嵌入式系统在铁路道口报警系统中的应用

摘 要：本文介绍的嵌入式系统在铁路平交道口自动报警系统中应用，采用微软的WindowsCE操作系统,基于PC/104总线的PCM3350主机和PCM3724硬件平台，上位机采用组态软件MCGS所开发的嵌入版。

　　一、 背景

　　铁路平交道口是铁路与公路的平面交叉，是铁路安全运营的重要设施，随着铁路的发展，道口密度加大，而随着铁路提速事故风险也在加大。而安全生产是铁路运输永恒的宗旨，道口安全是铁路行车安全的重要环节。嵌入式系统是一种工业控制领域用途广泛的系统软件，有着大家熟悉和友好的用户界面、统一的编程界面、强大的通讯功能而成为道口自动报警系统改型中首选的操作系统。

　　道口自动报警系统具有友好的交互式用户界面，安全性能高，工作人员在室内即可通过计算机显示屏幕看到道口的状态，当有车接近道口时，行人可以通过道口的信号机、语音音箱得到列车通过的信息，工作人员通过显示器看到列车报警信息以及外面设备出现故障时会自动报警的功能。

　　二、 工作原理及性能指标

　　1.工作原理：

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，四个踏板设置方法如下：在列车接近道口800-1000米的位置设置三个接近磁性踏板开关（T1、T2、T3），离开道口100-200米的位置设置一个出清磁性踏板开关（T7）。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踏板开关产生动作时有可能产生误报;当磁性踏板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踏板开关时，只有当两个或两个以上踏板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踏板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，表明列车出清。当列车到达时，道口信号机白灯熄灭、红灯闪烁、鸣响喇叭（或语音报警），同时室内显示器上动画显示列车运行状态，当列车出清后，解除报警，红灯灭白灯亮。各个踏板开关和信号灯灯丝以及嗽叭的状态都显示在屏幕上，当出现踏板故障、灯丝断线、扬声器断线等故障时，报警系统自动给出故障提示;同时记录每次报警的开始时间、结束时间以及故障的发生时间和恢复时间等。（用户界面以及踏板开关的布置[T1至T8为踏板开关]见图1）

图1单线道口报警控制系统用户界面及踏板开关布置图

　　2.道口报警控制系统性能指标

　　● 主机工作环境：温度0℃-40℃;相对湿度75%以下;AC220±30V。

　　● 列车接近区段距离≤1200M。

　　● 适应列车运行速度：2Km/h-160Km/h。

　　● 列车进入接近区段3秒钟（±1秒）报警开始（用踏板的位置确定）。

　　● 道口信号机在非报警状态，点亮白灯，熄灭红灯。

　　● 列车进入报警范围，道口信号机开始报警，熄灭白灯，两红灯交替闪烁，扬声器发出报警声音。

　　● 红灯闪烁频率为60±5Hz。

　　● 扬声器发出的声音，可以设定为语言报警或钟声报警，可以支持广播功能。

　　● 磁性探头及道口信号机工作环境：温度-40℃-70℃;相对湿度95%以下。