CN201646777U - 列车接近预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种列车接近预警装置，包括电源模块和功率放大模块，还包括：信息采集模块和主控模块，信息采集模块与电气集中设备的表示电路相连，主控模块由信息逻辑判断与处理模块和语音数模转换模块组成，主控模块将采集模块获得的车站信息通过信息逻辑判断与处理模块进行逻辑判断后，输出相应的数字报警信号，然后将数字报警信号通过语言数模转换模块转换为模拟语音报警信号。本实用新型可以准确预报列车运行的详细信息；同时本列车报警装置是通过导线与车站电气集中设备的信号相连接，这样采集到的信息就不易受到外界干扰，报警准确率高。本实用新型可以大量运用在需要预报列车接近信息的铁路工作区域，安装、使用方便，成本低廉。

Description

列车接近预警装置 

技术领域

本实用新型涉及一种预警装置，尤其是一种列车接近预警装置。 

背景技术

随着我国经济的快速发展，我国的铁路建设也在飞速发展，如：新的铁路干线不断的建成，已有铁路线的复线改造、电气化改造等等。同时铁路运输任务也在大量增加，因此铁路运输的高速重载是其发展方向，至今为止铁道部已经对全国铁路进行了七次提速，动车组的时速已达每小时250公里，由此也使安全问题日益突出，尤其是人身安全问题，成为重中之重。只有安全得到保证，才能保证铁路运输安全持续、稳定。对于在站区轨道上作业的车务、电务、工务、供电等部门的工作人员迫切需要一套能够行之有效的起到预警作用的警报系统。铁路列车接近预警早期一般是采用设专职防护员对在铁路区域工作的人员进行人工预警、或者通过设置响镦，对施工区域进行限速等预警方式，随着科技水平的发展，开始采用专用预警设备进行列车接近预警，如申请号为96219637.1，名称为“一种双路故障显示列车报警器”的实用新型专利申请、申请号为：200310116041.9，名称为“列车接近预警预告系统”的发明专利申请，专利号为：03220958.4，名称为“利用GPS确定线路里程的列车接近预警装置”、以及专利号为：02235200.7，名称为“列车接近预警系统”的实用新型专利。尽管上述专利所述技术能够实现列车接近自动报警的要求，但是在使用过程中存在以下问题，首先，都需要在机车或者线路上加装相应的信号发射或者接收设备，施工量较大，需多部门协调施工，例如在机车上加装设备可能会涉及到车辆、机务、机保等部门的配合，在铁路线路上加装设备，可能会涉及到供电、电务、工务等部门的配合，其次，报警精度不够，不能准确预报列车运行的详细信息，如：只能预报是否有列车通过，但是有些站区宽度和长度都很大，例如进站列车，在出站信号机附近工作的铁路工作人员就没有必要下道避车，或者铁路车站内许多车站股道非常多，例如列车正线一道通过，则在十道作业的铁路工作人员就没有必要下道避车，如果一来车就停止工作则在铁路行车间隔日益缩小的运输形势下，铁路工作人员将无法进行正常的检修和施工作业。最后，报警准确率不够，上述发明创造信息的采集是采用电磁感应或者无线信号传输，容易受到外界干扰，因此会有一定的误报率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种安装、使用方便，可以方便的精确预报列车运行信息，其可克服现有列车报警系统报警精度不高，准确率低以及需要在机车或者线路上加装设备的缺陷及不足，且成本低廉，安装方便，适用性较强。 

为实现上述目的，本实用新型的解决方案为： 

一种列车接近预警装置，包括给该列车接近预警装置提供直流电源的电源模块和将模拟语音报警信号放大的功率放大模块，还包括：获得铁路车站信息的信息采集模块和主控模块，所述的信息采集模块与车站电气集中设备的表示电路相连，所述的信息采集模块与所述的主控模块通过数据线相连，所述的主控模块将采集模块获得的信息进行逻辑判断后，输出相应的数字报警信号，然后将数字报警信号转换为模拟语音报警信号。 

所述的列车接近预警装置，其主控模块由信息逻辑判断与处理模块和语音数模转换模块组成。 

所述的列车接近预警装置，其信息采集模块与车站电气集中设备表示电路的信号线通过光电耦合器与信息采集模块相连接。 

所述的列车接近预警装置，其信息逻辑判断与处理模块由单片机和数据缓冲器以及移位寄存器构成，单片机对通过数据缓冲器输入的信号进行逻辑判断与处理后，输出相应的控制信号至语音数模转换模块。 

所述的列车接近预警装置，其语音数模转换模块由语言处理器和语言存储器以及锁存器构成，由信息逻辑判断与处理模块输出的控制信号使语言存储器 输出数字语音信号至语言处理器，由语言处理器对输入的数字语音信号进行数模转换后，输出模拟语音信号。 

所述的列车接近预警装置，其单片机型号为89c51，数据缓冲器型号为741s245，语言处理器的型号为t6668，语言存储器是EPROM集成电路芯片，其型号为27c020，锁存器的芯片型号为741s373。 

所述的列车接近预警装置，其电源模块中设置有一个能接通或者关断该电源模块交流输入电路的开关。 

所述的列车接近预警装置，还包括一个与电源模块相连接的能自动计时的计时模块，计时模块能控制电源模块中交流电源输入电路开关的接通或者关断。 

采用上述方案后，使用时，首先由信息采集模块将车站电气集中设备的有关信号机、道岔、轨道电路、列车接近等信号通过光电耦合器传输到列车接近语音报警装置的主控模块的信息逻辑判断与处理电路中，由信息逻辑判断与处理电路对采集到的信息进行分析处理，确定是否报警及报警内容。报警内容确定后，由语音数模转换模块将事先存放在27c020的语言数字信息还原成模拟信号，这个模拟信号经功率放大模块放大后，推动站场咽喉区的扬声器发出语音报警信号，从而达到列车接近语音预警目的。通过采集车站联锁车站电气集中设备表示电路的信号，可以确认详细的列车运行信息，从而能够解决报警精度不够，不能准确预报列车运行详细信息的问题；由于直接采集信号楼内的车站联锁车站电气集中设备的表示信号，这样就不需要在室外的轨道或者在机车上设置相应的信号采集装置，解决了施工量较大的问题；同时本列车报警装置是通过导线经光电耦合器传输采集信号，这样就不易受到外界干扰，解决了采用电磁感应或者无线信号传输报警易受外界干扰，准确率不够，误报率高的问题。同时由于该实用新型通过光电耦合器与信号楼内的车站联锁车站电气集中设备的表示信号相连接，这样可以使本实用新型与信号楼内的车站联锁车站电气集中设备的表示信号电气隔离，即使本实用新型发生内部短路等故障也不会引起车站信号表示电路发生故障。 

附图说明

图1为本实用新型原理框图。 

图2为本实用新型主控模块原理图。 

图3为本实用新型信息采集模块原理图。 

图4为本实用新型功率放大模块和电源模块原理图。 

图5为本实用新型主程序流程图。 

图6为本实用新型采集子程序流程图。 

图7为本实用新型逻辑判断及放音子程序流程图。 

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。 

如图1所示，该列车接近预警装置，包括电源模块、功率放大模块、信息采集模块和主控模块。该装置通过信息采集模块将车站电气集中表示电路中采集所需的信号传输至主控模块的p1插座的管脚，由主控模块对采集到的信号进行逻辑判断，确定所需要报警的语音，经由功率放大模块将报警语音信号传输至扬声器，从而实现对列车接近预警的功能。 

如图2所示，为本实用新型的主控模块，该模块由信息逻辑判断与处理模块和语言数模转换模块组成。信息逻辑判断与处理模块由单片机和数据缓冲器以及移位寄存器构成，单片机对通过数据缓冲器输入的信号进行逻辑判断与处理后，再输出相应的控制信号输入语音数模转换模块；语音数模转换模块由语言处理器和语言存储器以及锁存器构成，由信息逻辑判断与处理模块输出的控制信号使语言存储器输出数字语音信号至语言处理器，由语言处理器对输入的数字语音信号进行数模转换后，输出相应的模拟语音信号。 

该实用新型主控模块的各个集成电路的芯片可以采用下列芯片：单片机型号为89c51，数据缓冲器型号为741s245，语言处理器的型号为t6668，语言存储器是EPROM集成电路芯片，其型号为27c020，锁存器的芯片型号为741s373。 

其以89c51单片机为核心，用型号为27c20的EPROM芯片作为语言存储器，用高级语言处理器t6668进行数字语音信号到模拟语音信号的转换。采集信号经    数据线传输到P1插头，然后传输到数据缓冲器741s245，再传输到89c51的p0 口，经固化在89c51片内的程序对信号进行逻辑判断处理后，从语言存储器27c020中取出相应的数字语音信号，然后由数据线送至高级语言处理器t6668。由于27c020的地址线为19条，而89c51的p0口与p2口只有16位，所以采用p1.5、p1.6、p1.7与p0口与p2口合用，一起来完成27c020的地址线的功能。因为语言存储器27c020的低8位地址由89c51的p0口分时(地址/数据)送出，为了在访问语言存储器的整个周期内地址信号保持不变，必须将89c51的p0口先输出的低8位地址锁存起来，这样一方面让出89c51的p0口，使89c51的p0口能再次送出数据信号，另一方面使锁存器输出的低位地址和89c51的p2口及p1.5、p1.6、p1.7输出的高位地址一起实现对语言存储器27c020内部存储单元的访问，图2中741s373就用来作为锁存器。由高级语言处理器t6668输出的模拟语音信号，由功放集成芯片1m386放大后输出到2针插头p2的管脚6。 

其中u5是一个741s164芯片，为8位串行入/并行出的移位寄存器，作用是给信息采集模块的741s138译码器提供输入信号，从而对信息采集模块进行控制与监视。该控制信号由u5传输至p3插头经数据线至信息采集模块的741s138译码器。 

图2中12、13、14为发光二极管，为程序运行监视灯，当程序正常工作时，12、13、14依次循环点亮。 

如图3所示，该信息采集模块由光电耦合器、译码器、电感、二极管、三极管及交流24伏电源和直流正5伏电源组成。其结构是由和图3相同结构的8排8列的采集电路构成，因为第一排第一列为检测信号，所以该信息采集模块最多可以采集7乘以8共56个信号点的信息。信息采集模块的功能是把从车站信号楼内的车站电气集中的表示电路信号经由光电耦合器转换为数字信号传输至主控模块。由主控模块的p3插头输出的控制信号传输到741s138的管脚a、b、c，当用程序控制依次选中信息采集模块相应的列，就可以把采集电路获得的信号依次存入主控模块的89c51的ram中，从而据此采集信号由89c51芯片内的程序进行逻辑判断，输出相应的语言报警信号。 

如图4所示，为电源模块和功率放大模块。其中交流220伏的电源输入经由二极管整流、电容滤波后输入稳压电路7812和7805芯片，经由稳压芯片输出直流正5伏和直流正12伏直流电源，从而给主控模块和信息采集模块的提供直流电源。 

由主控模块的P2插头经数据线传输至图4的音频输入端，该功率放大部分采用传统的变压器耦合方式，以便于实现阻抗匹配，由两个功率放大三极管，组成差动放大电路，经输出变压器耦合输出，由信号电缆送到各个咽喉区的室外扬声器。根据对功放电路输出的放大功率的要求不同，该功率放大模块的功率放大三极管根据站场实际的要求，可以采用4或8个功率放大三极管。 

由于在车站区域工作的铁路人员一般是在白天工作，在夜晚一般没有工作任务，同时语言报警信息在夜晚也是对附近居民的一种噪声污染，而本实用新型是一种实时监测装置，只要存在报警信息，就会进行相应的语言报警，所以要想在夜晚停止报警语音，只能人工关断本实用新型的电源，这样给工作人员带来了一些不便，为此，作为一种改进，可以在电源模块的交流电源输入端设置一能接通或者关断该电源模块交流输入电路的开关；再增加一与电源模块相连接的能自动计时的计时模块，通过计时模块来控制电源模块中交流电源输入电路开关的接通或者关断。这样就能实现该实用新型的定时开关机功能，当在技术模块中设定好开关机时间后，就可以实现自动开关机功能。从而自动实现该实用新型的报警工作时间。 

由于有的车站站区长度很大，如果仅仅只在一个咽喉区安装扬声器，那么可能在另外一个咽喉区的工作人员就不能听见报警信号，所以本实用新型在两个咽喉区各设置一个扬声器用来播放报警信号，这样就可以覆盖整个站区的铁路工作人员的工作区域。 

如图5所示，主程序以逻辑判断放音程序为主线，在系统初始化之后，把信息采集模块获得的有效采集信号进行判断处理，并播放预警语句。然后经报警判断程序之后又进行新一轮的采集、报警，循环往复，从而达到实时监测的 目的。 

如图6所示，采集子程序的功能是通过主控模块中的89c51发出控制信号，控制信息逻辑判断与处理电路中的74ls138译码器依次选通每列信号，从而将56个信号点的信号存入主控模块中的89c51芯片的数据存储器中。为保证采集信号的正确性，采用了二次采集比较，并将每次采集的8位信息的第零位做为检查位，该功能由主控模块控制每次采集的8位信息的第零位恒为零。 

根据每个站场的不同，本实用新型的报警语音也不一样，因此有多个逻辑判断报警子程序，假如，某车站只有二个股道，则其逻辑判断报警子程序可以分为下行接车逻辑判断报警子程序、下行逆方向接车逻辑判断报警子程序、上行接车逻辑判断报警子程序、上行逆方向接车逻辑判断报警子程序、下行一道发车逻辑判断报警子程序、下行二道发车逻辑判断报警子程序、上行一道发车逻辑判断报警子程序、上行二道发车逻辑判断报警子程序。各个逻辑判断报警子程序流程图类似，以下行接车逻辑判断报警子程序为例进行说明，则如图7所示，逻辑判断报警子程序依次判断列车是否符合一道列车通过条件、是否符合一道进站停车条件、是否符合二道进站停车条件，如果满足上述条件则分别预报相应的报警信息。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种列车接近预警装置，包括给该列车接近预警装置提供直流电源的电源模块和将模拟语音报警信号放大的功率放大模块，其特征在于：还包括：获得铁路车站信息的信息采集模块和主控模块，所述的信息采集模块与车站电气集中设备的表示电路相连，所述的信息采集模块与所述的主控模块通过数据线相连，所述的主控模块将采集模块获得的信息进行逻辑判断后，输出相应的数字报警信号，然后将数字报警信号转换为模拟语音报警信号。

2.如权利要求1所述的列车接近预警装置，其特征在于所述的主控模块由信息逻辑判断与处理模块和语音数模转换模块组成。

3.如权利要求1所述的列车接近预警装置，其特征在于：所述的信息采集模块与车站电气集中设备表示电路的信号线通过光电耦合器与信息采集模块相连接。

4.如权利要求1至3任一所述的列车接近预警装置，其特征在于：所述的信息逻辑判断与处理模块由单片机和数据缓冲器以及移位寄存器构成，单片机对通过数据缓冲器输入的信号进行逻辑判断与处理后，输出相应的控制信号至语音数模转换模块。

5.如权利要求4所述的列车接近预警装置，其特征在于：所述的语音数模转换模块由语言处理器和语言存储器以及锁存器构成，由信息逻辑判断与处理模块输出的控制信号使语言存储器输出数字语音信号至语言处理器，由语言处理器对输入的数字语音信号进行数模转换后，输出模拟语音信号。

6.如权利要求5所述的列车接近预警装置，其特征在于：其所述的单片机型号为89c51，数据缓冲器型号为741s245，语言处理器的型号为t6668，语言存储器是EPROM集成电路芯片，其型号为27c020，锁存器的芯片型号为741s373。

7.如权利要求5所述的列车接近预警装置，其特征在于所述电源模块中设置有一能接通或者关断该电源模块交流输入电路的开关。

8.如权利要求7所述的列车接近预警装置，其特征在于：还包括一个与电源模块相连接的能自动计时的计时模块，计时模块能控制电源模块中交流电源输入电路开关的接通或者关断。 

Images