專利名稱：鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路道口作業(yè)設(shè)備，適用于鐵路各種牽引類型半自動(dòng)人工看守平交道口，是對(duì)道口作業(yè)情況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視記錄的設(shè)備。
在我國眾多的鐵路平交道口中，半自動(dòng)人工看守道口占很大比例，平交道口的安全暢通是關(guān)系鐵路、公路行車安全和人身安全的大事，特別是隨著鐵路提速工作的不斷推進(jìn)，公路交通運(yùn)量的不斷上升，道口安全管理問題日益突出。
由于有的道口列車接近報(bào)警通知裝置工作不穩(wěn)定，漏報(bào)、誤報(bào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；有的道口員素質(zhì)不高，責(zé)任心不強(qiáng)，不執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，造成有車時(shí)不能及時(shí)出場(chǎng)或不出場(chǎng)，未能及時(shí)關(guān)閉或不關(guān)閉道口欄木或欄門，給道口安全造成很大隱患，由此造成的道口交通肇事和事故也屢有發(fā)生，因此，道口安全管理問題已成為當(dāng)前一項(xiàng)緊迫而又重要的工作。而已往的監(jiān)督措施是，鐵路工務(wù)段、分段各級(jí)抽查、暗查，每月大約抽查10次左右，這遠(yuǎn)不能達(dá)到安全要求。
本發(fā)明的目的是提供一種鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀，它能很容易地判斷出道口員出場(chǎng)是否及時(shí)，列車接近報(bào)警通知是否準(zhǔn)確，對(duì)道口安全起到監(jiān)督保障作用。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀，包括列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路，鋼軌、列車接近報(bào)警通知裝置和電動(dòng)或手動(dòng)欄木，它還包括微計(jì)算機(jī)電路、軸信息采集電路和防護(hù)欄木控制信息采集電路，所述的軸信息采集電路、列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路和防護(hù)欄木控制信息采集電路分別與微計(jì)算機(jī)電路相連；所述的鋼軌上安裝有電磁軌道傳感器，所述的電動(dòng)或手動(dòng)欄木上安裝有防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器，所述的列車接近報(bào)警通知裝置、電磁軌道傳感器和防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器分別與微計(jì)算機(jī)相連。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1)由于采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高了設(shè)備工作的可靠性、實(shí)用性和抗干擾能力；2)數(shù)據(jù)讀出口是標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口，可以通過專用數(shù)據(jù)讀出器將各道口記錄儀所記錄的數(shù)據(jù)通過該口全部讀出，并儲(chǔ)存在讀出器中，回段統(tǒng)一打印輸出，不用現(xiàn)場(chǎng)打印，也可以通過專用通道或電話線增加部分接口設(shè)備，將各道口記錄儀通信接口直接與工務(wù)段道口管理科室接通，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)讀出并打印，這樣可節(jié)省去各道口檢查、打印的時(shí)間，使檢查工作更加及時(shí)、方便；3)在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，力求模塊化、規(guī)范化，并采取了一系列自檢、校驗(yàn)、軟件陷井、看門狗等措施，使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，且具有耗電少、操作簡(jiǎn)單、記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、精度高等特點(diǎn)，而且功能擴(kuò)展性強(qiáng)，可不斷滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要。


圖1是本發(fā)明鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀主機(jī)的外觀圖；圖2是本發(fā)明鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀構(gòu)成框圖；圖3是微計(jì)算機(jī)的原理框圖；圖4是計(jì)算機(jī)主程序的流程圖；圖5是軸信息采集電路圖；圖6是列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路；圖7是串行口中斷子程序流程圖；圖8是鍵盤中斷子程序流程圖；圖9是本發(fā)明鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀的示意圖。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
如圖1、圖2和圖9所示，本發(fā)明鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀主要由室內(nèi)和室外兩部分組成。室內(nèi)部分由計(jì)算機(jī)和列車接近報(bào)警通知裝置5和計(jì)算機(jī)6組成，計(jì)算機(jī)外型如圖1所示，機(jī)箱面板由顯示器7、鍵盤8、微型打印機(jī)9組成。顯示器7是6位LED顯示，用來顯示時(shí)鐘和各種狀態(tài)。鍵盤由16個(gè)數(shù)字功能鍵和1個(gè)復(fù)位鍵組成，包括0-9數(shù)字鍵、輸入工號(hào)、輸入車號(hào)、修改時(shí)鐘、打印等功能鍵、#號(hào)、Y號(hào)鍵。此外面板上還設(shè)兩個(gè)指示燈，一個(gè)是電源狀態(tài)燈10，一個(gè)是設(shè)備工作正常指示燈11，兩燈在設(shè)備正常工作時(shí)亮。
室外部分包括電磁軌道傳感器1和防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器2。電磁軌道傳感器1卡在道口處線路的鋼軌3上，用來檢測(cè)列車經(jīng)過的時(shí)間和速度。當(dāng)有車壓過電磁軌道傳感器1時(shí)，該傳感器1輸出一脈沖信號(hào)送至室內(nèi)主機(jī)檢測(cè)電路，經(jīng)軸信息采集電路接收、放大、整形，輸出軸脈沖信號(hào)送給微計(jì)算機(jī)6。防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器2安裝在防護(hù)欄木4上，用來檢測(cè)防護(hù)欄木4的狀態(tài)。
如圖3所示，微計(jì)算機(jī)6的主CPU采用美國ATMEL公司的AT89C51芯片，這是一種帶4K字節(jié)，閃速可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器，且低功耗、高性能CMOS8位微控制器。內(nèi)部還有128×8位RAM存儲(chǔ)器，32個(gè)I/O線，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)全雙工串行口。內(nèi)部數(shù)據(jù)可保存10年，功能與MCS51單片機(jī)系列產(chǎn)品兼容，且具有應(yīng)用簡(jiǎn)單、使用靈活的特點(diǎn)。DS1643是DALLAS公司生產(chǎn)的時(shí)日記錄器芯片，內(nèi)設(shè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，8K×8NVSRAM存儲(chǔ)器，內(nèi)置鋰電池保護(hù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可保存10年以上。該芯片在本裝置中作為時(shí)鐘電路，并且作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)重要記錄數(shù)據(jù)。81C55是并行I/O接口芯片，用來采集外部信息、輸出各種控制命令。82C79是專用鍵盤、顯示控制芯片，能對(duì)顯示器自動(dòng)掃描，識(shí)別鍵盤上按下鍵的鍵號(hào)，可提高CPU的工作效率。CD4060是14位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在本裝置中作程序運(yùn)行監(jiān)視器使用，即看門狗。在設(shè)備主機(jī)按程序流程正常運(yùn)行狀態(tài)下，計(jì)算機(jī)CPU的P1.7口不斷送出復(fù)位脈沖，不斷使計(jì)數(shù)器清零，一旦程序運(yùn)行不正常，發(fā)生跑飛或陷入死循環(huán)，CPU復(fù)位脈沖停送，經(jīng)過限時(shí)計(jì)數(shù)器輸出端輸出一正脈沖，使CPU復(fù)位。74HC373為高速CMOS八D鎖存器電路。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，作地址鎖存器使用，在本電路中為時(shí)日計(jì)錄器DS1643提供地址信號(hào)。74HC245是高速CMOS雙向驅(qū)動(dòng)器，在計(jì)算機(jī)電路中，分別作CPU與接口芯片間數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動(dòng)和地址、讀寫、片選等信號(hào)的單向驅(qū)動(dòng)用。74LS138為3-8譯碼器，在電路中用來作地址譯碼使用。
如圖5所示，電路中U1為LM324集成運(yùn)放電路，U2為LM339電壓比較器，U3是光電耦合器，CZ1、CZ2是室外軌道傳感器輸出信號(hào)引入端。當(dāng)有車駛過傳感器時(shí)，傳感器感應(yīng)出交變信號(hào)經(jīng)傳輸電纜引入到室內(nèi)主機(jī)CZ1、CZ2入口，經(jīng)U1、U2放大、整形，U3光電隔離，形成軸脈沖送至計(jì)算機(jī)接口，由計(jì)算機(jī)檢測(cè)識(shí)別有列車駛過。
如圖6，IN1、IN2為檢測(cè)電路輸入端，接至報(bào)警通知裝置的振鈴電路。當(dāng)有列車接近道口，通知裝置報(bào)警時(shí)，振鈴信號(hào)被取出，送至IN1、IN2輸入端，經(jīng)整流后變成直流電信號(hào)，使光電耦合器導(dǎo)通，5腳輸出端變成低電平，IC2與非門輸出高電平送至計(jì)算機(jī)接口電路，由計(jì)算機(jī)識(shí)別有列車接近。
道口防護(hù)欄木有電動(dòng)和手動(dòng)兩種。電動(dòng)欄木受電機(jī)控制，可以從配電柜中取出電機(jī)受控電壓信號(hào)，采用與圖6類似電路，經(jīng)過隔離取樣、降壓整流、電平轉(zhuǎn)換，然后變成TTL電平送至計(jì)算機(jī)接口，由計(jì)算機(jī)識(shí)別欄木動(dòng)作。
手動(dòng)道口情況比較復(fù)雜，欄木方式較多?？刹捎媒佑|傳感器來識(shí)別欄木動(dòng)作。當(dāng)欄木下放到一定角度時(shí)，傳感器感應(yīng)出一電壓信號(hào)。信號(hào)傳至室內(nèi)，經(jīng)過圖5所示接收電路的放大、整形，輸出一脈沖信號(hào)送至計(jì)算機(jī)接口，由計(jì)算機(jī)讀入，判斷欄木已放下。
如圖4所示，微計(jì)算機(jī)主程序主要由初始化、自檢、時(shí)鐘顯示、循環(huán)檢測(cè)等幾部分組成。初始化程序主要完成CPU內(nèi)部特殊功能寄存器的初始化設(shè)置、堆棧指針設(shè)置，82C79、81C55等接口芯片的功能設(shè)置。自檢程序主要完成對(duì)CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器、81C55外部數(shù)據(jù)寄存器、82C79鍵盤顯示接口芯片以及外部電源、接口信號(hào)是否正常等進(jìn)行檢測(cè)，如發(fā)現(xiàn)異常則發(fā)出音響報(bào)警，并顯示出故障類型。時(shí)鐘顯示是在程序循環(huán)圈內(nèi)不斷讀取時(shí)日記錄器的內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并隨機(jī)顯示出時(shí)、分秒各兩位數(shù)字，以提示當(dāng)前時(shí)間。循環(huán)檢測(cè)部分包括檢測(cè)是否有列車接近報(bào)警信號(hào)、防護(hù)欄木是否正在關(guān)閉、有無列車經(jīng)過，如檢測(cè)到則記錄下當(dāng)時(shí)時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分)，并開蜂鳴器，高位顯示檢測(cè)內(nèi)容，最后將記錄下的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)保護(hù)區(qū)，清理暫存區(qū)然后返回。
如圖7所示，串行口中斷子程序是主機(jī)響應(yīng)外設(shè)串行口中斷后執(zhí)行串行口中斷源入口地址0023H處的跳轉(zhuǎn)指令而進(jìn)入中斷服務(wù)子程序的。串行中斷子程序的任務(wù)就是把內(nèi)存數(shù)據(jù)單元存儲(chǔ)區(qū)記錄存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過串行口輸出至外設(shè)。外設(shè)是指專用的數(shù)據(jù)讀出存儲(chǔ)裝置。在程序入口處，首先保護(hù)寄存器內(nèi)容及地址，然后讀入數(shù)據(jù)，判別是讀數(shù)據(jù)命令，還是取數(shù)據(jù)命令，顯示器高位顯示發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)，發(fā)送“始發(fā)”命令，收到“同意接收”命令后，開始逐字節(jié)發(fā)送內(nèi)存數(shù)據(jù)。發(fā)送完畢，發(fā)出“結(jié)束”命令，再讀入，如讀到“收到”命令則發(fā)送結(jié)束，程序返回，否則再重新發(fā)送一遍。
如圖8所示，鍵盤是人機(jī)對(duì)話的接口，當(dāng)需要向主機(jī)輸入命令或數(shù)據(jù)時(shí)，按下功能鍵，鍵盤顯示控制芯片82C79自動(dòng)向中央CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，主機(jī)計(jì)算機(jī)進(jìn)入鍵盤中斷服務(wù)子程序，完成讀取命令、讀入數(shù)據(jù)工作。鍵盤中斷子程序主要包括輸入車號(hào)處理、輸入工號(hào)處理、打印輸出處理、修改時(shí)鐘處理四個(gè)部分。當(dāng)主程序轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，首先讀取鍵值，判斷是什么功能鍵，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理程序。如果鍵值不是功能鍵而是數(shù)字鍵或符號(hào)鍵則中斷返回。轉(zhuǎn)入功能處理程序后，開蜂鳴器，高位顯示相應(yīng)功能鍵符號(hào)，然后讀取輸入數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)時(shí)，如果按下的是功能鍵則無效。相應(yīng)的功能鍵要輸入的數(shù)據(jù)位是一定的，如果位數(shù)不足時(shí)應(yīng)以“#”號(hào)鍵結(jié)束輸入，超出規(guī)定位數(shù)無效。修改時(shí)鐘時(shí)，輸入的數(shù)據(jù)要判別是否有效，不合理的年、月、日、時(shí)、分、秒輸入數(shù)值為無效，要重新輸入。
主要工作過程平時(shí)無車時(shí)，設(shè)備顯示六位時(shí)種，時(shí)、分、秒，道口員在交接班時(shí)要及時(shí)輸入自己的工號(hào)，共2位數(shù)字。當(dāng)上行或下行有列車接近時(shí)，列車接近報(bào)警通知裝置5報(bào)警，微計(jì)算機(jī)6通過檢測(cè)電路檢測(cè)到列車接近信息，并記錄下列車接近的時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分、秒)。這時(shí)道口員要及時(shí)出場(chǎng)關(guān)閉或放下欄門或欄木4。通過欄木4控制檢測(cè)傳感器2，計(jì)算機(jī)6可記錄下道口員操縱欄木4的時(shí)間。當(dāng)列車經(jīng)過道口時(shí)，通過安裝在軌道上的電磁軌道傳感器1，計(jì)算機(jī)6檢測(cè)到列車經(jīng)過，并記錄下列車經(jīng)過道口時(shí)的時(shí)間。這時(shí)室內(nèi)主機(jī)蜂鳴器停響。如不輸入車次號(hào)需給主機(jī)復(fù)位、清零。在不太繁忙的道口，每天通過列車在30對(duì)左右時(shí)，記錄儀信息容量能記錄不少于15天的數(shù)據(jù)。當(dāng)工務(wù)段或分段檢查時(shí)，可以直接從記錄儀輸出，打印機(jī)輸出記錄數(shù)據(jù)，也可以用專用數(shù)據(jù)讀出器從串行數(shù)據(jù)讀出口取走記錄數(shù)據(jù)。通過分析所記錄的列車接近時(shí)間、操縱欄木時(shí)間、列車經(jīng)過時(shí)間、道口員工號(hào)等數(shù)據(jù)，可以很容易地判斷出道口員出場(chǎng)是否及時(shí)，列車接近報(bào)警通知是否準(zhǔn)確，以區(qū)分責(zé)任，對(duì)道口安全起到監(jiān)督保護(hù)作用。
權(quán)利要求
1.鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀，包括列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路，鋼軌(3)、列車接近報(bào)警通知裝置(5)和電動(dòng)或手動(dòng)欄木(4)，其特征是它還包括微計(jì)算機(jī)電路、軸信息采集電路和防護(hù)欄木控制信息采集電路，所述的軸信息采集電路、列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路和防護(hù)欄木控制信息采集電路分別與微計(jì)算機(jī)電路相連；所述的鋼軌(3)上安裝有電磁軌道傳感器(1)，所述的電動(dòng)或手動(dòng)欄木(4)上安裝有防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器(2)，所述的列車接近報(bào)警通知裝置(5)、電磁軌道傳感器(1)和防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器(2)分別與微計(jì)算機(jī)(6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征是所述的列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路，由IN1、IN2和IC2組成，IN1、IN2為檢測(cè)電路輸入端，并接入報(bào)警通知裝置的振鈴電路，經(jīng)整流后變成直流電信號(hào)，使光電耦合器導(dǎo)通，5腳輸出端變成低電平，IC2與非門輸出高電平送至計(jì)算機(jī)接口電路；所述的微計(jì)算機(jī)電路由AT89C51芯片、DS1643芯片、81C55芯片、82C79芯片、CD4060計(jì)數(shù)器、74HC373鎖存器電路、74HC245驅(qū)動(dòng)器和74LS138譯碼器組成，所述的AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃速可編程可擦除CMOS8位微控制器，內(nèi)部還有128×8位RAM存儲(chǔ)器，32個(gè)I/O線，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)全雙工串行口，所述的DS1643是時(shí)日記錄器芯片，內(nèi)設(shè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，8K×8NVSRAM存儲(chǔ)器，所述的81C55是并行I/O接口芯片，用來采集外部信息、輸出各種控制命令，所述的82C79是專用鍵盤、顯示控制芯片，識(shí)別鍵盤上按下鍵的鍵號(hào)，所述的CD4060是14位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，所述的74HC373為高速CMOS八D地址鎖存器，所述的74HC245是高速CMOS雙向驅(qū)動(dòng)器，在計(jì)算機(jī)電路中，分別作CPU與接口芯片間數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動(dòng)和地址、讀寫、片選等信號(hào)的單向驅(qū)動(dòng)用，所述的74LS138為3-8地址譯碼器；所述的軸信息采集電路由U1、U2、U3、CZ1和CZ2組成，所述的U1為LM324集成運(yùn)放電路，所述U2為LM339電壓比較器，所述的U3是光電耦合器，所述的CZ1、CZ2是室外軌道傳感器輸出信號(hào)引入端，傳感器感應(yīng)出交變信號(hào)經(jīng)傳輸電纜引入到室內(nèi)主機(jī)CZ1、CZ2入口，經(jīng)U1、U2放大、整形，U3光電隔離，形成軸脈沖送至計(jì)算機(jī)接口；所述的防護(hù)欄木控制信息采集電路，經(jīng)過隔離取樣、降壓整流、電平轉(zhuǎn)換，然后變成TTL電平送至計(jì)算機(jī)接口。
全文摘要
本發(fā)明鐵路道口員出場(chǎng)作業(yè)記錄儀,包括列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路,鋼軌、列車接近報(bào)警通知裝置和電動(dòng)或手動(dòng)欄木,它包括微計(jì)算機(jī)電路、軸信息采集電路和防護(hù)欄木控制信息采集電路,軸信息采集電路、列車接近報(bào)警信號(hào)檢測(cè)電路和防護(hù)欄木控制信息采集電路分別與微計(jì)算機(jī)電路相連;鋼軌上安裝有電磁軌道傳感器,電動(dòng)或手動(dòng)欄木上安裝有防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器,列車接收?qǐng)?bào)警通知裝置、電磁軌道傳感器和防護(hù)欄木控制檢測(cè)傳感器分別與微計(jì)算機(jī)相連。本發(fā)明能很容易地判斷出道口員出場(chǎng)是否及時(shí),列車接近報(bào)警通知是否準(zhǔn)確,對(duì)道口安全起到監(jiān)督保障作用。
文檔編號(hào)B61L29/18GK1269302SQ9910790
公開日2000年10月11日 申請(qǐng)日期1999年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月1日
發(fā)明者繆萬里, 陳曉光, 李國華, 車源偉, 王躍, 劉金明, 李君 , 鄭德山, 姚允愉 申請(qǐng)人:哈爾濱鐵路局齊齊哈爾科學(xué)技術(shù)研究所