道路路权优先下道口信号控制方案研究

摘要

平交道口作为整个交通网络中唯一存在公路与铁路路权冲突的区域，在铁路运输中属于事故易发地段。修改后的国家标准确立了道路优先的通行原则，而现有道口信号使用铁路优先的通行原则。为了适应新国标的要求，则需要在道口信号控制方案上做出调整。基于此，本文针对道路优先下道口信号控制方案进行研究，分析了道路优先下道口信号控制需求，对道口信号状态与铁路信号联锁关系进行研究，提出了一种新的道口信号控制方案，并进行了实验验证，研究成果具有一定的应用价值。论文主要工作如下:
　　1.分析了道路优先下道口信号控制功能需求，通过对比分析铁路优先与道路优先的区别，指出了道路优先下道口信号状态应与铁路侧信号发生联锁，在此基础上，分析了设置道口自动栏木的重要性，设计了道路优先下道口控制系统的报警继电电路结构原理图。
　　2.研究了道路优先下道口信号联锁控制方案，针对不同闭塞制式的道口进行了详细的方案设计研究，给出了区间道口信号行车发码控制方案，分析得出区间半自动闭塞道口应在遮断信号机外方增加设置发码区段。
　　3.搭建了一种典型道口信号系统实验环境，利用Proteus仿真软件设计了一种四显示区间轨道电路模型，进行了硬件电路的信号逻辑功能设计，制作了道口信号控制的PCB板，以STM32为主控芯片编写了控制程序，进行实验综合调试，实验结果符合预期。
　　本文设计了一种将道口信号状态纳入铁路联锁控制范围的道口系统控制方案，能够满足道路优先通行原则，研究成果具有一定的工程设计应用价值。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 概述

1．2．2 研究现状

1．3 研究内容与结构

2 道路优先下道口信号需求分析与控制方案

2．1 铁路优先下道口信号设计方案

2．1．1 铁路优先的概念

2．1．2 铁路优先下工程设计方案

2．2 道路优先下道口信号控制方案需求分析

2．2．1 道路优先的概念与必要性

2．2．2 信号控制方案需求分析

2．3 道口信号控制方案研究思路

2．4 道路优先下典型道口信号运营场景控制方案

2．4．1 区间道口控制方案

2．4．2 站内道口控制方案

2．4．3 邻近车站的区间道口控制方案

2．5 本章小结

3 简易轨道电路模型仿真设计

3．1 仿真方案设计原理图

3．2 区间轨道电路仿真与实现

3．2．1 单车单区段轨道电路仿真设计与实现

3．2．2 单车多区段轨道电路仿真设计与实现

3．2．3 双车多区段轨道电路仿真设计与实现

3．3 本章小结

4 道口信号控制方案硬件设计

4．1 系统结构

4．2 主要控制子模块设计

4．2．1 信号显示继电电路设计

4．2．2 语音报警电路设计

4．2．3 电机驱动电路设计

4．2．4 其他硬件设计

4．3 系统PCB样板及实物图

4．4 本章小结

5 道口信号系统控制程序设计

5．1 总体结构设计方案

5．2 道口栏木控制算法设计

5．2．1 PWM控制程序设计

5．2．2 位置及故障检测程序设计

5．2．3 与列车到达状态的联锁逻辑设计

5．3 道口信号机控制程序设计

5．3．1 道口信号机主程序设计

5．3．2 AD采样子程序设计

5．3．3 点灯控制子程序设计

5．4 列车接近检测模块算法设计

5．4．1 接近通知信号设计

5．4．2 智能语音模块设计

5．5 室内显示模块设计

5．5．1 列车占用信息显示

5．5．2 故障信息反馈显示

5．6 本章小结

6 实验调试与验证

6．1 实验系统搭建与设备介绍

6．2 实验系统运行调试与验证

6．3 本章小结

7．1 工作总结

7．2 工作展望

参考文献

附录

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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