一、課題綜述及研究意義

近年來，改革開放的不斷深入以及經濟建設的蓬勃發展，交通運輸事業也同樣的日漸繁榮，現代化的交通運輸方式更是百花齊放，其中發展最為吸引眼球的是鐵路運輸事業，鐵路是國家的經濟發展的大動脈，安全問題是影響鐵路的發展的主要因素之一。在鐵路大提速、管理體制改革、運輸生產力布局調整的背景下，鐵路運輸安全的形式和要求發生了明顯的變化。因此，一個極其重要的課題出現在我們的面前，即如何提高鐵路道口的安全。

平交道口的安全是鐵路運輸的薄弱點。針對我國鐵路的現狀，本課題開發設計了利用單片機來實現的鐵路道口自動報警系統，在列車接近道口的安全距離設置傳感器，讓道口有自動報警和解除報警的功能。具體而言就是采用了可靠性高、利用率高、便宜、利于工作人員使用的89C51作為主制芯片，把軌道上的傳感器采集回來的列車信息通過單片機處理，及時、準確地通知道口工作人員及過往行人，避免發生事故，提高鐵路安全。由于系統工作環境的惡劣，系統運行的可靠性，設備的耐用度以及應對自然災害的防護等方面在硬件設計中被重點突出了，同時，在軟件編制上也加入抗干擾方面的措施。本系統的設計能為道口工作人員及時正確的提供車輛信息，特別是在惡劣天氣下，更是發揮重要作用。因此本課題的研究具有重要的社會價值以及推廣意義。

據資料顯示，隨著鐵路的發展與提速、機動車保有量的不斷增長、跟不上經濟發展的步伐的設備等原因，我國鐵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經濟損失就不可估計。因此鐵路道口的安全就顯得尤為重要！

我國道口事故在鐵路事故中一直占很大比例，每百處道口事故率明顯高于國外水平。于是新的安全要求被提出，深化安全基礎建設，確保交通運輸安全，依靠科學技術知識，防止或減少安全事故的發生，尤其是道口事故十分關鍵。鐵路道口是涉及人、機、環境的復雜系統，影響道口安全的因素很多。我國等發展中國家正處于經濟快速發展階段，對人、機、環境系統的影響沒有給予充分的重視，因此，我們要廣泛借鑒國外發達國家在提高道口安全、減少道口事故上的經驗，結合我國實際，吸收并轉化為自己的方法。

二、課題擬采取的研究方法和技術路線

按照鐵路安全規定的要求結合實際中火車運行情況計算出火車到來前的安全報警距離，傳感器的安裝是以此安全距離為依據，按照要求正確安裝在鐵路道口上行和下行兩端火車行駛的鐵軌上。按照鐵路站內道口技術條件的規定，在道口列車接近報警時間應為40-90秒，不能晚報，早報、誤報、更不能漏報，晚報、早報、誤報會使設備的置信度下降,同樣也可能引起事故。系統需要做到提前發出警報告知鐵路道口工作人員放下欄桿和阻止在道口兩側行駛的車輛和前進行人繼續通行，同時還在道口機房顯示出來車信息提醒道口工作人員加強警戒，進一步確保道口安全。

系統用來檢測列車來臨信號的傳感器安裝在離鐵路道口安全報警距離的鐵路軌道上，而主機被安裝在道口工作人員所在的值班房內，其中傳感器的信號由電纜傳回主機，進而主機將傳感器傳回來的信號進行數字化的處理，同時將來車的信息及時通知鐵路道口的工作人員以及道口兩側即將通過的行人和車輛，從而實現道口自動報警的功能。

系通開始工作后，首先進行初始化，接著系統自檢，檢測系統傳感器是否出現故障以及是否斷線等問題，隨后就會顯示當前的時間，信號處理電路一共包含了4個獨立的縱向通道，int0中斷由兩個通道的16路傳感器信號構成，int1中斷則由另兩個通道的16路傳感器的信號構成，當其中一路傳感器檢測到來車后會立即向系統發出信號進行中斷申請，系統收到中斷信號后會立即其進行處理，接著16位的LED數碼管的上8位顯示當前的時間，下8位顯示此時列車速度等來車信息。并且語音芯片開始自動播報錄音并進行提醒，防止行人與車輛搶行。當列車通過道口后設備進行復原，然后重新開始循環。

三、主要參考文獻www.628tf.com

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二、畢業設計（論文）工作實施計劃

（一）畢業設計（論文）的理論分析與軟硬件要求及其應達到的水平與結果

理論分析：

按照所設定的報警距離將傳感器安裝在列車運行的鐵軌上、下行兩端（列如當火車行駛速度為160km／h時，安全的報警距離不能低于于1600m)。如果火車即將駛過道口，則系統要提前40-90秒給出報警信號來通知道口工和在道口兩側行駛的行人和車輛，同時顯示來車信息以確保他們安全。

總體來說，整個報警系統的核心是AT89C51單片機，檢測點是由安裝在鐵路軌道內的幾對的傳感器組成，它所檢測到的車輛信息將通過電纜傳送到主機內，由單片機計算出接近道口的列車的速度與道口的距離，對列車通過道口做出提前報警，進而達到以達到系統自動檢測、自動報警和提高道口安全性能的目的。

軟硬件要求：

1.自檢功能在開機后系統即進入自檢，對傳感器等進行檢查。因為傳感器的損壞是這套系統最容易發生故障的部位，而傳感器也是該系統的關鍵部位，因此工作中傳感器的狀態要不斷的檢查，一旦發現問題，系統要立即報警并且顯示問題所在部位。

2.數字鐘功能在結束系統自檢程序后變自動開始工作，時鐘的功能是能顯示正確的時間或者隨時輸入時間，因為各項工作的展開和工作人遠的時間確認都是以數字鐘顯示為基準。

3.列車接近道口聲光報警功能這是系統的主要功能。當任一方向的列車接近道口時，十六位數碼顯示管的上八位顯示時鐘，下八位顯示包括列車接近股道、接近速度和到達道口所需要的時間等的列車接近信息。同時，道口房內有蜂鳴器報警，以提示道口工注意。室外語音喇叭也用語音信號提示行人注意，不要在此時穿越道口。

4.復原功能當列車通過道口時，設備自動復原，聲光報警停止，顯示器恢復顯示時間。當調車接近道口但未到道口即停止或折返時，設備延時5分鐘自動復原。