专利名称：铁路道口员出场作业记录仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路道口作业设备，适用于铁路各种牵引类型半自动人工看守平交道口，是对道口作业情况进行自动监视记录的设备。
在我国众多的铁路平交道口中，半自动人工看守道口占很大比例，平交道口的安全畅通是关系铁路、公路行车安全和人身安全的大事，特别是随着铁路提速工作的不断推进，公路交通运量的不断上升，道口安全管理问题日益突出。
由于有的道口列车接近报警通知装置工作不稳定，漏报、误报现象时有发生；有的道口员素质不高，责任心不强，不执行标准作业，造成有车时不能及时出场或不出场，未能及时关闭或不关闭道口栏木或栏门，给道口安全造成很大隐患，由此造成的道口交通肇事和事故也屡有发生，因此，道口安全管理问题已成为当前一项紧迫而又重要的工作。而已往的监督措施是，铁路工务段、分段各级抽查、暗查，每月大约抽查10次左右，这远不能达到安全要求。
本发明的目的是提供一种铁路道口员出场作业记录仪，它能很容易地判断出道口员出场是否及时，列车接近报警通知是否准确，对道口安全起到监督保障作用。
本发明的目的是这样实现的铁路道口员出场作业记录仪，包括列车接近报警信号检测电路，钢轨、列车接近报警通知装置和电动或手动栏木，它还包括微计算机电路、轴信息采集电路和防护栏木控制信息采集电路，所述的轴信息采集电路、列车接近报警信号检测电路和防护栏木控制信息采集电路分别与微计算机电路相连；所述的钢轨上安装有电磁轨道传感器，所述的电动或手动栏木上安装有防护栏木控制检测传感器，所述的列车接近报警通知装置、电磁轨道传感器和防护栏木控制检测传感器分别与微计算机相连。
本发明与现有技术相比具有如下优点1)由于采用计算机技术，提高了设备工作的可靠性、实用性和抗干扰能力；2)数据读出口是标准串行通信接口，可以通过专用数据读出器将各道口记录仪所记录的数据通过该口全部读出，并储存在读出器中，回段统一打印输出，不用现场打印，也可以通过专用通道或电话线增加部分接口设备，将各道口记录仪通信接口直接与工务段道口管理科室接通，实现远程数据读出并打印，这样可节省去各道口检查、打印的时间，使检查工作更加及时、方便；3)在系统软件设计中，力求模块化、规范化，并采取了一系列自检、校验、软件陷井、看门狗等措施，使系统工作稳定可靠，且具有耗电少、操作简单、记录数据准确、精度高等特点，而且功能扩展性强，可不断满足现场实际需要。
图1是本发明铁路道口员出场作业记录仪主机的外观图；图2是本发明铁路道口员出场作业记录仪构成框图；图3是微计算机的原理框图；图4是计算机主程序的流程图；图5是轴信息采集电路图；图6是列车接近报警信号检测电路；图7是串行口中断子程序流程图；图8是键盘中断子程序流程图；图9是本发明铁路道口员出场作业记录仪的示意图。
下面结合附图详细描述本发明的实施例。
如图1、图2和图9所示，本发明铁路道口员出场作业记录仪主要由室内和室外两部分组成。室内部分由计算机和列车接近报警通知装置5和计算机6组成，计算机外型如图1所示，机箱面板由显示器7、键盘8、微型打印机9组成。显示器7是6位LED显示，用来显示时钟和各种状态。键盘由16个数字功能键和1个复位键组成，包括0-9数字键、输入工号、输入车号、修改时钟、打印等功能键、#号、Y号键。此外面板上还设两个指示灯，一个是电源状态灯10，一个是设备工作正常指示灯11，两灯在设备正常工作时亮。
室外部分包括电磁轨道传感器1和防护栏木控制检测传感器2。电磁轨道传感器1卡在道口处线路的钢轨3上，用来检测列车经过的时间和速度。当有车压过电磁轨道传感器1时，该传感器1输出一脉冲信号送至室内主机检测电路，经轴信息采集电路接收、放大、整形，输出轴脉冲信号送给微计算机6。防护栏木控制检测传感器2安装在防护栏木4上，用来检测防护栏木4的状态。
如图3所示，微计算机6的主CPU采用美国ATMEL公司的AT89C51芯片，这是一种带4K字节，闪速可编程、可擦除只读存储器，且低功耗、高性能CMOS8位微控制器。内部还有128×8位RAM存储器，32个I/O线，2个16位定时/计数器，一个全双工串行口。内部数据可保存10年，功能与MCS51单片机系列产品兼容，且具有应用简单、使用灵活的特点。DS1643是DALLAS公司生产的时日记录器芯片，内设实时时钟电路，8K×8NVSRAM存储器，内置锂电池保护，存储数据可保存10年以上。该芯片在本装置中作为时钟电路，并且作为数据存储器用来存储重要记录数据。81C55是并行I/O接口芯片，用来采集外部信息、输出各种控制命令。82C79是专用键盘、显示控制芯片，能对显示器自动扫描，识别键盘上按下键的键号，可提高CPU的工作效率。CD4060是14位串行二进制计数器，在本装置中作程序运行监视器使用，即看门狗。在设备主机按程序流程正常运行状态下，计算机CPU的P1.7口不断送出复位脉冲，不断使计数器清零，一旦程序运行不正常，发生跑飞或陷入死循环，CPU复位脉冲停送，经过限时计数器输出端输出一正脉冲，使CPU复位。74HC373为高速CMOS八D锁存器电路。在数据存储器扩展时，作地址锁存器使用，在本电路中为时日计录器DS1643提供地址信号。74HC245是高速CMOS双向驱动器，在计算机电路中，分别作CPU与接口芯片间数据总线双向驱动和地址、读写、片选等信号的单向驱动用。74LS138为3-8译码器，在电路中用来作地址译码使用。
如图5所示，电路中U1为LM324集成运放电路，U2为LM339电压比较器，U3是光电耦合器，CZ1、CZ2是室外轨道传感器输出信号引入端。当有车驶过传感器时，传感器感应出交变信号经传输电缆引入到室内主机CZ1、CZ2入口，经U1、U2放大、整形，U3光电隔离，形成轴脉冲送至计算机接口，由计算机检测识别有列车驶过。
如图6，IN1、IN2为检测电路输入端，接至报警通知装置的振铃电路。当有列车接近道口，通知装置报警时，振铃信号被取出，送至IN1、IN2输入端，经整流后变成直流电信号，使光电耦合器导通，5脚输出端变成低电平，IC2与非门输出高电平送至计算机接口电路，由计算机识别有列车接近。
道口防护栏木有电动和手动两种。电动栏木受电机控制，可以从配电柜中取出电机受控电压信号，采用与图6类似电路，经过隔离取样、降压整流、电平转换，然后变成TTL电平送至计算机接口，由计算机识别栏木动作。
手动道口情况比较复杂，栏木方式较多。可采用接触传感器来识别栏木动作。当栏木下放到一定角度时，传感器感应出一电压信号。信号传至室内，经过图5所示接收电路的放大、整形，输出一脉冲信号送至计算机接口，由计算机读入，判断栏木已放下。
如图4所示，微计算机主程序主要由初始化、自检、时钟显示、循环检测等几部分组成。初始化程序主要完成CPU内部特殊功能寄存器的初始化设置、堆栈指针设置，82C79、81C55等接口芯片的功能设置。自检程序主要完成对CPU内部数据寄存器、81C55外部数据寄存器、82C79键盘显示接口芯片以及外部电源、接口信号是否正常等进行检测，如发现异常则发出音响报警，并显示出故障类型。时钟显示是在程序循环圈内不断读取时日记录器的内部实时时钟，并随机显示出时、分秒各两位数字，以提示当前时间。循环检测部分包括检测是否有列车接近报警信号、防护栏木是否正在关闭、有无列车经过，如检测到则记录下当时时间(年、月、日、时、分)，并开蜂鸣器，高位显示检测内容，最后将记录下的数据送至数据保护区，清理暂存区然后返回。
如图7所示，串行口中断子程序是主机响应外设串行口中断后执行串行口中断源入口地址0023H处的跳转指令而进入中断服务子程序的。串行中断子程序的任务就是把内存数据单元存储区记录存储的数据通过串行口输出至外设。外设是指专用的数据读出存储装置。在程序入口处，首先保护寄存器内容及地址，然后读入数据，判别是读数据命令，还是取数据命令，显示器高位显示发送数据符号，发送“始发”命令，收到“同意接收”命令后，开始逐字节发送内存数据。发送完毕，发出“结束”命令，再读入，如读到“收到”命令则发送结束，程序返回，否则再重新发送一遍。
如图8所示，键盘是人机对话的接口，当需要向主机输入命令或数据时，按下功能键，键盘显示控制芯片82C79自动向中央CPU发出中断请求，主机计算机进入键盘中断服务子程序，完成读取命令、读入数据工作。键盘中断子程序主要包括输入车号处理、输入工号处理、打印输出处理、修改时钟处理四个部分。当主程序转入中断服务程序，首先读取键值，判断是什么功能键，然后转入相应的处理程序。如果键值不是功能键而是数字键或符号键则中断返回。转入功能处理程序后，开蜂鸣器，高位显示相应功能键符号，然后读取输入数据。输入数据时，如果按下的是功能键则无效。相应的功能键要输入的数据位是一定的，如果位数不足时应以“#”号键结束输入，超出规定位数无效。修改时钟时，输入的数据要判别是否有效，不合理的年、月、日、时、分、秒输入数值为无效，要重新输入。
主要工作过程平时无车时，设备显示六位时种，时、分、秒，道口员在交接班时要及时输入自己的工号，共2位数字。当上行或下行有列车接近时，列车接近报警通知装置5报警，微计算机6通过检测电路检测到列车接近信息，并记录下列车接近的时间(年、月、日、时、分、秒)。这时道口员要及时出场关闭或放下栏门或栏木4。通过栏木4控制检测传感器2，计算机6可记录下道口员操纵栏木4的时间。当列车经过道口时，通过安装在轨道上的电磁轨道传感器1，计算机6检测到列车经过，并记录下列车经过道口时的时间。这时室内主机蜂鸣器停响。如不输入车次号需给主机复位、清零。在不太繁忙的道口，每天通过列车在30对左右时，记录仪信息容量能记录不少于15天的数据。当工务段或分段检查时，可以直接从记录仪输出，打印机输出记录数据，也可以用专用数据读出器从串行数据读出口取走记录数据。通过分析所记录的列车接近时间、操纵栏木时间、列车经过时间、道口员工号等数据，可以很容易地判断出道口员出场是否及时，列车接近报警通知是否准确，以区分责任，对道口安全起到监督保护作用。
权利要求
1.铁路道口员出场作业记录仪，包括列车接近报警信号检测电路，钢轨(3)、列车接近报警通知装置(5)和电动或手动栏木(4)，其特征是它还包括微计算机电路、轴信息采集电路和防护栏木控制信息采集电路，所述的轴信息采集电路、列车接近报警信号检测电路和防护栏木控制信息采集电路分别与微计算机电路相连；所述的钢轨(3)上安装有电磁轨道传感器(1)，所述的电动或手动栏木(4)上安装有防护栏木控制检测传感器(2)，所述的列车接近报警通知装置(5)、电磁轨道传感器(1)和防护栏木控制检测传感器(2)分别与微计算机(6)相连。
2.根据权利要求1所述的记录仪，其特征是所述的列车接近报警信号检测电路，由IN1、IN2和IC2组成，IN1、IN2为检测电路输入端，并接入报警通知装置的振铃电路，经整流后变成直流电信号，使光电耦合器导通，5脚输出端变成低电平，IC2与非门输出高电平送至计算机接口电路；所述的微计算机电路由AT89C51芯片、DS1643芯片、81C55芯片、82C79芯片、CD4060计数器、74HC373锁存器电路、74HC245驱动器和74LS138译码器组成，所述的AT89C51是一种带4K字节闪速可编程可擦除CMOS8位微控制器，内部还有128×8位RAM存储器，32个I/O线，2个16位定时/计数器，一个全双工串行口，所述的DS1643是时日记录器芯片，内设实时时钟电路，8K×8NVSRAM存储器，所述的81C55是并行I/O接口芯片，用来采集外部信息、输出各种控制命令，所述的82C79是专用键盘、显示控制芯片，识别键盘上按下键的键号，所述的CD4060是14位串行二进制计数器，所述的74HC373为高速CMOS八D地址锁存器，所述的74HC245是高速CMOS双向驱动器，在计算机电路中，分别作CPU与接口芯片间数据总线双向驱动和地址、读写、片选等信号的单向驱动用，所述的74LS138为3-8地址译码器；所述的轴信息采集电路由U1、U2、U3、CZ1和CZ2组成，所述的U1为LM324集成运放电路，所述U2为LM339电压比较器，所述的U3是光电耦合器，所述的CZ1、CZ2是室外轨道传感器输出信号引入端，传感器感应出交变信号经传输电缆引入到室内主机CZ1、CZ2入口，经U1、U2放大、整形，U3光电隔离，形成轴脉冲送至计算机接口；所述的防护栏木控制信息采集电路，经过隔离取样、降压整流、电平转换，然后变成TTL电平送至计算机接口。
全文摘要
本发明铁路道口员出场作业记录仪,包括列车接近报警信号检测电路,钢轨、列车接近报警通知装置和电动或手动栏木,它包括微计算机电路、轴信息采集电路和防护栏木控制信息采集电路,轴信息采集电路、列车接近报警信号检测电路和防护栏木控制信息采集电路分别与微计算机电路相连;钢轨上安装有电磁轨道传感器,电动或手动栏木上安装有防护栏木控制检测传感器,列车接收报警通知装置、电磁轨道传感器和防护栏木控制检测传感器分别与微计算机相连。本发明能很容易地判断出道口员出场是否及时,列车接近报警通知是否准确,对道口安全起到监督保障作用。
文档编号B61L29/18GK1269302SQ9910790
公开日2000年10月11日 申请日期1999年6月1日 优先权日1999年6月1日
发明者缪万里, 陈晓光, 李国华, 车源伟, 王跃, 刘金明, 李君 , 郑德山, 姚允愉 申请人:哈尔滨铁路局齐齐哈尔科学技术研究所