本发明涉及铁路交通安全技术领域，特别涉及一种无人看守铁路道口安全系统。
背景技术：
道口，指道路与铁路的平面交叉处，铺面宽度在2.5米及以上，直接与道路贯通的平面交叉路口。道口是列车、机动车、蓄力车、行人和牲畜的通道，其管理涉及铁路、安检、公安、城建等多个部门。道口一直是铁路安全生产中的薄弱环节，也是道路运输的危险地段，直接威胁交通参与者的人身安全。道口事故往往不仅造成铁路行车中断和道路阻塞，而且会造成重大经济损失和人身伤害，带来恶劣的社会影响。
按有无防护人员划分，道口可分为无人看守道口和有人看守道口两类。对于无人看守道口，一般只设有道口标志、护桩、列车司机鸣笛标志和停车让行标志。列车司机间鸣笛标志后必须鸣笛，以通告道路上的车辆和行人避让。对于无人看守道口，由于缺少有效的动态警示标志，主要取决于机动车驾驶员和行人的主观安全意识，道口的交通安全无法得到保障。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种无人看守铁路道口安全系统，能有效降低道口事故率，防护道口的交通安全。
(二)技术方案
一种无人看守铁路道口安全系统，包括两路铁轨、第一道杆、第二道杆、第三道杆和第四道杆，所述第一和第二道杆横跨两路所述铁轨，所述第三和第四道杆分别位于两路所述铁轨的各一侧，相对的处于所述第一和第二道杆之间，所述第一道杆一侧的两路所述铁轨上设有第一磁阻传感器对，所述第一磁阻传感器对距离所述第一道杆的距离为300m，所述第二道杆相对侧的两路所述铁轨上设有第二磁阻传感器对，所述第二磁阻传感器对距离所述第二道杆的距离也为300m，所述第一和第二磁阻传感器对均包括两个对称设置的磁阻传感器；所述第三道杆上设有第一led显示装置，所述第一led显示装置上方设有第一红外线传感器，所述第四道杆上设有第二led显示装置，所述第二led显示装置上方设有第二红外线传感器；还包括控制柜，所述控制柜位于所述铁轨的一侧，所述控制柜的表面设有语音报警器，所述控制柜顶部设有支撑部，所述支撑部表面设有摄像头，所述支撑部的顶部固定有太阳能光伏板；所述控制柜内部设有控制器、存储器、第一电机驱动器、第二电机驱动器、无线通信装置和蓄电池；所述第一磁阻传感器对、所述第二磁阻传感器对、所述第一红外线传感器、所述第二红外线传感器、所述第一led显示装置、所述第二led显示装置、所述摄像头、所述语音报警器、所述第一电机驱动器、所述第二电机驱动器、所述存储器和所述无线通信装置分别与所述控制器电连接；所述太阳能光伏板与所述蓄电池电连接，并为所述第一磁阻传感器对、所述第二磁阻传感器对、所述第一红外线传感器、所述第二红外线传感器、所述第一led显示装置、所述第二led显示装置、所述摄像头、所述语音报警器、所述第一电机驱动器、所述第二电机驱动器、所述存储器、所述无线通信装置和所述控制器提供工作电压。
进一步的，所述磁阻传感器选用hmc1051z单轴磁阻传感器。
进一步的，所述控制器为单片机。
进一步的，所述第一电机驱动器控制所述第一道杆和所述第二道杆的开关，所述第二电机驱动器控制所述第三道杆和所述第四道杆的开关。
进一步的，所述无线通信装置为2g、3g或4g模块。
进一步的，所述太阳能光伏板为圆弧形板。
进一步的，所述蓄电池为锂离子充电电池。
(三)有益效果
本发明提供了一种无人看守铁路道口安全系统，通过设置在铁轨上的磁阻传感器准确判断列车的运行轨迹，提前进行语音预警疏散道口的人流和车辆，并关闭其通道，点亮led显示装置进行提醒，若有行人或车辆没有留意led提醒字幕，红外线传感器进行距离判断，一旦进入安全距离范围，再次触发语音报警以进行提醒，摄像头监控道口的情况，并通过无线信号发送给监控室，防止意外情况发生可及时进行人工干预，系统运行由太阳能光伏板供电，节能环保，其结构简单，成本低廉，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，能有效降低道口事故率，防护道口的交通安全。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种无人看守铁路道口安全系统的结构示意图。
图2为本发明所涉及的一种无人看守铁路道口安全系统的功能框图。
图3为本发明所涉及的一种无人看守铁路道口安全系统的磁阻传感器对工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1和图2，一种无人看守铁路道口安全系统，包括两路铁轨1、第一道杆2、第二道杆3、第三道杆4和第四道杆5，第一道杆2和第二道杆3横跨两路铁轨1，第三道杆4和第四道杆5分别位于两路铁轨1的各一侧，相对的处于第一道杆2和第二道杆3之间，第一道杆2一侧的两路铁轨1上设有第一磁阻传感器对11，第一磁阻传感器对11距离第一道杆2的距离为300m，第二道杆3相对侧的两路铁轨1上设有第二磁阻传感器对12，第二磁阻传感器对12距离第二道杆3的距离也为300m，第一磁阻传感器对11和第二磁阻传感器对12均包括两个对称设置的磁阻传感器；第三道杆4上设有第一led显示装置41，第一led显示装置41上方设有第一红外线传感器42，第四道杆5上设有第二led显示装置51，第二led显示装置51上方设有第二红外线传感器52；还包括控制柜6，控制柜6位于铁轨1的一侧，控制柜6的表面设有语音报警器61，控制柜6顶部设有支撑部62，支撑部62表面设有摄像头63，支撑部62的顶部固定有太阳能光伏板64；控制柜6内部设有控制器、存储器、第一电机驱动器、第二电机驱动器、无线通信装置和蓄电池；第一磁阻传感器对11、第二磁阻传感器对12、第一红外线传感器42、第二红外线传感器52、第一led显示装置41、第二led显示装置51、摄像头63、语音报警器61、第一电机驱动器、第二电机驱动器、存储器和无线通信装置分别与控制器电连接；太阳能光伏板64与蓄电池电连接，并为第一磁阻传感器对11、第二磁阻传感器对12、第一红外线传感器42、第二红外线传感器52、第一led显示装置41、第二led显示装置51、摄像头63、语音报警器61、第一电机驱动器、第二电机驱动器、存储器、无线通信装置和控制器提供工作电压。
大型铁磁物体，如列车，可看成多个南北极磁铁组成的模型。当列车经过时，则会引起地磁场的扰动，其综合影响是对地磁场磁力线造成扭曲和畸变。磁阻传感器处于该变化的磁场中，由磁阻效应可知，磁阻传感器的阻值会发生变化。如图3所示，磁阻传感器r11a和r12a构成第一磁阻传感器对11，磁阻传感器r11b和r12b构成第二磁阻传感器对12。当列车7进入第一磁阻传感器对11的时候，磁阻传感器r11a和r12a的阻值发生变化(阻值高低与磁场方向有关)，此时电路中磁阻传感器r11a与r11b或者r12a与r12b的中间点电势相应的发生变化，作为报警信号送入控制器。而当列车7进入第二磁阻传感器对12的时候，由于一般列车长度为350～600m之间，此时列车7的车尾已驶出第一磁阻传感器对11，因此电路中磁阻传感器r11a与r11b或者r12a与r12b的中间点电势发生反转，作为持续报警信号送入控制器。当列车7的车尾驶出第二磁阻传感器对12的时候，此时电路中磁阻传感器r11a与r11b或者r12a与r12b的中间点电势恢复为零，作为安全信号送入控制器。
磁阻传感器选用hmc1051z单轴磁阻传感器，具有很宽的角度范围，在±45°内具有0.07°的分辨率，灵敏度为1.0mv/v/高斯，在5v电源供电时具有120mv的满量程输出。内部无移动部件，固有阻抗小，抗电磁噪声和干扰能力强，且内置置位/复位带，可减小温度漂移、非线性误差以及在高磁场环境中对输出信号造成的影响，片内偏置电路则可消除磁场失真的影响。
控制器为单片机，对磁阻传感器的输出信号进行处理，并输出控制信号分别控制第一led显示装置41、第二led显示装置42、语音报警器61、第一电机驱动器和第二电机驱动器工作。第一电机驱动器控制第一道杆2和第二道杆3的开关，第二电机驱动器控制第三道杆4和第四道杆5的开关。
摄像头63始终处于监控状态，拍摄的视频影像保存于存储器里面。控制器通过无线通信装置与监控室进行数据交换，方便监控室实时察看道口的情况，实现了远程监控。
太阳能光伏板61为圆弧形板，能充分吸收全天的太阳光能，提高了太阳能的利用率。太阳能光伏板61转化的电能存储于蓄电池，蓄电池为锂离子充电电池。
系统平时处于低功耗工作模式，仅有摄像头63工作，第一道杆2和第二道杆3关闭，第三道杆4和第四道杆5开启，人流和车辆可以通信。当第一磁阻传感器对11检测到列车7进入时，发送报警信号给控制器，语音报警器61工作播报语音报警信息，疏散人流和车辆。待三遍报警信息之后，控制器控制第一电机驱动器和第二电机驱动器使第一道杆2和第二道杆3开启，同时第三道杆4和第四道杆5关闭，并且点亮第三道杆4上的第一led显示装置41和第四道杆5上的第二led显示装置51。在第三道杆4和第四道杆5关闭期间，第一红外线传感器42和第二红外线传感器52开始工作，当有行人或车辆进入安全距离时，再次激活语音报警器61进行报警提醒。当第二磁阻传感器对12检测到列车7驶出时，发送安全信号给控制器，控制第一电机驱动器和第二电机驱动器，使第一道杆2和第二道杆3再次闭合，第三道杆4和第四道杆5再次开启，恢复人流和车辆通信。此时，第三道杆4上的第一led显示装置41和第四道杆5上的第二led显示装置51熄灭，第一红外线传感器42和第二红外线传感器52进入休眠状态，系统恢复为低功耗工作模式。
本发明提供了一种无人看守铁路道口安全系统，通过设置在铁轨上的磁阻传感器准确判断列车的运行轨迹，提前进行语音预警疏散道口的人流和车辆，并关闭其通道，点亮led显示装置进行提醒，若有行人或车辆没有留意led提醒字幕，红外线传感器进行距离判断，一旦进入安全距离范围，再次触发语音报警以进行提醒，摄像头监控道口的情况，并通过无线信号发送给监控室，防止意外情况发生可及时进行人工干预，系统运行由太阳能光伏板供电，节能环保，其结构简单，成本低廉，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，能有效降低道口事故率，防护道口的交通安全。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。