鐵路道口警示監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

1、鐵路道口警示監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用摘要）本文從鐵路道口存在的安全隱患入手，利用現(xiàn)在成熟的傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、 視頻監(jiān)控分析技術(shù)構(gòu)建了一套鐵路道口綜合管理解決方案，實現(xiàn)眾多鐵路道口自動化管理， 提高道口管理的安全性。Abstract: It is discussed that there are many security risks in many railway crossing. A solution is proposed to reduce the security risks based on the sensor technology, automatic control techno

2、logy and IP video technology.關(guān)鍵詞安全因素、報警聯(lián)動、自動控制、視頻監(jiān)控Key Words： safety elements, alarm trigger, control automatic, IP video monitor一、引言隨著國民經(jīng)濟及鐵路跨越式發(fā)展的深入，列車的運行密度、速度及載重不斷提高，公路 運輸工具數(shù)量也迅速增加，穿越道口的機動車輛越來越多，道口碰撞事故不斷發(fā)生，這不僅 中斷鐵路運輸、嚴重影響了交通系統(tǒng)的運行，還導(dǎo)致人民生命和財產(chǎn)的損失。隨著鐵路的大 面積提速，對鐵路運輸安全提出了新的要求，深化安全基礎(chǔ)建設(shè)，確保運輸安全，依靠科學(xué) 技術(shù)知識，

3、防止或減少事故的發(fā)生，尤其是道口事故十分關(guān)鍵。將平交道口改建為立交橋，在減少道口事故上，這是較好的方法，但成本很高，在現(xiàn)有 資金短缺的條件下，要減少道口事故，就需要開展鐵路道口的分析研究，通過借鑒國外減少 道口事故的成功經(jīng)驗，提出合理可行的對策措施及建議。本文就是在此基礎(chǔ)上，對比了我國 鐵路道口安全形勢與國外的差距，進而從系統(tǒng)安全的角度分析了影響道口安全的因素，并提 出了相應(yīng)的安全防范措施。二、概述道口安全是鐵路運輸安全的重要組成部分，鐵路道口是任何一條鐵路與公路的平面交 叉，它是一個涉及多個管理部門（鐵路、公路、地方等）由人（駕駛員、交通參與者）、車 （機車、汽車等）、設(shè)備（道口特性、安全裝

4、置、公路幾何線形等）、環(huán)境（天氣、視距、車 速等）組成的復(fù)雜系統(tǒng)。道口是鐵路運輸安全生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)，也是道路運輸?shù)奈ｋU地段， 它直接威脅著交通參與者的人身安全。鐵路道口警示監(jiān)控系統(tǒng)是為鐵路平交道口實施無人（或少人）值守而定制研發(fā)的自動控 制系統(tǒng)，主要提供多種告警手段和數(shù)字視頻監(jiān)控功能。系統(tǒng)綜合了圖像、通訊、數(shù)據(jù)和計算 機網(wǎng)絡(luò)控制等高科技技術(shù)，提高了道口的安全性，實現(xiàn)了道口安全管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和 智能化。值班人員不僅可以隨時觀看各個鐵路道口的視頻圖像，還可以根據(jù)需要實時控制各 個道口的欄木機，安全有效的保證通行車輛和行人的安全。三、系統(tǒng)組成圖（一）系統(tǒng)工作原理：控制器根據(jù)計軸傳感器獲取的信

5、號，控制器將自動判斷列車駛?cè)敕较颍?自動觸發(fā)交通信號燈、聲光報警器、語音告警器、攝像機和電動欄木機進入告警工作狀態(tài)， 當(dāng)列車駛離時，自動解除告警工作狀態(tài)。同時，攝像機將自動記錄列車通過鐵路道口的全過 程。道口前端設(shè)備道口前端設(shè)備是完成無人道口值守各項任務(wù)的主要執(zhí)行者。它可根據(jù)監(jiān)控中心的指令完 成欄木機升降、聲光報警、廣播、監(jiān)控、錄像等功能，也可根據(jù)需要支持現(xiàn)場工作人員的操 作。道口前端設(shè)備包括：電動欄木機、攝像機、聲光報警器、擴音器、交通指示燈、計軸傳 感器等設(shè)備。道口控制設(shè)備道口控制設(shè)備主要的工作是接收來自監(jiān)控中心的控制信息，根據(jù)控制信息完成對道口前 端設(shè)備的操作，并將道口前端設(shè)備的信息傳送

6、給監(jiān)控中心，以便用戶實時了解道口狀況。道口控制設(shè)備安裝于專用的控制柜中，其中包括：網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、云臺解碼器、功率 放大器、溫控器以及欄木機控制電路等。網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備是連接監(jiān)控中心和道口控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通道，它由若干個網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備組 合而成。常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有：網(wǎng)絡(luò)交換機和網(wǎng)線，調(diào)制解調(diào)器（XDSL）和雙絞線，光纖收發(fā) 器、光端機和光纜以及無線網(wǎng)橋/交換機等。監(jiān)控中心監(jiān)控中心是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，是控制道口前端各設(shè)備的樞紐。硬件設(shè)備：工控計算機；軟件：道口視頻監(jiān)控軟件四、系統(tǒng)設(shè)計及工作原理鐵路道口警示監(jiān)控系統(tǒng)是為鐵路平交道口實施無人（或少人）值守而定制的數(shù)字視頻集 中監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)綜合

7、了圖像、通訊、數(shù)據(jù)和計算機網(wǎng)絡(luò)控制等高科技技術(shù)，提高了道口 的安全性，實現(xiàn)了道口安全管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。值班人員不僅可以隨時觀看各 個鐵路道口的視頻圖像，還可以根據(jù)需要實時控制各個道口的欄木機，安全有效的保證通行 車輛和行人的安全。本系統(tǒng)的設(shè)計上分為兩部分，包括道口現(xiàn)場檢測控制部分、管理中心部分。采用2級控 制方式，即現(xiàn)場控制器具有檢測、判斷、運行的功能，正常情況下無需控制中心進行干預(yù)； 在緊急狀況下，控制中心也可以介入進行人工干預(yù)。4.1道口現(xiàn)場檢測和控制部分現(xiàn)場控制器的功能設(shè)計如圖（一），由軌道傳感檢測分析、現(xiàn)場前端設(shè)備控制、視頻監(jiān) 控編碼及云臺控制、信號傳輸四部分組成?？刂浦行?/p>

8、圖（二）軌道傳感檢測分析部分用來探測列車的駛?cè)?、駛出狀態(tài)，確認啟動欄木機、交通信號燈、聲光報警設(shè)備等設(shè)備的觸發(fā)條件。現(xiàn)場前端設(shè)備控制部分就是對前一部分分析結(jié)果（或來自控制中心的指令）來控制欄木 機、交通信號燈、聲光報警設(shè)備等設(shè)備的運行。視頻監(jiān)控編碼及云臺控制部分主要是對視頻監(jiān)控信號進行編碼，然后通過傳輸網(wǎng)絡(luò)輸入 到視頻服務(wù)器中，以備事后進行查詢。另外，本部可以接受軌道傳感器檢測分析部分的指令， 當(dāng)列車進入時，可以控制攝像機自動回歸到道口側(cè)，確保記錄下列車通過時的視頻畫面。傳輸接口部分功能就是將所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為可以通過IP網(wǎng) 絡(luò)進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，以便與控制中心服務(wù)器互聯(lián)?，F(xiàn)

9、場檢測和控制部分實現(xiàn)列車進入、駛出檢測，但系統(tǒng)檢測到列車進入時，將啟動道口 報警控制設(shè)備，如：關(guān)閉電動欄木機切斷公路交通、轉(zhuǎn)換交通信號燈、發(fā)出告警聲音和聲光 報警、觸發(fā)攝像機進入監(jiān)控狀態(tài)等，當(dāng)系統(tǒng)檢測到列車駛離道口時，即控制道口設(shè)備恢復(fù)到 平時狀態(tài)。該部分在現(xiàn)場控制器的控制下能夠自動運行，無需人為干預(yù)，在緊急狀態(tài)下現(xiàn)場 緊急啟動按鈕可以啟動緊急狀態(tài)，關(guān)閉公路側(cè)通行。交通信號燈 聲光報： 攝像機1=器欄木機T3欄木機交通信號燈1聲光報警器 攝像機IZZI IZZIT5T4圖（三）在有平交道口的鐵道線路上、下行方向各設(shè)置四個磁性踏板開關(guān)，以上行方向為例，四 個軌道傳感器設(shè)置方法如下：在列車接近道口

10、 800-1000米的位置設(shè)置三個接近磁性開關(guān) （T1、T2、T3），離開道口 100-200米的位置設(shè)置一個出清磁性開關(guān)（T8）。下行方向設(shè)置方 法與上行方法相同位置相反。當(dāng)鐵路工人作業(yè)或穿越鐵路的行人無意觸動傳感器開關(guān)產(chǎn)生動 作時有可能產(chǎn)生誤報；當(dāng)磁性開關(guān)發(fā)生故障而未得到及時更換時有可能產(chǎn)生漏報，這些在道 口報警系統(tǒng)中都是不可忽視的問題。因而在接近道口方向設(shè)置三個踏板開關(guān)并采用冗余技術(shù) （三取二），當(dāng)列車通過三個接近傳感開關(guān)時，只有當(dāng)兩個或兩個以上傳感開關(guān)同時動作時 才確認列車到達，從而盡可能地減少誤報和漏報的產(chǎn)生。當(dāng)列車接近道口通過三個傳感開關(guān) 時系統(tǒng)開始計軸統(tǒng)計進入道口的列車的軸對數(shù)，

11、同時當(dāng)列車通過出清踏板開關(guān)時系統(tǒng)同樣統(tǒng) 計列車的軸對數(shù)，當(dāng)列車出清計軸停止并與進入道口計軸數(shù)相符時，表明列車已經(jīng)駛離道口 （在設(shè)置計軸傳感器時，可以設(shè)置2個作為冗余，確保系統(tǒng)的可靠性）。傳感器組判斷分析是否有列車駛?cè)腚妱訖谀緳C關(guān)閉聲光報警啟動交通信號燈變換攝像機進入自動跟蹤狀態(tài)電動欄木機關(guān)閉聲光報警啟動交通信號燈變換攝像機進入自動跟蹤狀態(tài)列車駛?cè)腴_始計軸通過道口清軸開始確認駛離圖（四）4.2管理中心部分管理中心部分主要包括視頻服務(wù)器、控制/監(jiān)控終端（含軟件），本部分設(shè)備通過傳輸網(wǎng)絡(luò)與各個道口的現(xiàn)場控制器連接。圖（五）控制/監(jiān)控軟件由服務(wù)器端軟件和客戶端軟件兩部分組成，運行中心需要安裝一套服務(wù)

12、器端軟件，同時可以安裝若干個客戶端軟件。服務(wù)器端軟件負責(zé)與道口控制設(shè)備的聯(lián)系，并 為客戶端軟件提供訪問接口；客戶端軟件支持用戶對道口前端設(shè)備的直接控制和管理，用戶 可以通過它完成視頻監(jiān)控、錄像、廣播、控制電動欄木機升降以及控制聲光報警器報警等工 作。中心設(shè)備實現(xiàn)的功能: （1）可實時接受各個道口的視頻圖像，支持單畫面及多畫面顯示或畫面切換顯示、滿屏顯 示、時間、日期、道口標識顯示。（2）支持遠程配置和管理，可以改變圖像制式、亮度、編碼圖像、分辨率等參數(shù)。（3）各道口攝像機圖像清晰。值班人員可對攝像機云臺、焦距進行遠程手動調(diào)整或通過系統(tǒng)自動調(diào)整。（4）可利用音頻設(shè)備，對道口進行廣播或預(yù)警通知。（

13、5）可遠程操作道口電動欄木機的升降。（6）可根據(jù)需要由值班人員控制聲光報警器報警。（7）可實現(xiàn)對道口實況的視頻錄制、回放、查詢、為相關(guān)部門服務(wù)。(8)可接入若干網(wǎng)上授權(quán)用戶，可根據(jù)用戶權(quán)限隨時瀏覽道口實況及主要設(shè)備的工作運營 狀況。在視頻監(jiān)控部分，采用基于中心控制方式，只在控制中心設(shè)置視頻服務(wù)器和存儲設(shè)備。 負責(zé)本地所轄范圍內(nèi)道口視頻信號的存儲與控制。在控制/監(jiān)控軟件中，控制鍵盤與監(jiān)視器 來實現(xiàn)對前端攝像機的控制和操作。服務(wù)器將提供虛擬矩陣功能，可以將任意鐵路道口的攝 像機視頻顯示在指定的監(jiān)視器上或計算機的顯示屏幕中，就像傳統(tǒng)的模擬視頻切換矩陣一樣 簡便直接。具備的模擬鍵盤支持、PTZ攝像機控制、攝像機時序切換顯示、宏命令和報警管 理等功能。監(jiān)控部分基于網(wǎng)絡(luò)運行，實況視頻顯示/錄像文件回放/系統(tǒng)配置等工作任務(wù)可以 通過網(wǎng)絡(luò)在控制中心完成。為了提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)采用故障接管策略以提高錄像服務(wù)器的可用性和 存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性。錄像服務(wù)器具備內(nèi)在邏輯以支持在一臺錄像服務(wù)器發(fā)生故障的時候，所 有由該服務(wù)器處理的攝像機視頻會自動轉(zhuǎn)移到另一臺或一組錄像服務(wù)器進行處理。系統(tǒng)可以 提供狀態(tài)監(jiān)視功能以實時監(jiān)控系統(tǒng)不同組件的運行狀態(tài)和性能，包括服務(wù)器端應(yīng)用，前端編 碼模塊以及攝像機等