中心汇集交换设备，控制中心子系统包括通信服务器、视频管理服务器、视频存储管理服务器和工作站，该系统能够从更多角度提升平交道口的安全性和集中控制水平，规范铁路道口处的行人和车辆的通行行为，提高公路和铁路的利用率，降低道口的事故发生率。

Description

一种工矿厂区铁路平交道口控制系统

技术领域

本发明属于工矿厂区交通管理设备技术领域，特别是涉及一种工矿厂区铁路平交道口控制系统。

背景技术

据不完全统计，我国目前有近2万处铁路平交道口，每年都会有行人和车辆通过铁路道口时，不好好观察周围车辆情况，不看信号，不减速，不听值班人员指挥，而发生冲撞信号、抢越道口和肇事逃逸的现象，产生交通事故，这些交通事故的发生不仅给国家、企业和人民造成直接的生命和财产损失，同时也会扰乱正常的铁路运输秩序，造成不可估量的间接损失。

需要说明的是，工矿厂区的铁路环境不同于国家铁路网系统，由于受工矿企业生产特点和生产环境的限制，厂区的铁路平交道口数量多且多为人车混杂，道口作业方式也有很大的不同，不仅仅有简单的通过，还有经常性的折返调车作业，这就对如何保证行车安全、如何提高公路铁路利用率、如何控制道口的开放和关闭提出了更高的要求，为铁路平交道口的控制带来了更大的困难。

随着国家和社会对交通安全重视程度的提高，各大工矿企业都出台了关于厂区铁路行车安全的规范和标准，相关厂商也推出了一些专用于厂区铁路道口的控制设备或系统，但大多设备或系统功能过于简单，仅仅包括开关栏木机和声光警示，针对的是单一作业类型的道口或单独控制一组道口，不能联网联控，也不能实时监控，安全冗余措施少，难以满足现在的工业企业特别是大型工矿企业对于智能和安全的需求。因此，针对大型工矿企业厂区的铁路平交道口，亟待开发一种能够联网且可以集中控制的智能安全的控制系统。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种工矿厂区铁路平交道口控制系统，能够从更多角度提升平交道口的安全性和集中控制水平，规范铁路道口行人和车辆的通行行为，提高公路和铁路的利用率，降低道口的事故发生率。

本发明提供的一种工矿厂区铁路平交道口控制系统，包括道口控制子系统、传输网络子系统和控制中心子系统，其中，所述道口控制子系统包括车辆接近驶离检测装置、车辆占位检测装置、栏木机控制装置、信号灯控制装置、综合控制柜和视频监控装置，所述传输网络子系统包括接入所述综合控制柜和所述视频监控装置的现场交换设备、与所述现场交换设备连接的传输链路以及连接至多个铁路平交道口的传输链路的控制中心汇集交换设备，所述控制中心子系统包括与所述控制中心汇集交换设备连接的通信服务器、视频管理服务器、视频存储管理服务器和工作站。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述道口控制子系统还包括抓拍摄像机和补光灯，用于对车辆违章行为进行抓拍。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述道口控制子系统还包括测速雷达。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述车辆接近驶离检测装置包括有源磁钢和/或轨道电路检测装置。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述车辆占位检测装置包括有源磁钢或轨道电路检测装置。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述车辆占位检测装置还包括微波雷达装置和/或红外对射装置。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述信号灯控制装置包括红绿黄三色LED公路信号灯和红黄双色LED铁路信号灯。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述道口控制子系统还包括语音警告喇叭。

优选的，在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统中，所述视频监控装置为高清智能摄像机。

通过上述描述可知，本发明提供的上述工矿厂区铁路平交道口控制系统，由于包括道口控制子系统、传输网络子系统和控制中心子系统，其中，所述道口控制子系统包括车辆接近驶离检测装置、车辆占位检测装置、栏木机控制装置、信号灯控制装置、综合控制柜和视频监控装置，所述传输网络子系统包括接入所述综合控制柜和所述视频监控装置的现场交换设备、与所述现场交换设备连接的传输链路以及连接至多个铁路平交道口的传输链路的控制中心汇集交换设备，所述控制中心子系统包括与所述控制中心汇集交换设备连接的通信服务器、视频管理服务器、视频存储管理服务器和工作站，因此能够从更多角度提升平交道口的安全性和集中控制水平，规范铁路道口行人和车辆的通行行为，提高公路和铁路的利用率，降低道口的事故发生率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种工矿厂区铁路平交道口控制系统的实施例的示意图；

图2为工矿厂区铁路平交道口控制系统的具体连接示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种工矿厂区铁路平交道口控制系统，能够从更多角度提升平交道口的安全性和集中控制水平，规范铁路道口行人和车辆的通行行为，提高公路和铁路的利用率，降低道口的事故发生率。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供的一种工矿厂区铁路平交道口控制系统的实施例如图1所示，图1为本申请提供的一种工矿厂区铁路平交道口控制系统的实施例的示意图，该工矿厂区铁路平交道口控制系统包括道口控制子系统1、传输网络子系统2和控制中心子系统3，其中，该道口控制子系统1包括车辆接近驶离检测装置101、车辆占位检测装置102、栏木机控制装置103、信号灯控制装置104、综合控制柜105和视频监控装置106，该传输网络子系统2包括接入综合控制柜105和视频监控装置106的现场交换设备201、与现场交换设备201连接的传输链路202以及连接至多个铁路平交道口的传输链路的控制中心汇集交换设备203，该控制中心子系统3包括与控制中心汇集交换设备203连接的通信服务器301、视频管理服务器302、视频存储管理服务器303和工作站304。

需要说明的是，该系统可应用于调车道口作业方式和通过道口方式，其中，调车道口作业方式是指机车在道口折返作业，持续占用道口，作业时也可能短暂离开道口，但后面又继续占用道口，当作业完成后再离开道口，而该通过道口方式只是简单的降速通过道口。上述车辆接近驶离检测装置用于检测车辆接近或驶离的情况，车辆占位检测装置用于检测车辆占位的情况，根据这些情况来决定栏木机的动作，而栏木机控制装置用于控制栏木机的升降和暂停，并反馈开关到位信号，作为公路铁路信号灯的切换条件。这里所采用的栏木机要求能升降栏木和暂停操作，可采用点动控制也可以采用电平控制，栏木机具有开到位、关到位和故障反馈信号，干节点或电平输出。当机车驶近，语音警告和红灯警示后一段时间(按道口公路段长度和机车速度，汽车行驶速度综合计算)栏木机落杆，道口关闭，同时联动公、铁路信号灯，当机车驶出道口，栏木机升杆，同时联动公、铁路信号灯。信号灯控制装置用于根据栏木机的开关到位反馈，控制信号灯的切换，综合控制柜是道口控制子系统的核心，主要有控制箱体、综合控制器、信号隔离处理、电源等单元组成，控制箱体根据现场实际情况采用高防护等级定制箱体，可室内或室外安装，或安装在立柱上，可对道口栏木机进行单独的升、降或停等操作，并设就地/和远程操作转换开关。上述综合控制器可以采用高可靠的工业可编程控制器，环境适应性强，可重复编程，通过控制程序的修改可完成多种作业方式的道口控制，信号隔离和处理单元主要完成现场检测信号的隔离和处理，电源单元对整个道口控制进行集中供电，根据现场实际情况可采用UPS后备。道口控制采用分散控制集中管理的方式，每个道口安装一套控制柜，控制柜内可以设置工业控制器、信号隔离器、功放、交换机、配线架，接线端子和电源等，上述工业控制器可以采用高可靠的联网型工业可编程控制器，通过定制不同的控制程序，适应不同作业方式的道口控制，工业控制器通过网络连接到控制中心，中心对整个道口进行集中管理，其中信号隔离器主要完成现场检测信号的隔离和处理，还可以采用功放对控制中心的喊话警示进行放大输出，交换机汇聚道口的摄像机，控制器等联网设备，电源单元对整个道口控制进行集中供电，根据现场实际情况可采用UPS后备，控制柜成套制作安装，可快速工程建设。

上述现场交换设备可以采用工业环网交换机，环境适应性强，安全可靠，接入道口综合控制器和摄像机的信号传输到控制中心，传输链路可以采用远距离光传输链路，带宽高，抗干扰强，考虑网络的高可靠性，可组建工业环网，上述控制中心汇集交换设备可以采用高性能汇聚交换机，汇聚现场多个道口的控制和视频信息。

上述通信服务器可以将通信服务和应用服务合为一体，可以采用高性能架装服务器，完成和现场控制器的通信，并对信息进行处理、应用和存储。上述视频管理服务器可以采用高性能架装服务器，对道口视频和抓拍画面进行集中管理，视频存储服务器可以采用网络视频录像机对道口视频或抓拍画面进行存储，工作站可以采用高性能工控机对现场道口设备进行操作和控制，对道口视频进行实时监看，并进行历史查询和抓拍违章，控制功能和视频浏览可分设工作站，也可以合为一台工作站，另外，还可以使用铁路平交道口智能管理平台软件，具体的，可以定制开发软件，对铁路平交道口智能控制系统进行综合管理，具有以下功能：实时显示各道口的高清视频图像，监控道口运行情况；可远程控制各道口的公路和铁路信号灯；可远程控制各道口的栏木机升降；可通过控制中心话筒及各道口喇叭进行广播或对特定道口进行喊话，实现对道口运行的远程指挥；实时显示各道口设备的运行状态，如工作正常、故障和停用，这些设备主要有：交换机、控制器、磁钢、摄像机、LED信号机和微波雷达等设备；具有设备故障自动报警，报警方式有：弹窗、语音和向指定的手机自动推送故障信息；自动存储各道口设备的运行状态如设备状态、栏木机动作、进出道口车辆轮轴数等数据及设备故障报警信息，方便数据查询、回放和故障分析诊断；登录管理；系统日志：自动存储记录系统操作的各项操作。

通过上述描述可知，本发明提供的上述工矿厂区铁路平交道口控制系统的实施例中，由于包括道口控制子系统、传输网络子系统和控制中心子系统，其中，道口控制子系统包括车辆接近驶离检测装置、车辆占位检测装置、栏木机控制装置、信号灯控制装置、综合控制柜和视频监控装置，传输网络子系统包括接入综合控制柜和视频监控装置的现场交换设备、与现场交换设备连接的传输链路以及连接至多个铁路平交道口的传输链路的控制中心汇集交换设备，控制中心子系统包括与控制中心汇集交换设备连接的通信服务器、视频管理服务器、视频存储管理服务器和工作站，因此能够从更多角度提升平交道口的安全性和集中控制水平，规范铁路道口行人和车辆的通行行为，提高公路和铁路的利用率，降低道口的事故发生率。

在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统的一个具体实施例中，道口控制子系统还包括抓拍摄像机和补光灯，用于对车辆违章行为进行抓拍，另外，道口控制子系统还可以包括测速雷达。具体的，可以采用测速雷达和交通卡口摄像机组合，可利用多种触发方式，包括测速、线圈和虚拟信号线，可设定道口超速抓拍和闯线违章抓拍。道口未关闭时通过测速雷达对道口超速车辆进行抓拍，而当道口关闭时，通过摄像机划设虚拟停车线，对闯线车辆进行抓拍，抓拍信息存储到控制中心视频存储服务器，通过视频综合管理服务器对违章信息进行查阅。

在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统的另一个具体实施例中，车辆接近驶离检测装置可以包括有源磁钢和/或轨道电路检测装置。另外，车辆占位检测装置可以包括有源磁钢或轨道电路检测装置。需要说明的是，这种轨道电路最稳定可靠，如果条件不允许的话则可以采用磁钢轮对计数，这两种方式均可辅以微波雷达或红外对射检测冗余，也就是说车辆占位检测装置还可以包括微波雷达装置和/或红外对射装置。在工作时，调车道口采用轨道电路检测机车的驶进，当机车压上轨道电路，并持续一段时间(预设2S)不折返驶出，可判定机车要在道口调车作业，可执行后续的关闭道口动作。通过道口采用轨道磁钢检测，并可采用成对磁钢冗余，两对磁钢可以隔一定距离前后安装，第一对磁钢可作为机车驶近预警，第二对磁钢作为关道口的条件，通过计算机车速度和磁钢安装距离可做到机车降速不停车通过。调车道口采用轨道电路检测是否占用道口，当轨道电路持续发出信号，可判定机车占用道口，只有当轨道电路信号断开并持续一段时间(可以预设为2S，防止机车离开后折回，反复关道口)，判定机车离开。该通过道口可以通过磁钢计数的方式，通过磁钢计数计算进出道口区域的轮对数，判断机车是否驶出道口，也可以通过磁钢触发信号上升沿，以判定机车是否离开。

在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统的又一个具体实施例中，信号灯控制装置可以包括红绿黄三色LED公路信号灯和红黄双色LED铁路信号灯。在这种情况下，当机车驶近时，公路信号灯发出黄灯预警，预警时间(可以预设为2S)过后，转换为红灯，禁止通行，直至栏木机升杆到位，公路灯转换为绿灯，可通行。当栏木机关到位后，铁路灯转换为黄灯，机车可降速通行，其他情况铁路灯为红灯，禁止机车通行。

在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统的一个优选实施例中，道口控制子系统还包括语音警告喇叭。具体的，可以采用两种警示方式，一是可以借用摄像机的语音对讲功能，控制中心工作站话筒输入，数字语音编码，网络传输到道口摄像机，摄像机音频输出到功放，经功率放大后，号角喇叭输出喊话警示音，当机车接近时，通过语音警告喇叭进行安全警示如：“有火车到来，不要抢行，不要钻栏杆，以免发生危险”，直至栏木机升杆到位，停止语音报警声音，该报警时段可调整，另一种为当有人或车俩违章强行穿越时，控制中心人员可通过喊话喇叭，对违章人员和车辆进行喊话警示。

在上述工矿厂区铁路平交道口控制系统的另一个优选实施例中，视频监控装置可以为高清智能摄像机。具体的，可以在一个道口安装两台，利用该高清智能摄像机对道口情况进行实时监控并录像，控制中心实时监看，并可查看历史记录。摄像机具有智能视频分析功能，设定智能分析条件(一般为侵入检测、物体遗留、车辆停留等)后，当设定事件发生后，摄像机输出报警信号接入综合控制器，进行综合控制运算后，可限制栏木机的升降动作，从而对道口安全进一步保护。

进一步的，参考图2，图2为工矿厂区铁路平交道口控制系统的具体连接示意图，其中包括测速雷达22、有源磁钢23、LED补光灯24、高清智能摄像机4、抓拍摄像机5、红外对射6、铁路LED信号灯7、喊话喇叭8、公路LED信号灯9、栏木机10、现场操作箱11、工业交换机12、可编程控制器13、电气控制附件14、综合控制柜15、汇集交换机16、通信服务器17、视频管理服务器18、视频存储管理服务器19、工作站20和轨道电路21。

下面以一个具体的例子对上述方案进行说明：

对一个钢厂的11个平交铁路道口进行控制，其中有7个调车作业道口何4个通过作业道口，调车作业道口可以采用轨道电路检测机车的驶近和占用，通过作业道口采用磁钢检测和轮对计数，并辅以微波雷达和红外对射检测机车驶近、占用和出清。每个道口设有两台高清智能摄像机和两台抓拍摄像机，智能摄像机实时监控道口的行人和车辆通行情况，并存储到控制中心的存储服务器，智能摄像机对道口入侵、物品遗留和车辆停留做图像特征分析，并输出信号到控制器，作为控制条件。智能摄像机的语音输出通道也作为语音喊话警示的传输通道，语音输出经功放放大后，号角喇叭输出。抓拍摄像机在道口开放时，对超速车辆进行抓拍，道口关闭时对闯线车辆进行抓拍，抓拍图片存储到视频存储服务器。每个道口设两台栏木机、两套公路信号灯和两套铁路信号灯。智能摄像机、语音警告喇叭和喊话喇叭安装于道口公路侧的立杆上，抓拍摄像机、测速雷达，公路信号灯和补光灯等安装于公路L立杆上，每个道口设置一个综合控制柜，可以是成套制作，综合控制柜分为电气和网络两部分是分隔的，电气部分设控制器、信号隔离、中间继电器、浪涌保护器、电源和接线端子等，网络部分设功放、交换机、UPS和配线架等等，现场设有就地控制箱，当控制切换到就地操作时，可直接操作栏木机。前端道口通过网络连接到公司铁路控制中心，每个道口设一台工业交换机，中心设有汇聚交换机，网络组建为工业以太环网。

公司铁路控制中心设一台通信服务器同时作为应用服务器、一台视频管理服务器、一台视频存储服务器和两台操作站，通信服务器和道口控制器通信读取数据，并处理应用，视频管理服务器对所有道口的视频进行管理，并进行流媒体中转，存储服务器对道口的实时视频和抓拍图片进行存储，综合管理平台对11个道口的控制和视频进行处理，每个道口绘制一张工艺画面，画面集成控制和视频实时监视及语音喊话，在道口工业画面详图可对相应道口进行所有的功能操作，总貌图可通览所有道口的开关闭状态和公、铁路灯及故障状态，系统可查询操作事件，可查询历史记录，可对每个道口的开关时间和关闭耗时进行查询统计。

该系统具有就地手动、控制中心HMI手动和自动三种操作模式，画面操作简单，中心集中控制室只需要一个操作员即可轻松控制所有道口，自动模式时，画面自动弹出即将关闭的道口，及时提醒操作员。

上述系统适用于大中型工矿企业厂区铁路平交道口的控制，特别适用于公司集中管理调度的铁路道口，可以新建系统，也可以对现有的有人值守道口进行改造升级。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，包括道口控制子系统、传输网络子系统和控制中心子系统，其中，所述道口控制子系统包括车辆接近驶离检测装置、车辆占位检测装置、栏木机控制装置、信号灯控制装置、综合控制柜和视频监控装置，所述传输网络子系统包括接入所述综合控制柜和所述视频监控装置的现场交换设备、与所述现场交换设备连接的传输链路以及连接至多个铁路平交道口的传输链路的控制中心汇集交换设备，所述控制中心子系统包括与所述控制中心汇集交换设备连接的通信服务器、视频管理服务器、视频存储管理服务器和工作站。

2.根据权利要求1所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述道口控制子系统还包括抓拍摄像机和补光灯，用于对车辆违章行为进行抓拍。

3.根据权利要求2所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述道口控制子系统还包括测速雷达。

4.根据权利要求1所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述车辆接近驶离检测装置包括有源磁钢和/或轨道电路检测装置。

5.根据权利要求1所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述车辆占位检测装置包括有源磁钢或轨道电路检测装置。

6.根据权利要求5所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述车辆占位检测装置还包括微波雷达装置和/或红外对射装置。

7.根据权利要求1所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述信号灯控制装置包括红绿黄三色LED公路信号灯和红黄双色LED铁路信号灯。

8.根据权利要求1所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述道口控制子系统还包括语音警告喇叭。

9.根据权利要求1-8任一项所述的工矿厂区铁路平交道口控制系统，其特征在于，所述视频监控装置为高清智能摄像机。

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