一种铁路道口综合安全防护系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种铁路道口综合安全防护系统，包括列车接近预警系统、道闸栏门智能控制系统、道口故障报警系统、遮断信号机控制系统、道口喊话广播系统、道口视频监控系统、道口有线电话通讯装置、UPS道口后备电源系统、道口数据黑匣子系统、扩展通讯装置、道机联控设备和HMI人机控制界面操作系统；以上所述系统均为相对独立的子系统，可自由组合和拆分，实现铁路道口一体化的功能；本实用新型具有集成度高，功能完善，系统可靠，扩展性好，接口标准统一，提高系统智能性、可靠性和实用性的优点。
【专利说明】一种铁路道口综合安全防护系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于铁路道口安全防护系统领域，尤其是涉及一种铁路道口综合安全防护系统。
【背景技术】
[0002]随着我国铁路系统的发展，对于铁路道口安全问题的重视程度不断增加，铁路和公路的平交道口成为铁路和公路难于跨越的安全交汇点，近年来，虽然很多道口安装了安全设备甚至多套安全设备，但由于道口看守人员失误和其他种种原因致使铁路道口事故频发造成的人员伤亡和直接经济损失越来越严重，现有技术中的道口安全防护设备是相对独立的运行模式，需要人为控制的因素比较多，这就大大的增加了对道口看守人员的负担和出错的几率，导致事故的发生；安装了不同厂家，不同制式的安全设备导致道口房内部设备摆放凌乱，道口房面积比较小，安装多套设备导致室内空间更加狭小和无序，又因为安装多套多制式道口安全设备导致道口看护人员学习和了解不同型号的设备的操作及排除故障的流程，致使道口安全设备操作繁琐，不直观，容易产生误操作，最后，由于采用分体多制式安全设备导致功能不完全，功能重复，维修维护保障滞后，成本难以控制等一系列问题，很多铁路道口也存在着老旧的落后的安全设备无法升级换代，不能满足现代化，信息化铁路系统的需求。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的问题是提供一种自动防护控制为主，人为干预为辅、集成度高，功能完善，系统可靠，扩展性好，接口标准统一，提高系统智能性、可靠性和实用性的铁路道口综合安全防护系统。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种铁路道口综合安全防护系统，包括列车接近预警系统、道闸栏门智能控制系统、道口故障报警系统、遮断信号机控制系统、道口喊话广播系统、道口视频监控系统、道口有线电话通讯装置、UPS道口后备电源系统、道口数据黑匣子系统、扩展通讯装置、道机联控设备和HMI人机控制界面操作系统；
[0005]所述列车接近预警系统包括一次预警系统和二次预警系统，所述一次预警系统和所述二次预警系统同时相对独立的运行，所述一次预警系统中设置有单点传感器；所述二次预警系统中设置有多点传感器，在上行和下行线路中分别安装相对独立的传感器接收系统，包括列车接近预警传感器、列车接近报警传感器、列车接近中间告急传感器和列车驶出道口报警结束传感器；所述多点传感器将列车临近或离去的信号传至道闸拦门智能控制系统，所述道闸拦门智能控制系统启动肃清扫描对射系统，并送出控制信号给道口栏杆，控制道口栏杆的起落；
[0006]所述道口故障报警系统为运行机车的行驶安全进行的防护设备，当道口出现意外情况，不能及时排除，不满足列车通行条件的情况下，向机车电台发送道口故障提示，提醒司机立即停车作业，并将信号传至遮断信号机控制系统，所述遮断信号机控制系统发出停车信号灯，提示机车司机停车作业；
[0007]所述道口喊话广播系统为道口人员管理和疏导道口作业的辅助系统，该系统通过语音喊话广播系统，疏导和管理道口行人和车辆，及时提醒道口行人车辆注意避让
[0008]所述道口视频监控系统的视频监控点设置于预警区域，通过光纤视频通信技术，将监控点的视频图像实时的传送到视频系统中，检测指定区域内的动态物体，将实时画面投放在视频监控监视器中利用蜂鸣器发出提示语音提醒看护人；
[0009]所述道口有线电话通讯装置用于接通路内电话道口与道口之间、主道口房和副道口房之间的通讯；
[0010]所述UPS道口后备电源系统包括高效逆变系统和大容量免维护电池充电系统，保证在道口外部电源故障时能够为铁路道口综合防护系统长时间提供不间断外部供电；
[0011]所述道口数据黑匣子系统记录道口数据；
[0012]所述扩展通讯装置对本地扩展的智能设备进行数据交换和过程控制；
[0013]所述道机联控设备中设有大功率无损异频中继电台，或通过集群中手台进行切换设置是否加入中继转发，当中继电台发生故障时可以直接与机车联控；
[0014]所述HMI人机控制界面操作系统将指定区域内铁路进行可视化，包括主控界面模块、道口运行图模块、报警记录界面模块、文字报警界面模块、故障查询界面模块、帮助说明界面模块。
[0015]所述二次预警系统的列车接近预警传感器设置于距道口上行和下行1.5KM处，列车接近报警传感器设置于1.4KM处，列车接近中间告急传感器设置于0.75KM处，列车驶出道口报警结束传感器设置于在铁路道口附近处。
[0016]所述UPS道口后备电源系统还包括防浪涌保护、短开路保护模块和UPS自动维护模块，所述防浪涌保护、短开路保护模块能在外部供电出现不稳定的情况下报警及切断隔离外部电源实现内部供电以保证系统安全运行；所述UPS自动维护模块能够检测后备电池的状态，当电池失效时会提前报警提示维护人员更换。
[0017]所述道口数据黑匣子系统可记录道口看守人员的接车数据、道口列车接近预警系统的预警数据、道口故障报警器的报警数据及其他需要的数据进行本地记录，可以通过本地提取或者扩展通讯装置接口通过网络提取的方式提取记录。
[0018]所述扩展通讯装置通过无限3G网络技术和DDN专线接入技术组建VPN网络实现道口数据无缝链接，以实现道口数据的集中管理。
[0019]所述列车接近预警系统、道闸栏门智能控制系统、道口故障报警系统、遮断信号机控制系统、道口喊话广播系统、道口视频监控系统、道口有线电话通讯装置、UPS道口后备电源系统、道口数据黑匣子系统、扩展通讯装置、道机联控设备和HMI人机控制界面操作系统均为相对独立的子系统，可自由组合和拆分，实现铁路道口一体化的功能。
[0020]本实用新型的有益效果是:具有集成度高，功能完善，系统可靠，扩展性好，接口标准统一，提高系统智能性、可靠性和实用性的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面通过参考附图并结合实例具体地描述本实用新型，本实用新型的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本实用新型的解释说明，而不构成对本实用新型的任何意义上的限制，在附图中:
[0022]图1是本实用新型的总体结构框图
[0023]图2是本实用新型列车接近预警系统的结构框图
[0024]图3是本实用新型道闸栏门智能控制系统的结构框图
[0025]图4是本实用新型UPS道口后备电源系统的结构框图
[0026]图5是本实用新型道机联控设备的结构框图
[0027]图6是本实用新型HMI人机控制界面操作系统的结构框图
[0028]图中:
[0029]1、列车接近预警系统 2、道闸栏门智能控制系统 3、道口故障报警系统
[0030]4、遮断信号机控制系统 5、道口喊话广播系统 6、道口视频监控系统
[0031]7、道口有线电话通讯装置 8、UPS道口后备电源系统 9、道口数据黑匣子系统
[0032]10、扩展通讯装置 11、道机联控设备12、HMI人机控制界面操作系统
[0033]101、一次预警系统 102、二次预警系统 201、肃清扫描对射系统
[0034]801、高效逆变系统 802、大容量免维护电池充电系统 803、防浪涌保护、短开路保护模块
[0035]804、UPS自动维护模块 1101、中继电台1201、主控界面模块
[0036]1202、道口运行图模块1203、报警记录界面模块 1204、文字报警界面模块
[0037]1205、故障查询界面模块1206、帮助说明界面模块 1011、单点传感器
[0038]1021、多点传感器10211、列车接近预警传感器 10212列车接近报警传感器
[0039]10213、列车接近中间告急传感器 10214、列车驶出道口报警结束传感器
【具体实施方式】
[0040]如图1至图6所示，本实用新型一种铁路道口综合安全防护系统，包括列车接近预警系统1、道闸栏门智能控制系统2、道口故障报警系统3、遮断信号机控制系统4、道口喊话广播系统5、道口视频监控系统6、道口有线电话通讯装置7、UPS道口后备电源系统8、道口数据黑匣子系统9、扩展通讯装置10、道机联控设备11和HMI人机控制界面操作系统112 ;所述列车接近预警系统I包括一次预警系统101和二次预警系统102，所述一次预警系统101和所述二次预警系统102同时相对独立的运行，所述一次预警系统101中设置有单点传感器1011 ;所述二次预警系统102中设置有多点传感器1021，在上行和下行线路中分别安装相对独立的传感器接收系统，包括列车接近预警传感器10211、列车接近报警传感器10212、列车接近中间告急传感器10213和列车驶出道口报警结束传感器10214 ;所述多点传感器1021将列车临近或离去的信号传至道闸拦门智能控制系统2，所述道闸拦门智能控制系统2启动肃清扫描对射系统201，并送出控制信号给道口栏杆，控制道口栏杆的起落；所述道口故障报警系统3为运行机车的行驶安全进行的防护设备，当道口出现意外情况，不能及时排除，不满足列车通行条件的情况下，向机车电台发送道口故障提示，提醒司机立即停车作业，并将信号传至遮断信号机控制系统4，所述遮断信号机控制系统4发出停车信号灯，提示机车司机停车作业；所述道口喊话广播系统5为道口人员管理和疏导道口作业的辅助系统，该系统通过语音喊话广播系统，疏导和管理道口行人和车辆，及时提醒道口行人车辆注意避让；所述道口视频监控系统6的视频监控点设置于预警区域，通过光纤视频通信技术，将监控点的视频图像实时的传送到视频系统中，检测指定区域内的动态物体，将实时画面投放在视频监控监视器中利用蜂鸣器发出提示语音提醒看护人；所述道口有线电话通讯装置7用于接通路内电话道口与道口之间、主道口房和副道口房之间的通讯；所述UPS道口后备电源系统8包括高效逆变系统801和大容量免维护电池充电系统802，保证在道口外部电源故障时能够为铁路道口综合防护系统长时间提供不间断外部供电；所述道口数据黑匣子系统9记录道口数据；所述扩展通讯装置10对本地扩展的智能设备进行数据交换和过程控制；所述道机联控设备11中设有大功率无损异频中继电台1101，或通过集群中手台进行切换设置是否加入中继转发，当中继电台1101发生故障时可以直接与机车联控；所述HMI人机控制界面操作系统12将指定区域内铁路进行可视化，包括主控界面模块1201、道口运行图模块1202、报警记录界面模块1203、文字报警界面模块1204、故障查询界面模块1205、帮助说明界面模块1206。
[0041]所述二次预警系统102的列车接近预警传感器10211设置于距道口上行和下行1.5KM处，列车接近报警传感器10212设置于1.4KM处，列车接近中间告急传感器10213设置于0.75KM处，列车驶出道口报警结束传感器10214设置于在铁路道口附近处。
[0042]所述UPS道口后备电源系统8还包括防浪涌保护、短开路保护模块803和UPS自动维护模块804，所述防浪涌保护、短开路保护模块803能在外部供电出现不稳定的情况下报警及切断隔离外部电源实现内部供电以保证系统安全运行；所述UPS自动维护模块804能够检测后备电池的状态，当电池失效时会提前报警提示维护人员更换。
[0043]所述道口数据黑匣子系统9可记录道口看守人员的接车数据、道口列车接近预警系统的预警数据、道口故障报警器的报警数据及其他需要的数据进行本地记录，可以通过本地提取或者扩展通讯装置接口通过网络提取的方式提取记录。
[0044]所述扩展通讯装置10通过无限3G网络技术和DDN专线接入技术组建VPN网络实现道口数据无缝链接，以实现道口数据的集中管理。
[0045]所述列车接近预警系统1、道闸栏门智能控制系统2、道口故障报警系统3、遮断信号机控制系统4、道口喊话广播系统5、道口视频监控系统6、道口有线电话通讯装置7、UPS道口后备电源系统8、道口数据黑匣子系统9、扩展通讯装置10、道机联控设备11和HMI人机控制界面操作系统12均为相对独立的子系统，可自由组合和拆分，实现铁路道口一体化的功能。
[0046]本实例的工作过程:当列车经过一次上行或下行单点传感器1011处，一次预警系统101启动，一次预警系统101会发出道口电子钟声3-10秒钟并自动停止，提示道口看护人员和行人车辆注意，可能有列车要通过，在道口中间没有走出道口安全区间的抓紧通过道口，即将走入通过道口的注意瞭望、避让和等待；当列车将要接近道口时，列车通过距道口 1.5KM处设置列车接近预警传感器10211，这时系统发出蜂鸣器报警提示音，提示有列车通过该区域；当列车进入通过距道口 1.4KM处设置列车接近报警传感器10212，这时报警系统进入列车接近预警状态，道口声光报警设备被触发，公路信号机红灯交替闪烁提示行人车辆注意，道口喊话广播系统5广播来车方方向并提示注意火车到来；当列车经过接近中间告急传感器10213后，HMI人机控制界面操作系统12屏幕上也会显示以提示火车即将接近道口，并且校准一次列车速度及接近距离和接近时间，当列车经过此区域后道口故障没有排除不满足列车通过的要求和条件，立即启动道口故障报警系统和遮断信号机控制系统及其他拦停火车的措施，并疏散人员躲避故障危险区域；当列车经过列车驶出道口报警结束传感器10214，列车预警全部结束，公路信号机恢复黄闪状态，道口喊话广播系统5停止语音告警，系统复位等待下一次预警。
[0047]一次预警系统101与二次预警系统102同时相对独立的运行有效的降低了误率和漏报率，当其中一套接近预警系统发生故障时，另一套系统也会独立的运行发出列车接近预警信号。
[0048]二次预警系统102采用多点传感器1021这种传感器分配方式，更科学的将列车接近道口区间分段化处理，在不同预警区域组成的预警区间，形成了一种逻辑关系，有助于处理传感器的信号干扰，降低误告和不告率。
[0049]HMI人机控制界面操作系统12是独立于设备预警系统的系统模组，它采集列车接近预警系统I的实时数据参数集中显示到屏幕上，使道口看守人员比较方便、直观的、全面的了解列车接近的情况并且做出相应的判断。所谓独立是指，它只采集道口预警的预警信息并记录，也就是说当它发生故障时，不会影响到整个系统的预警作业有效的提高设备的可靠性，同时它可以以多种形式提示各种预警信息，提供预警信息的查询提高设备的可操作性。
[0050]当传感器及线路故障时系统会自动提示，哪个传感器线路发生故障，发生的故障类型如传感器及线路是短路或者是断路，并且以蜂鸣器发出报警音提示，这时，用户可查阅HMI人机控制界面操作系统12显示屏幕中故障查询界面模块1205查询传感器及线路状态，提示维护人员尽快维护和维修预警设备，做到故障导向安全。
[0051]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种铁路道口综合安全防护系统，其特征在于:包括列车接近预警系统、道闸栏门智能控制系统、道口故障报警系统、遮断信号机控制系统、道口喊话广播系统、道口视频监控系统、道口有线电话通讯装置、UPS道口后备电源系统、道口数据黑匣子系统、扩展通讯装置、道机联控设备和HMI人机控制界面操作系统； 所述列车接近预警系统包括一次预警系统和二次预警系统，所述一次预警系统和所述二次预警系统同时相对独立的运行，所述一次预警系统中设置有单点传感器；所述二次预警系统中设置有多点传感器，在上行和下行线路中分别安装相对独立的传感器接收系统，包括列车接近预警传感器、列车接近报警传感器、列车接近中间告急传感器和列车驶出道口报警结束传感器；所述多点传感器将列车临近或离去的信号传至道闸拦门智能控制系统，所述道闸拦门智能控制系统启动肃清扫描对射系统，并送出控制信号给道口栏杆，控制道口栏杆的起落； 所述道口故障报警系统为运行机车的行驶安全进行的防护设备，当道口出现意外情况，不能及时排除，不满足列车通行条件的情况下，向机车电台发送道口故障提示，提醒司机立即停车作业，并将信号传至遮断信号机控制系统，所述遮断信号机控制系统发出停车信号灯，提示机车司机停车作业； 所述道口喊话广播系统为道口人员管理和疏导道口作业的辅助系统，该系统通过语音喊话广播系统疏导和管理道口行人和车辆，及时提醒道口行人车辆注意避让； 所述道口视频监控系统的视频监控点设置于预警区域，通过光纤视频通信技术，将监控点的视频图像实时的传送到视频系统中，检测指定区域内的动态物体，将实时画面投放在视频监控监视器中利用蜂鸣器发出提示语音提醒看护人； 所述道口有线电话通讯装置用于接通路内电话道口与道口之间、主道口房和副道口房之间的通讯； 所述UPS道口后备电源系统包括高效逆变系统和大容量免维护电池充电系统，保证在道口外部电源故障时能够为铁路道口综合防护系统长时间提供不间断外部供电； 所述道口数据黑匣子系统记录道口数据； 所述扩展通讯装置对本地扩展的智能设备进行数据交换和过程控制； 所述道机联控设备中设有大功率无损异频中继电台，或通过集群中手台进行切换设置是否加入中继转发，当中继电台发生故障时可以直接与机车联控； 所述HMI人机控制界面操作系统将指定区域内铁路进行可视化，包括主控界面模块、道口运行图模块、报警记录界面模块、文字报警界面模块、故障查询界面模块、帮助说明界面模块。
2.根据权利要求1所述的铁路道口综合安全防护系统，其特征在于:所述二次预警系统的列车接近预警传感器设置于距道口上行和下行1.5KM处，列车接近报警传感器设置于1.4KM处，列车接近中间告急传感器设置于0.75KM处，列车驶出道口报警结束传感器设置于在铁路道口附近处。
3.根据权利要求1所述的铁路道口综合安全防护系统，其特征在于:所述UPS道口后备电源系统还包括防浪涌保护、短开路保护模块和UPS自动维护模块，所述防浪涌保护、短开路保护模块能在外部供电出现不稳定的情况下报警及切断隔离外部电源实现内部供电以保证系统安全运行；所述UPS自动维护模块能够检测后备电池的状态，当电池失效时会提前报警提示维护人员更换。
4.根据权利要求1所述的铁路道口综合安全防护系统，其特征在于:所述道口数据黑匣子系统可记录道口看守人员的接车数据、道口列车接近预警系统的预警数据、道口故障报警器的报警数据及其他需要的数据进行本地记录，可以通过本地提取或者扩展通讯装置接口通过网络提取的方式提取记录。
5.根据权利要求1所述的铁路道口综合安全防护系统，其特征在于:所述扩展通讯装置通过无限3G网络技术和DDN专线接入技术组建VPN网络实现道口数据无缝链接，以实现道口数据的集中管理。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的铁路道口综合安全防护系统，其特征在于:所述列车接近预警系统、道闸栏门智能控制系统、道口故障报警系统、遮断信号机控制系统、道口喊话广播系统、道口视频监控系统、道口有线电话通讯装置、UPS道口后备电源系统、道口数据黑匣子系统、扩展通讯装置、道机联控设备和HMI人机控制界面操作系统均为相对独立的子系统，可自由组合和拆分，实现铁路道口一体化的功能。
【文档编号】B61L29/32GK204222890SQ201420638991
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】张世强 申请人:天津市飞拓铁路科技有限公司