铁路道口警示监控系统的应用

铁路道口警示监控系统的应用〔摘要〕本文从铁路道口存在的安全隐患入手，利用现在成熟的传感技术、自动控制技术、视频监控分析技术构建了一套铁路道口综合管理解决方案，实现众多铁路道口自动化管理，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 technology and IP video technology.〔关键词〕安全因素、报警联动、自动控制、视频监控Key Words：safety elements, alarm trigger, control automatic, IP video monitor一、引言随着国民经济及铁路跨越式发展的深入，列车的运行密度、速度及载重不断提高，公路运输工具数量也迅速增加，穿越道口的机动车辆越来越多，道口碰撞事故不断发生，这不仅中断铁路运输、严重影响了交通系统的运行，还导致人民生命和财产的损失。

随着铁路的大面积提速，对铁路运输安全提出了新的要求，深化安全基础建设，确保运输安全，依靠科学技术知识，防止或减少事故的发生，尤其是道口事故十分关键。

将平交道口改建为立交桥，在减少道口事故上，这是较好的方法，但成本很高，在现有资金短缺的条件下，要减少道口事故，就需要开展铁路道口的分析研究，通过借鉴国外减少道口事故的成功经验，提出合理可行的对策措施及建议。

本文就是在此基础上，对比了我国铁路道口安全形势与国外的差距，进而从系统安全的角度分析了影响道口安全的因素，并提出了相应的安全防范措施。

二、概述道口安全是铁路运输安全的重要组成部分，铁路道口是任何一条铁路与公路的平面交叉，它是一个涉及多个管理部门（铁路、公路、地方等），由人（驾驶员、交通参与者）、车（机车、汽车等）、设备（道口特性、安全装置、公路几何线形等）、环境（天气、视距、车速等）组成的复杂系统。

道口是铁路运输安全生产中的薄弱环节，也是道路运输的危险地段，它直接威胁着交通参与者的人身安全。

铁路道口警示监控系统是为铁路平交道口实施无人（或少人）值守而定制研发的自动控制系统，主要提供多种告警手段和数字视频监控功能。

系统综合了图像、通讯、数据和计算机网络控制等高科技技术，提高了道口的安全性，实现了道口安全管理的数字化、网络化和智能化。

值班人员不仅可以随时观看各个铁路道口的视频图像，还可以根据需要实时控制各个道口的栏木机，安全有效的保证通行车辆和行人的安全。

三、系统组成传输网络图（一）系统工作原理：控制器根据计轴传感器获取的信号，控制器将自动判断列车驶入方向，自动触发交通信号灯、声光报警器、语音告警器、摄像机和电动栏木机进入告警工作状态，当列车驶离时，自动解除告警工作状态。

同时，摄像机将自动记录列车通过铁路道口的全过程。

道口前端设备道口前端设备是完成无人道口值守各项任务的主要执行者。

它可根据监控中心的指令完成栏木机升降、声光报警、广播、监控、录像等功能，也可根据需要支持现场工作人员的操作。

道口前端设备包括：电动栏木机、摄像机、声光报警器、扩音器、交通指示灯、计轴传感器等设备。

道口控制设备道口控制设备主要的工作是接收来自监控中心的控制信息，根据控制信息完成对道口前端设备的操作，并将道口前端设备的信息传送给监控中心，以便用户实时了解道口状况。

道口控制设备安装于专用的控制柜中，其中包括：网络视频服务器、云台解码器、功率放大器、温控器以及栏木机控制电路等。

网络传输设备网络传输设备是连接监控中心和道口控制设备的网络通道，它由若干个网络连接设备组合而成。

常用的网络设备有：网络交换机和网线，调制解调器（XDSL）和双绞线，光纤收发器、光端机和光缆以及无线网桥/交换机等。

监控中心监控中心是视频监控系统的核心，是控制道口前端各设备的枢纽。

硬件设备：工控计算机；软件：道口视频监控软件四、系统设计及工作原理铁路道口警示监控系统是为铁路平交道口实施无人（或少人）值守而定制的数字视频集中监控系统。

本系统综合了图像、通讯、数据和计算机网络控制等高科技技术，提高了道口的安全性，实现了道口安全管理的数字化、网络化和智能化。

值班人员不仅可以随时观看各个铁路道口的视频图像，还可以根据需要实时控制各个道口的栏木机，安全有效的保证通行车辆和行人的安全。

本系统的设计上分为两部分，包括道口现场检测控制部分、管理中心部分。

采用2级控制方式，即现场控制器具有检测、判断、运行的功能，正常情况下无需控制中心进行干预；在紧急状况下，控制中心也可以介入进行人工干预。

4.1道口现场检测和控制部分现场控制器的功能设计如图（一），由轨道传感检测分析、现场前端设备控制、视频监控编码及云台控制、信号传输四部分组成。

控制中心图（二）轨道传感检测分析部分用来探测列车的驶入、驶出状态，确认启动栏木机、交通信号灯、声光报警设备等设备的触发条件。

现场前端设备控制部分就是对前一部分分析结果（或来自控制中心的指令）来控制栏木机、交通信号灯、声光报警设备等设备的运行。

视频监控编码及云台控制部分主要是对视频监控信号进行编码，然后通过传输网络输入到视频服务器中，以备事后进行查询。

另外，本部可以接受轨道传感器检测分析部分的指令，当列车进入时，可以控制摄像机自动回归到道口侧，确保记录下列车通过时的视频画面。

传输接口部分功能就是将所有业务数据、控制数据、视频数据均转换为可以通过IP 网络进行传输的数据，以便与控制中心服务器互联。

现场检测和控制部分实现列车进入、驶出检测，但系统检测到列车进入时，将启动道口报警控制设备，如：关闭电动栏木机切断公路交通、转换交通信号灯、发出告警声音和声光报警、触发摄像机进入监控状态等，当系统检测到列车驶离道口时，即控制道口设备恢复到平时状态。

该部分在现场控制器的控制下能够自动运行，无需人为干预，在紧急状态下现场紧急启动按钮可以启动紧急状态，关闭公路侧通行。

栏木机交通信号灯上行方向下行方向图（三）在有平交道口的铁道线路上、下行方向各设置四个磁性踏板开关，以上行方向为例，四个轨道传感器设置方法如下：在列车接近道口800-1000米的位置设置三个接近磁性开关（T1、T2、T3），离开道口100-200米的位置设置一个出清磁性开关（T8）。

下行方向设置方法与上行方法相同位置相反。

当铁路工人作业或穿越铁路的行人无意触动传感器开关产生动作时有可能产生误报;当磁性开关发生故障而未得到及时更换时有可能产生漏报，这些在道口报警系统中都是不可忽视的问题。

因而在接近道口方向设置三个踏板开关并采用冗余技术（三取二），当列车通过三个接近传感开关时，只有当两个或两个以上传感开关同时动作时才确认列车到达，从而尽可能地减少误报和漏报的产生。

当列车接近道口通过三个传感开关时系统开始计轴统计进入道口的列车的轴对数，同时当列车通过出清踏板开关时系统同样统计列车的轴对数，当列车出清计轴停止并与进入道口计轴数相符时，表明列车已经驶离道口（在设置计轴传感器时，可以设置2个作为冗余，确保系统的可靠性）。

图（四）4.2管理中心部分管理中心部分主要包括视频服务器、控制/监控终端（含软件），本部分设备通过传输网络与各个道口的现场控制器连接。

图（五）控制/监控软件由服务器端软件和客户端软件两部分组成，运行中心需要安装一套服务器端软件，同时可以安装若干个客户端软件。

服务器端软件负责与道口控制设备的联系，并为客户端软件提供访问接口；客户端软件支持用户对道口前端设备的直接控制和管理，用户可以通过它完成视频监控、录像、广播、控制电动栏木机升降以及控制声光报警器报警等工作。

中心设备实现的功能：（1）可实时接受各个道口的视频图像，支持单画面及多画面显示或画面切换显示、满屏显示、时间、日期、道口标识显示。

（2）支持远程配置和管理，可以改变图像制式、亮度、编码图像、分辨率等参数。

（3）各道口摄像机图像清晰。

值班人员可对摄像机云台、焦距进行远程手动调整或通过系统自动调整。

（4）可利用音频设备，对道口进行广播或预警通知。

（5）可远程操作道口电动栏木机的升降。

（6）可根据需要由值班人员控制声光报警器报警。

（7）可实现对道口实况的视频录制、回放、查询、为相关部门服务。

（8）可接入若干网上授权用户，可根据用户权限随时浏览道口实况及主要设备的工作运营状况。

在视频监控部分，采用基于中心控制方式，只在控制中心设置视频服务器和存储设备。

负责本地所辖范围内道口视频信号的存储与控制。

在控制/监控软件中，控制键盘与监视器来实现对前端摄像机的控制和操作。

服务器将提供虚拟矩阵功能，可以将任意铁路道口的摄像机视频显示在指定的监视器上或计算机的显示屏幕中，就像传统的模拟视频切换矩阵一样简便直接。

具备的模拟键盘支持、PTZ摄像机控制、摄像机时序切换显示、宏命令和报警管理等功能。

监控部分基于网络运行，实况视频显示/录像文件回放/系统配置等工作任务可以通过网络在控制中心完成。

为了提高视频监控系统的可靠性，系统采用故障接管策略以提高录像服务器的可用性和存储系统的稳定性。

录像服务器具备内在逻辑以支持在一台录像服务器发生故障的时候，所有由该服务器处理的摄像机视频会自动转移到另一台或一组录像服务器进行处理。

系统可以提供状态监视功能以实时监控系统不同组件的运行状态和性能，包括服务器端应用，前端编码模块以及摄像机等等。

均作为综合管理模式集成到了控制/监控软件中，为用户提供一体化的操作界面。

五、结束语通过现有技术加强我国铁路道口的现代化改造，必将提高道口管理的自动化水平，提升道口通过的安全性，对于减少道口事故、保障人民生命财产安全、提高铁路公路运营效率有着十分重要的意义。

〔参考文献〕[1]《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)[2]《工业企业铁路道口安全标准》（GB6389-86）[3]《铁路道口安全影响因素分析及对策》--《安全与环境学报》2006年06期。