一种道口控制方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本发明属于道口控制技术领域，具体涉及一种道口控制方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.铁路平交道口允许公路交通穿越铁路线路，因此必须采取安全可靠的控制系统，才能有效的保证公路交通车辆、行人的安全；对于交通较为密集的道口区域，为保证安全，通常设置为有栏木的声光报警防护装置，通过自动或人工控制方式降下栏木封闭道口区域，使列车正常通过道口。
3.传统的自动道口控制方式，通常在道口前方预留足够的安全距离设置列车接近检测点，道口系统检测到列车驶入列车接近检测点后，发出道口关闭预警，并在一定时间后降下道口栏木，道口完全封闭后，给出铁路侧允许通行信号，否则，应给出铁路侧禁止通行信号，该种控制方式为了保证安全性，检测点的布置均是按照列车允许的最大行进速度进行设计，该种设计方式浪费了公路侧的通行能力，在公路侧交通较为密集的区域更加容易造成交通拥堵，通行效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种道口控制方法和装置，以解决上述背景技术中提出现有的控制方法在使用过程中的问题。
5.为实现上述目的，本技术一方面提供了一种道口控制方法，基于列车的实时行驶速度对道口进行控制，所述方法包括：基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离，并将所述预期行进距离和上述控制区域的长度进行比较；基于比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。
6.优选的，所述方法还包括：基于上述栏木的关闭时间，控制遮断信号机显示通行或禁行信号。
7.优选的，所述基于比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间包括：构建上述预期行进距离和控制区域长度的不等式，当所述预期行进距离不小于上述控制区域长度时，对应获取所述列车在控制区域内的行进时间，并基于所述行进时间得到报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。
8.优选的，所述报警器的开启时间点和栏木的关闭时间的计算基于不同的所述预期行进距离和控制区长度的不等式，且所述报警器的开启时间点和栏木的关闭时间为各自不等式中除所述列车行驶速度外的唯一变量。
9.优选的，基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离包括：周期性的获取所述列车的行驶速度，以计算所述列车在多个周期内的行驶距离。
10.优选的，所述预期行进距离包括报警长度、清空长度、关闭长度和刹车长度。
11.优选的，所述报警器的开启时间点基于以下不等式得出：式中vi为周期内所测得的列车行驶速度，c为列车速度的测量周期，表示报警长度s0，vn为报警器开启后的第n个周期的列车速度，l
vn
为列车以vn接近道口的最大刹车距离，t= t1+ t2， t1为报警器发出报警信号到道口区域清空的时间，t2为栏木关闭时间。
12.优选的，所述栏木的关闭时间基于以下不等式得出：，式中tm为可用于关闭栏木的时间；为列车在当前速度下的刹车距离。
13.优选的，所述列车的实时行驶速度通过至少一个设置于检测点位置的测速装置进行测量。
14.本技术另一方面提供了一种道口控制装置，包括：获取比较模块，其配置为基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离，并将所述预期行进距离和上述控制区域的长度进行比较；计算模块，其配置为基于比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间本技术另一方面提供了一种电子设备，包括：处理器；存储器，包括一个或多个计算机程序模块；其中，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于实现上述方法的指令。
15.本技术另一方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有非暂时性计算机可读指令，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时实现上述方法。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术基于对列车速度的实时检测结果，实时计算列车在进入控制区域后的预期行进距离，通过将预期行进距离和控制区域的长度进行比较，从而判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间，能够实现报警器的开启时间的延迟和栏木关闭时间的延长，从而提高道口的通行效率。
附图说明
17.图1为控制系统平面图；图2为现有控制方案流程图；图3为现有接近区划分示意图；图4为本发明流程图；图5为本发明接近区划分示意图；图6为本发明装置示意图。
18.图中：200、控制终端；210、检测点；220、列车；230、栏木机240、报警器；250、障碍物检测设备；260、遮断信号机；270、道口；280、道口信号机；290、电缆；300、获取比较模块；310、计算模块。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.参照图1，为道口位置控制系统的平面示意图，图中线a表示列车220轨道，道口270设置于道路同列车220轨道的平面交叉位置，图中示例性的给出了道口b的设置位置和围绕道口b设置的控制系统的硬件组成，具体的，上述控制系统具有一控制终端200，该控制终端200通过无线和/或有线的方式同控制系统的其他硬件设备进行通讯，以实现控制终端200同其他设备之间的数据交换，并能依托于控制终端200对数据进行数据处理并相应的控制系统中其余设备的动作，在控制系统的一些实施例中，控制终端200可通过电缆290和/或网络与控制系统中的其余设备进行连接，图1中示例性地的给出了控制终端200通过电缆290与其他设备连接的情况，回到图1，上述控制系统还包括两个检测点210，为了描述方便，分别将两检测点210记为c和d,检测点c和检测点d分别设置于道口b的两侧，且检测点c和检测点d到道口b的距离（以下描述中通过l表示）相同，以用于对从不同方向经过道口b的列车220进行检测，并对应将列车220的接近信息发送至控制终端200，方便控制系统进行后续的控制，示例性地，图1中列车220从图中左侧向右侧运动，对应地通过图中检测点c对列车220的接近信息进行检测，控制系统进入活跃状态，以进行后续的控制作业；上述控制系统还包括栏木机230，该栏木机230能够基于控制终端200所发送的开启或关闭指令对应将道口270打开或封闭；上述控制系统还包括至少一个报警器240、障碍物检测设备250和栏木机230，其中报警器240为声光报警器240，在检测到列车220进入指定位置后，报警器240释放报警信号（如警报），以对道口270内通行的人群和车辆进行提醒，此时已进入道口270区域的人群或车辆应尽快通过，未进入道口270区域的人群或车辆应停止等待，障碍物检测设备250用于对道口270区域内的人群和车辆进行检测，以对道口270区域内的清空情况进行判断，示例性地，上述障碍物检测设备250可以是摄像装置，摄像装置可以对道口270区域进行拍摄并将图像数据传至控制终端200，控制终端200能够识别图像数据中的人群和车辆信息，进而对道口270区域的清空情况进行判断，在控制系统的一些实施例中，上述报警器240和障碍物检测设备250均设有两个，且分别布置于道口270的两端，以实现报警器240的报警区域和障碍物检测设备250的摄像区域对道口区域的全面覆盖，在道口270的控制过程中，控制终端200能够基于障碍物检测设备250图像数据的识别结果，对应向栏木机230发出关闭或开启控制指令，如在道口区域清空完成后，对应控制栏木机230关闭；该控制系统还包括两道口信号机280，用于指示道口270区域内人群和车辆的通行；上述控制系统还包括相对设置于道口270两侧的两个遮断信号机260，用于显示通行或禁行信号，以指示列车220的运行。
21.图2示例性地给出了上述控制系统的现有的控制流程，具体过程包括通过列车220
检测点210对列车220的接近信息进行检测，当控制终端200接收到列车220到达检测点210位置的信息之后，控制终端200对应向道口270信号机和遮断信号机260发送禁行信号，驱动道口270信号机和遮断信号机260对应显示禁止通行信号，同时报警器240发出报警信号，处于道口270区域内的行人和车辆接收到报警信号后，已进入道口270区域的行人和车辆应尽快通过，未进入道口270区域的停止等待；控制系统进入清空时间段，在清空时间段内，障碍物检测设备250实时对道口270区域进行拍摄并通过控制终端200对拍摄图像内的行人和车辆进行识别，以实现对道口270区域的清空情况实时进行判断，同时，控制系统内预设有一清空时间，在清空时间内，控制终端200如判定道口270区域清空完成，控制终端200对应控制道口270栏木关闭封闭道口270区域；道口270完全封闭后，控制终端200驱动遮断信号机260显示允许通行信号，列车220获得行车许可之后，通过道口270；如在清空时间内，道口270区域未清空未完成，即栏木尚未关闭道口270封闭作业未完成时，控制终端200控制遮断信号机260显示禁止通行信号，列车220停车或降速后目视通过。
22.为实现上述的控制流程，保证道口通行的安全性，检测点同道口之间的距离l（以下也称接近区长度l）应当满足一定的要求，具体的，以列车的运行速度为v，结合与道口控制相关的时间参数对上述接近区长度l进行求解，可以得到接近区长度l计算公式（1）如下：l = vt + l1+ lv（1）式（1）中，v表示允许通过道口的列车速度的最大值，t为道口封闭所需时间，l1为遮断信号机到道口的距离；lv为以最大速度v接近道口的列车的刹车距离，即在道口封闭失败时，列车应能在lv距离内，在遮断信号机前方完全停止；同时上述道口封闭时间可以表示为t= t1+ t2,其中t1为报警器发出报警信号到道口区域清空的时间（即上述的清空时间），t2为栏木关闭时间，对应的，vt表示从道口发出列车接近通知到道口完全封闭（或道口封闭失败）的时间内，列车以最大速度运行走过的距离，以此得出接近区长度l的计算公式（2）如下：l=v（t1+ t2）+ l1+lv （2）结合上述公式（2）以及图3，上述接近区可以分成包括关闭区域、降落区域、刹车区域和基础区域，其中关闭区域的长度la为清空时间内列车的行进距离，降落区域的长度lb为栏木下降时间段内列车的行进距离，刹车区域为上述列车的刹车距离lv，基础区域为上述遮断信号机同道口之间的距离l1，以此或得接近区长度计算公式（3）如下：l=la+lb+ l1+ lv（3）在实际的控制场景中，上述接近区长度l和基础长度l1为定值，以此对应将接近区长度l和基础长度l1的差值（即l
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l1）记为ls，并对应将由接近点到遮断信号机之间的区段记为控制区域，且栏木的关闭时间t2也为定值，此时由于列车的实际运行速度小于允许通行的最大速度，上述刹车区域的长度lv相对应的减少，由上述公式（3）可知，关闭区域的长度la可以相对应的增加，同时列车的实际速度小于最大通行速度，即可对应延后报警器的开启时间和延长栏木的关闭时间，即提高行人和车辆的通行时间，为实现通行效率的最大化，现给出如下的道口控制方法（以下简称控制方法）：参照图4该控制方法总体上基于列车运行速度信息实现，即通过列车的速度信息实现道口控制方案的优化，其中列车运行速度信息的获取可以通过列车与该道口控制系统中的控制终端的通讯实现，即列车与控制终端通过网络连接，列车通过网络将列车的速度
信息发送给控制终端，在控制方法的一些实施例中，列车运行速度信息可以通过设置于道口旁的测速装置实现，示例性地，该测速装置可以是测速雷达等设备，且测速雷达同控制终端通讯连接，以将所测得列车运行速度信息实时传递至控制终端，控制终端依据所接收到的速度信息对应向通断信号机等其他设备发送控制指令以实施上述控制方法，优选地，上述测速雷达至少设置于上述控制系统的检测点位置，以在列车进入接近区时实现对列车运行速度的测量，在控制方法的优选实施例中，上述测速雷达延接近区的延伸方向间隔的设有多个，以在接近区范围内实现列车运行速度的全段监测，在以获取列车运行速度信息（以下也称行驶速度），上述控制方法包括：s100:基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离，并将所述预期行进距离和上述控制区域的长度进行比较；s110：基于所述比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。
23.其中基于所述比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间具体包括：构建上述预期行进距离和控制区域长度的不等式，当所述预期行进距离不小于上述控制区域长度时，对应获取该节点下列车在控制区域内的行进时间，并基于上述行进时间得到报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。
24.进一步地，上述报警器的开启时间点和栏木的关闭时间的计算基于不同的所述预期行进距离和控制区长度的不等式，对应的，将得到报警器开启时间点的不等式记为第一不等式，得到栏木的关闭时间的不等式记为第二不等式，为了实现第一不等式和第二不等式的计算，基于第一不等式对报警器的开启时间点进行计算时，第一不等式中栏木的关闭时间为定值，基于第二不等式对栏木的关闭时间进行计算时，第二不等式中报警器的开启时间点为定值，即报警器的开启时间点和栏木的关闭时间在计算过程中均为除列车行驶速度外的唯一变量；在上述控制方法的一些实施例中，参照图5，上述列车的预期行进距离包括报警长度、清空长度、关闭长度和刹车长度，其中刹车长度为当前列车速度下，列车从开始刹车到停止过程中列车的行驶距离；报警长度为从列车进入控制区域到报警器发出报警信号时间段内列车的行驶距离；清空长度为道口区域清空时间段内列车的行驶距离；关闭长度为栏木关闭时间段内列车的行驶距离；在报警器的开启时间点计算过程中，上述清空长度所对应的时间t1和关闭长度所对应的时间t2均为定值，在栏木的关闭时间计算过程中，上述报警长度和清空长度所对应的时间均为定值，其中报警长度的数值基于报警器的开启时间点为已知值进行计算。
25.上述控制方法还包括基于上述栏木的关闭时间，控制遮断信号机显示通行或禁行信号，具体的，当在栏木的关闭时间内，道口封闭完成（即栏木机关闭完成），则指示遮断信号机发送通行信号，当在栏木的关闭时间内，道口封闭未完成，则指示遮断信号机发送禁行信号。
26.在控制方法的一些实施例中，为了简化列车行驶距离和行驶时间的计算，测速雷达周期性的获取列车的行驶速度，此时通过计算每个周期内的列车的行驶距离并对多个周期下的行驶距离和周期时间进行求和，即可获取列车的行驶距离和行驶时间信息，现以报警器的开启时间点计算过程中部分长度的计算为例对该计算方法进行说明，具体如下：在报警器的开启时间点计算过程中，上述报警长度的计算公式可以表示为
，该式中vi每周期内检测得到的列车的行驶速度读，c为列车速度的检测周期，该式的计算结果即为列车在n个周期内的行驶距离,nc即为对应的时间。
27.现给出该控制方法的一个实施例以对道口的完整控制流程进行说明：在列车进入控制区域后，通过测速雷达对列车的行驶速度进行周期性测量，以得到预期行进距离和控制区域长度的第一不等式：
28.其中vi为周期内所测得的列车行驶速度，c为列车速度的测量周期，表示报警长度，后续用s0表示；vn为报警器开启后的第n个周期的列车速度（列车继续行驶通过道口的速度不超过vn）；l
vn
为列车以vn接近道口的最大刹车距离，为正常控制流程中的t1和t2的和；当不等式的比较结果为假时，即列车的预期行驶距离不小于控制区域长度时，说明列车接近后的第n周期应开始关闭道口，对应的，报警器开始发出报警信号，即第n周期的时间点为报警器的开启时间点，同时在实际场景中，如果列车进入控制区域的初始速度为允许通行的最大速度时，第一不等式的结果在列车经过检测时即为假，对应的，报警器会在列车进入控制区域的同时发出报警信号；在获取到报警器的开启时间后，依据该时间计算得出报警长度s0；同时由于本技术方案不涉及公路侧通行，因此认为t1（报警器的报警信号发出后道口区域的清空时间）不变，依据该时间和列车行驶速度信息，对应计算列车行驶距离为，该距离即为清空长度，对应的将清空长度记为 s1；在控制系统发出栏木的关闭指令后，列车继续前进，直到列车行驶到列车紧急刹车点，期间的时间均可用于道口公路侧栏木关闭；对应得到预期行驶距离和控制区域长度的第二不等式如下：，在第二不等式中，tm为可用于关闭栏木的时间；为列车在当前速度下的刹车距离；当第二不等式比较结果为假时，对应的tm为栏木的关闭时间的最大值；如果在栏木关闭时间tm用尽前，道口完全封闭，遮断信号机显示通行信号，列车能正常通过；否则，遮断信号机发出禁行信号，列车对应能在遮断信号机前停止。
29.本技术还公开了一种道口控制装置，包括：获取比较模块300，其配置为基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离，并将所述预期行进距离和上述控制区域的长度进行比较；计算模块310，其配置为基于比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。
30.本技术还公开了一种电子设备，包括：处理器；存储器，包括一个或多个计算机程序模块；其中，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于实现上述方法的指令。
31.本技术还公开了一种计算机可读存储介质，存储有非暂时性计算机可读指令，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时实现上述方法。
32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种道口控制方法，其特征在于：基于列车的实时行驶速度对道口进行控制，所述方法包括：基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离，并将所述预期行进距离和上述控制区域的长度进行比较；基于比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。2.根据权利要求1所述的一种道口控制方法，其特征在于：所述方法还包括：基于上述栏木的关闭时间，控制遮断信号机显示通行或禁行信号。3.根据权利要求1所述的一种道口控制方法，其特征在于：所述基于比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间包括：构建上述预期行进距离和控制区域长度的不等式，当所述预期行进距离不小于上述控制区域长度时，对应获取所述列车在控制区域内的行进时间，并基于所述行进时间得到报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。4.根据权利要求2所述的一种道口控制方法，其特征在于：所述报警器的开启时间点和栏木的关闭时间的计算基于不同的所述预期行进距离和控制区长度的不等式，且所述报警器的开启时间点和栏木的关闭时间为各自不等式中除所述列车行驶速度外的唯一变量。5.根据权利要求3所述的一种道口控制方法，其特征在于：基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离包括：周期性的获取所述列车的行驶速度，以计算所述列车在多个周期内的行驶距离。6.根据权利要求1所述的一种道口控制方法，其特征在于：所述预期行进距离包括报警长度、清空长度、关闭长度和刹车长度。7.根据权利要求4所述的一种道口控制方法，其特征在于：所述报警器的开启时间点基于以下不等式得出：式中v
i
为周期内所测得的列车行驶速度，c为列车速度的测量周期，表示报警长度s0，v
n
为报警器开启后的第n个周期的列车速度，l
vn
为列车以v
n
接近道口的最大刹车距离，t = t
1 + t2， t1为报警器发出报警信号到道口区域清空的时间，t2为栏木关闭时间。8.根据权利要求6所述的一种道口控制方法，其特征在于：所述栏木的关闭时间基于以下不等式得出：，式中t
m
为可用于关闭栏木的时间；为列车在当前速度下的刹车距离。9.根据权利要求1所述的一种道口控制方法，其特征在于：所述列车的实时行驶速度通过至少一个设置于检测点位置的测速装置进行测量。10.一种道口控制装置，其特征在于：包括：获取比较模块，其配置为基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离，并将所述预期行进距离和上述控制区域的长度进行比较；计算模块，其配置为基于比较结果判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。11.一种电子设备，其特征在于：包括：
处理器；存储器，包括一个或多个计算机程序模块；其中，所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置由所述处理器执行，所述一个或多个计算机程序模块包括用于实现权利要求1-8任一项所述方法的指令。12.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储有非暂时性计算机可读指令，当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时实现权利要求1-8任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种道口控制方法、装置、电子设备和存储介质，属于道口控制技术领域，该一种道口控制方法，包括基于列车的行驶速度实时计算所述列车在进入控制区域后的预期行进距离，并将所述预期行进距离和上述控制区域的长度进行比较；基于比较结果获取报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。通过列车速度的实时检测结果，实时计算列车在进入控制区域后的预期行进距离，通过将预期行进距离和控制区域的长度进行比较，从而判断报警器的开启时间点和栏木的关闭时间。栏木的关闭时间。栏木的关闭时间。


技术研发人员：林强 张利峰 聂志国 杨瑶 李响 屈丹丹 杨帆
受保护的技术使用者：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/5/26