一种冶金企业的铁路道口自动安全防护控制系统及方法与流程

本发明涉及冶金业生产中自动化技术领域，具体是一种冶金企业的铁路道口自动安全防护控制系统及方法。

背景技术：

传统厂内铁路道口安全管理模式分为有人值守和无人值守两类，其中冶金企业厂内铁路道口由于车流量和人流量大因此常采用有人值守方式。有人值守道口按照标准规定配置有电话、无线对讲、道口信号机、栏木机和接近到达传感器等铁路道口信号和安全防护设备，在道口工的操作管理下封闭/开放道口，人工方式保证公路车辆、行人的安全和列车顺利通过道口。具体过程为：列车行车进度安排后由站调度电话通知道口工准备接车；道口工根据行车进度或接近传感器自行择时打开报警、落下栏木机封闭道口并管理行人和车辆禁止闯行；列车通过后抬起栏木机和关闭报警；道口工如发现设备故障负责向站调度汇报。

实际生产中，宝武集团鄂城钢铁有限公司五处道口为厂内公路与铁水线交叉道口，地理及交通环境复杂，经常有行人和车辆不按规定随意穿越、强冲道口，严重影响物流及铁水运输安全，存在很大安全风险。如果采用传统人工看守道口方式存在以下缺点：1、公路车辆和行人常常随意闯行导致人工管理道口困难大，安全隐患大；2、技术简单、不具备智能功能，无法满足冶金企业厂内复杂道口管控需要；3、道口工技术水平有限，导致电动设备故障反应和维修不及时，带来安全隐患；4、需要大量人员（通常4-5人/道口），多个道口时人工成本更高；5、需要建设道口房及相应配套生活设施（如空调、厕所等），公辅设施建设成本高。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决冶金业厂区内采用人工看守道口的传统方式存在的问题，提供一种冶金企业的铁路道口自动安全防护控制系统及控制方法。

本发明的具体方案是：一种冶金企业的铁路道口自动安全防护控制系统，包括轨道电路信号采集器、远程控制主机、道口控制器及道口防护装置，轨道电路信号采集器及道口控制器分别与远程控制主机信号连接，轨道电路信号采集器用于采集轨道电路信号和道岔状态信号并解析获得列车接近道口的条件指令发送到远程控制主机，道口防护装置包括道口信号机、道口栏木机、上行接近传感器、下行接近传感器、安全防护传感器，所述道口控制器包括cpu模块、接近传感器接口、铁路信号模块、安全防护模块，上行接近传感器及下行接近传感器均连接至接近传感器接口，所述道口信号机连接至铁路信号模块，所述安全防护传感器及道口栏木机连接至安全防护模块。

进一步的，所述道口控制器还包括到达传感器接口、智能视频模块、辅助功能模块，道口防护装置还包括到达传感器、摄像机、音频广播装置、辅助装置，到达传感器用于检测列车是否到达或全部通过道口，摄像机及音频广播装置均连接至智能视频模块，辅助装置包括补光灯、雨刷，补光灯及雨刷均与辅助功能模块信号连接。

进一步的，所述道口控制器还包括监测模块，监测模块与所述道口现场保护装置的各组成部分连接用于监测其运行状态。

进一步的，所述道口信号机包括道口信号灯和遮断信号灯，道口信号灯用于指示行人、汽车通过道口，遮断信号灯用于指示列车通过道口。

采用上述铁路道口自动安全防护控制系统进行自动控制的方法，包括以下步骤：1）远程控制主机接收到来自轨道电路信号采集器的“接近有效”信息，立即切换相应道口的视频和音频数据并显示，以备应急状态时人工干预使用；2）远程控制主机向道口控制器发送指令启动接近传感器接口，根据指令监测对应的上行或下行接近传感器，在收到传感器的列车接近有效信号后启动道口的声光报警；3）启动安全防护模块，驱动道口栏木机下落封闭道口；4）当所有道口栏木机的落杆行程信号到位后，且安全防护传感器和智能视频模块均无“危险有效”信号的前提下，道口控制器通过铁路信号模块驱动遮断信号灯由红灯变为绿灯，允许列车通过道口；5）当列车全部通过道口后，道口控制器将收到来自到达传感器的列车通过道口完成信号，立即通过安全防护模块执行抬杆动作；6）当所有道口栏木机的抬杆行程信号到位后，道口控制器立即驱动道口信号机停止报警，同时驱动道口信号灯由红灯变绿灯；流程结束，系统进入空闲状态。

进一步的，道口控制器在收到上行接近传感器或下行接近传感器的列车接近有效信号后，立即向远程控制主机报告；远程控制主机自动调取该道口的图像并显示，同时开启该道口的双向音频通道，供控制中心值班员观察道口图像和向道口喊话指挥监听。

进一步的，道口控制器始终实时通过监测模块持续监测各个模块和执行设备的运行状态，如发现故障立即向远程控制主机报告申报维修。

进一步的，步骤3）中同时连续监测安全防护传感器，若收到其“危险有效”信号则立即停止道口栏木机，并向远程控制主机报告紧急状况请求人工干预；与此同时，道口控制器启动智能视频模块检查是否存在危险。

进一步的，步骤4）中在等待列车通过的过程中，道口控制器始终监测安全防护传感器和智能视频模块是否出现“危险有效”信号，一旦出现，立即驱动遮断防护信号灯由绿灯变为红灯，并向远程控制主机报告紧急状况请求人工干预。

进一步的，步骤5）中当任一道口栏木机的落杆行程信号失位后，道口控制器立即驱动遮断信号机由绿灯变为红灯。

本发明相比现有技术具有以下优点：1、系统自动运行可不需要道口工现场作业，只需要后台调度室调度后台监控即可，节省了大量人力资源成本，不需要建设道口房及配套生活设施，节省了建设成本；

2、实现道口自动安全防护，通过将轨道电路信号与接近传感器相结合的方式自动报警，避免了原有单一传感器模式的误报和漏报引发的安全隐患，提高铁路道口安全性；

3、整个系统技术先进可靠，功能配置完善，具备智能自动化功能，满足冶金企业厂内复杂铁路道口的管理要求，降低现场作业人员劳动强度，减少职业危害；

4、通过道口安装的安防监控摄像头，与道口报警设备联动，只要有行人、车辆冲抢闯道口时，后台自动抓拍并存储录像，方便企业定期检查通报对责任人进行考核问责，使道口安全管控水平进一步提升。

5、系统中各个设备具有运行状态自动监测功能，发生故障时系统自动报错，维修工可针对性修复，避免了设备故障反应和维修不及时的问题，保证铁路道口设备长期稳定运行。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

具体实施方式

本实施例是一种冶金企业的铁路道口自动安全防护控制系统，包括轨道电路信号采集器、远程控制主机、道口控制器及道口防护装置，轨道电路信号采集器及道口控制器分别与远程控制主机信号连接，轨道电路信号采集器用于采集轨道电路信号和道岔状态信号并解析获得列车接近道口的条件指令发送到远程控制主机，道口防护装置包括道口信号机、道口栏木机、上行接近传感器、下行接近传感器、安全防护传感器，所述道口控制器包括cpu模块、接近传感器接口、铁路信号模块、安全防护模块，上行接近传感器及下行接近传感器均连接至接近传感器接口，所述道口信号机连接至铁路信号模块，所述安全防护传感器及道口栏木机连接至安全防护模块。

本实施例所述道口控制器还包括到达传感器接口、智能视频模块、辅助功能模块，道口防护装置还包括到达传感器、摄像机、音频广播装置、辅助装置，到达传感器用于检测列车是否到达或全部通过道口，摄像机及音频广播装置均连接至智能视频模块，辅助装置包括补光灯、雨刷，补光灯及雨刷均与辅助功能模块信号连接。

本实施例所述道口控制器还包括监测模块，监测模块与所述道口现场保护装置的各组成部分连接用于监测其运行状态。

本实施例所述道口信号机包括道口信号灯和遮断信号灯，道口信号灯用于指示行人、汽车通过道口，遮断信号灯用于指示列车通过道口。

在列车不通过道口的“空闲”状态时，所有设备运行内容为：轨道电路信号采集器实时持续运行采集数字轨道电路反馈信号和道岔状态信号，并运算检查是否符合列车接近道口条件，运算结果为“否”继续采集运算，为“是”则同时向远程控制主机、道口控制器cpu发出列车接近道口数据指令；远程控制主机在空闲状态时轮询每个道口控制器的cpu并监测其运行状态，并获得其所辖执行设备的运行状态；道口控制器的cpu通过所辖各个模块监测执行设备的状态，如发现故障立即向远程控制主机上报，由远程控制主机提示维修人员进行维修；远程控制主机与道口控制器之间通过成对的光纤通信设备和以太网数据通信。

在列车通过道口的“工作”状态时，所有设备运行内容分步详细说明如下：

步骤一：远程控制主机接收到来自轨道电路信号采集器发送来的“接近有效”信息，立即切换相应道口的视频和音频数据并显示，供人工干预使用；

步骤二：道口控制器cpu在收到“接近有效”指令后，启动接近模块，根据指令提示监测对应的上行或下行接近传感器，在得到传感器的列车接近有效信号后，通过铁路信号模块分别驱动每个方向车道对应的道口信号机，启动道口的声光报警；

步骤三：控制道口信号机转为红灯，根据每个道口具体情况延时若干时间，道口控制器cpu启动安全防护模块，通过其驱动道口栏木机开始下落封闭道口，同时实时连续监测安全防护传感器，如果收到其“危险有效”信号，立即停止道口栏木机，并向远程控制主机报告紧急状况，请求人工干预；与此同时，道口控制器cpu启动智能智能视频模块，通过摄像机的图像智能分析功能检查是否有危险存在；

步骤四：当所有道口栏木机的落杆行程信号到位后，且安全防护传感器和智能智能视频模块均无“危险有效”信号的前提下，道口控制器cpu通过铁路信号模块驱动遮断信号机由红灯变为绿灯，向列车发出道口开放信号，允许列车通过道口；

步骤五：在等待列车通过的过程中，道口控制器cpu始终监测安全防护传感器和智能智能视频模块是否出现“危险有效”信号，一旦出现，立即驱动遮断信号机由绿灯变为红灯，并向远程控制主机报告紧急状况，请求人工干预；

步骤六：当列车全部通过道口后，道口控制器cpu将收到来自道口到达传感器的列车通过道口完成信号，其立即通过安全防护模块执行抬杆动作；关闭安全防护传感器和智能智能视频模块；当任一道口栏木机的落杆行程信号失位后，道口控制器cpu立即驱动遮断信号机由绿灯变为红灯；

步骤七：当所有道口栏木机的抬杆行程信号到位后，道口控制器cpu立即驱动道口信号机停止报警，同时驱动道路信号灯由红灯变绿灯；流程结束，重新进入空闲状态。

不论是“空闲”状态还是“工作”状态，道口控制器cpu始终实时通过设备监测模块持续监测各个模块和执行设备的运行状态，如发现故障，立即向远程控制主机报告申报维修。

不论是“空闲”状态还是“工作”状态，道口控制器cpu持续根据时间设定和温度传感器的反馈，通过辅助功能模块驱动夜间补光、加热散热温控工作。

道口控制器cpu在收到上行或下行接近传感器的列车接近有效信号后，立即向道口集控主机报告；道口集控主机立即自动调取该道口的图像并显示，同时开启该道口的双向音频通道，供控制中心值班员观察道口图像和向道口喊话指挥监听。