嵌入式系統在鐵路道口報警系統中的應用

摘 要：本文介紹的嵌入式系統在鐵路平交道口自動(dòng)報警系統中應用，采用微軟的WindowsCE操作系統,基于PC/104總線(xiàn)的PCM3350主機和PCM3724硬件平臺，上位機采用組態(tài)軟件MCGS所開(kāi)發(fā)的嵌入版。

　　一、 背景

　　鐵路平交道口是鐵路與公路的平面交叉，是鐵路安全運營(yíng)的重要設施，隨著(zhù)鐵路的發(fā)展，道口密度加大，而隨著(zhù)鐵路提速事故風(fēng)險也在加大。而安全生產(chǎn)是鐵路運輸永恒的宗旨，道口安全是鐵路行車(chē)安全的重要環(huán)節。嵌入式系統是一種工業(yè)控制領(lǐng)域用途廣泛的系統軟件，有著(zhù)大家熟悉和友好的用戶(hù)界面、統一的編程界面、強大的通訊功能而成為道口自動(dòng)報警系統改型中首選的操作系統。

　　道口自動(dòng)報警系統具有友好的交互式用戶(hù)界面，安全性能高，工作人員在室內即可通過(guò)計算機顯示屏幕看到道口的狀態(tài)，當有車(chē)接近道口時(shí)，行人可以通過(guò)道口的信號機、語(yǔ)音音箱得到列車(chē)通過(guò)的信息，工作人員通過(guò)顯示器看到列車(chē)報警信息以及外面設備出現故障時(shí)會(huì )自動(dòng)報警的功能。

　　二、 工作原理及性能指標

　　1.工作原理：

在有平交道口的鐵道線(xiàn)路上、下行方向各設置四個(gè)磁性踏板開(kāi)關(guān)，以上行方向為例，四個(gè)踏板設置方法如下：在列車(chē)接近道口800-1000米的位置設置三個(gè)接近磁性踏板開(kāi)關(guān)（T1、T2、T3），離開(kāi)道口100-200米的位置設置一個(gè)出清磁性踏板開(kāi)關(guān)（T7）。下行方向設置方法與上行方法相同位置相反。當鐵路工人作業(yè)或穿越鐵路的行人無(wú)意觸動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)有可能產(chǎn)生誤報;當磁性踏板開(kāi)關(guān)發(fā)生故障而未得到及時(shí)更換時(shí)有可能產(chǎn)生漏報，這些在道口報警系統中都是不可忽視的問(wèn)題。因而在接近道口方向設置三個(gè)踏板開(kāi)關(guān)并采用冗余技術(shù)（三取二），當列車(chē)通過(guò)三個(gè)接近踏板開(kāi)關(guān)時(shí)，只有當兩個(gè)或兩個(gè)以上踏板開(kāi)關(guān)同時(shí)動(dòng)作時(shí)才確認列車(chē)到達，從而盡可能地減少誤報和漏報的產(chǎn)生。當列車(chē)接近道口通過(guò)三個(gè)踏板開(kāi)關(guān)時(shí)系統開(kāi)始計軸統計進(jìn)入道口的列車(chē)的軸對數，同時(shí)當列車(chē)通過(guò)出清踏板開(kāi)關(guān)時(shí)系統同樣統計列車(chē)的軸對數，當列車(chē)出清計軸停止并與進(jìn)入道口計軸數相符時(shí)，表明列車(chē)出清。當列車(chē)到達時(shí)，道口信號機白燈熄滅、紅燈閃爍、鳴響喇叭（或語(yǔ)音報警），同時(shí)室內顯示器上動(dòng)畫(huà)顯示列車(chē)運行狀態(tài)，當列車(chē)出清后，解除報警，紅燈滅白燈亮。各個(gè)踏板開(kāi)關(guān)和信號燈燈絲以及嗽叭的狀態(tài)都顯示在屏幕上，當出現踏板故障、燈絲斷線(xiàn)、揚聲器斷線(xiàn)等故障時(shí)，報警系統自動(dòng)給出故障提示;同時(shí)記錄每次報警的開(kāi)始時(shí)間、結束時(shí)間以及故障的發(fā)生時(shí)間和恢復時(shí)間等。（用戶(hù)界面以及踏板開(kāi)關(guān)的布置[T1至T8為踏板開(kāi)關(guān)]見(jiàn)圖1）

圖1單線(xiàn)道口報警控制系統用戶(hù)界面及踏板開(kāi)關(guān)布置圖

　　2.道口報警控制系統性能指標

　　● 主機工作環(huán)境：溫度0℃-40℃;相對濕度75%以下;AC220±30V。

　　● 列車(chē)接近區段距離≤1200M。

　　● 適應列車(chē)運行速度：2Km/h-160Km/h。

　　● 列車(chē)進(jìn)入接近區段3秒鐘（±1秒）報警開(kāi)始（用踏板的位置確定）。

　　● 道口信號機在非報警狀態(tài)，點(diǎn)亮白燈，熄滅紅燈。

　　● 列車(chē)進(jìn)入報警范圍，道口信號機開(kāi)始報警，熄滅白燈，兩紅燈交替閃爍，揚聲器發(fā)出報警聲音。

　　● 紅燈閃爍頻率為60±5Hz。

　　● 揚聲器發(fā)出的聲音，可以設定為語(yǔ)言報警或鐘聲報警，可以支持廣播功能。

　　● 磁性探頭及道口信號機工作環(huán)境：溫度-40℃-70℃;相對濕度95%以下。