一种新型主动保护式平交道口用安全防护系统及防护方法与流程

技术特征：

1.一种新型主动保护式平交道口用安全防护系统，所述的安全防护系统包括铺设在平交道口处、与铁轨(1)相交设置的多条汽车车道(3)；

其特征在于：每条汽车车道(3)中、铁轨(1)的两侧各设置一个主传送平台(2)，主传送平台(2)包括埋设在地下的主支架(21)，主支架(21)上设置多个可相对于主支架(21)旋转的主传送带轮(22)，多个主传送带轮(22)的外侧面与主传送带(23)啮合，主传送带(23)沿汽车车道(3)的纵向方向设置，主传送带(23)的上表面与汽车车道(3)的路面平齐；所述主传送带轮(22)的主转轴(24)的一端外侧面通过一个第一离合器(25)与发电机(26)连接，主转轴(24)的另一端的外侧面通过一个多摩擦片式第三离合器与主电动机(27)连接，发电机(26)、主电动机(27)分别与蓄电池(28)连接；

所述铁轨(1)的两个轨道之间设置辅助平台(4)，辅助平台(4)包括埋设在地下的辅助支架(41)，辅助支架(41)上设置可相对于其旋转的多个辅助传送带轮(42)，多个辅助传送带轮(42)的外侧面与辅助传送带(43)啮合；所述辅助传送带轮(42)的辅助转轴(44)的一端外侧面依次套设多摩擦片式第四离合器、辅助电动机(47)；辅助转轴(44)的另一端外侧面通过一个第一离合器(25)与一个发电机(26)连接；

所述辅助传送带(43)沿汽车车道(3)的纵向方向设置，辅助传送带(43)的上表面低于铁轨(1)的上表面或与铁轨(1)的上表面平齐；所述铁轨(1)的上表面低于汽车车道(3)的表面或与汽车车道(3)的表面平齐；所述辅助传送带(43)与铁轨(1)的内侧面之间设置的间隙可使火车车轮通过；

所述铁轨(1)的下表面与振动发电式轨枕(5)连接，轨枕(5)包括埋设在地下的凹形固定框架(51)，固定框架(51)的槽底上表面分别与缓冲弹簧(52)、减振器(53)、发电套筒(54)各自的下端连接，发电套筒(54)的外侧缠绕发电线圈(55)，所述缓冲弹簧(52)、减振器(53)各自的上端与水平设置的振动板(56)的下表面连接，振动板(56)的上表面与铁轨(1)的下底面连接；所述振动板(56)的下表面还与第一永磁体(57)的上端连接，第一永磁体(57)的下端套入发电套筒(54)内；所述发电套筒(54)的下端内部设置第二永磁体(58)，第一永磁体(57)与第二永磁体(58)相对表面的极性相反；所述发电线圈(55)与蓄电池(28)连接；

所述铁轨(1)两侧的车道(3)中分别设置竖直的空心防护立柱(81)，防护立柱(81)的内腔中沿竖直方向设置蜗杆，蜗杆与轴线水平设置的蜗轮啮合，蜗轮转轴的外侧面与防护杆(82)连接；所述蜗杆的两端各通过一个多摩擦片式第五离合器(89)分别与栏杆放行电机(90)、支撑轴(91)连接，支撑轴(91)的外侧面与扭杆弹簧(92)的一端连接，扭杆弹簧(92)的另一端与防护立柱(81)的底板连接；防护立柱(81)的底板下表面与转盘(93)的上表面连接，转盘(93)的转轴通过第六离合器(95)与栏杆旋转电机(94)连接，转盘(93)的外侧面与电磁式制动卡箍(96)接触；

所述主传送带轮(22)、辅助传送带轮(42)的内部中心位置分别设置第一压力传感器(61)、第二压力传感器(62)；所述第一压力传感器(61)、第二压力传感器(62)、第一离合器(25)、发电机(26)、主电动机(27)、辅助电动机(47)分别与控制器(63)通信连接，控制器(63)还分别与火车上安装的GPS定位仪(64)、火车车速传感器(65)、平交道口附近安装的汽车车速传感器(66)通信连接；所述控制器(63)还分别与设置在平交道口附近的无线信号发送装置、声光报警器通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型主动保护式平交道口用安全防护系统，其特征在于：所述汽车车道(3)的车道数为双车道及以上时，位于铁轨(1)同侧同向的多个车道(3)中的主传送平台(2)共用一根主转轴(24)，使铁轨(1)的一侧具有两根主转轴(24)，位于铁轨(1)同侧的两根主转轴(24)之间设置第二离合器(29)；铁轨(1)中同向的多个车道中的辅助平台(4)共用一根辅助转轴(44)，使铁轨(1)的中间具有两根辅助转轴(44)，两根辅助转轴(44)之间设置辅助接合离合器(46)；第二离合器(29)、辅助接合离合器(46)分别与控制器(63)通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种新型主动保护式平交道口用安全防护系统，其特征在于：所述主支架(21)上设置轴承座，轴承座中套入轴承，轴承与主传送带轮(22)的主转轴(24)连接，主支架(21)是埋设在地下的框架式支架，或是混凝土浇筑形成的箱式结构；多个主传送带轮(22)的外侧面与主传送带(23)啮合，所述的主传送带(23)是V型带或同步带。

4.根据权利要求1至权利要求3所述的任意一种新型主动保护式平交道口用安全防护系统的防护方法，其特征在于：所述的防护方法包括以下步骤：正常监视步骤、预警监视步骤、事故处理步骤；

所述的正常监视步骤为：控制器(63)实时采集GPS定位仪(64)、火车车速传感器(65)发送的火车位置P、火车车速V1，同时采集汽车车速传感器(66)发送的正在通过平交道口的该车的车速V2，并根据P、V1计算出火车行驶至平交道口所需的时间t1及安全时间T0，安全时间T0为火车在V1下紧急制动至停车的时间，火车在安全时间T0内紧急制动至停车后与平交道口保持一个安全距离S0；所述主转轴(24)、辅助转轴(44)各自连接的第一离合器(25)处于接合状态，第三离合器、第四离合器断开，汽车通过平交道口时，轮胎带动主传送带(23)或辅助传送带(43)运动，主传送带(23)带动主转轴(24)旋转，辅助传送带(43)带动辅助转轴(44)旋转，使相应的发电机(26)发电，为蓄电池(28)充电；

所述的预警监视步骤为：当控制器(63)判断火车行驶至平交道口的时间t1大于安全时间T0且与T0的差值小于某一阈值，则实时接收第一压力传感器(61)、第二压力传感器(62)发送的压力参数，同时向轨道(1)两侧的汽车发送预警信号；所述的预警信号为声光预警信号和/或无线信号；

当第一压力传感器(61)或第二压力传感器(62)发送的压力参数表明此时一条或多条汽车车道中的主传送平台(2)和辅助平台(4)上没有汽车，则控制器(63)控制相应的汽车车道两侧的栏杆放行电机(90)旋转，且保持与栏杆放行电机(90)连接的多摩擦片式第五离合器(89)处于连接状态，与支撑轴(91)连接的多摩擦片式第五离合器(89)处于断开状态，防护杆(82)在蜗轮的带动下由竖直状态逐渐旋转至水平状态；保证此后无汽车进入平交道口中心；火车可保持速度V1通过平交道口；

当第一压力传感器(61)或第二压力传感器(62)发送的压力参数表明此时一条或多条汽车车道(3)中的主传送平台(2)或辅助平台(4)上仍有汽车，则控制器(63)控制相应车道(3)中靠近平交道口入口一侧的防护杆(82)旋转至水平，同时采集仍在该车道(3)的主传送平台(2)或辅助平台(4)上行驶的汽车的速度V2，并计算汽车驶出平交道口的时间t2，当t2小于t1，说明汽车可正常驶出平交道口，相应车道(3)中第一压力传感器(61)和第二压力传感器(62)发送的压力参数表明此时相应汽车车道(3)中的主传送平台(2)或辅助平台(4)上的汽车已驶出平交道口后，则控制相应车道(3)中靠近平交道口出口一侧的防护杆(82)旋转至水平，以保证后续无车辆进入平交道口；火车可保持速度V1通过平交道口；

当t2大于或等于t1，则进入事故处理步骤；

控制器(63)控制相应车道中的主传送平台(2)和辅助平台(4)中的第一离合器(25)断开，第三离合器、第四离合器接合，然后启动主电动机(27)、辅助电动机(47)，使位于该车道中的主传送带(23)和辅助传送带(43)运动，主传送带(23)和辅助传送带(43)的运动方向与该车道中汽车行驶方向相同，控制器(63)根据V2，及主传送带(23)和辅助传送带(43)的运动速度计算此时汽车驶出平交道口的时间t3，若t3小于t1，则表示在主传送平台(2)和辅助平台(4)的辅助下，汽车可以正常驶出平交道口，火车可保持速度V1通过平交道口；

相应车道(3)中第一压力传感器(61)、第二压力传感器(62)发送的压力参数表明此时相应汽车车道(3)中的主传送平台(2)或辅助平台(4)上的汽车已驶出平交道口后，则控制相应车道(3)中靠近平交道口出口一侧的防护杆(82)旋转至水平，以保证后续无车辆进入平交道口；

若t3大于或等于t1，则表示主传送带(23)和辅助平台(4)的运动也无法使汽车安全驶出平交道口，此时控制器(63)向火车发送报警信号，使火车车速减小至V11，V11的值使得t1重新大于t3，以保证火车不与汽车发生碰撞；待车道(3)中的汽车驶出平交道口后，靠近平交道口出口一侧的防护杆(82)旋转至水平，火车恢复速度V1通过。

5.根据权利要求4所述的一种新型主动保护式平交道口用安全防护系统的防护方法，其特征在于：所述的事故处理步骤中，若控制器(63)发现多个汽车车道中只有同向车道中仍有汽车，则将第二离合器(29)、辅助接合离合器(46)接合，使同侧反向车道中的多个主电动机(27)同时为一根主转轴(24)提供动力，同侧反向车道中的多个辅助电动机(47)同时为一根辅助转轴(44)提供动力。

6.根据权利要求4所述的一种新型主动保护式平交道口用安全防护系统的防护方法，其特征在于：所述的事故处理步骤中，当汽车车速传感器(66)采集的参数表明此时该车道中主传送平台(2)或辅助平台(4)上的汽车的车速V2均为0，则对比该车道中轨道两侧的第一压力传感器(61)的大小，以判断故障汽车更接近铁轨的哪一个侧面，控制器(63)将受到压力更大的主传送平台(2)所在的一侧定为主运动方向；主传送带(23)、辅助传送带(43)的运动的方向为朝向主运动方向；故障汽车移出铁轨时，主运动方向一侧的防护杆(82)向上旋转，另一侧的防护杆(82)向下旋转至水平，待故障汽车移出铁轨后，主运动方向一侧的防护杆(82)旋转至水平，火车恢复速度V1通过。