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報警系統中應用，采用微軟的WindowsCE操作系統,基于PC/104總線的PCM3350主機和PCM3724硬件平臺，上位機采用組態軟件MCGS所開發的嵌入版。

　　一、 背景

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

　　道口自動報警系統具有友好的交互式用戶界面，安全性能高，工作人員在室內即可通過計算機顯示屏幕看到道口的狀態，當有車接近道口時，行人可以通過道口的信號機、語音音箱得到列車通過的信息，工作人員通過顯示器看到列車報警信息以及外面設備出現故障時會自動報警的功能。

　　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路上、下行方向各設置四個磁性踏板開關，以上行方向為例，四個踏板設置方法如下：在列車接近道口800-1000米的位置設置三個接近磁性踏板開關（T1、T2、T3），離開道口100-200米的位置設置一個出清磁性踏板開關（T7）。下行方向設置方法與上行方法相同位置相反。當鐵路工人作業或穿越鐵路的行人無意觸動踏板開關產生動作時有可能產生誤報;當磁性踏板開關發生故障而未得到及時更換時有可能產生漏報，這些在道口報警系統中都是不可忽視的問題。因而在接近道口方向設置三個踏板開關并采用冗余技術（三取二），當列車通過三個接近踏板開關時，只有當兩個或兩個以上踏板開關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生。當列車接近道口通過三個踏板開關時系統開始計軸統計進入道口的列車的軸對數，同時當列車通過出清踏板開關時系統同樣統計列車的軸對數，當列車出清計軸停止并與進入道口計軸數相符時，表明列車出清。當列車到達時，道口信號機白燈熄滅、紅燈閃爍、鳴響喇叭（或語音報警），同時室內顯示器上動畫顯示列車運行狀態，當列車出清后，解除報警，紅燈滅白燈亮。各個踏板開關和信號燈燈絲以及嗽叭的狀態都顯示在屏幕上，當出現踏板故障、燈絲斷線、揚聲器斷線等故障時，報警系統自動給出故障提示;同時記錄每次報警的開始時間、結束時間以及故障的發生時間和恢復時間等。（用戶界面以及踏板開關的布置[T1至T8為踏板開關]見圖1）

圖1單線道口報警控制系統用戶界面及踏板開關布置圖

　　2.道口報警控制系統性能指標

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

　　● 列車接近區段距離≤1200M。

　　● 適應列車運行速度：2Km/h-160Km/h。

　　● 列車進入接近區段3秒鐘（±1秒）報警開始（用踏板的位置確定）。

　　● 道口信號機在非報警狀態，點亮白燈，熄滅紅燈。

　　● 列車進入報警范圍，道口信號機開始報警，熄滅白燈，兩紅燈交替閃爍，揚聲器發出報警聲音。

　　● 紅燈閃爍頻率為60±5Hz。

　　● 揚聲器發出的聲音，可以設定為語言報警或鐘聲報警，可以支持廣播功能。

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