嵌入式系統(tǒng)在鐵路道口報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：本文介紹的嵌入式系統(tǒng)在鐵路平交道口自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中應(yīng)用，采用微軟的WindowsCE操作系統(tǒng),基于PC/104總線的PCM3350主機(jī)和PCM3724硬件平臺(tái)，上位機(jī)采用組態(tài)軟件MCGS所開發(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(yùn)營的重要設(shè)施，隨著鐵路的發(fā)展，道口密度加大，而隨著鐵路提速事故風(fēng)險(xiǎn)也在加大。而安全生產(chǎn)是鐵路運(yùn)輸永恒的宗旨，道口安全是鐵路行車安全的重要環(huán)節(jié)。嵌入式系統(tǒng)是一種工業(yè)控制領(lǐng)域用途廣泛的系統(tǒng)軟件，有著大家熟悉和友好的用戶界面、統(tǒng)一的編程界面、強(qiáng)大的通訊功能而成為道口自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)改型中首選的操作系統(tǒng)。

　　道口自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)具有友好的交互式用戶界面，安全性能高，工作人員在室內(nèi)即可通過計(jì)算機(jī)顯示屏幕看到道口的狀態(tài)，當(dāng)有車接近道口時(shí)，行人可以通過道口的信號(hào)機(jī)、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(bào)警信息以及外面設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警的功能。

　　二、 工作原理及性能指標(biāo)

　　1.工作原理：

在有平交道口的鐵道線路上、下行方向各設(shè)置四個(gè)磁性踏板開關(guān)，以上行方向?yàn)槔?，四個(gè)踏板設(shè)置方法如下：在列車接近道口800-1000米的位置設(shè)置三個(gè)接近磁性踏板開關(guān)（T1、T2、T3），離開道口100-200米的位置設(shè)置一個(gè)出清磁性踏板開關(guān)（T7）。下行方向設(shè)置方法與上行方法相同位置相反。當(dāng)鐵路工人作業(yè)或穿越鐵路的行人無意觸動(dòng)踏板開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)有可能產(chǎn)生誤報(bào);當(dāng)磁性踏板開關(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(bào)，這些在道口報(bào)警系統(tǒng)中都是不可忽視的問題。因而在接近道口方向設(shè)置三個(gè)踏板開關(guān)并采用冗余技術(shù)（三取二），當(dāng)列車通過三個(gè)接近踏板開關(guān)時(shí)，只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上踏板開關(guān)同時(shí)動(dòng)作時(shí)才確認(rèn)列車到達(dá)，從而盡可能地減少誤報(bào)和漏報(bào)的產(chǎn)生。當(dāng)列車接近道口通過三個(gè)踏板開關(guān)時(shí)系統(tǒng)開始計(jì)軸統(tǒng)計(jì)進(jìn)入道口的列車的軸對(duì)數(shù)，同時(shí)當(dāng)列車通過出清踏板開關(guān)時(shí)系統(tǒng)同樣統(tǒng)計(jì)列車的軸對(duì)數(shù)，當(dāng)列車出清計(jì)軸停止并與進(jìn)入道口計(jì)軸數(shù)相符時(shí)，表明列車出清。當(dāng)列車到達(dá)時(shí)，道口信號(hào)機(jī)白燈熄滅、紅燈閃爍、鳴響喇叭（或語音報(bào)警），同時(shí)室內(nèi)顯示器上動(dòng)畫顯示列車運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)列車出清后，解除報(bào)警，紅燈滅白燈亮。各個(gè)踏板開關(guān)和信號(hào)燈燈絲以及嗽叭的狀態(tài)都顯示在屏幕上，當(dāng)出現(xiàn)踏板故障、燈絲斷線、揚(yáng)聲器斷線等故障時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)給出故障提示;同時(shí)記錄每次報(bào)警的開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間以及故障的發(fā)生時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間等。（用戶界面以及踏板開關(guān)的布置[T1至T8為踏板開關(guān)]見圖1）

圖1單線道口報(bào)警控制系統(tǒng)用戶界面及踏板開關(guān)布置圖

　　2.道口報(bào)警控制系統(tǒng)性能指標(biāo)

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

　　● 列車接近區(qū)段距離≤1200M。

　　● 適應(yīng)列車運(yùn)行速度：2Km/h-160Km/h。

　　● 列車進(jìn)入接近區(qū)段3秒鐘（±1秒）報(bào)警開始（用踏板的位置確定）。

　　● 道口信號(hào)機(jī)在非報(bào)警狀態(tài)，點(diǎn)亮白燈，熄滅紅燈。

　　● 列車進(jìn)入報(bào)警范圍，道口信號(hào)機(jī)開始報(bào)警，熄滅白燈，兩紅燈交替閃爍，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲音。

　　● 紅燈閃爍頻率為60±5Hz。

　　● 揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音，可以設(shè)定為語言報(bào)警或鐘聲報(bào)警，可以支持廣播功能。

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