铁路专用线无人值守道口调车作业安全警示装置的开发与应用

范 宇 乔 莉

（1.沈阳铁路局科学技术研究所 辽宁 沈阳 110013；2.辽宁装备制造职业技术学院，辽宁 沈阳 110164）

1 概述

铁路专用线平交道口是铁路专用线与公路的交叉点，专用线调车作业列车需要经常通过道口进出专用线，因此，专用线道口的安全问题十分重要。目前，由于各种原因有相当多的专用线道口属于无人值守道口，且没有设置警示设备，公路上的行人及车辆横越道口时，不能提前发现专用线调车作业列车，极易发生安全事故；同时，由于建筑物遮挡、道口附近专用线为曲线等原因，专用线调车作业列车接近道口时，领车员不能及时发现公路上通过道口的行人和车辆，容易造成调车作业列车与公路上的行人、车辆发生相撞事故。

为了解决这个问题，有必要研制一种在铁路专用线无人值守道口调车作业时对临近道口的行人和车辆进行安全警示的装置，提醒道口两侧公路上的行人和车辆注意观察列车接近，已达到减少甚至避免道口安全事故的目的。

图1 装置结构示意图

2 系统设计

2.1 设计方案

通过分析国内铁路专用线无人值守道口警示装置技术现状，总结出各种方案的优缺点，通过实地考察，了解调车作业流程，然后再结合现有可行技术手段，确定设计方案如下：

（1）装置由无线调车手持电台、道口警示控制终端箱及声光警示装置三部分组成，由调车作业中的连结员作为警示装置的操作者；

（2）通过对现有的无线调车手持电台进行重置应用，将前面板中的绿色预留按键作为警示触发条件，不为连结员额外增添设备；

（3）设计接收数据记录存储功能，为日后事故分析提供数据依据；

图2 报警接收器结构框图

（4）采用AC220V+蓄电池后备供电方式，供电困难的地区采用太阳能+蓄电池后备的供电方式；

（5）设计灵活的警示方案，以适用于不同的使用地点及环境。

当推进作业列车接近道口区域，由连结员连续两次按下无线调车便携电台的绿色按钮，发出无线警示信号，报警接收器判断警示信号正确无误后，向控制单元发送固定频率的方波信号，从而导通声光警示电路以及音频功放电路，驱动警示装置进行声光警示。若连结员在持续警示过程中再次连续两次按下手持机绿色按钮，警示控制终端在正确接收信号后则将停止警示。见图1。

2.2 无线调车便携电台的重设

图3 主控单元程序流程图

由于无线调车便携电台中已经预置有指令修改系统，所以重新定义按钮的功能指令非常简易，只需利用三色按钮，通过相关定义进行操作即可实现对绿色预留按钮的重新设置。定义连续两次按下绿色按钮即可发送警示信号，并保持原有468.860MHz频率不变。

2.3 报警接收器的设计

报警接收器采用外置天线接收无线警示信号，并判断该信号是否为连结员手持机所发射的警示信号，如果是，则向主控单元发送频率为1KHz、周期为1秒的方波信号，幅值与供电电压一致。见图2。

2.4 主控单元的设计

主控单元以AT89S52单片机为控制核心，通过对外部输入信号的采集与分析，判断是否满足警示触发条件。另外还设计有WT588D语音模块以及大功率功放模块，以保证在嘈杂环境中音量与音质能够满足需求。

主控单元主要利用了单片机的外部中断功能，当中断触发时，开始进行中断计数，并同时启动定时计数器T0，当T0定时1秒结束后统计此时外部中断数量之和，如果为1000则判断为警示信号有效，开始进行延时30秒的声光警示，否则继续等待外部中断的到来。程序流程图见图3。

2.5 装置机柱的设计

装置机柱是安装声光报警器材与控制终端等设备的基础构架，高四米，主体采用钢结构材质，顶部太阳能电池板为法兰固定，其方向与角度可根据现场情况进行调整，底部基础为钢筋混凝土灌装，基础埋深为2米。

3 主要性能指标

（1）道口警示装置输出功率：≤80W；（2）无线信号频率：468.860MHz；（3）通讯距离：500m～600m；（4）报警音量：距声源2m处，报警音量﹥85dB；（5）工作温度：-20℃～+50℃；（6）太阳能电池板功率：70W；（7）蓄电池参数：DC 12V，60Ah；（8）单次报警延时：可任意设置，初始值为2分钟。

结语

铁路专用线无人值守道口调车作业安全警示装置结构简单、设计合理、使用方便、造价低廉，能够有效提高行人与车辆通过道口的安全系数，并于2013年9月通过了沈阳铁路局科学技术成果鉴定，具有良好的推广应用前景。

[1]金福麟，沈祖茂.铁路区间道口信号设备技术条件[Z].GB 10494-89.原铁道部通信信号公司研究设计院.

[2]曹天汉.单片机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2007.