鐵路道口監(jiān)控系統(tǒng)

本項(xiàng)目概要需求為：在鐵路道口安裝監(jiān)視攝像頭，用無線方式將道口的實(shí)時(shí)場(chǎng)景發(fā)送到行駛中正在接近道口的列車機(jī)車駕駛室顯示出來，供機(jī)車司機(jī)提前預(yù)知道口情況，以采取相應(yīng)的避險(xiǎn)措施。

具體需求有：

（1）傳輸距離至少1~2公里；

（2）實(shí)時(shí)連續(xù)畫面，延時(shí)約400-600ms秒；

（3）固定場(chǎng)景畫面，無需控制；

（4）畫面清晰；

（5）24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控；

（6）固定安裝，全天候，可無人值守；

（7）省電設(shè)計(jì)（如自動(dòng)感應(yīng)發(fā)射、遙控發(fā)射等）；

（8）考慮無市電時(shí)的應(yīng)用；

（9）列車種類、數(shù)量不限，可面向一個(gè)鐵路局也可面向全路；

（10）考慮到道口數(shù)量和列車數(shù)量眾多，要求低成本設(shè)計(jì)（每個(gè)道口的成本必須大大低于修建下沉式隧道等其它方式）。

4.1系統(tǒng)構(gòu)成:

1、道口發(fā)射端原理圖：

2、發(fā)射端系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

（1）攝像機(jī)：選擇一般安防等級(jí)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)即可，如SONY1000P，紅外單元不需要太遠(yuǎn)，20-30米左右的即可（視安裝位置距道口的距離而定）。

（2）發(fā)射天線：設(shè)計(jì)采用具有方向性增益的天線，增益不低于7dB。

（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)為一體戶外型。

3、列車機(jī)車接收端原理圖：

4、接收端系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

（1）信道解調(diào)采用標(biāo)準(zhǔn)的視頻接口與機(jī)車監(jiān)控主機(jī)視頻接口對(duì)接

（2）顯示：用15寸專業(yè)線火車顯示器與安裝位置。

本系統(tǒng)可與機(jī)車視頻監(jiān)控車載裝置相連接，對(duì)道口視頻可以實(shí)時(shí)錄制并存儲(chǔ)，利用地面3G無線網(wǎng)絡(luò),對(duì)列車司機(jī)的行為動(dòng)作，道口的實(shí)際情況,從而管理室人員,可以通過無線視頻的從地面軟件上直觀的反應(yīng)出列車的狀況，從而達(dá)到提高行車安全的目的2100433B

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和鐵路技術(shù)的進(jìn)步，如今鐵路運(yùn)輸越來越繁忙，列車速度也越來越快。鐵路先后進(jìn)行了六次大提速，全國幾乎所有的運(yùn)營鐵路都將列車的運(yùn)行速度提高到120公里以上，部分干線甚至達(dá)到160公里以上。而平面交叉方式是鐵路運(yùn)輸發(fā)展的阻礙之一。解決平面交叉的形式有修建鐵路公路立交、下穿式隧道、過街天橋等，但每一處的平交道改造其成本都是巨大的。

每年因?yàn)檫`章?lián)屧降揽诙斐傻膫鍪鹿?，給鐵路帶來了巨大損失。鐵路每年用于機(jī)車、車輛、線路和道口的修復(fù)而花費(fèi)的人力、物力和財(cái)力可用上億、十億乃至百億元計(jì)算。

為解決上述問題，設(shè)想有沒有一種技術(shù)手段，能夠使列車司機(jī)在通過道口之前預(yù)知道口的情況（例如機(jī)動(dòng)車在鐵軌上熄火），從而可以提前采取措施，避免車毀人亡的慘劇發(fā)生？要知道，以列車運(yùn)行的速度，早1秒晚1秒鐘采取措施，都有可能帶來不同的結(jié)果。本項(xiàng)目就是順應(yīng)這個(gè)應(yīng)用要求而提出來的。

本項(xiàng)目是一種典型的無線移動(dòng)視頻傳輸應(yīng)用，非常適合采用基于微波無線視頻傳輸方式。

實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目概要要求：在道口安裝攝像機(jī)和無線視頻發(fā)射設(shè)備、在列車上安裝無線視頻接收設(shè)備和顯示監(jiān)控設(shè)備。

對(duì)項(xiàng)目具體需求分析：

（1）對(duì)傳輸距離需求的分析：

鐵路道口環(huán)境復(fù)雜，距離1~2公里以外行駛的列車，有可能是視距，也有可能是非視距，而且非視距的意義大于視距（越是看不見越是要提前預(yù)判）。因此在此必須考慮1~2公里的非視距視頻傳輸。

為了滿足這一傳輸距離需求，下面從功率、帶寬、頻點(diǎn)、調(diào)制方式、發(fā)射天線高度/增益、接收天線高度/增益、接收機(jī)靈敏度等與傳輸距離相關(guān)的因素來綜合考慮本項(xiàng)目的應(yīng)用設(shè)計(jì)。

（2）畫面連續(xù)性和延時(shí)：

連續(xù)性是無線視頻技術(shù)天然的特性。系統(tǒng)延時(shí)100-300ms，按300ms計(jì)算，相當(dāng)于時(shí)速120公里/小時(shí)的列車行駛了幾米左右，對(duì)于1~2公里的提前量來說，這是可接受的范圍內(nèi)。但對(duì)于調(diào)車機(jī)來講,速度一般控制在50公里/小時(shí)左右,因此在設(shè)計(jì)中可以不考慮這個(gè)誤差。

（3）控制方式：

無需控制即不需要從列車到攝像頭的控制信道（讓道口24小時(shí)監(jiān)控）。

（4）畫面清晰度：

如果采用H.264的壓縮視頻格式,配合相應(yīng)的低照高清晰度紅外攝像機(jī),畫面清晰度可以達(dá)到VGA的效果, ，畫面清晰度完全可以被接受。

（5）監(jiān)控時(shí)段：

鐵路是一種長(zhǎng)距離運(yùn)輸工具，不分晝夜。為了滿足夜間監(jiān)控的要求，應(yīng)采用紅外攝像頭。

（6）安裝方式：

鐵路全天候的工作方式也要求監(jiān)控設(shè)備全天候工作。為了適應(yīng)無人看守道口的要求，監(jiān)控設(shè)備也要采用無人值守方式，能夠戶外安裝，適應(yīng)各種氣象條件。防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP63以上（防雨型）。

（7）電源消耗：

前端電源功耗約在10~20W之間，如果有市電則不是一個(gè)限制因素，如果是用下面考慮的風(fēng)光組合供電系統(tǒng)要結(jié)合功率和容量設(shè)計(jì)來達(dá)到匹配。接收端在列車上，容量可能不是問題，電源的頻率可能不是50Hz的，需要轉(zhuǎn)換。

（8）無市電道口

考慮采用風(fēng)光組合供電系統(tǒng)。這在路政、通訊行業(yè)已經(jīng)用的比較成熟的方式。

（9）成本

沒有具體需求，考慮到微波傳輸方式的比較適應(yīng)經(jīng)濟(jì)一些，但與架構(gòu)下穿隧道等其它土建改造方式來說，成本是相當(dāng)?shù)偷?。在?xiàng)目方案中通過選擇正確的技術(shù)路線可以降低成本。

早期的鐵路道口有人值守，當(dāng)火車將通過時(shí)，看守?fù)]動(dòng)紅旗或紅燈示意所有車輛和行人停止，并使車輛和行人離開軌道。后來，引入了手動(dòng)或電子的欄桿以擋住公路。欄桿用于阻攔任何車輛和行人闖入鐵路。在鐵路的早期，許多車輛都是畜力車，因此有必要設(shè)立真正的障礙。而現(xiàn)代除了車輛和行人流量大的鐵路道口仍有人看守外，大多已自動(dòng)化運(yùn)作而無人看守。

為防止車輛及行人闖越，有的鐵路道口會(huì)安裝偵測(cè)器，在人車于柵欄放下后仍在鐵路道口內(nèi)時(shí)發(fā)出聲響警告，并有緊急按鈕以在車輛卡在鐵路道口無法移開時(shí)按鈕警告列車減速停車。另外會(huì)裝有自動(dòng)照相機(jī)或監(jiān)視器以告發(fā)闖鐵路道口者。 2100433B

本書旨在提高管理、看守人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，上海鐵路局職教處、工務(wù)處組織編寫此書?！惰F路道口安全管理》還收錄了國家、鐵道部和上海鐵路局對(duì)鐵路道口管理的相關(guān)法規(guī)、條例、文件以及相關(guān)的表樣等。

第一章　公鐵交叉的分類與設(shè)置

第一節(jié)　立體交叉

第二節(jié)　平面交叉

第三節(jié)　設(shè)置或拓寬鐵路道口、人行過道的審批

第四節(jié)　設(shè)置臨時(shí)道口的審批

第五節(jié)　設(shè)置平過道的審批

第二章　道口設(shè)備

第一節(jié)　道口設(shè)備簡(jiǎn)介

第二節(jié)　道口設(shè)備裝備標(biāo)準(zhǔn)

第三節(jié)　道口設(shè)備管理及維護(hù)分工

第四節(jié)　設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

第五節(jié)　鐵路道口自動(dòng)通知時(shí)間的計(jì)算方法

第三章　鐵路道口安全管理

第一節(jié)　管理機(jī)構(gòu)及職責(zé)

第二節(jié)　道口的看守條件及分工

第三節(jié)　有人看守道口室內(nèi)管理標(biāo)準(zhǔn)

第四節(jié)　道口管理各項(xiàng)制度

第四章　鐵路道口事故的預(yù)防及控制措施

第一節(jié)　道口故障應(yīng)急處理

第二節(jié)　道口事故案例分析

第三節(jié)　防止道口慣性事故的措施

附件1　《行政許可申請(qǐng)書》格式表樣

附件2　《道口安全檢查記錄表》格式表樣

附件3　道口工考試題庫

附件4　《鐵路運(yùn)輸安全保護(hù)條例》

附件5　《鐵路道口管理暫行規(guī)定》

附件6　《設(shè)置或者拓寬鐵路道口人行過道審批辦法》

附件7　《道口管理規(guī)則》(《上海鐵路局行車組織規(guī)則》附錄8) 2100433B