一、课题综述及研究意义 近年来，改革开放的不断深入以及经济建设的蓬勃发展，交通运输事业也同样的日渐繁荣，现代化的交通运输方式更是百花齐放，其中发展最为吸引眼球的是铁路运输事业，铁路是国家的经济发展的大动脉，安全问题是影响铁路的发展的主要因素之一。在铁路大提速、管理体制改革、运输生产力布局调整的背景下，铁路运输安全的形式和要求发生了明显的变化。因此，一个极其重要的课题出现在我们的面前，即如何提高铁路道口的安全。 平交道口的安全是铁路运输的薄弱点。针对我国铁路的现状，本课题开发设计了利用单片机来实现的铁路道口自动报警系统，在列车接近道口的安全距离设置传感器，让道口有自动报警和解除报警的功能。具体而言就是采用了可靠性高、利用率高、便宜、利于工作人员使用的89C51作为主制芯片，把轨道上的传感器采集回来的列车信息通过单片机处理，及时、准确地通知道口工作人员及过往行人，避免发生事故，提高铁路安全。由于系统工作环境的恶劣，系统运行的可靠性，设备的耐用度以及应对自然灾害的防护等方面在硬件设计中被重点突出了，同时，在软件编制上也加入抗干扰方面的措施。本系统的设计能为道口工作人员及时正确的提供车辆信息，特别是在恶劣天气下，更是发挥重要作用。因此本课题的研究具有重要的社会价值以及推广意义。 据资料显示，随着铁路的发展与提速、机动车保有量的不断增长、跟不上经济发展的步伐的设备等原因，我国铁路道口事故率一直高居不下，每年由道口交通事故造成直接经济损失就不可估计。因此铁路道口的安全就显得尤为重要！ 我国道口事故在铁路事故中一直占很大比例，每百处道口事故率明显高于国外水平。于是新的安全要求被提出，深化安全基础建设，确保交通运输安全，依靠科学技术知识，防止或减少安全事故的发生，尤其是道口事故十分关键。铁路道口是涉及人、机、环境的复杂系统，影响道口安全的因素很多。我国等发展中国家正处于经济快速发展阶段，对人、机、环境系统的影响没有给予充分的重视，因此，我们要广泛借鉴国外发达国家在提高道口安全、减少道口事故上的经验，结合我国实际，吸收并转化为自己的方法。 二、课题拟采取的研究方法和技术路线
按照铁路安全规定的要求结合实际中火车运行情况计算出火车到来前的安全报警距离，传感器的安装是以此安全距离为依据，按照要求正确安装在铁路道口上行和下行两端火车行驶的铁轨上。按照铁路站内道口技术条件的规定，在道口列车接近报警时间应为40-90秒，不能晚报，早报、误报、更不能漏报，晚报、早报、误报会使设备的置信度下降,同样也可能引起事故。系统需要做到提前发出警报告知铁路道口工作人员放下栏杆和阻止在道口两侧行驶的车辆和前进行人继续通行，同时还在道口机房显示出来车信息提醒道口工作人员加强警戒，进一步确保道口安全。 系统用来检测列车来临信号的传感器安装在离铁路道口安全报警距离的铁路轨道上，而主机被安装在道口工作人员所在的值班房内，其中传感器的信号由电缆传回主机，进而主机将传感器传回来的信号进行数字化的处理，同时将来车的信息及时通知铁路道口的工作人员以及道口两侧即将通过的行人和车辆，从而实现道口自动报警的功能。 系通开始工作后，首先进行初始化，接着系统自检，检测系统传感器是否出现故障以及是否断线等问题，随后就会显示当前的时间，信号处理电路一共包含了4个独立的纵向通道，int0中断由两个通道的16路传感器信号构成，int1中断则由另两个通道的16路传感器的信号构成，当其中一路传感器检测到来车后会立即向系统发出信号进行中断申请，系统收到中断信号后会立即其进行处理，接着16位的LED数码管的上8位显示当前的时间，下8位显示此时列车速度等来车信息。并且语音芯片开始自动播报录音并进行提醒，防止行人与车辆抢行。当列车通过道口后设备进行复原，然后重新开始循环。 三、主要参考文献wWW.EEELW.COm [1]李显军.道口报警系统的设计与实现[J]北京:铁路技术创新。2004，3：5～6 [2]李玲桂.国外平交道口的安全措施[J]北京：铁道知识，2005、2，22～23 [3]王梦琛.站内道口微机自动通知系统的研究与实现[J]北京：铁道运输与经济1997、3，30～32 [6]张迎新.单片微型计算机原理、应用、及接口技术[M]国防工业出版社，1993，221-230 [7]谢子青.光电隔离抗干扰技术及应用[J]西安：现代电子技术2003、13，33～34 [8]徐晖，关辉.一种模拟量光电隔离的实现[J]黑龙江：黑龙江大学自然科学学报1999、9，92～94 [9]徐仁贵，廖哲智.单片微型计算机应用技术[M]北京：机械工业出版社，2001 [10]陈章龙.实用单片机大全[M]黑龙江技术出版社，1989，277-311 [11]李学海.PIC单片机实践[M]北京；北京航空航天大学出版社，2004 [12]张喜民，房师文.ISD1420语音芯片在单片机测量系统中的应用[J]电测与仪表2000、10，43～46 [13]张守波，郭松林.高保真语音录放电路及其在仪器中的应用[J]仪表技术2004、3，63～64 [14]何立民.MCS-51单片机应用系统设计[M]北京航空航天大学出版社,1989，24～33 [15]黄平平.基于单片机的铁路道口报警系统的设计与研究[D].呼和浩特：内蒙古工业大学，2007 [16]徐慧君，李亚芬.单片机的抗干扰技术[J].北京：电子产品世界，2004、2，46-48 [17]千涛.微电子设备的防雷及过电压保护[J].西安：电磁避雷器2003、6，27-29 [18]金秋生.氧化锌压敏电阻的过电压保护[J].安全用电2004、12，35-37 [19]赵子涛，吕国芳等.微机测控系统软件抗干扰技术研究[J].北京：水力发电2007、5，94-96 [20]陈章龙.实用单片机大全[M].黑龙江技术出版社，1989，277-311 [21]王梦琛.站内道口微机自动通知系统的研究与实现[J].北京：铁道运输与经济1997、3，30-32
二、毕业设计（论文）工作实施计划 （一）毕业设计（论文）的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果 理论分析： 按照所设定的报警距离将传感器安装在列车运行的铁轨上、下行两端（列如当火车行驶速度为160km／h时，安全的报警距离不能低于于1600m)。如果火车即将驶过道口，则系统要提前40-90秒给出报警信号来通知道口工和在道口两侧行驶的行人和车辆，同时显示来车信息以确保他们安全。 总体来说，整个报警系统的核心是AT89C51单片机，检测点是由安装在铁路轨道内的几对的传感器组成，它所检测到的车辆信息将通过电缆传送到主机内，由单片机计算出接近道口的列车的速度与道口的距离，对列车通过道口做出提前报警，进而达到以达到系统自动检测、自动报警和提高道口安全性能的目的。 软硬件要求：
1.自检功能在开机后系统即进入自检，对传感器等进行检查。因为传感器的损坏是这套系统最容易发生故障的部位，而传感器也是该系统的关键部位，因此工作中传感器的状态要不断的检查，一旦发现问题，系统要立即报警并且显示问题所在部位。 2.数字钟功能在结束系统自检程序后变自动开始工作，时钟的功能是能显示正确的时间或者随时输入时间，因为各项工作的展开和工作人远的时间确认都是以数字钟显示为基准。 3.列车接近道口声光报警功能这是系统的主要功能。当任一方向的列车接近道口时，十六位数码显示管的上八位显示时钟，下八位显示包括列车接近股道、接近速度和到达道口所需要的时间等的列车接近信息。同时，道口房内有蜂鸣器报警，以提示道口工注意。室外语音喇叭也用语音信号提示行人注意，不要在此时穿越道口。 4.复原功能当列车通过道口时，设备自动复原，声光报警停止，显示器恢复显示时间。当调车接近道口但未到道口即停止或折返时，设备延时5分钟自动复原。 |
