道口信号

交通工程学术语

道口信号(level crossing signal)是指在铁路、公路平交道口，保证列车与公路交通安全的信号设备。根据设备内容分为：道口自动通知设备和道口自动信号等。在有人看守道口设置的“道口自动通知”设备，是当列车接近道口时，自动地向道口看守人员发出音响和表示灯信号，道口看守人员关闭道口栏木，切断公路交通。在有人或无人看守道口设置的“道口自动信号”设备，是当列车接近道口时，自动地向公路车辆、行人显示交替红色闪光和音响报警，它包括公路上设置的道口信号机和室内外音响设备。

简介

道口监测系统构成

道口监测系统由上位机(主机采用嵌入式工控机)、采集机、隔离转换单元、电源、液晶显示器等组成，均集中在一个箱体内，便于维修和施工。

其中：上位机对接收到的数据进行分类、存储处理，形成各种报表，帮助故障分析；采集机对采集数据进行预处理，与上位机进行数据通信；隔离转换单元用于采集模拟量和开关量；采集机和上位机的数据传输，采用标准串行通信口RS-23，实图道口监测系统结构图时性好，通信效率高。

道口监测系统功能

道口监测系统是对铁路道口的工作情况进行实时监测，将数据记录、保存下来，并通过USB口保存到系统机的硬盘。管理人员可随时调阅道口信号的任一数据，并可对各个道口进行横向比较，掌握各个道口的实际作业情况，为科学管理提供真实可靠的依据。

1. 记录道口信号设备的运用和维护状态。

2. 记录列车接近、到达、离去及各种表示灯工作状况，道口信号机、遮断信号机点灯情况，主、副灯丝完好情况，复原、确认、遮断按钮的使用情况，道口停电报警功能试验情况等。

3. 记录关键继电器的动作状态，这些继电器动作的时序关系可为设备故障诊断提供帮助。

4. 监测道口电源的工作质量，当被监测对象处于故障或非正常状态时及时给予提示。

5. 对模拟量在1天内的变化进行跟踪记录，以日报表形式供维护人员查询。

6. 监督检修人员是否按周期检查、维护、试验道口信号设备，有利于故障分析、查找及界定道口事故责任。

7. 具有记录回放功能，数据可保存1年。

8. 可针对不同地区、不同设备制式和资源进行动态配置，使系统达到最佳的性能/价格比。

道口监测系统特点

1. 系统安全性、可靠性高。监测系统工作或故障时，均不影响道口设备正常工作。系统设计的如看门狗、自校核及自启动恢复等技术，防止系统死机，提高了系统整体可靠性。

2. 硬件和软件采用模块化和标准化设计，易于扩展，维护方便。软件具有开放性，易于升级。统一接口，采用标准通信协议。信息存储量大，存储时间长达1 年，可随时调阅读取。界面友好，操作简单，易学易用。

3. 显示丰富。道口平面图分3种显示方式(道口遮断盘、道口控制盘、道口信息表示盘) ，相互之间可任意切换，既保证与现场的使用情况完全一致，又极大地丰富了显示内容，使电务维修人员更直观地分析查找故障。

4. 系统结构简单、工程接口统一。系统设计分为采样模块、逻辑处理模块、通信和显示模块。结构灵活，具有台式和壁挂式2 种方式，以适应道口房空间小的需要；成本低、体积小、结构紧凑、安装方便。

5. 信息读取方便。系统记录信息的读取可以通过USB口获得，预留Modem接口。

监测内容和要求

1. 开关量在线监测。记录道口控制盘、遮断盘表示信息及其变化，并在屏幕上实时显示。值班员操作的记录、列车的运行过程都可以在盘面图形的显示变化中表现出来，并且和时间元素一一对应。主机的存储功能可以记录当前至以前数天内任一时刻的道口盘面显示及其变化，供维修人员查询。由于监督扫描的时间不会超过250ms ，所以能够全面捕捉并记录道口信号设备瞬间出现的故障，及时提供给维修人员，有利于防止道口行车事故。

2. 道口电源监测。周期巡测道口交(直) 流电源的各种输入、输出电压值，并在液晶屏上以表格的形式显示出来，表格内容有各种电源的名称、当前的电压值和测量时间。所有测量值按照巡测周期(不大于1s) 不断刷新。每种电源都有规定的判别范围，当计算机判定该路电源超出标准时，将输出告警信息。

主机还对每天的测量结果进行统计，显示每路电源的日报表，表达道口电源电压的变化规律。所有测量的结果按电源名称、测量值和测量时间三要素，用表格方式显示出来。测量精度为±2 %。

除以上监测内容外，道口监测系统还对道口音响电流，环境温度、湿度进行监测。

系统设计原则

系统设计的依据是铁道部行业标准《信号微机监测系统的技术条件》(TB/ T2496-2000) 。在该技术条件中，规定了系统的主要技术要求、性能及功能。在总则中，还规范了对监测对象选定时必须遵循的原则，具有一定的普遍性，是研制和设计道口监测系统的依据。结合道口信号设备的特点，设计时规定了系统主要研究内容和技术要求，以及实现各项功能时硬件和软件的技术措施，要求达到的系统综合技术性能等，这些都要求研究项目具有适应道口新的技术领域的能力，而不是简单的技术集成和既有成果的套用。系统设计主要包括以下3个方面。

1. 硬件设计。采集机与P4主机等集成在1个机箱内，机箱可根据现场实际情况采用台式安装或壁挂式安装方式，十分灵活；工程设计定型，施工方便。

采集机设有硬件看门狗，以防死机。采集机有独立工作的微处理器80C196 KB (CPU) ，控制着各种接口，负责各种信息的调理和测量变换。上电后采集机能自动完成初始化和各种信息的采集、预处理任务，并且通过标准串行通信口RS-232将信息发送给主机。主机将收到的信息分类处理，通过液晶显示器显示出表格、图形和曲线。

隔离转换单元单板容量为16路，当外接条件为KZ、KF 等电源的开关量信号，先经过隔离转换单元，再进入采集机测试。为施工维护方便，工程设计接口统一采用插接式，采集板开关量与模拟量输入分别对应1个插头。

对于道口信号设备的故障-安全要求，在对道口信号设备进行测量和监督时，必须实现完善的电气隔离。当监测系统工作或故障时，不应影响道口信号设备的正常运行。

2. 软件设计。软件采用模块化、标准化设计，通用性好。具备一定的抗干扰和雷害冲击能力。系统掉电后能自启动，不需要人工启机。记录信息不丢失，历史记录时间不可修改，通过授权虽可调整时间，但只对以后的记录有效。设备出厂后无需维护，能适应用户多样化需求。

友好的人机界面和简便的操作方式也是系统设计追求的目标。由于道口监测系统的功能和项目较多，因此，选择项目采用图形用户界面，每个监测项目设计一种图形标，使用人员仅需通过鼠标(台式)或触摸屏(壁挂式) 指向并点击选择的项目图形，即可完成各种显示及测量任务。3 个显示界面之间切换方便，在任一界面均可进行显示测量任务。道口信息表示盘除了完全复示道口遮断盘、控制盘外，还将与列车运行过程相关的继电器的动作信息记录并显示，方便电务人员维修。通常，使用人员不必经过专门培训，就能在图形的引导下方便灵活地完成复杂的操作。

3. 安全性、可靠性设计。由于道口监测系统工作在无人值守的道口房内，一旦崩溃，将会全部停止工作，因此在软件和硬件上采取了一系列防护措施：

①具有自恢复功能，当采集机和上位机在受干扰和发现非致命性故障时，系统能自恢复；

②采样方式从安全性、可靠性、先进性等方面借鉴了TJWX-2000型信号微机监测系统，开关量采用高阻加光隔、模拟量采用高可靠的电量隔离传感器模块，实现了道口监测系统和道口信号设备的电气隔离；

③系统采样电源回线只有JF一种，对JZ信号采样芯线经过采样端子进入采集机进行隔离转换，对其他KZ、KF等电源，在机箱外面采用光电隔离、转换成JZ后再进采集机，安全简单，不会造成混电、串电现象，同时易于维护。

这样确保了道口监测系统与道口设备的隔离。

道口电源电压的采集，是采样芯线先经过熔断器再进入采集机转换单元进行隔离转换，保证外部条件与系统隔离。

系统采用在线UPS或免维护型道口停电报警不间断电源供电，可保证交流断电后维持道口监测系统可靠供电10min以上。

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