摘 要：铁路道口安全系统是一个极为复杂、庞大联动的系统，具有系统复杂度及风险高的特征，实现铁路道口安全一直是企业生产高度重视的安全问题。造成这一现象的原因是因为道口安全控制系统的高效性、灵活性和可靠性的协调不够。针对这个问题，公司最近提出了铁路道口综合预警装置的研究。并且通过实践表明，该装置实行的可行性非常之高；而且对提高铁路道口的安全管理水平有很大的帮助，可以让企业的铁路道口安全管理更加人性化、信息化和自动化。
关键词：铁路道口；GPS定位；录像；电子栏杆
1 铁路道口综合预警装置概述
铁路道口综合预警装置是解决列车运行机车乘务员 望问题的根本办法，是保证列车推进作业安全运行的重要技术手段，最大限度的结合现场实际，利用现代最新科学技术，保证系统的先进性与可靠性。铁路道口综合预警装置主要利用GPS定位系统，通过机车控制道口预警装置，避免了过去依靠磁钢或者轨道电路启动道口预警装置。磁钢受环境因素制约较大，比如雨雪天、被盗等。预警信号采用冷光源色灯矩阵，大大加大了目视距离、节约能源。安装在道口的数码显示屏，实时显示机车运行速度、机车距道口距离和运行方向，为道口值守人员关闭道口提供了实时数据。
道口栏杆关闭状态道口值守人员能通过遥控器与机车乘务员操作实现互锁，防止或避免道口意外事故发生。道口两侧的图像采集器，通过点对点的传输方式，当机车与道口一定距离，图像会自动传输到机车司机室内监视器，机车乘务员可清楚观察铁路道口两侧行人、机动车辆流动状态，为防止撞击事故发生提供 望条件。
2 铁路道口综合预警装置功能
铁路平交道口安装道口综合预警装置，当列车距离道口650米时，机车车载设备启动道口综合预警设备：（1）A、红灯交替闪烁，B、语音：有列车通过，行人、车辆止步，注意安全。（2）当列车距离道口650米时，电子栏杆启动，红外激光器在地面打出激光红线，警示行人、车辆，如果在探测范围内有行人车辆通过，无线网络将报警信号传送到机车，机车车载设备语音提示“行人车辆抢道，注意道口安全”。（3）安装在道口两侧的红外线摄像机，通过2.4G频率将道口两侧信息传送到机车，机车监视器显示道口两侧的图像信息，辅助司机 望。（4）列车推进时，放在列车尾部的红外摄像机，通过2.4G无线模块将列车推进前方的线路状态传送到机车，机车监视器显示图像信息，并进行录像。
3 铁路道口综合预警装置结构及指标
3.1 车载装置结构
由车载主机、系统电源、车载监视器、GPS定位系统、2.4G无线接收发射模块等组成。
3.2 车载系统信息采集技术指标
（1）GPS定位精度5-15米。（2）半双工无线通讯系统3公里。
（3）当自动部分发生故障手动部分能代替其工作。（4）监视器实时显示道口两侧行人车辆状态。（5）专用机箱设计，体积小，安装方便，具有防震功能。（6）机车专用电源，110V电源输入、电压适用范围宽。（7）嵌入式设计、结构简单、可靠。（8）断电后，来电自恢复。无须任何人为操作。
3.3 车载装置工作原理
当机车距道口90秒时，GPS自动定位系统启动车载控制系统，车载控制系统使机车控制模块向地面控制系统发出指令：A：无线发射模块发射启动指令给系统地面部分，地面部分进入有车通过状态。B：系统“启动指示灯”亮，指示车载部分处于工作状态。C：风鸣器鸣响。告诉司机信号发射成功。D：当车载部分接收到地面控制系统反馈信号，停止发射启动指令给系统地面部分。E：当列车通过道口，车载系统根据司机输入的车辆辆数，自动计算出列车长度，当最后一辆车辆通过道口10米后，车载系统自动发出道口信号预警停止指令。
如果系统信号采集部分出现故障，司机人工按下“手动”按钮，发射指令给系统地面部分。
如果道口栏杆完全关闭，机车道口栏杆关闭指示灯亮，机车乘务员按规定操作程序通过道口，否则应采取措施，防止道口发生事故。
3.3.1 GPS定位系统。GPS定位系统主要用来确定机车在线路的位置和机车距前方道口距离。铁路道口综合预警装置都安装在铁路沿线，只能通过太阳能供电，节约用电是本系统设计的基本思路之一。因此，安装在铁路道口的设备必须实现分时供电，即当列车运行到道口前方、且通过道口时，GPS定位系统给车载主机提供启动地面设备信号，当列车通过道口650米或者时间超过30秒，GPS定位系统给车载主机提供关闭道口设备信号，关闭道口设备电源。
3.3.2 车载主机。车载主机是车载设备的控制中心，它由车载主板、分频器、信息显示屏、无线通讯模块、GPS模块、电源模块等组成。
3.3.3 车载监视器。车载监视器主要用于当列车接近道口时，显示道口两侧图像信息，帮助司机辅助瞭望；当列车推进作业时，显示列车推进前方线路信息。
3.3.4 无线通讯模块。
（1）数据通讯模块采用1020L， 通讯距离 3Km。
（2）图像信息传输模块 QLM-24081500 传输距离 800米。
（3）语音模块：功率：5W；语音模块分为2段：
1段行人车辆抢道，注意道口安全
2段道口正常
3.3.5 录像装置。当列车推进作业时，安装在列车前端采集线路信息摄像机代替原机车电添乘装置前端线路摄像机工作；当机车牵引作业时，安装在道口两侧的摄像机传过来的图像信息，代替副司机侧摄像机工作。
4 地面装置组成及功能
4.1 地面装置组成
道口预警装置、道口两侧红外摄像、电子栏杆、推进作业前方红外摄像、无线传输模块、太阳能供电和电源管理模块等组成。
4.2 装置系统工作过程
当铁路道口自动预警装置地面部分无线接收模块接收到车载部分发出的启动信号后，将启动指令传给地面控制模块，地面控制模块发出三道指令：A：色灯信号由白色转换为红色交替闪烁。B：语音模块启动：循环播出“列车通过，行人、车辆止步，注意安全”。C：将地面控制系统接收到车载系统启动指令反馈到车载系统。
5 道口两侧图像无线传输工作过程
当机车到达规定地点后，地面传输控制模块对道口图像传输装置发出启动命令，道口图像传输装置将道口两侧图像信息发射到机车上，通过2.4G图像信息接收模块，到图像编辑模块，再传送到监视器1或者监视器2，为乘务员 望道口两侧行人、车辆状态提供方便。
A、当机车控制模块向地面道口图像传输控制模块发出启动命令后，道口电源向：2.4G无线传输模块、图像编辑模块、图像采集器提供电源，图像传输模块进入工作状态。
B、图像编辑模块将图像采集器1、2采集的图像信息进行合成、压缩，通过2.4G无线传输模将图像信息传输到机车上。
6 电子栏杆
电子栏杆由四组热释电红外线传感器和微波传感器组成报警装置，分别安装在道口预警主机的30-100cm处。两组红外激光器安装在预警机顶部，打出红色激光栏杆。
铁路道口综合预警装置采用最新科学技术，为保证道口行车安全提供了新的思路和方向。与过去道口设备相比较，产生了以下几方面的效益：（1）提高道口通过能力；（2）道口封闭状态与机车运行实现连锁；（3）解决了在恶劣天气下道口值守人员的 望问题；（4）提高了道口作业的安全性；（5）列车通过道口前，可通过屏幕了解道口两侧行人、车辆状态，有利于行车安全。
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