第一篇：研祥MEC整機在鐵路平交道口自動預警監控系統的應用

一、系統概述

鐵路道口安全是鐵路運輸安全的重要組成部分，道口安全系統也是鐵路行車安全保障系統的重要組成部分。目前，全國鐵路提出了鐵路運輸行業的跨越式發展思路，鐵路運輸的快速發展必然使列車速度的迅速提高和列車密度的顯著增大，從而也對鐵路安全提出了新的要求，在鐵路道口方面就表現在占用頻率也就會顯著提高，列車均占用道的時間也相應縮短，因此，鐵路路口的安全防護任務就越來越繁重，道口比然會成為制約鐵路行車安全的瓶頸之一。據數據文件顯示，除去明顯意圖地自殺和脫軌事故以外，2012年度日本共發生294起火車與汽車和行人相撞事故。其中，僅有12起事故記載了“防止類似事故再次發生對策”。而且，很多也僅是“對司機進行指導，使其提高注意力不疏忽駕駛”的簡單內容。在事故“概況”一欄當中，很多鐵路運營商未提及發生道口事故的理由，甚至連火車速度等信息也未填寫。對此，日本國土交通省鐵路局相關負責人解釋說：“對于行人在火車正前方橫穿等情況，經營商很難做出防止再次發生對策。

道口已成為鐵路運輸安全生產中的薄弱環節，也是道路運輸的危險地段，直接威脅著交通參與者的人身安全，是鐵路及道路安全系統中迫切需要加以研究解決的一個重要問題；針對鐵路平交道口安全管理中存在的管理體制、管理手段、預警監控和防護等現狀，以系統論的觀點，分析道口事故頻繁發生的主要原因和影響道口安全的主要因素，建立起適合道口的管理體制。在該體制下，提出道口安全及違章管理辦法，同時構建以工控機為控制核心的列車接近道口數字化智能動態預警、列車通過道口智能防護、道口安全實時監控為主要特征，人、車、路為一體，預警、監控、防護、管理相結合的智能型數字化道口安全系統，將道口安全從以防護為主的觀念轉到以預警、監控和防護相結合的觀念上來，最終實現道口安全的綜合管理。

二、系統描述

平交道口（grade crossing）是指鐵路和道路在同一平面上互相交叉的處所。當鐵路與道路交叉時，道路交通量不大或沒條件設置立體交叉時，應合理合并道路后設置平交道口（簡稱道口）。平交道口自動預警監控系統是一套針對公路和鐵路平面交叉道口設計的，對鐵路列車來車實現自動預警并實現自動化控制的監控系統。該系統可提前預知列車的時速、方向；通過控制主機自動遙控信號燈、警號，警示公路車輛、行人及時遠離道口，并實現自動落桿；同時，可提醒道口值守人員按要求出勤維護交通秩序，全程錄制火車通過過程的道口圖像信息和值守人員操作信息。該系統的使用可確保平交道口的值守作業規范化，減輕值班人員工作強度，提高列車行車安全，減少路外安全事故的發生，已成為平交道口安全管理的必要保障系統。

三、系統特點

環境適應性強

考慮到鐵路野外環境因素，系統采用工業級設備，耐高溫、低溫運行，經惡劣環境測試，可穩定長期運行。系統的無線接入模式，具有能耗管理功能可利用太陽能在陰雨條件下可連續工作10天，系統因超長惡劣天氣致電力不足時可提前預警，轉入人工值守模式。系統可采用有線接入模式，抗干擾性強，穩定性更高，可進行多股道的復雜來車信號綜合判斷。適合在大型作業站場使用。

系統的安全性高

自然災害如雷電、高低溫等因素都可能對前端采集設備造成沖擊，影響設備安全運行。為確保系統的綜合安全性，系統具有設備上線自檢功能。前端設備在出現通信中斷、電壓過低、溫度過低等可能引發系統故障因素時，系統可發出故障告警提示。道口值守人員在來車預警功能失效前可轉入人工值守模式，保證安全作業。

系統的容載性強

系統采用模塊化設計，根據不同道口的配置需求變化，可實現不同級別道口采用不同的配置，可實現復雜預判需求的智能管理，可實現來車預警、道閘控制、道口信號機控制、聲音告警等模塊的選配控制和流程配置。

標準化安全作業

系統檢測到來車信號后可通過多種方式提醒值班人員并進行道口設備控制。控制面板指示燈提示預警、控制警號進行聲音預警、通過音箱進行語音告警、通過控制道口信號機進行告警。系統預先按控制要求對各控制設備的人為干預點進行設定，并能夠將所有告警和控制動作、按鈕操作信息保存在系統中，供管理人員事后查詢，提示職守人員按規范進行操作。

四、平交道口智能控制系統對工控機要求：

全密封無風扇、高性能、低功耗控制單元；

高溫、低溫滿足戶外安裝使用要求；

抗震動滿足車載要求；

寬電壓范圍輸入，滿足電源不穩定因數；

開放的數據接口、安全性能高；

方便的遠程維護、易維護、易集成；

五、結論

推薦產品: 研祥MEC-5007(酷睿)/MEC-4032(ATOM)

鐵路道口防護對提高鐵路、道路的通過能力和保證行車安全具有重要的意義，采用自動預警監控系統后，雖然機動車輛不斷增多，但交通事故反而會大幅度下降，這就是智能化信息管理的魅力之處。

第二篇：淺談GPRS在城市路燈自動監控系統中的應用

淺談GPRS在城市路燈自動監控系統中的應用

Research on The Usage of GPRS in The Automatic Monitoring System of City Road

作者：孫泉

摘要：詳細介紹了公共路燈遠程監控系統的結構原理、工作過程、硬件組成和軟件設計，增加了一些措施增加了系統的可靠性。根據系統可以實時掌握路燈的電壓高低、電流大小、是否工作、警告等狀況,從而實現對公共路燈的實時遠程監控。

Abstract: This report writing introduces the remote monitoring system of city road lamps to go into details, talking about the structure and principles of the system, the working process, the composition of hardware and the designation of software, and adds a number of measures to increase the reliability of the system.According to the system, we can have real-time data about the voltage and current of street lamps, the warning of them, and the situations like this, in this way, we can realize the real-time remote monitoring of the city road lamps.關鍵詞：GSM/GPRS；MODEM；遠程監控；分控點；監控中心

Keywords: GSM/GPRS, MODEM, Remote Monitoring, Individual Control Points, Monitoring Center 1.前言

城市燈光監控系統納入監控范圍內的有道路照明監控、高層建筑泛光照明監控、廣場照明監控、橋梁照明監控等部分，系統的建立是一項復雜的工程，必須全面規劃，從全局的觀點出發,考慮到目前和將來的需求，設計統一的系統結構，同時還要為今后系統的發展和逐步完善留有充分的余地，避免因需求擴展和提高時不得不全盤推倒另起爐灶的情況出現，以保護前期的投資。建設一個復雜的燈光監控系統，不僅要滿足現在的業務管理需求，還要考慮到今后的信息處理增長及其技術升級的適應性。

隨著GSM/GPRS技術在中國的成熟，選取GSM/GPRS短消息作為系統的通信方式，具有一次性投入低，安裝簡便，使用費較低，抗干擾能力較強且具有向GPRS無線分組、2.5G寬帶業務平滑過渡等諸多優點。目前，我國幾乎所有城市已經開通GSM/GPRS業務，這是今后路燈監控系統所采用的主流傳輸資源，是路燈監控系統通信方式的必然趨勢。

2.監控系統的體系結構

2.1 GSM/GPRS 與GSM/GPRS MODEM GSM/GPRS是中國移動、中國聯通推出的一種服務方式，它的出現提供了一個方便、可靠的無線傳輸資源，能提供短數據傳輸業務，每次可傳輸一定長度的數據信息，根據我們的測試結果和實際使用經驗，完全可以滿足路燈監控的需求，給路燈監控行業注入了新的活力。同時，覆蓋范圍廣泛、收費較低也是GSM/GPRS短消息服務的重要特色。GSM/GPRS MODEM正是基于GSM/GPRS網絡所設計的數據傳輸設備，體積小、重量輕、外形美觀、便于安裝，也支持通話功能。具有GSM/GPRS標準的AT命令集和標準RS232接口，可方便與路燈監控器配合。

2.2監控系統

GSM/GPRS路燈監控系統是一個分布式、集散型、網絡化、全開放的監控系統，包括控制中心和若干個分控點，能對獨立分布的各種路燈設備進行集中監控和維護管理。系統采用了GSM/GPRS短消息傳輸方式，克服了分控點上有線通信線路布線困難的缺點和故障多、難于維護的弊端。根據路燈監控系統總體方案的要求，可設一個監控中心，N個分控點的情況，該系統監控中心設于城市路燈管理部門值班中心。

2.3 監控中心的組成及原理

控制中心有中心通信服務器、收/發GSM/GPRS MODEM、遠程告警MODEM、WEB服務器、普通用戶工作臺、大屏幕模擬屏等組成。在中心安裝GSM/GPRS MODEM若干臺，可以避免接收與發送之間的沖突（沖突時往往發生發送不成功或收不到數據），大大提高了通信效率。通過通信網絡與終端數據通信MODEM進行通信，完成遙測、遙信和遙控。實時監視各分控點工作狀態和運行參數，接收故障告警信息，發生報警時通過遠程告警MODEM傳呼值班人員及時處理故障或者通過GSM/GPRS MODEM向維護人員的手機以短消息方式發送告警信息，實時向上一級監控中心轉發緊急告警信息和報送上一級監控中心所要求的數據信息。還可根據需要，查詢分控點采集的各種監測數據和告警信息，并在屏幕顯示或打印輸出。另外可通過數據采集控制器下達測控命令，向分控點發送短消息來設定智能路燈監控器的告警限，并用嚴格的權限控制確保操作的安全性。

通信服務器是整個系統的心臟，一旦出現問題，整個系統將要癱瘓，因此為了提高系統的可靠性，采用數據庫服務器雙機備份解決方案，系統軟件同時安裝在兩臺主機上,同時運行各自的服務工作,且相互監測對方的情況和本系統的狀態，協調兩臺主機的工作,維護系統的可用性。它能偵測應用級系統軟件、硬件發生的故障,及時進行錯誤隔絕、恢復，當一臺主機出現故障時,另一臺主機立即接管其工作，以最低成本提供用戶幾乎不停頓的計算機作業環境，這樣就大大地提高了系統的可靠性。同時為保證在公共網絡上系統能夠安全運行，監控中心采用了多級操作口令，監控中心和分控點之間采用了自動動態密碼保護，白天開燈時監控中心對分控點發雙重命令才能執行控制命令，保證對分控點遙控操作的絕對安全性。同時，為了在無故障時監控中心維護人員也能夠查看分控點信息，系統也支持巡檢工作方式，即監控中心可定期查詢各個分控點運行信息。

圖1 監控中心

2.4分控點的組成及原理

每個分控點都由一個GSM/GPRS MODEM和一個數據采集器組成（圖2），二者通過標準串口RS-232串口通訊。現場控制設備[1]，本身具有六路模擬量、2路開關量輸入和4路控制量輸出，但這些通道的數量有時遠遠不能滿足被監控設備的需求。為了能夠擴展更多的測量通道，可通過RS485接口擴展外部智能設備，凡是具有RS485接口且波特率為2400或9600的智能設備，原則上都可以通過定制通信協議實現與現場控制設備通信。

目前，現場控制設備自身可配備四種基本擴展智能設備：模擬量測量單元、開關量及控制量測控單元、智能調壓模塊、智能變送器，現場控制設備采集來的數據通過GSM/GPRS MODEM 傳送給控制中心。在系統分控點上可根據預先設定的告警限判斷分控點路燈設備是否發生故障，當分控點路燈設備出現故障時（例如電壓過高，白天亮燈，夜晚不亮燈等故障信息），可立即向監控中心上報故障信息，故障上報時間在10秒以內（正常情況下約3秒），且分控點的數量不影響故障上報的時間。支持多點同時告警上報是GSM/GPRS短消息通信方式所特有的強大功能，它大大縮短了故障響應的時間。實時接收和執行來自監控主機的監測和控制命令，按照不同的要求進行相應的動作，存貯各設備歷史數據，并對專用設備進行管理。

為了增加分控點的可靠性，采用兩種方法：（1）一旦監控中心發生故障，分控點可自行記錄運行數據，自行按照預先設定的定時時間來控制設備的正常運轉（例如定時開關燈等）；

（2）分控點具有后備電池，掉電后可持續工作一段時間，在此期間可將相關重要信息發送給監控中心，以便監控中心進行信息分析。

圖2 系統分控點

3.集中監控軟件

集中監控軟件是監控系統的核心軟件，該軟件分為三個軟件模塊：前置監控工作站通信模塊、短消息服務模塊、后臺監控工作站模塊。

前置監控工作站負責收集各個分控點的數據信息，并在數據庫服務器上整理形成數據庫文件，供后臺監控工作站和管理工作站調用，數據庫采用的是SQL SERVER大型數據庫,穩定可靠。前置監控工作站上安裝了兩個軟件模塊，一個軟件模塊為前置監控工作站通信模塊，另一個軟件模塊為短消息服務模塊。

后臺監控工作站則作為整個系統面向用戶的窗口，肩負著把大量采集數據歸整、分析，并以清晰、明了的方式向用戶顯示的重任。后臺監控工作站軟件采用WINDOWS NT workstation或WINDOWS2000作為操作系統，以32位版的VC++ 6.0作為開發語言，正是要把WINDOWS2000的友好界面和高速度融為一體，達到既能從海量數據中快速存取數據，又能使用戶輕易地進行各種操作的目的。

同時，后臺監控工作站上能夠支持基于Web瀏覽器Internet Explorer的網絡版操作軟件，這樣，只要是和監控中心聯網的任何一個用戶都可以方便地操作使用路燈監控系統（當然，該用戶必須具有監控中心賦予的操作權限）。普通工作站僅提供給用戶操作和瀏覽的界面，其必須具有監控中心賦予的操作權限，不具有最高級別的系統設置功能。4.結束語

基于GSM/GPRS數據傳輸網絡實現的路燈遠程監控系統，能夠可靠地對公共路燈進行有效的遠程監控，能避免繁重的布線工作,且具有造價低、數據傳輸安全可靠、安裝使用方便等優點。系統的實現有以下幾個關鍵技術:(1)采用GSM/GPRS網絡通訊技術,實現數據的傳輸;(2)分控點采用先進的數據采集和處理技術。當然本系統還有很多發展的地方，比如與CDMA 系統的兼容性、衛星授時、未來與交通系統的融合等一系列的問題，這需要做進一步的研究開發。

參考文獻：

[1] 賈貴璽，郭寶。采用無線尋呼網絡的城市路燈控制系統的研究。儀器儀表學報。2002,10:103～105 [2] 華建平。城市路燈自動監控系統。安裝。2000,06:31～32 [3] 張威。GSM網絡優化—原理與工程。北京：人民郵電出版社,2003 [4] R.J.(Bud)Bates著，貝茨，朱洪波譯。通用分組無線業務（GPRS）技術與應用。北京：人民郵電出版社,2004

作者簡介：

孫泉，男，漢族，洛陽元煜自控工程有限公司，蘭州化工學院工業儀表及自動化專業，現從事城市照明自動監控系統研制、開發工作。

第三篇：研祥CPCI產品在高速鐵路信號控制平臺中的應用

研祥CPCI產品在高速鐵路信號控制平臺中的應用

一.系統概述

高速鐵路信號控制平臺安全型計算機聯鎖（VPI）系統要求計算機設備具有足夠高的安全性和可靠性，以確保列車管理管理系統的安全性。中國鐵路通信信號總公司研究設計院基于研祥公司的雙冗余CPCI總線系統開發了安全型計算機聯鎖（VPI）系統，成功的應用于中國鐵路的各個區域。

二.系統要求

鐵路車站聯鎖系統對車站上的信號機、道岔和軌道鐵路等信號設備進行相互關聯控制，為在車站行駛的列車建立一條安全的行駛線路。傳統的車站聯鎖設備采用繼電器電路實現，稱為繼電器聯鎖。計算機聯鎖采用計算機技術實現對鐵路車站信號設備的運算和控制，是新一代車站聯鎖設備，廣泛應用于現在的高速鐵路線路上。車站聯鎖設備是直接關系到列車行駛安全和運輸效率的重要裝置。

三..系統描述

安全型計算機聯鎖（VPI）系統是一種“故障-安全”的、以微處理器為基礎的車站聯鎖信號控制系統。

VPI是具有部分“固有故障-安全”電路，既采用了二取二的“組合故障-安全”技術，又采用了“反應故障-安全”技術的綜合安全系統。

VPI雙冗余熱備系統既滿足了鐵道部對可靠性和可用性的高要求。VPI系統采用完全冗余架構，其主系統和備用系統分別執行同一工作，并經同步檢查，確保主備系統同步工作，實現真正的熱備冗余。

四.系統框圖

車站計算機聯鎖系統的組成：由控制臺子系統、檢測子系統、聯鎖子系統、輸入輸出子系統和繼電器接口電路五部分組成。

為了滿足對高可靠性和安全性的要求，聯鎖機采用三個90-70三取二表決方式同步工作。聯鎖處理子系統（IPS）

IPS Interlocking Computer IPS是整個VPI系統的核心，它由兩套“雙系熱冗余組合故障安全” 加“NISAL反應故障安全”專用聯鎖機（IPSA和IPSB）組成，根據需要可以分中央邏輯控制（CLC）和區域邏輯控制（ZLC）的分層結構。

項目產品清單

CPCI加固通訊終端高鐵信號控制平臺系統配置如下:

CPC-8716 整機

7U雙系統 14槽 19"標準CPCI上架機型

每系統1個系統槽，6個外設槽

每系統1+1冗余CPCI電源，兼容AC/DC輸

風扇可拆卸

CPC-1814CLD5NA-N雙核主控板

Intel? Core? 2 Duo Processor L7500/T7500，BGA，4M L2 cache，800Mhz FSB

板載2GB 667MHz DDR2 SDRAM

RAID 0/1/10存儲模式，5個千兆網口

寬溫工作范圍：-40℃ ~ +80℃

CPC-16COM

16個串口支持RS232/422/485，最高速率支持115200bps

工作溫度：-40℃ ~ +80℃

CPC-2CAN-6U

DB9接口，雙路智能CAN口，符合DeviceNET和CANopen標準

光電隔離，隔離電壓2500VDC

五、EVOC產品優勢

1、國內最強大的CPCI產品研發隊伍，可提供國內最完善、最齊全的CPCI加固產品解決方案。

2、研祥CPCI產品應用于軍工、通訊、軌道交通、安防、電力、鋼鐵等多個行業

3、產品經過如性能、功能、可靠性、可維護性、抗震動性、抗沖擊性、抗寬溫環境變化性等各種測試，完全能保證其產品的穩定性與可靠性。