CN109552360A - 一种铁路无人看守道口自动声光报警系统及报警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种铁路无人看守道口自动声光报警系统及报警方法。所述报警系统包括设于上下行铁路以检测列车通过信息并将检测信号发至信号接收单元的接近传感器单元；接收接近传感器单元的信号并识别真伪后将信号传给控制单元的信号接收单元；控制道口信号机和声光报警装置的报警控制单元；实时检测接近传感器单元、信号接收单元和/或控制单元工况并将异常信号发给控制单元和/或上传给远端上位机的故障检测单元；视频监视和存储道口现场并上传监视信号的视频监视单元；发送故障检测单元异常信号和/或视频监视单元视频信号，接收远程控制信号并发给控制单元的信号收发单元。所述报警方法包括列车接近检测、异常检测、视频监控、报警控制步骤。

Description

一种铁路无人看守道口自动声光报警系统及报警方法
技术领域
本发明属于铁路信号技术领域，具体涉及一种结构简单、安全可靠、误报漏报低、自动化程度高的铁路无人看守道口自动声光报警系统及报警方法。
背景技术
铁路平交道口是铁路与公路的平面交叉，是铁路安全运营的重要设施，道口安全既关系着铁路行车安全，也关系着道路车辆、行人的安全。国内大多数钢铁、化工、矿山、港口等大型企业都有铁路运输作业，在企业内铁路线路与公路、厂区、车间、生活区等交融，铁路沿线产生多种铁路平交道口。目前，考虑到机车、车辆及过往行人的安全，在每个铁路道口设置道口看守员，火车即将通过铁路沿线道口时，道口看守员依靠铁路调度电话通知，实现对所管辖道口进行封闭，大多数情况下，由于车辆、行人通过铁路道口流量不均衡，导致道口看守员忙闲不均，对企业来讲，浪费了大量人力资源。因此，对于部分偏僻、通过列车或人员、车辆较少的道口采用无人值守，但在没有道口看守员的情况下，列车通过时如何及时、准确的对道口通过车辆及行人进行警示，以及如何监测铁路限界区域内的障碍物，是关乎铁路安全运行的一大隐患。
现有技术中，无人值守铁路道口一般是在道口两侧一定的距离分别安装两个电磁、红外或激光传感器，由传感器采集列车通过信号，并将此信号通过有线或无线传输到道口的主控箱，由主控箱控制道口两侧的报警器工作和/或栏杆工作封闭道口。但由于实际上通过道口的列车速度不一，而两侧的传感器距离道口的长度一定，因此往往造成提前和解除报警和/或封闭道口的时间过长，造成道口通过效率低下；或报警和/或封闭道口时间过短，安全隐患突出。另外，由于需要多个传感器及主控箱中的多个控制器及执行机构的正常配合才能完成预定的报警和/或封闭道口，其中任何一个处于非正常状态都会导致失控而造成不可挽回的损失，而现有技术中普遍采用的冗余技术虽然能够基本解决以上问题，但又会造成成本过高、结构复杂。此外，无人值守铁路道口虽然采用了上述的自动化报警和/或封闭道口的技术，但如果不能有效监测违章抢越道口等铁路限界区域内的障碍物，也会存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题及不足，提供了一种结构简单、安全可靠、误报漏报低、自动化程度高的铁路无人看守道口自动声光报警系统，还提供了一种铁路无人看守道口自动声光报警系统的报警方法。
本发明的铁路无人看守道口自动声光报警系统是这样实现的：包括接近传感器单元、信号接收单元、控制单元、故障检测单元、视频监视单元、声光报警装置、信号收发单元，其中：
所述接近传感器单元分别设置于列车上下行方向的铁路线一侧，用于检测列车通过信息并将检测信号发送至信号接收单元；
所述信号接收单元设置于道口一侧，用于接收接近传感器单元发送的信号并识别信号真伪，然后将接收的数据传送给控制单元；
所述控制单元设置于道口一侧，用于控制道口信号机和设置于道口的声光报警装置报警；
所述故障检测单元设置于道口一侧，用于实时检测接近传感器单元、信号接收单元和/或控制单元设备工作是否正常，在异常时将设备异常信号发送给控制单元和/或通过信号收发单元上传设备异常信号给远端的上位机；
所述视频监视单元至少设置于道口一侧，用于视频监视和存储道口现场，并通过信号收发单元上传视频监视信号；
所述信号收发单元设置于道口一侧，用于发送故障检测单元的异常信号和/或视频监视单元的视频监视信号，还用于接收远程控制信号并发送给控制单元。
本发明的铁路无人看守道口自动声光报警系统的报警方法是这样实现的：包括列车接近检测、异常检测、视频监控、报警控制步骤，具体如下：
A、列车接近检测：设置于列车上下行方向铁路线一侧的接近传感器单元之接近传感器检测列车是否通过，接近传感器单元将检测信号发送给道口的信号接收单元，信号接收单元识别信号真伪后将接收的数据传送给控制单元；
B、异常检测：设置于道口的故障检测单元实时检测接近传感器单元、信号接收单元和/或控制单元设备工作是否正常，在异常时将设备异常信号发送给控制单元和/或通过信号收发单元上传给远端的上位机；
C、视频监控：设置于道口的视频监视单元监视和存储道口现场，并通过信号收发单元上传给远端的上位机；
D、报警控制：控制单元根据接收到的接近传感器单元的数据，依据预设条件判断是否有列车接近或离去，然后根据判断结果、接收到的故障检测单元的设备异常信号和/或通过信号收发单元接收到的上位机控制信号，控制设置于道口的道口信号机和声光报警装置报警或解除报警。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明结合企业铁路运输作业情况、道口通行情况等因素，利用传感器、视频监视、网络、自动化控制技术实现道口无人看守自动声光报警，解决企业减员增效、优化人力资源的目的。
2、本发明的报警系统采用故障检测单元对接近传感器单元、信号接收单元和/或控制单元进行监测，既避免了现有技术中的冗余技术存在的问题，有解决了整个系统的可靠性难题。
3、本发明的报警系统采用视频监视单元监视和存储道口现场，并通过信号收发单元上传给远端的上位机，既能便于事发后的调查取证，而且也能通过上位机端的远程监控，及时发现道口的安全隐患而采取有效的措施来应对。
4、本发明的报警系统在道口两侧的接近传感器单元之间分别设置离去传感器单元，从而在保证行车安全的前提下有效缩短报警和/或封闭道口的时间，以提高道口的通行效率。
5、本发明的报警系统将接近传感器单元沿铁路线间隔设置两个传感器，并将两个传感器的检测信号及检测时间发送给控制单元，通过两个传感器的重复检测，既能避免单一传感器的误报，而且控制单元根据两个传感器的检测时间差可以计算出列车到达道口的时间，从而可以根据预设阀值精确的控制道口报警和/或封闭道口的时间，进一步提高道口的行车安全和通行效率。
6、本发明的报警系统之接近传感器单元采用风光互补发电系统供电及无线信号传输，从而既能避免有线供电和信号传输过程中易遭到破坏的难题，而且也能够有效解决偏远地区道口的供电成本和维护成本过高的难题。
7、本发明的报警系统之接近传感器单元和/或离去传感器单元的传感器采用压力传感器，从而能够避免传统电磁和光电传感器易受外界干扰的难题。
因此，本发明替代了传统人工控制的声光报警模式，解放了人力资源，降低了人工成本，提高了道口的行车安全性和道口的通行效率，具有结构简单、安全可靠、误报漏报低、自动化程度高的特点。
附图说明
图1为本发明之铁路无人看守道口自动声光报警系统原理示意图；
图中：1-接近传感器单元，101-接近传感器单元Ⅰ，102-接近传感器单元Ⅱ，2-信号接收单元，3-控制单元，4-故障检测单元，5-视频监视单元，7-信号收发单元，8-离去传感器单元，9-工作间，10-道口信号机，11-公路，12-轨道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的铁路无人看守道口自动声光报警系统，包括接近传感器单元1、信号接收单元2、控制单元3、故障检测单元4、视频监视单元5、声光报警装置、信号收发单元7，其中：
所述接近传感器单元1分别设置于列车上下行方向的铁路线一侧，用于检测列车通过信息并将检测信号发送至信号接收单元2；
所述信号接收单元2设置于道口一侧，用于接收接近传感器单元1发送的信号并识别信号真伪，然后将接收的数据传送给控制单元3；
所述控制单元3设置于道口一侧，用于控制道口信号机和设置于道口的声光报警装置报警；
所述故障检测单元4设置于道口一侧，用于实时检测接近传感器单元1、信号接收单元2和/或控制单元3设备工作是否正常，在异常时将设备异常信号发送给控制单元3和/或通过信号收发单元7上传设备异常信号给远端的上位机；
所述视频监视单元5至少设置于道口一侧，用于视频监视和存储道口现场，并通过信号收发单元7上传视频监视信号；
所述信号收发单元7设置于道口一侧，用于发送故障检测单元4的异常信号和/或视频监视单元5的视频监视信号，还用于接收远程控制信号并发送给控制单元3。
本发明还包括分别设置于列车上下行方向并位于两侧的接近传感器单元1之间的离去传感器单元8，用于检测列车离去信息并将检测信号发送至信号接收单元2。
所述接近传感器单元1包括两个沿铁路线间隔设置的传感器及分别与之连接的信号发送器，所述信号发送器用于将两个传感器的检测信号及检测时间发送给信号接收单元2。
所述控制单元3包括处理器、储存器、控制器，所述处理器根据接近传感器单元1的两个传感器的检测信号及检测时间，计算出列车速度及接近道口时间并与存储器中的预设阀值对比，所述控制器根据处理器的命令控制道口信号机和声光报警装置报警。
所述接近传感器单元1还包括风光互补发电系统，所述信号发送器为无线信号发送器，所述传感器和信号发送器的电源端分别与风光互补发电系统电连接，所述信号发送器还与风光互补发电系统的控制单元信号连接。
所示接近传感器单元1与信号接收单元2之间的信号覆盖范围大于其之间的距离。
所述接近传感器单元1和/或离去传感器单元8的传感器为设置于铁轨下方的压力传感器或铁轨一侧的电磁传感器，所述声光报警装置包括电铃及预警灯光。
本发明的铁路无人看守道口自动声光报警系统的报警方法，包括列车接近检测、异常检测、视频监控、报警控制步骤，具体如下：
A、列车接近检测：设置于列车上下行方向铁路线一侧的接近传感器单元之接近传感器检测列车是否通过，接近传感器单元将检测信号发送给道口的信号接收单元，信号接收单元识别信号真伪后将接收的数据传送给控制单元；
B、异常检测：设置于道口的故障检测单元实时检测接近传感器单元、信号接收单元和/或控制单元设备工作是否正常，在异常时将设备异常信号发送给控制单元和/或通过信号收发单元上传给远端的上位机；
C、视频监控：设置于道口的视频监视单元监视和存储道口现场，并通过信号收发单元上传给远端的上位机；
D、报警控制：控制单元根据接收到的接近传感器单元的数据，依据预设条件判断是否有列车接近或离去，然后根据判断结果、接收到的故障检测单元的设备异常信号和/或通过信号收发单元接收到的上位机控制信号，控制设置于道口的道口信号机和声光报警装置报警或解除报警。
本发明还包括列车离去检测步骤，所述列车离去检测通过设置于接近传感器单元之间的离去传感器单元检测列车是否离去并将检测信号发送至信号接收单元，信号接收单元识别信号真伪后将接收的数据传送给控制单元。
所述A步骤中的接近传感器单元包括两个沿铁路线间隔设置的传感器，信号发送器分别将两个传感器的检测信号及信号时间发送给信号接收单元，列车离去检测步骤中的离去传感器单元将检测信号发送给信号接收单元，信号接收单元识别收到的信号真伪后将数据传送给控制单元。
所述D步骤中控制单元根据接收到的信号发送器两个传感器的检测信号及信号时间，判断列车是否接近并根据预设的两个传感器间距计算出列车速度，根据预设的传感器与道口间的距离计算出列车到道口的时间并倒计时至预设报警阀值时控制道口信号机和声光报警装置报警；控制单元根据接收到的道口另一侧的离去传感器单元的检测信号，判断列车离去并控制道口信号机和声光报警装置解除报警。
实施例：
如图1所示的铁路平交道口，其自动声光报警方法如下：
1、成对设置于铁路平交道口两侧铁路线的接近传感器单元101和102，其置于铁轨下方间隔设置的两个压力传感器分别检测到列车压过，则通过对应的接近传感器单元的信号发送器将检测信号及信号时间无线发送给道口的信号接收单元2；设置于已检测出列车接近的接近传感器单元对应道口另一端的离去传感器单元8在检测到列车通过时，间隔固定时间将传感器信号发送给道口的信号接收单元2；信号接收单元2实时检测信号，当收到任意一端的传感器单元发送的信号，则对该信号进行真伪识别，信号为真时将所接收的数据传送给控制单元3。
2、设置于道口的故障检测单元4实时检测接近传感器单元1、信号接收单元2、控制单元3和离去传感器单元8的设备工作状态，在检测到某一单元工作异常时，证明设备发生故障，将对应设备的异常信号发送给控制单元3并通过信号收发单元7上传给远端的上位机或工作间9内，通知相关人员需要到现场查看原因。
3、设置于道口的视频监视单元利用计算机网络，通过安装红外摄像机，24小时实时监视道口现场状况，把视频回传到工作间9的硬盘录像机保存，具有视频还原功能，也可以通过信号收发单元7上传给远端的上位机。
4、控制单元3实时检测信号接收单元2、故障检测单元4和信号收发单元7的信号，当收到信号接收单元2发送的信号，则根据接收到的接近传感器单元101或102对应两个传感器的检测信号及信号时间，判断列车是否接近并根据预设的两个传感器间距计算出列车速度，根据预设的传感器与道口间的距离计算出列车到道口的时间并倒计时，当倒计时到预设报警阀值时控制道口信号机10启动和声光报警装置报警，道口封闭；同时控制单元3也接收道口另一端的离去传感器单元8的检测信号，当离去传感器单元8的传感器检测信号持续多次后消失并到预设时间阀值仍没有信号时，则判定列车离去，控制单元3控制道口信号机10关闭和声光报警装置解除报警，道口恢复正常通行；必要时，当控制单元3接收到故障检测单元4的设备异常信号，控制道口信号机10启动和声光报警装置报警，道口封闭，直到现场人工或远程网络解除故障报警信号；当制单元3接收到信号收发单元7下达的远程控制信号时，根据远程指令封闭道口或解除道口封闭。

Claims (10)

1.一种铁路无人看守道口自动声光报警系统，其特征在于包括接近传感器单元(1)、信号接收单元(2)、控制单元(3)、故障检测单元(4)、视频监视单元(5)、声光报警装置、信号收发单元(7)，其中：
所述接近传感器单元(1)分别设置于列车上下行方向的铁路线一侧，用于检测列车通过信息并将检测信号发送至信号接收单元(2)；
所述信号接收单元(2)设置于道口一侧，用于接收接近传感器单元(1)发送的信号并识别信号真伪，然后将接收的数据传送给控制单元(3)；
所述控制单元(3)设置于道口一侧，用于控制道口信号机和设置于道口的声光报警装置报警；
所述故障检测单元(4)设置于道口一侧，用于实时检测接近传感器单元(1)、信号接收单元(2)和/或控制单元(3)设备工作是否正常，在异常时将设备异常信号发送给控制单元(3)和/或通过信号收发单元(7)上传设备异常信号给远端的上位机；
所述视频监视单元(5)至少设置于道口一侧，用于视频监视和存储道口现场，并通过信号收发单元(7)上传视频监视信号；
所述信号收发单元(7)设置于道口一侧，用于发送故障检测单元(4)的异常信号和/或视频监视单元(5)的视频监视信号，还用于接收远程控制信号并发送给控制单元(3)。
2.根据权利要求1所述铁路无人看守道口自动声光报警系统，其特征在于还包括分别设置于列车上下行方向并位于两侧的接近传感器单元(1)之间的离去传感器单元(8)，用于检测列车离去信息并将检测信号发送至信号接收单元(2)。
3.根据权利要求2所述铁路无人看守道口自动声光报警系统，其特征在于所述接近传感器单元(1)包括两个沿铁路线间隔设置的传感器及分别与之连接的信号发送器，所述信号发送器用于将两个传感器的检测信号及检测时间发送给信号接收单元(2)。
4.根据权利要求3所述铁路无人看守道口自动声光报警系统，其特征在于所述控制单元(3)包括处理器、储存器、控制器，所述处理器根据接近传感器单元(1)的两个传感器的检测信号及检测时间，计算出列车速度及接近道口时间并与存储器中的预设阀值对比，所述控制器根据处理器的命令控制道口信号机和声光报警装置报警。
5.根据权利要求3所述铁路无人看守道口自动声光报警系统，其特征在于所述接近传感器单元(1)还包括风光互补发电系统，所述信号发送器为无线信号发送器，所述传感器和信号发送器的电源端分别与风光互补发电系统电连接，所述信号发送器还与风光互补发电系统的控制单元信号连接。
6.根据权利要求5所述铁路无人看守道口自动声光报警系统，其特征在于所述接近传感器单元(1)和/或离去传感器单元(8)的传感器为设置于铁轨下方的压力传感器或铁轨一侧的电磁传感器，所述声光报警装置包括电铃及预警灯光。
7.一种铁路无人看守道口自动声光报警系统的报警方法，其特征在于包括列车接近检测、异常检测、视频监控、报警控制步骤，具体如下：
A、列车接近检测：设置于列车上下行方向铁路线一侧的接近传感器单元之接近传感器检测列车是否通过，接近传感器单元将检测信号发送给道口的信号接收单元，信号接收单元识别信号真伪后将接收的数据传送给控制单元；
B、异常检测：设置于道口的故障检测单元实时检测接近传感器单元、信号接收单元和/或控制单元设备工作是否正常，在异常时将设备异常信号发送给控制单元和/或通过信号收发单元上传给远端的上位机；
C、视频监控：设置于道口的视频监视单元监视和存储道口现场，并通过信号收发单元上传给远端的上位机；
D、报警控制：控制单元根据接收到的接近传感器单元的数据，依据预设条件判断是否有列车接近或离去，然后根据判断结果、接收到的故障检测单元的设备异常信号和/或通过信号收发单元接收到的上位机控制信号，控制设置于道口的道口信号机和声光报警装置报警或解除报警。
8.根据权利要求7所述铁路无人看守道口自动声光报警系统的报警方法，其特征在于还包括列车离去检测步骤，所述列车离去检测通过设置于接近传感器单元之间的离去传感器单元检测列车是否离去并将检测信号发送至信号接收单元，信号接收单元识别信号真伪后将接收的数据传送给控制单元。
9.根据权利要求8所述铁路无人看守道口自动声光报警系统的报警方法，其特征在于所述A步骤中的接近传感器单元包括两个沿铁路线间隔设置的传感器，信号发送器分别将两个传感器的检测信号及信号时间发送给信号接收单元，列车离去检测步骤中的离去传感器单元将检测信号发送给信号接收单元，信号接收单元识别收到的信号真伪后将数据传送给控制单元。
10.根据权利要求9所述铁路无人看守道口自动声光报警系统的报警方法，其特征在于所述D步骤中控制单元根据接收到的信号发送器两个传感器的检测信号及信号时间，判断列车是否接近并根据预设的两个传感器间距计算出列车速度，根据预设的传感器与道口间的距离计算出列车到道口的时间并倒计时至预设报警阀值时控制道口信号机和声光报警装置报警；控制单元根据接收到的道口另一侧的离去传感器单元的检测信号，判断列车离去并控制道口信号机和声光报警装置解除报警。
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