CN102431578A - 一种基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置及其处理方法。基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置包括以下几个模块：主控制模块，射频控制模块和能量补偿模块。射频控制模块用于接收射频检测信号，发射射频检测值和公里标信息；能量补偿模块与射频控制模块相连接，其主要功能是为了保证射频单元发射信号时的功率保持不变；主控制模块用于调度控制整个系统工作。本发明检测方法利用射频单元接收的信号强度值的变化来检测和预警铁道上水灾的发生，在降低系统成本和复杂性的情况下，保证感知水灾的准确性和实时性，从而提高列车行车安全。

Description

一种基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置

技术领域

本发明是一种本发明涉及铁道列车运行安全领域，特别提供一种基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置及方法基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，属于基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置的改造技术。

背景技术

中国铁道跨越或濒邻各种不同类型的河流，由于各种原因，致使中国铁道历年遭受的洪水灾害极为严重。中华人民共和国成立之前，主要铁道干线均分布在江河下游和东部沿海地区，那里正是暴雨、洪水、台风威胁最为严重的地区。在人民共和国成立以后，又修建了大量的山区铁道，使运营线路伸入西北、西南和中南内陆，那里又正是日暴雨强度大于100mm，地质灾害频繁发生的地区

铁道运输设备作为受灾体，首当其冲及大量的是发生在线桥设备上，尤其是路基，其次是桥梁、涵洞。根据水害资料统计，大约有80% 的水害发生在路基和线路上。除去线路高程不足容易被洪水浸淹和冲刷的局部地段外，路基水害更多的则是由于边坡失稳与防护工程不完善，容易受到因暴雨诱发的种种地质灾害的侵袭而引起的。主要水害类型有山体滑坡、泥石流、危岩落石、边坡溜坍及坍塌，路基下沉、陷穴、倒树侵限以及水淹线路、道床冲空、管涌等。桥梁水害一般约占铁道水害10%左右，主要也是水淹和冲刷这两大类。桥梁水害由于技术复杂、抢修困难、突发时对行车安全极具威胁而引人瞩目。

水灾事故破坏性大，突发性强，往往大量的导致人员伤亡，对人民的生命和国家财产造成了重大的损失，同时铁道水灾也具有抢救难度大、铁道恢复周期长、恢复期间安全隐患多等特点。因此研制开发一套快速有效的铁道水灾危害感知装置，能够迅速的感知水灾的发生，并具有重要的理论意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种最大程度的保障行车安全，实现铁道水灾危害信息的实时监测、传输以及判别铁道水灾危害等级的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置。本发明实现降低系统成本和复杂性的同时保证感知水灾的准确性和实时性，从而提高列车行车安全。

本发明的另一目的在于提供一种操作简单方便的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置的处理方法。

本发明的技术方案是：本发明的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，包括有接收射频检测信号并发射射频检测值和公里标信息的射频控制模块、对射频控制模块传送过来的接收信号强度值进行分析处理并实现与后台管理系统的通信以及外设的控制的主控制模块、保持射频控制模块发送的射频信号功率保持不变的能量补偿模块,其中主控制模块与射频控制模块相连，射频控制模块与能量补偿模块相连。

上述射频控制模块包括射频单元和天线，天线和其对应的射频单元相连接，射频单元通过对应的天线经由预先确定的频段发送射频信号；且天线接收到已知频段的信号后，将信号传送给对应的射频单元，射频单元将接收到的信号强度值发送至主控制模块。

上述能量补偿模块包括用于从基带信号获取输入信号功率值的输入功率检测单元、用于耦合射频单元输出的射频信号并获取输出信号功率值的输出功率检测单元和用于调节射频单元的输出增益的增益控制单元，输入功率检测单元从基带信号获取输入信号功率值，输出功率检测单元获取输出信号功率值，增益控制单元根据输入信号功率值和输出信号功率值，调节射频单元输出的射频信号的增益，保持射频单元发送射频信号功率保持不变。

上述主控制模块包括用于调度控制整个系统工作、对射频控制模块传送过来的接收信号强度值进行分析处理，实现与后台管理系统的通信以及外设的控制的单片机，单片机与射频控制模块相连。

上述主控制模块还包括有将接收信号强度值和当前路段的公里标记录下来的存储单元，存储单元与单片机相连。

上述主控制模块还包括有将检测到的接收信号强度值和当前路段的公里标发送给后台管理系统的预警单元，预警单元和外部接口单元连接。

上述多个铁道水灾检测及预警装置之间通过外部接口单元相连接。

上述主控制模块的预警单元将水灾分为3种预警级别：第一级为正常情况，此时接收信号强度值在正常变化范围之内，列车在铁路上可以正常行驶；第二级为轻微水害，此时接收线号强度值超出正常变化范围，但处于轻微水害衰减范围内，列车需要减速，缓慢通过，标签修改为限速标签；第三级为严重水灾，此时接收信号强度值严重衰减，甚至接收不到射频信号，列车需要临时停车，只有当险情排除后才能通行，标签修改为临时停车标签。

上述射频单元发送的信号是电磁波。

本发明基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置的处理方法，依照如下的步骤进行处理：

S1. 安装在铁路旁的预警装置打开串口，使能接收和发送功能；

S2. 安装在铁路旁的预警装置通过串口向垂直安装在铁道路基上的预警装置发送握手信号；

S3. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到握手信号后，返回一个应答信号；

S4. 如果装置1接收到握手应答信号，则执行S5.1；否则跳转到S5.2；

S5.1. 安装在铁路旁的预警装置通过串口发送一个设备检测信号；

S5.2. 安装在铁路旁的预警装置再次发送握手信号，跳转到S4；如果发送3次后，安装在铁路旁的预警装置都未接收到握手应答信号，则跳转到S16；

S6. 装置2接收到设备检测信号后，启动自检，如果自检通过，给安装在铁路旁的预警装置发送设备正常信号，否则，发送设备异常信号；

S7. 安装在铁路旁的预警装置接收到设备正常信号，则继续执行下一步；否则，将设备工作异常和当前位置公里标信息通过报警单元发送给后台系统，同时将发送的信息保存在存储单元；

S8. 安装在铁路旁的预警装置通过串口向垂直安装在铁道路基上的预警装置发送时钟同步信号；

S9. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到同步信号后，设定时钟与装置1同步，并发送一个同步成功信号；

S10. 安装在铁路旁的预警装置接收到同步成功信号后，发送定时信号和扫频表；

S11. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到定时信号和扫频表后，开始计时，等待扫频表设定时刻的到来；

S12. 扫频表中设定的时刻到来，安装在铁路旁的预警装置通过射频模块开始发送水灾检测信号；垂直安装在铁道路基上的预警装置激活射频模块，使能接收和发送；

S13. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到水灾检测信号后，返回一个应答信号，并将接收信号强度值传给垂直安装在铁道路基上的预警装置上的单片机；

S14. 安装在铁路旁的预警装置接收到水灾检测应答信号，如果扫频表中没有未到时刻，跳到S1；否则等待扫频表下一时刻的到来，跳到S12；

S15. 垂直安装在铁道路基上的预警装置的单片机在接收到射频单元发给它的接收信号强度值后，根据接收信号强度值对水灾进行分级，将接收信号强度值，水灾分级情况和当前路段公里标信息发送回后台系统，同时保存在存储单元内，最后根据水灾的分级情况修改铁路上铺设的标签；当列车没有及时接收到铁道的灾害情况时，列车可以通过铁道沿线铺设的标签得到前方路段的安全状况；

S16. 安装在铁路旁的预警装置没有接收到垂直安装在铁道路基上的预警装置返回的握手应答信号，有2种可能：垂直安装在铁道路基上的预警装置设备损坏；由于水灾严重导致信号衰减过大，安装在铁路旁的预警装置的射频单元没有接收到射频检测信号；在这种情况下，装置1和垂直安装在铁道路基上的预警装置通过串口进行通信，并依照如下的步骤进行处理；

S17. 安装在铁路旁的预警装置通过装置之间的串口连接线发送串口检测信号；

S18. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到串口检测信号后，发送一个串口检测应答信号；

S19. 如果安装在铁路旁的预警装置接收到串口检测应答信号，执行下一步，否则跳到S24.1；

S20. 安装在铁路旁的预警装置发送设备检测信号；

S21. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到设备检测信号后，启动自检，如果自检通过，给装置1发送设备工作正常信号，否则，将设备工作异常信号发送给安装在铁路旁的预警装置；

S22. 如果安装在铁路旁的预警装置接收到工作正常信号，执行下一步，否则跳到S24.2；

S23. 安装在铁路旁的预警装置将三级水灾情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，然后修改铁路上布置的标签为临时停车，最后将这些数据保存在存储单元里，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来；

S24.1. 安装在铁路旁的预警装置没有接收到握手应答信号和串口检测应答信号，说明垂直安装在铁道路基上的预警装置出现故障，此时装置1将包含设备损坏情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来，跳到S12；

S24.2. 安装在铁路旁的预警装置接收到工作异常信号后，将包含设备损坏情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来，跳到S12。

本发明由于采用的结构，本发明具有以下优点：

1）利用射频信号来感知铁道水灾，可以与铁道上现有的公里标计数方法相结合，方便快捷的找到水灾的发生位置。

2）利用采用时钟同步，定时扫频检测的方法，可以节约能源的消耗，不用人工频繁的更换电池。

3）能快速发现水灾害的出现，防止因水灾的突然出现，没有及时通知行驶列车，导致安全事故。

4）减少人工巡检的工作量，并能准确了解铁道水灾信息和设备运行状态，一旦发现水灾或者设备故障，可以及时将水灾发生位置通知给控制中心。

本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：

图1为本发明的一个具体实施例的原理框图；

图2为本发明的一个具体实施例的工作情况下示意图；

图3为本发明的一个具体实施例中标签在铁轨之间的安装结构图；

图4为本发明的一个具体实施例中铁道水灾检测及预警装置在铁路沿线的安装结构图；

图5为本发明的一个具体实施例的铁道水灾检测及预警装置1的水灾检测具体实施步骤图；

图6为本发明的一个具体实施例的铁道水灾检测及预警装置2的水灾检测具体实施步骤图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2所示，本发明的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，包括有接收射频检测信号并发射射频检测值和公里标信息的射频控制模块、对射频控制模块传送过来的接收信号强度值进行分析处理并实现与后台管理系统的通信以及外设的控制的主控制模块、保持射频控制模块发送的射频信号功率保持不变的能量补偿模块,其中主控制模块与射频控制模块相连，射频控制模块与能量补偿模块相连。

上述射频控制模块包括射频单元22和天线21，天线21和其对应的射频单元22相连接，射频单元22通过对应的天线21经由预先确定的频段发送射频信号；且天线21接收到已知频段的信号后，将信号传送给对应的射频单元22，射频单元22将接收到的信号强度值发送至主控制模块。

上述能量补偿模块包括用于从基带信号获取输入信号功率值的输入功率检测单元31、用于耦合射频单元输出的射频信号并获取输出信号功率值的输出功率检测单元33和用于调节射频单元的输出增益的增益控制单元32，输入功率检测单元31从基带信号获取输入信号功率值，输出功率检测单元33获取输出信号功率值，增益控制单元32根据输入信号功率值和输出信号功率值，调节射频单元22输出的射频信号的增益，保持射频单元22发送射频信号功率保持不变。

上述主控制模块包括用于调度控制整个系统工作、对射频控制模块传送过来的接收信号强度值进行分析处理，实现与后台管理系统的通信以及外设的控制的单片机13，单片机13与射频控制模块相连。

上述主控制模块还包括有将接收信号强度值和当前路段的公里标记录下来的存储单元11，存储单元11与单片机13相连。所述主控制模块的单片机13用于调度控制整个系统工作。对射频控制模块传送过来的射频信号强度值进行分析，并对水灾程度进行分级处理，实现与后台管理系统的通信以及外设的控制。

所述主控制模块的存储单元将发送的射频信号强度值，水灾的分级情况和当前路段的公里标记录下来。

上述主控制模块还包括有将检测到的接收信号强度值和当前路段的公里标发送给后台管理系统的预警单元12，预警单元12和外部接口单元连接。所述主控制模块的预警单元将射频信号强度值，水灾分级情况和当前路段的公里标发送给后台管理系统，同时根据水灾的分级情况修改铁路上设置的标签。

上述多个铁道水灾检测及预警装置之间通过外部接口单元相连接。

上述主控制模块的预警单元将水灾分为3种预警级别：第一级为正常情况，此时接收信号强度值在正常变化范围之内，列车在铁路上可以正常行驶；第二级为轻微水害，此时接收线号强度值超出正常变化范围，但处于轻微水害衰减范围内，列车需要减速，缓慢通过，标签修改为限速标签；第三级为严重水灾，此时接收信号强度值严重衰减，甚至接收不到射频信号，列车需要临时停车，只有当险情排除后才能通行，标签修改为临时停车标签。

本实施例中，上述射频单元发送的信号是电磁波;上述本发明的安装设备如图3所示，包括铁道水灾检测及预警装置1，以下简称装置1，铁道水灾检测及预警装置2，以下简称装置2，伸缩端卡爪3，伸缩连接杆4，标签安装固定座5，标签6，固定端连接杆7，固定端卡爪8，支撑杆9等九部分组成。装置1安装在铁路旁的支撑杆9上，装置2垂直安装在铁道路基上，中间通过串口连接线3将装置连接起来。铁道上固定端卡爪8插入轨底，然后再将压缩深缩端卡爪3插入另侧轨底，最后将临时限速标签6放入标签安装固定座5中。

图2为本发明基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置正常工作时的模拟图，其中铁道水灾检测及预警装置2与铁道水灾检测及预警装置4通过串口连接线3相连。如果水6漫过铁道水灾检测及预警装置4，铁道水灾检测及预警装置2与铁道水灾检测及预警装置4检测到水灾后，根据水灾信息修改标签5，列车通过读取标签5信息做出减速，停车等处理。

    如图5和图6所示，本发明基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置的处理方法，依照如下的步骤进行处理：

S1. 装置1打开串口，使能接收和发送功能。

S2. 装置1通过串口向装置2发送握手信号。

S3. 装置2接收到握手信号后，返回一个应答信号。

S4. 如果装置1接收到握手应答信号，则执行S5.1；否则跳转到S5.2。

S5.1. 装置1通过串口发送一个设备检测信号。

S5.2. 装置1再次发送握手信号，跳转到S4；如果发送3次后，装置1都未接收到握手应答信号，则跳转到S16

S6. 装置2接收到设备检测信号后，启动自检，如果自检通过，给装置1发送设备正常信号，否则，发送设备异常信号。

S7. 装置1接收到设备正常信号，则继续执行下一步；否则，将设备工作异常和当前位置公里标信息通过报警单元发送给后台系统，同时将发送的信息保存在存储单元。

S8. 装置1通过串口向装置2发送时钟同步信号。

S9. 装置2接收到同步信号后，设定时钟与装置1同步，并发送一个同步成功信号。

S10. 装置1接收到同步成功信号后，发送定时信号和扫频表。

S11. 装置2接收到定时信号和扫频表后，开始计时，等待扫频表设定时刻的到来。

S12. 扫频表中设定的时刻到来，装置1通过射频模块开始发送水灾检测信号。装置2激活射频模块，使能接收和发送。

S13. 装置2接收到水灾检测信号后，返回一个应答信号，并将接收信号强度值传给装置2上的单片机。

S14. 装置1接收到水灾检测应答信号，如果扫频表中没有未到时刻，跳到S1。否则等待扫频表下一时刻的到来，跳到S12。

S15. 装置2的单片机在接收到射频单元发给它的接收信号强度值后，根据接收信号强度值对水灾进行分级，将接收信号强度值，水灾分级情况和当前路段公里标信息发送回后台系统，同时保存在存储单元内，最后根据水灾的分级情况修改铁路上铺设的标签。当列车没有及时接收到铁道的灾害情况时，列车可以通过铁道沿线铺设的标签得到前方路段的安全状况。

S16.装置1没有接收到装置2返回的握手应答信号，有2种可能：铁道水灾检测及预警装置2设备损坏；由于水灾严重导致信号衰减过大，装置1的射频单元没有接收到射频检测信号。在这种情况下，装置1和装置2通过串口进行通信，并依照如下的步骤进行处理：

S17. 装置1通过装置之间的串口连接线发送串口检测信号。

S18. 装置2接收到串口检测信号后，发送一个串口检测应答信号。

S19. 如果装置1接收到串口检测应答信号，执行下一步，否则跳到S24.1。

S20. 装置1发送设备检测信号。

S21. 装置2接收到设备检测信号后，启动自检，如果自检通过，给装置1发送设备工作正常信号，否则，将设备工作异常信号发送给装置1.

S22. 如果装置1接收到工作正常信号，执行下一步，否则跳到S24.2。

S23. 装置1将三级水灾情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，然后修改铁路上布置的标签为临时停车，最后将这些数据保存在存储单元里，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来。

S24.1. 装置1没有接收到握手应答信号和串口检测应答信号，说明装置2出现故障，此时装置1将包含设备损坏情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来，跳到S12。

S24.2. 装置1接收到工作异常信号后，将包含设备损坏情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来，跳到S12。

本发明的工作原理如下：

 所述装置检测水灾的工作原理是基于射频信号强度值的变化来检测水灾。射频单元发送的信号是电磁波，而电磁波能量会沿传播路径逐渐减弱， 电磁波能量的衰减公式为：                                                

，其中d是直接射线的路径长度；

是第n个目标（包括地面）的反射系数；

是第n条反射射线路径长度；N是总的反射数，取值范围为1 ~ 4；

其中

表示电磁波的波长。

电磁波的波长求解公式为：

，电磁波在不同介质中频率保持不变，在水中的传播速度要小于在空气中的传播速度，所以电磁波在水中传播其波长小于在空气中的波长，在相同的距离和外界条件下，电磁波在水中的衰减要远大于在空气中的衰减，也就是说射频单元在水中接收到信号其强度值要小于在空气中的强度值。对信号强度值的变化进行判断就可以知道铁道上是否有水灾的存在。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于包括有接收射频检测信号并发射射频检测值和公里标信息的射频控制模块、对射频控制模块传送过来的接收信号强度值进行分析处理并实现与后台管理系统的通信以及外设的控制的主控制模块、保持射频控制模块发送的射频信号功率保持不变的能量补偿模块,其中主控制模块与射频控制模块相连，射频控制模块与能量补偿模块相连。

2.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述射频控制模块包括射频单元（22）和天线（21），天线（21）和其对应的射频单元（22）相连接，射频单元（22）通过对应的天线（21）经由预先确定的频段发送射频信号；且天线（21）接收到已知频段的信号后，将信号传送给对应的射频单元（22），射频单元（22）将接收到的信号强度值发送至主控制模块。

3.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述能量补偿模块包括用于从基带信号获取输入信号功率值的输入功率检测单元（31）、用于耦合射频单元输出的射频信号并获取输出信号功率值的输出功率检测单元（33）和用于调节射频单元的输出增益的增益控制单元（32），输入功率检测单元（31）从基带信号获取输入信号功率值，输出功率检测单元（33）获取输出信号功率值，增益控制单元（32）根据输入信号功率值和输出信号功率值，调节射频单元（22）输出的射频信号的增益，保持射频单元（22）发送射频信号功率保持不变。

4.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述主控制模块包括用于调度控制整个系统工作、对射频控制模块传送过来的接收信号强度值进行分析处理，实现与后台管理系统的通信以及外设的控制的单片机（13），单片机（13）与射频控制模块相连。

5.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述主控制模块还包括有将接收信号强度值和当前路段的公里标记录下来的存储单元（11），存储单元（11）与单片机（13）相连。

6.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述主控制模块还包括有将检测到的接收信号强度值和当前路段的公里标发送给后台管理系统的预警单元（12），预警单元（12）和外部接口单元连接。

7.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述多个铁道水灾检测及预警装置之间可以通过外部接口单元相连接，进行数据间的通信。

8.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述主控制模块的预警单元将水灾分为3种预警级别：第一级为正常情况，此时接收信号强度值在正常变化范围之内，列车在铁路上可以正常行驶；第二级为轻微水害，此时接收线号强度值超出正常变化范围，但处于轻微水害衰减范围内，列车需要减速，缓慢通过，标签修改为限速标签；第三级为严重水灾，此时接收信号强度值严重衰减，甚至接收不到射频信号，列车需要临时停车，只有当险情排除后才能通行，标签修改为临时停车标签。

9.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置，其特征在于上述射频单元发送的信号是电磁波。

10.根据权利要求1所述的基于射频信号衰减的铁道水灾检测及预警装置的处理方法，其特征在于依照如下的步骤进行处理：

S1. 安装在铁路旁的预警装置打开串口，使能接收和发送功能；

S2. 安装在铁路旁的预警装置通过串口向垂直安装在铁道路基上的预警装置发送握手信号；

S3. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到握手信号后，返回一个应答信号；

S4. 如果装置1接收到握手应答信号，则执行S5.1；否则跳转到S5.2；

S5.1. 安装在铁路旁的预警装置通过串口发送一个设备检测信号；

S5.2. 安装在铁路旁的预警装置再次发送握手信号，跳转到S4；如果发送3次后，安装在铁路旁的预警装置都未接收到握手应答信号，则跳转到S16；

S6. 装置2接收到设备检测信号后，启动自检，如果自检通过，给安装在铁路旁的预警装置发送设备正常信号，否则，发送设备异常信号；

S7. 安装在铁路旁的预警装置接收到设备正常信号，则继续执行下一步；否则，将设备工作异常和当前位置公里标信息通过报警单元发送给后台系统，同时将发送的信息保存在存储单元；

S8. 安装在铁路旁的预警装置通过串口向垂直安装在铁道路基上的预警装置发送时钟同步信号；

S9. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到同步信号后，设定时钟与装置1同步，并发送一个同步成功信号；

S10. 安装在铁路旁的预警装置接收到同步成功信号后，发送定时信号和扫频表；

S11. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到定时信号和扫频表后，开始计时，等待扫频表设定时刻的到来；

S12. 扫频表中设定的时刻到来，安装在铁路旁的预警装置通过射频模块开始发送水灾检测信号；垂直安装在铁道路基上的预警装置激活射频模块，使能接收和发送；

S13. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到水灾检测信号后，返回一个应答信号，并将接收信号强度值传给垂直安装在铁道路基上的预警装置上的单片机；

S14. 安装在铁路旁的预警装置接收到水灾检测应答信号，如果扫频表中没有未到时刻，跳到S1；否则等待扫频表下一时刻的到来，跳到S12；

S15. 垂直安装在铁道路基上的预警装置的单片机在接收到射频单元发给它的接收信号强度值后，根据接收信号强度值对水灾进行分级，将接收信号强度值，水灾分级情况和当前路段公里标信息发送回后台系统，同时保存在存储单元内，最后根据水灾的分级情况修改铁路上铺设的标签；当列车没有及时接收到铁道的灾害情况时，列车可以通过铁道沿线铺设的标签得到前方路段的安全状况；

S16. 安装在铁路旁的预警装置没有接收到垂直安装在铁道路基上的预警装置返回的握手应答信号，有2种可能：垂直安装在铁道路基上的预警装置设备损坏；由于水灾严重导致信号衰减过大，安装在铁路旁的预警装置的射频单元没有接收到射频检测信号；在这种情况下，装置1和垂直安装在铁道路基上的预警装置通过串口进行通信，并依照如下的步骤进行处理；

S17. 安装在铁路旁的预警装置通过装置之间的串口连接线发送串口检测信号；

S18. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到串口检测信号后，发送一个串口检测应答信号；

S19. 如果安装在铁路旁的预警装置接收到串口检测应答信号，执行下一步，否则跳到S24.1；

S20. 安装在铁路旁的预警装置发送设备检测信号；

S21. 垂直安装在铁道路基上的预警装置接收到设备检测信号后，启动自检，如果自检通过，给装置1发送设备工作正常信号，否则，将设备工作异常信号发送给安装在铁路旁的预警装置；

S22. 如果安装在铁路旁的预警装置接收到工作正常信号，执行下一步，否则跳到S24.2；

S23. 安装在铁路旁的预警装置将三级水灾情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，然后修改铁路上布置的标签为临时停车，最后将这些数据保存在存储单元里，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来；

S24.1. 安装在铁路旁的预警装置没有接收到握手应答信号和串口检测应答信号，说明垂直安装在铁道路基上的预警装置出现故障，此时装置1将包含设备损坏情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来，跳到S12；

S24.2. 安装在铁路旁的预警装置接收到工作异常信号后，将包含设备损坏情况和当前路段的公里标信息的信号发送给控制终端，同时将这些数据保存在存储单元里，等待扫频表中下一时刻到来，跳到S12。

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