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1、(10)申请公布号 CN 103043086 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103043086 A *CN103043086A* (21)申请号 201210551015.8 (22)申请日 2012.12.18 B61L 29/28(2006.01) B61L 29/22(2006.01) (71)申请人 上海电机学院 地址 200240 上海市闵行区江川路 690 号 (72)发明人 朱正清 张向锋 丁胜敏 林贞汛 聂文强 冯涛炎 张平 钟小娟 袁吕陶 李宁 (74)专利代理机构 上海翼胜专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 31218 代理人 翟羽 曾人泉 (54) 发。
2、明名称 铁道口自动监控系统 (57) 摘要 一种铁道口自动监控系统， 包括电磁式传感 器、 信号收发装置、 物体传感器、 模数转换器、 单片 机以及报警装置 ； 所述电磁式传感器设置在铁轨 接头处并与所述信号收发装置相连， 通过电磁感 应将火车的运动信号转化成电压信号后传送给所 述信号收发装置 ； 所述物体传感器设置在铁道口 两侧， 用于感测火车经过的信号 ； 所述模数转换 器分别与所述信号收发装置以及所述物体传感器 相连， 用于将接收到的信号进行模数转换后， 输入 所述单片机 ； 所述单片机分别与设置在铁道口的 所述报警装置以及阻拦设备相连， 用于控制所述 报警装置发出警报以及控制所述阻拦设。
3、备的开启 与闭合。 通过发出警报提醒过往人群， 并且控制阻 拦设备自动开启与闭合， 有效提高了铁道口的安 全性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种铁道口自动监控系统， 其特征在于， 包括电磁式传感器、 信号收发装置、 物体传 感器、 模数转换器、 单片机以及报警装置 ； 所述电磁式传感器设置在铁轨接头处并与所述 信号收发装置相连， 通过电磁感应将火车的运动信号转化成电压信号后传送给所述信号收 发装置 ； 所述物体传感器。
4、设置在铁道口两侧， 用于感测火车经过的信号 ； 所述模数转换 器分别与所述信号收发装置以及所述物体传感器相连， 用于将接收到的信号进行模数转换 后， 输入所述单片机 ； 所述单片机分别与设置在铁道口的所述报警装置以及阻拦设备相 连， 用于控制所述报警装置发出警报， 以及控制所述阻拦设备的开启与闭合。 2. 如权利要求 1 所述的铁道口自动监控系统， 其特征在于， 所述系统还包括分别与所 述信号收发装置、 所述物体传感器以及所述模数转换器相连的处理装置， 所述处理装置用 于对输入的信号进行放大整形处理后传送给所述模数转换器。 3.如权利要求1或2所述的铁道口自动监控系统， 其特征在于， 所述信号。
5、收发装置采用 光电耦合元件。 4. 如权利要求 1 所述的铁道口自动监控系统， 其特征在于， 所述物体传感器与所述模 数转换器之间采用光纤传输信号。 5. 如权利要求 1 所述的铁道口自动监控系统， 其特征在于， 所述单片机采用 MSC-51 型 号的单片机。 6. 如权利要求 1 所述的铁道口自动监控系统， 其特征在于， 所述系统还包括设置在铁 道口的显示装置， 所述显示装置与所述单片机相连， 用于显示火车的运动信息。 7.如权利要求6所述的铁道口自动监控系统， 其特征在于， 所述显示装置采用LED显示 器。 8. 如权利要求 1 所述的铁道口自动监控系统， 其特征在于， 所述系统还包括设置。
6、在所 述阻拦设备上的人体感应器， 所述人体感应器与所述单片机相连， 用于感测阻拦设备之间 是否有人体存在， 并将感测信号传送至所述单片机， 所述单片机根据所述感测信号控制阻 拦设备开启。 权 利 要 求 书 CN 103043086 A 2 1/4 页 3 铁道口自动监控系统 技术领域 0001 本发明涉及自动控制技术领域， 具体地说， 是一种能自动监控铁道口火车和过往 车辆、 行人通行安全情况， 并在火车经过铁道口时自动控制拦阻杆或拦阻门的开启与闭合 的铁道口自动监控系统。 背景技术 0002 随着社会的发展， 交通运输日益繁忙， 铁路线路日益增多， 铁路与公路的交叉道口 （也即铁道口） 也。
7、越来越多。由于铁道口人车交汇， 很容易发生交通事故。为了防止事故发 生， 目前采用的方案是在铁道口处设置拦阻杆或拦阻门， 并设专门看守人员通过人工控制 拦阻杆和拦阻门的运行。这不仅增加了人工成本， 而且在一些偏远的铁道口安排人工监控 也存在诸多不便。 0003 因此， 需要一种能代替人工管理， 自动监控铁道口火车和过往车辆、 行人通行安全 情况， 并在火车经过铁道口时自动控制拦阻杆或拦阻门的开启与闭合的铁道口自动监控系 统。 发明内容 0004 本发明的目的在于解决上述问题， 提供一种铁道口自动监控系统， 能代替人工管 理， 自动监控铁道口火车和过往车辆、 行人通行安全情况， 并在火车经过铁道。
8、口时发出警报 并控制拦阻设备的自动开启与闭合。 0005 为实现上述目的， 本发明采用以下技术方案。 0006 一种铁道口自动监控系统， 包括电磁式传感器、 信号收发装置、 物体传感器、 模数 转换器、 单片机以及报警装置 ； 所述电磁式传感器设置在铁轨接头处并与所述信号收发装 置相连， 通过电磁感应将火车的运动信号转化成电压信号后传送给所述信号收发装置 ； 所 述物体传感器设置在铁道口两侧， 用于感测火车经过的信号 ； 所述模数转换器分别与所述 信号收发装置以及所述物体传感器相连， 用于将接收到的信号进行模数转换后， 输入所述 单片机 ； 所述单片机分别与设置在铁道口的所述报警装置以及阻拦设。
9、备相连， 用于控制所 述报警装置发出警报， 以及控制所述阻拦设备的开启与闭合。 0007 进一步， 所述系统还包括分别与所述信号收发装置、 所述物体传感器以及所述模 数转换器相连的处理装置， 用于对输入的信号进行放大整形处理后传送给所述模数转换 器。 0008 可选的， 所述信号收发装置采用光电耦合元件。 0009 可选的， 所述物体传感器与所述模数转换器之间采用光纤传输信号。 0010 可选的， 所述单片机采用 MSC-51 型号的单片机。 0011 进一步， 所述系统还包括设置在铁道口的显示装置， 所述显示装置与所述单片机 相连， 用于显示火车的运动信息。 0012 可选的， 所述显示装置。
10、采用 LED 显示器。 说 明 书 CN 103043086 A 3 2/4 页 4 0013 进一步， 所述系统还包括设置在所述阻拦设备上的人体感应器， 所述人体感应器 与所述单片机相连， 用于感测阻拦设备之间是否有人体存在， 并将感测信号传送至所述单 片机， 所述单片机根据所述感测信号控制阻拦设备开启。 0014 本发明铁道口自动监控系统的积极效果是 ： （1） 检测与控制通过传感器与单片机完成， 检测准确度高， 且节省了人力资源 ； （2） 通过发出警报提醒过往人群， 并且可以控制阻拦设备的自动开启与闭合， 有效提高 了铁道口的安全性 ； （3） 系统结构简单、 可远程遥控、 操作方便、。
11、 实用性强。 附图说明 0015 图 1 是本发明铁道口自动监控系统的结构框图。 0016 图 2 是本发明铁道口自动监控系统的结构示意图。 0017 图中的标号分别表示 ： 11、 电磁式传感器 ； 12、 信号收发装置 ； 13、 物体传感器 ； 14、 模数转换器 ； 15、 单片机 ； 16、 报警装置 ； 17、 显示装置 ； 18、 人体感应器 ； 19、 处理装置 ； 21、 铁轨 ； 22、 铁轨接头 ； 23、 阻拦门 ； 24、 阻拦门墙体。 具体实施方式 0018 以下结合附图对本发明铁道口自动监控系统做详细说明。 设置在铁道口两侧的阻 拦设备包括阻拦门或阻拦杆， 阻拦杆。
12、的工作方式与阻拦门相似， 以下以阻拦门为例进行说 明。 0019 参见图1和图2， 本发明铁道口自动监控系统包括电磁式传感器11、 信号收发装置 12、 物体传感器 13、 模数转换器 14、 单片机 15 以及报警装置 16。 0020 所述电磁式传感器 11 设置在铁轨接头 22 处并与所述信号收发装置 12 相连， 通过 电磁感应将火车的运动信号转化成电压信号后传送给所述信号收发装置 12。 0021 一条铁道线路一般为双轨道， 每条轨道的相邻两段铁轨 21 由铁轨接头 22 相连成 整条铁轨。 可以在距离铁道口14公里的铁轨接头处安装电磁式传感器， 每条铁轨在铁轨 接头处都各安装一个电。
13、磁式传感器， 每个电磁传感器控制一条导轨、 同时也控制一个方向。 当有火车经过电磁式传感器 11 时， 电磁式传感器 11 通过电磁感应将火车的运动信号转化 成电压信号。 0022 所述信号收发装置12用于将所述电磁式传感器11产生的电压信号传送给所述模 数转换器14。 所述信号收发装置12可以采用光电耦合元件， 光电耦合元件是以光作为媒介 来传输电信号的一组装置， 其平时可以维持电信号输入、 输出间有良好的隔离作用。 0023 所述物体传感器13设置在铁道口两侧， 例如可以设置在每侧的阻拦门墙体24上， 用于感测火车经过的信号。物体传感器 13 的发射端和接收端在铁道两侧构成电路， 当有物 。
14、体 （例如火车） 经过时， 物体传感器 13 输出的电平为低电平， 无物体经过时输出为高电平。 可以将系统设置为只有在电磁式传感器11接收到信号时， 物体传感器13才开始工作 ； 当物 说 明 书 CN 103043086 A 4 3/4 页 5 体传感器 13 输出信号由高电平变成低电平时， 表明火车正在经过 ； 当输出信号由低电平变 成高电平时， 说明火车已经驶离铁道口， 整个系统停止工作。其中， 所述物体传感器 13 与所 述模数转换器 14 之间可以采用光纤传输信号。 0024 所述模数转换器 14 分别与所述信号收发装置 12 以及所述物体传感器 13 相连， 用 于将接收到的信号进。
15、行模数转换后， 输入所述单片机 15。 0025 由于电磁式传感器 11 和 / 或物体传感器 13 采集到的信号可能比较微弱， 并且可 能存在干扰信号， 因此可以在信号输入模数转换器14之前， 通过一处理装置19对信号进行 采样， 放大整形处理。 所述处理装置19分别与所述信号收发装置12、 所述物体传感器13以 及所述模数转换器14相连， 用于对输入的信号 （包括经所述信号收发装置12传送的电磁式 传感器 11 感测到的电压信号， 以及所述物体传感器 13 感测到的信号） 进行放大整形处理后 传送给所述模数转换器 14。 0026 所述单片机 15 分别与设置在铁道口的所述报警装置 16 。
16、以及阻拦门 23 相连， 用于 控制所述报警装置 16 发出警报， 以及控制所述阻拦门 23 的开启与闭合。所述单片机 15 可 以采用 MSC-51 型号的单片机。 0027 当有火车即将到达铁道口时， 即电磁式传感器11接收到信号， 单片机15接收到这 一信号后， 驱动报警装置 16 开始工作， 发出报警， 提醒正在穿过或准备穿过铁路的车辆或 人群有火车即将来到， 使得车辆或人群退到安全区域。同时阻拦门 23 开始闭合， 因阻拦门 23开始工作的时间要比报警装置16发出警报的时间稍晚一点， 且阻拦门23运动速度较慢， 使得车辆或人群有时间退到安全区域。当物体传感器 13 输出信号由低电平变。
17、成高电平时， 说明火车已经驶离铁道口， 报警装置16停止报警， 阻拦门23打开， 整个系统停止工作， 直到 电磁式传感器 11 接收到新的信号， 系统开始重新工作。 0028 在阻拦门23上还可以设置人体感应器18， 所述人体感应器18与所述单片机15相 连， 用于感测阻拦门 23 之间是否有人体存在， 并将感测信号传送至所述单片机 15， 所述单 片机 15 根据所述感测信号控制阻拦门 23 开启。当有人还没退出阻拦门时， 人体感应器 18 感测有人体存在后传送给单片机 15， 单片机 15 接收到信号， 控制阻拦门 23 再次打开。 0029 在铁道口还可以设置一显示装置17， 所述显示装。
18、置17与所述单片机15相连， 用于 显示火车的运动信息。所述显示装置 17 可以采用 LED 显示器。例如通过 LED 显示器显示 “有火车即将来到” 或者 “火车正在经过” 等信息， 提醒过往人群。 0030 本发明铁道口自动监控系统可以采用铁道口的交流电作为主供电电源， 同时也可 以设置备用电源， 以在主供电电源无法供电时， 采用备用电源使整个系统正常工作。 0031 在本发明的其它实施方式中， 可以在铁道口每一侧的阻拦门 23 两边分别安装两 个物体传感器 13， 即每个铁道口有四个物体传感器 13。具体是， 设距离阻拦门 23 较远的物 体传感器为传感器 A、 较近的为传感器 B。物体。
19、传感器 B 距离阻拦门 23 的距离为 5-10m。传 感器 A、 B 的距离小于火车单节车厢的长度。当火车同时经过传感器 A 和传感器 B 时， 报警 装置 16 继续报警， LED 显示器显示 “火车正在经过” 。当传感器 A 和传感器 B 都没有检测到 火车信号， 此时报警装置 16 停止报警， LED 不显示或显示 “无火车经过” 。 0032 以下给出本发明铁道口自动监控系统的应用实施例。 0033 1. 当有火车即将到达铁道道口时， 自动监控系统的电磁式传感器 11 接收到信号 后， 单片机 15 开始工作， 控制 LED 显示器显示 “有火车即将来到” ， 报警装置发出警报， 阻。
20、拦 说 明 书 CN 103043086 A 5 4/4 页 6 门 23 开始闭合。若有人还没退出阻拦门 23 时， 人体感应器 18 感测到人体信号后， 单片机 15接收到信号控制阻拦门23再次打开， 这时阻拦门23以较快的速度打开， 以方便人员快速 退出阻拦门 23 之外。 0034 2.当火车通过阻拦门23时， 物体传感器13感测到火车信号， 输出电压由高电平变 成低电平， 此时阻拦门 23 仍处于闭合状态， 报警装置 16 继续报警， LED 显示器显示 “火车正 在经过” 。 0035 3. 当火车已经驶离铁道口， 物体传感器 13 感测不到火车信号， 输出电压恢复高电 平， 此时报警装置 16 停止报警， LED 显示器不显示信息或显示 “无火车经过” ， 延时一段时 间后 （例如 10s 后） 阻拦门 23 打开。 0036 4. 当阻拦门 23 完全打开后系统停止工作， 人体感应器 18 也停止工作。 0037 以上所述仅是本发明的优选实施例， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员， 在不脱离本发明结构的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本 发明的保护范围。 说 明 书 CN 103043086 A 6 1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103043086 A 7 。