一种港区铁路平交道口自动控制系统及方法与流程

本发明涉及铁路平交道口控制和防护技术领域，尤其是涉及一种港区铁路平交道口自动控制系统及方法。

背景技术：

现阶段，对于铁路平交道口防护设备，现有以下三种，一是早期使用的轨道电路，但轨道电路功能单一，易误报，且安装工程量大；二是基于红外传感技术的嵌入式监控系统，但红外传感器的检测精度有限且结果会受传感器高度差异的影响，不适合工业现场的实际应用；三是基于铁路计轴传感器的报警系统，该种方式控制器较复杂。且现有铁路平交道口的控制系统控制逻辑简单，不适合在港区铁路道口的复杂工况环境下运行，因此设备的运行过程仍需要工作人员全程参与控制。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种港区铁路平交道口自动控制系统及方法，以解决现有技术不适用于港区铁路道口的复杂工况的技术问题。

一方面，本发明还提供一种港区铁路平交道口自动控制系统，包括第一检测模块、控制模块、入口拦木机、出口拦木机及缺口拦木机；

所述第一检测模块，用于检测道口是否有机车接近及检测道口机车是否完全驶离，还用于检测出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况；

所述控制模块，用于在道口有机车接近时，控制入口拦木机下放，当入口拦木机下放到位后，根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，出口拦木机到位后提升缺口拦木机，当缺口拦木机提升到位后，改变铁路信号灯至第一设定颜色，还用于当道口机车完全驶离后，控制缺口拦木机下放，并提升出、入口拦木机，当出、入口拦木机提升到位后，改变公路信号灯至第二设定颜色。

进一步地，所述港区铁路平交道口自动控制系统还包括第二检测模块，所述第二检测模块，还用于检测入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况；所述控制模块，控制入口拦木机下放，具体包括，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放。

进一步地，所述控制模块，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放，具体包括，若入口拦木机外侧第一设定范围内有人或者车辆，并且入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内没有人和车辆，则控制入口拦木机点动下放；若入口拦木机外侧第一设定范围以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内均没有人和车辆，则控制入口拦木机直接下放。

进一步地，所述控制模块，根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，具体包括，若出入、口拦木机之间的道口区域无人和车辆，则直接下放出口拦木机，若开始下放出口拦木机后，出入、口拦木机之间的道口区域有人或车辆，则停止下放出口拦木机，待到出、入口拦木机之间的道口区域无人或和车辆，则重新下放出口拦木机。

进一步地，所述港区铁路平交道口自动控制系统还包括第三检测模块及报警模块，所述第三检测模块，用于出口拦木机下放到位后，检测铁轨上有无异物，若有异物则向报警模块传送报警信号，报警模块进行报警。

另一方面，本发明还提供了一种港区铁路平交道口自动控制方法，包括以下步骤：

检测道口是否有机车接近，若道口有机车接近，则控制入口拦木机下放，当入口拦木机下放到位后，根据出入、口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，出口拦木机到位后提升缺口拦木机，当缺口拦木机提升到位后，改变铁路信号灯至第一设定颜色；

检测道口机车是否完全驶离，若道口的机车完全驶离，则控制缺口拦木机下放，并提升出、入口拦木机，当出、入口拦木机提升到位后，改变公路信号灯至第二设定颜色。

进一步地，所述控制入口拦木机下放，具体包括，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放。

进一步地，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放，具体包括，若入口拦木机外侧第一设定范围内有人或者车辆，并且入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内没有人和车辆，则控制入口拦木机点动下放；若入口拦木机外侧第一设定范围以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内均没有人和车辆，则控制入口拦木机直接下放。

进一步地，所述根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，具体包括，若出、入口拦木机之间的道口区域无人和车辆，则直接下放出口拦木机，若开始下放出口拦木机后，出、入口拦木机之间的道口区域有人或车辆，则停止下放出口拦木机，待到出、入口拦木机之间的道口区域无人或和车辆，则重新下放出口拦木机。

进一步地，所述港区铁路平交道口自动控制方法还包括，出口拦木机下放到位后，检测铁轨上有无异物，若有异物则进行报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过所述第一检测模块检测道口是否有机车接近及检测道口机车是否完全驶离，检测出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况；通过所述控制模块，在道口有机车接近时，控制入口拦木机下放，当入口拦木机下放到位后，根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，出口拦木机到位后提升缺口拦木机，当缺口拦木机提升到位后，改变铁路信号灯至第一设定颜色；在道口机车完全驶离时，控制缺口拦木机下放，并提升出、入口拦木机，当出、入口拦木机提升到位后，改变公路信号灯至第二设定颜色；实现了适用于港区铁路平交道口复杂工况环境下的拦木机及机车通行的自动控制。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的港区铁路平交道口自动控制系统的结构框图；

图2为本发明实施例1所述的石头油库道口设备布置示意图；

图3为本发明实施例1所述的石头村道口设备布设示意图；

图4为本发明实施例1所述的凌志西道口设备布置示意图。

附图标记：01-第一检测模块；02-控制模块；03-入口拦木机；04-出口拦木机；05-缺口拦木机；1-控制柜；2-公路灯；3-铁路灯；4-激光雷达；5-有源磁钢；6-摄像头；7-拦木机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明实施例提供了一种港区铁路平交道口自动控制系统，其结构框图，如图1所示，所述系统包括第一检测模块、控制模块、入口拦木机、出口拦木机及缺口拦木机；

所述第一检测模块，用于检测道口是否有机车接近及检测道口机车是否完全驶离，还用于检测出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况；

所述控制模块，用于在道口有机车接近时，控制入口拦木机下放，当入口拦木机下放到位后，根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，出口拦木机到位后提升缺口拦木机，当缺口拦木机提升到位后，改变铁路信号灯至第一设定颜色(如绿色)，还用于在道口机车完全驶离时，控制缺口拦木机下放，并提升出、入口拦木机，当出、入口拦木机提升到位后，改变公路信号灯至第二设定颜色(如绿色)。

一个具体实施中，第一检测模块包括激光雷达(如飞思迈尔c-500型雷达)，所述控制模块为plc，每个道口布置有3个激光雷达，安置的位置必须要有空旷的视野，扫描范围内不能有大面积的遮挡，否则会影响其扫描结果；并且覆盖区域要尽可能的满足系统运行的要求；

石头油库道口设备布置示意图，如图2所示，图2中，激光雷达的区域划分为区域1即栏木机以外侧10米，区域2即检测拦木机下方及以外侧0.5米范围；区域3即进出栏木机之间的道口区域；激光雷达扫描所划分区域公路上的人和车辆，当拦木机下降时如果相应区域内检测到有车辆或行人会发出信号使plc做出相应动作，激光雷达对所在道口的机车的驶离进行判断，并将判断结果发送给plc；

当检测区域1和区域2为无人和车辆的状态时，可直接快速下放出口栏木机；如果区域1有人或车，区域2无人和车，采用点动方式下放拦杆；区域2有人或车时停止下放；检测入口栏木机下方是否有异物闯入；当入口拦木机放到位后，检测区域3为无人和车的状态时，直接快速下放出口栏木机；如果区域3有人或车辆，则待人或车辆离开后再关闭出口栏木机(包含入口栏木机下放到位后有闯入时，待闯入的人或车离开后再下放出口栏木机)；

另一个具体实施例中，所述第一检测模块还包括有源磁钢，有源磁钢用来检测机车的接近检测，以及方向判断，有源磁钢和激光雷达互相冗余；每个道口两侧各安装两组有源磁钢，每组有2个；两组分别安装在铁轨的两边，每个相距40cm左右，以保证机车在一定的速度范围内可以被识别；两组磁钢分别命名为1、2和3、4布置在铁轨统一位置的两侧，当有机车通过时会触发有源磁钢，使得有源磁钢发出信号，因为机车通过有先后之分，所以有源磁钢发出的信号也有先后之分；因此当plc接受的有源磁钢信号顺序为1、2和3、4时就可以判定机车的方向，当接受的信号顺序为2、1和4、3时就可以判定机车驶向相反方向；另外安装的位置必须离道口300m，以便提前识别机车接近状态；

plc根据道口状态即是否有机车接近或者机车是否驶离信号做出相应动作；当机车触发有源磁钢后，有源磁钢向plc发出信号，plc根据有源磁钢的信号判断机车是驶离还是接近，进而控制拦木机是提升还是下放；不管拦木机是提升还是下放都要对其状态进行检测判断，如果没有提升到位或下放到位就执行对应的提升拦木机流程或下放拦木机流程；当拦木机动作到位后接着就是检测机车通信和关闭道口流程，检测机车离开和打开道口流程；在打开道口以后，执行检测机车通行和关闭道口流程，通过接收来自机车的信号以及有源磁钢的信号来进行封闭道口的操作，两个信号互为冗余，当有任意一个信号表示机车接近道口时，系统即执行下放拦木机流程，从而封闭道口；

另一个具体实施中，在凌志西-石头村联动道口封闭以后，石头村道口设备布设示意图，如图3所示，凌志西道口设备布置示意图，如图4所示，道口执行检测机车离开和打开道口流程，检测到机车驶离道口以后，执行提升拦木机流程，将道口重新打开；激光雷达检测机车驶离道口时，由激光雷达lx-ld2、sc-ld1(用lx代表凌志西，sc代表石头村)来检测凌志西至石头村方向上的机车驶离，激光雷达sc-ld2、lx-ld1来检测石头村至凌志西方向的机车驶离；或不论机车驶离哪一方向，均使用四个雷达来进行检测；由于存在机车停在两道口之间的情况，因此在激光雷达未检测到机车驶离两个道口，但机车发送不通过另一道口的信号时，将向监控中心软件(报警模块)进行报警；

优选的，港区铁路平交道口自动控制系统还包括第二检测模块，所述第二检测模块，还用于检测入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况；所述控制模块，控制入口拦木机下放，具体包括，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放。

优选的，所述控制模块，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放，具体包括，若入口拦木机外侧第一设定范围内有人或者车辆，并且入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内没有人和车辆，则控制入口拦木机点动下放；若入口拦木机外侧第一设定范围以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内均没有人和车辆，则控制入口拦木机直接下放。

一个具体实施例中，第二检测模块可为激光雷达，以凌志西-石头村道口下放拦木机为例，公路信号灯发生变化(此时机车接近，红色公路信号灯闪烁同时扬声器报警)，开始定时，下放入口拦木机，由激光雷达来检测区域1及区域2的人/车情况，区域1为拦木机外侧10m范围(外侧第一设定范围)，区域2为检测拦木机下方及外侧0.5m范围(外侧第二设定范围)，若区域2有人或车辆时，拦木机停止下放，区域1有人或车而区域2没有人和车辆时，点动下放入口拦木机，当区域1及区域2均无人、车时，直接快速下放入口拦木机；

优选的，所述控制模块，根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，具体包括，若出、入口拦木机之间的道口区域无人和车辆，则直接下放出口拦木机，若开始下放出口拦木机后，出、入口拦木机之间的道口区域有人或车辆，则停止下放出口拦木机，待到出、入口拦木机之间的道口区域无人或和车辆，则重新下放出口拦木机；

具体实施时，入口拦木机下放到位后，激光雷达检测区域3人和车情况(区域3为进出栏木机之间的道口区域)，当区域3无人和车时，直接快速下放出口拦木机，若开始下放出口拦木机后，区域3有人/车闯入，则提升出口拦木机，等待区域3无人和车时，重新下放出口拦木机；

优选的，港区铁路平交道口自动控制系统还包括第三检测模块及报警模块，所述第三检测模块，用于出口拦木机下放到位后，检测铁轨上有无异物，若有异物则向报警模块传送报警信号，报警模块进行报警。

一个具体实施例中，下放拦木机的流程步骤为，机车接近，红色公路信号灯闪烁同时扬声器报警后，启动入口拦木机，启动定时器(定时10s)，激光雷达检测拦木机前方10m范围，获取拦木机前方是否有障碍，若有障碍，则点动下放入口拦木机，若否则直接下放入口拦木机，检测是否砸到人或车，若是，则入口拦木机提升2s，检测入口拦木机是否下放到位，若否，则重新下放，若是，则检测道口内是否有人和车辆，若没有，则直接下放出口拦木机，以防砸装置检测是否砸到人和车辆，若是提升出口拦木机，否则检测出口拦木机是否下放到位，若是则检测道口异物，若是则报警，否则直接提升缺口拦木机，当缺口拦木机到位后，使铁轨信号灯显示绿色，向机车发送可通行信号；

需要说明的是，出口拦木机下放到位后，激光雷达检测铁轨上有无异物，并提升缺口拦木机，若有异物，向监控中心(模块)传送报警信号，激光雷达的检测结果只进行报警，不参与其他控制动作；缺口拦木机提升到位后，改变铁路信号灯颜色，向机车发送可通行信号，并进行异常闯入的检测；下放栏木机命令启动后，若10秒定时时间到，而道口仍未关闭，缺口栏木机仍未打开，道口将向监控中心和机车软件发送报警信号，由监控中心工作人员观察道口情况后决策继续道口自动控制还是手动控制道口关闭；如果报警过程中道口关闭到位，则停止发送报警信号；

提升拦木机的流程步骤为，当机车驶离石头油库道口后，铁路信号灯发生变化，并开启定时器；下放缺口拦木机；缺口拦木机下放到位后，提升出、入口拦木机；当出、入口拦木机提升到位以后，改变公路信号灯；提升栏木机命令启动后，若5秒定时时间到，而道口仍未打开，则此时拦木机可能发生故障，道口将向监控中心发送报警信号。

实施例2

本发明实施例提供了一种港区铁路平交道口自动控制方法，包括以下步骤：

检测道口是否有机车接近，若道口有机车接近，则控制入口拦木机下放，当入口拦木机下放到位后，根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，出口拦木机到位后提升缺口拦木机，当缺口拦木机提升到位后，改变铁路信号灯至第一设定颜色；

检测道口机车是否完全驶离，若道口的机车完全驶离，则控制缺口拦木机下放，并提升入口拦木机，当入口拦木机提升到位后，改变公路信号灯至第二设定颜色。

优选的，所述控制入口拦木机下放，具体包括，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放。

优选的，根据入口拦木机外侧第一设定范围内以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内的人和车辆情况，控制入口拦木机下放，具体包括，若入口拦木机外侧第一设定范围内有人或者车辆，并且入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内没有人和车辆，则控制入口拦木机点动下放；若入口拦木机外侧第一设定范围以及入口拦木机下方及其外侧第二设定范围内均没有人和车辆，则控制入口拦木机直接下放。

优选的，所述根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，具体包括，若出、入口拦木机之间的道口区域无人和车辆，则直接下放出口拦木机，若开始下放出口拦木机后，出、入口拦木机之间的道口区域有人或车辆，则停止下放出口拦木机，待到出、入口拦木机之间的道口区域无人或和车辆，则重新下放出口拦木机。

优选的，所述港区铁路平交道口自动控制方法还包括，出口拦木机下放到位后，检测铁轨上有无异物，若有异物则进行报警。

需要说明的是，实施例1和实施例2未重复描述之处可相互借鉴。

本发明公开了一种港区铁路平交道口自动控制系统及方法，通过所述第一检测模块检测道口是否有机车接近及检测道口机车是否完全驶离，检测出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况；通过所述控制模块，在道口有机车接近时，控制入口拦木机下放，当入口拦木机下放到位后，根据出、入口拦木机之间的道口区域的人和车辆情况，下放出口拦木机，出口拦木机到位后提升缺口拦木机，当缺口拦木机提升到位后，改变铁路信号灯至第一设定颜色，在道口机车完全驶离时，控制缺口拦木机下放，并提升出、入口拦木机，当出、入口拦木机提升到位后，改变公路信号灯至第二设定颜色；实现了适用于港区铁路平交道口复杂工况环境下的拦木机及机车通行的自动控制；节约了人力资源与成本，提高道口通行的安全性、可靠性。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

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