基于虚拟信号机和STP的车站铁路道口安防方法及系统与流程

基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法及系统
技术领域
1.本发明涉及车站铁路道口安全防护技术领域，具体的说，涉及了一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法及系统，适用于“无人看守道口”。


背景技术：

2.铁路道口指的是道路与铁路平面相交处，分为有人看守道口和无人看守道口，应当设置道口信号机、警示标志或者安全防护设施。对于有人看守道口，当火车将通过时，早期看守员通常会挥动红旗或红灯示意所有车辆和行人停止，并使车辆和行人离开轨道，后来通过手动或电子的栏杆来阻拦任何车辆和行人闯入铁路。
3.道口控制一般分为人工控制和自动控制，其中，人工控制指的是道口栏木机或栅门由人工操纵，人工控制又分就地控制（看守员接到电话通知或车列接近的自动通知后及时关闭栏木）和电动遥控（由附近车站或信号楼值班人员遥控电动栏木）两种；自动控制指的是通过道口自动信号和自动栏木完成道口的防护，接近道口的车列通过轨道电路或其他传感器将接近信息及时传至道口，道口信号机和音响器自动发出闪光与音响信号，栏木机自动下落。除了车辆和行人流量大的铁路道口仍有人看守外，大多已自动化道口控制运作而无人看守。
4.为防止车辆及行人闯越，有的铁路道口会安装侦测器，在人车于栅栏放下后仍在铁路道口内时发出声响警告，并有紧急按钮以在车辆卡在铁路道口无法移开时按钮警告车列减速停车。
5.如文献cn 213109348 u提出的轨道交通预警系统，其通过设置在轨道旁的摄像头或者毫米波雷达感知交叉路口的行人、车辆等交通信息，并通过信号转换器将交通信息发送至车载控制器，以使车载控制器执行预警操作，保证交通安全；但是交通信息的传输依赖v2x信号转换器，效率低且需要对现有车列通信系统进行硬件升级改造。
6.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法及系统。
8.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：本发明第一方面提供一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法，其包括以下步骤：步骤1，检测模块读取磁钢信号，实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶入，并将区域检测结果传输至plc控制器；步骤2，在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶入时，通过plc控制器启动声光报警；道口状态检测主机读取实时采集到的车站铁路道口视频信息，检测车站铁路道口
的道口区域是否有车辆或行人，并将状态检测结果传输至plc控制器；步骤2.1，所述plc控制器在确定所述状态检测结果为道口区域无车辆或行人时，判定符合道口闭合条件，启动广播报警，将车站铁路道口设置的公路信号机的状态置为红黄交替闪烁状态，驱动道口栏木机落下关闭道口；在道口关闭后，所述plc控制器将所述公路信号机状态置为红灯，生成虚拟调车状态ⅰ并经stp地面设备传输至stp车载设备；所述stp车载设备接收到所述虚拟调车状态ⅰ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅰ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口已达到通行条件，允许正常通过；步骤2.2，所述plc控制器在确定所述状态检测结果为道口区域有车辆或行人时，判定不符合道口闭合条件，生成虚拟调车状态ⅱ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅱ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅱ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件；步骤3通过检测模块再次实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶出，并将区域检测结果传输至plc控制器；plc控制器在确定所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶出时，驱动道口栏木机抬起，以开放道口；在道口开放到位后，所述plc控制器将所述公路信号机置为绿灯，解除广播报警，恢复公路通行，生成虚拟调车状态ⅲ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅲ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅲ，以提示驾驶员车列已离开车站铁路道口的目标区域。
9.本发明第二方面提供一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统，包括道口栏木机、stp地面设备和stp车载设备，其特征在于：还包括位置检测传感器、检测模块、道口监控摄像机、道口状态检测主机、plc控制器和公路信号机，其中，所述位置检测传感器，安装在车站铁路道口的目标区域边界处，用于实时采集车站铁路道口的目标区域边界处的磁钢信号，并传输至所述检测模块；所述检测模块，用于在道口关闭前，实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶入，并将区域检测结果传输至plc控制器；还用于在道口关闭后，再次实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶出，并将区域检测结果再次传输至所述plc控制器；所述道口监控摄像机，用于实时采集车站铁路道口视频信息，并传输至所述道口状态检测主机；所述道口状态检测主机，用于根据实时采集车站铁路道口视频信息，检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，并将状态检测结果送给所述plc控制器；所述plc控制器，用于在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶入时，启动声光报警；还用于在所述状态检测结果为道口区域无车辆或行人时，判定符合道口闭合条件，将车站铁路道口设置的公路信号机的状态置为红黄交替闪烁状态，驱动道口栏木机落下关闭道口；还用于在道口关闭后，将所述公路信号机状态置为红灯，生成虚拟调车状态ⅰ并经stp地面设备传输至stp车载设备；所述plc控制器，还用于在所述状态检测结果为道口区域有车辆或行人时，判定不符合道口闭合条件，生成虚拟调车状态ⅱ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；
所述plc控制器，还用于在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶出时，控制器驱动道口栏木机抬起，以开放道口；还用于在道口开放到位后，将所述公路信号机置为绿灯，解除广播报警，恢复公路通行，生成虚拟调车状态ⅲ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备，用于在接收到所述虚拟调车状态ⅰ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅰ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口已达到通行条件，允许正常通过；还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅱ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅱ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件；还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅲ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅲ，以提示驾驶员车列已离开车站铁路道口的目标区域。
10.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：1）本发明提供一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法及系统，通过实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶入，以及实时检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，从而判定符合道口是否满足闭合条件，在满足闭合条件时将道口关闭状态作为虚拟调车状态ⅰ经stp地面设备传输至stp车载设备，在不满足闭合条件时生成虚拟调车状态ⅱ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；借助stp系统将不同场景下的虚拟调车状态传输至车列端，从而提示驾驶员前方的车站铁路道口是否达到通行条件，以及是否允许正常通过，进而快速且准确实现车站铁路道口的控制与安全防护；2）在异常场景下，在驱动道口栏木机落下关闭道口的过程中道口区域有车辆或行人闯入，或者道口关闭后道口区域有车辆或行人闯入，能够立即启动声光报警，提醒调度和值班人员进行应急处理，并生成异常场景下的虚拟调车状态传输至车列端，从而及时提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车，进一步车站铁路道口的安全可靠性，保障生命财产安全；3）本发明中，正常场景或者异常场景下的虚拟调车状态，采用预先约定的数据格式进行数据传输，从而缩短虚拟调车状态的传输时间，使得驾驶员尽早且及时地采取应急措施，提高车站铁路道口的安全可靠性；4）所述stp地面设备将既有的联锁码与不同的对应的道口状态标识码组装后传输至所述stp车载设备，从而将道口是否封闭作为联锁条件（这里的联锁指的是计算机联锁系统）纳入stp进行防护，有效的防止了推进或牵引状态下冲撞道口，此种方式并不对既有的联锁系统进行任何修改。
附图说明
11.图1是本发明的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法的流程图；图2是本发明的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统的结构示意图；图3是本发明的道口智能控制原理示意图；图4是本发明的虚拟信号机设置的位置示意图；图5是本发明的道口控制模式一的示意图；图6是本发明的道口控制模式二的示意图；图中：1.车列；2.道口监控摄像机；3.道口控制器；4.道口栏木机；5.公路信号机；
6.plc控制器；7.操作台；701.控制计算机；702.手动操作开关；8.虚拟信号机；9.钢轨；10.位置检测传感器。
具体实施方式
12.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
13.本技术附图2至4中的虚拟信号机8，又称逻辑信号机，是虚拟设置的，现场没有实物；stp，是调车安全防护的辅助设备，具备防止调车机车车列越过防护信号、越过规定停车地点、超速运行、冲撞尽头车挡等功能。stp设备由地面设备和车载设备组成，将获取的集中联锁车站调车作业相关信号、道岔、轨道电路区段信息进行处理，通过车列运行监控装置（lkj），实现对调车机车信号显示和车列速度监控。
14.实施例1附图1示出了一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法的流程图，所述基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法包括以下步骤：步骤1，检测模块读取磁钢信号，实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列1驶入，并将区域检测结果传输至plc控制器6；步骤2，在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列1驶入时，通过plc控制器6启动声光报警；道口状态检测主机读取实时采集到的车站铁路道口视频信息，检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，并将状态检测结果传输至plc控制器6；步骤2.1，所述plc控制器6在确定所述状态检测结果为道口区域无车辆或行人时，判定符合道口闭合条件，启动广播报警，将车站铁路道口设置的公路信号机5的状态置为红黄交替闪烁状态，驱动道口栏木机4落下关闭道口；在道口关闭后，所述plc控制器6将所述公路信号机5状态置为红灯，生成虚拟调车状态ⅰ并经stp地面设备传输至stp车载设备；所述stp车载设备接收到所述虚拟调车状态ⅰ后，将stp系统中（虚拟设置）设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅰ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口已达到通行条件，允许正常通过，转步骤3；步骤2.2，所述plc控制器6在确定所述状态检测结果为道口区域有车辆或行人时，判定不符合道口闭合条件，生成虚拟调车状态ⅱ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅱ后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅱ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车；步骤3，通过检测模块再次实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列1驶出，并将区域检测结果传输至plc控制器6；plc控制器6在确定所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列1驶出时，驱动道口栏木机4抬起，以开放道口；在道口开放到位后，所述plc控制器6将所述公路信号机5置为绿灯，解除广播报警，恢复公路通行，生成虚拟调车状态ⅲ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅲ后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅲ，以提示驾驶员车列1已离开车站铁路道口的目标区域。
15.可以理解，本实施例中的视频检测和道口控制包括：（1）检测道口的目标区域内是否有人、车辆、异物等侵入；（2）启动报警，将公路信号机5的状态置为红黄交替闪烁状态；（3）当道口区域无异物侵入时，启动道口栏木机4关闭道口；否则提醒行人或车辆尽快离开，同时，向调度中心报警，请求人工协助处理，处理后启动道口栏木机4关闭道口；（4）道口栏木机4落下，完成道口封闭；（5）车列1通过，尾部轮对压过磁钢信号，启动道口栏木机4抬杆；（6）关闭报警。
16.对于从车列1驶入车站铁路道口的目标区域到驶出车站铁路道口的目标区域整个过程，基于本发明中的步骤1至步骤3，通过实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列1驶入，以及实时检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，从而判定符合道口是否满足闭合条件，在满足闭合条件时或者不满足闭合条件时，生成不同的虚拟调车指令并经stp地面设备传输至stp车载设备，不但实现道口栏木机4抬起或者落下的自动控制，还能够实现提示驾驶员前方的车站铁路道口是否达到通行条件，以及是否允许正常通过，进而有效解决车站的道口自动化控制和调车作业过程中的对道口的安全防护问题，有效地减少现场人员作业强度，实现减员增效的目的。
17.在实际应用中，可能存在道口栏木机4正在落下，道口未关闭，车辆或行人闯入突然闯入的场景；为了应对这种异常场景，所述步骤2.1还包括以下步骤：在驱动道口栏木机4落下关闭道口的过程中，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态ⅳ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅳ后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅳ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车。
18.需要说明的是，在实际应用中，可能存在道口栏木机4已落下，道口已关闭，车辆或行人闯入突然闯入的场景；为了应对这种异常场景，所述步骤2.1还包括以下步骤：在道口关闭后，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态
ⅴ
并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态
ⅴ
后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态
ⅴ
，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车。
19.需要说明的是，本发明设置有道口控制自动化控制和异常情况下人工控制双重机制，当自动化控制异常时，可以直接通过人工进行远程控制或现场控制，从而提高车站铁路道口安防的安全可靠性。
20.具体的，在stp系统中，每个车站铁路道口至少虚拟设置有上行虚拟信号机和下行虚拟信号机两个虚拟信号机，所述虚拟调车状态ⅰ、所述虚拟调车状态ⅱ、所述虚拟调车状态ⅲ、所述虚拟调车状态ⅳ或者所述虚拟调车状态
ⅴ
，均为能够动态调整虚拟信号机8状态的控制指令，且采用预先约定的数据格式进行数据传输；其中，所述预先约定的数据格式包括两个虚拟信号机8对应的道口状态标识码，所述道口状态标识码为0时表示道口已开放，所述道口状态标识码为1时表示道口关闭且道口
区域无车辆或行人，所述状态标识符为2时表示道口未关闭且道口区域有车辆或行人，所述状态标识符为3时表示道口已关闭且道口区域有车辆或行人。
21.进一步的，在传输虚拟调车状态（控制指令）时，所述stp地面设备将既有的联锁码与不同的对应的道口状态标识码组装后，传输至所述stp车载设备。
22.实施例2在实施例1的基础上，本实施例给出了一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统的具体实施方式，如附图2至4所示；所述基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统包括道口栏木机4、stp地面设备和stp车载设备，还包括位置检测传感器10、检测模块、道口监控摄像机2、道口状态检测主机、plc控制器6和公路信号机5，其中，所述位置检测传感器10，安装在车站铁路道口的目标区域边界处，用于实时采集车站铁路道口的目标区域边界处的磁钢信号，并传输至所述检测模块；所述检测模块，用于在道口关闭前，通过所述磁钢信号实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列1驶入，并将区域检测结果传输至plc控制器6；还用于在道口关闭后，再次实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列1驶出，并将区域检测结果再次传输至所述plc控制器6；所述道口监控摄像机2，用于实时采集车站铁路道口视频信息，并传输至所述道口状态检测主机；所述道口状态检测主机，用于根据实时采集车站铁路道口视频信息，检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，并将状态检测结果送给所述plc控制器6；所述plc控制器6，用于在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列1驶入时，启动声光报警（提示行人、车辆远离道口）；还用于在所述状态检测结果为道口区域无车辆或行人时，判定符合道口闭合条件，将车站铁路道口设置的公路信号机5的状态置为红黄交替闪烁状态，驱动道口栏木机4落下关闭道口；还用于在道口关闭后，将所述公路信号机5状态置为红灯，生成虚拟调车状态ⅰ并经stp地面设备传输至stp车载设备；所述plc控制器6，还用于在所述状态检测结果为道口区域有车辆或行人时，判定不符合道口闭合条件，生成虚拟调车状态ⅱ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述plc控制器6，还用于在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列1驶出时，控制器驱动道口栏木机4抬起，以开放道口；还用于在道口开放到位后，将所述公路信号机5置为绿灯，解除广播报警，恢复公路通行，生成虚拟调车状态ⅲ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备，用于在接收到所述虚拟调车状态ⅰ后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅰ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口已达到通行条件，允许正常通过；还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅱ后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅱ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件；还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅲ后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅲ，以提示驾驶员车列已离开车站铁路道口的目标区域。
23.具体的，所述位置检测传感器10为磁钢，在一种具体实施方式中，在车站铁路道口
的目标区域边界外一侧的钢轨9处分别设置1个磁钢，在车站铁路道口的目标区域边界外另一侧的钢轨9处分别设置1个磁钢。
24.在另一种具体实施方式中，在车站铁路道口的目标区域边界外一侧的钢轨9处分别设置2个磁钢（1#2#），在车站铁路道口的目标区域边界外另一侧的钢轨9处分别设置2个磁钢（3#4#），如附图3所示；当车列1前端接近道口时，车列1前端压过磁钢1#时，所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列1驶入，启动声光报警，并通过道口视频监控摄像机检测道口目标区域内中是否有车辆或行人；车列1前端压过磁钢2#时，通常结合轨道电路占用和出清、轨道电路长度和机车走行传感器等，实时跟踪地车列1长度和车列1前部位置和后部位置，来判定车列1与车站铁路道口的目标区域之间是否接近200米，若是且无行人或车辆等，符合道口闭合条件，则触发道口关闭，控制道口栏木机4关闭道口；当车列1尾部越过另一侧磁钢3#时，车列1尾部离开另一个车站铁路道口的目标区域边界处20米，道口监控摄像机2检测车列1是否越过道口，驶出车站铁路道口的目标区域；当车列1尾部越过另一侧磁钢4#时，触发道口开放，控制道口栏木机4开放道口，道口开放到位后，公路信号机5显示绿灯，解除广播报警，恢复公路通行；通过车站铁路道口的目标区域边界外两侧分别设置的2个磁钢，实现磁钢信号检测冗余配置，提高系统的可靠性。
25.可以理解，所述基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统是集自动化控制技术、视频技术、stp安全防护技术等多种技术于一体的综合防护系统，主要由道口智能控制设备和stp安全防护两大部分组成；其中，道口智能控制设备是道口封闭和开放的重要设备，主要包括位置检测传感器10、检测模块、道口监控摄像机2、道口状态检测主机、公路信号机5（区别于虚拟信号机8，是真实物理设备）、plc控制器6、道口栏木机4、以及设置在检测模块与道口栏木机4之间的道口控制器3等，所述道口控制器3根据plc控制器6发出的控制指令控制道口栏木机4抬起或者落下，从而实现道口栏木机4的远程控制；道口控制时，判定道口栏木机4抬起或者落下是通过磁钢信号和视频技术来实现的，磁钢信号检测车列1前端是否到距道口一定距离，通过视频技术实时检测道口的是否有行人、车辆等情况，进而判定是否具备开放和关闭道口条件；从而实现道口控制自动化，包括车列接近道口自动落杆封闭道口，车列过道口后自动抬杆；若由于设备问题道口无法封闭，则可切换为人工控制模式，不但有效地防止调车车列冲撞道口，还可以实现道口无人值守，达到减员增效的目的。
26.需要说明的是，在异常场景（主要指道口自动控制过程中，受外界干扰导致道口的状态处于非常状态）下：驱动道口栏木机4落下关闭道口的过程中道口区域有车辆或行人闯入，或者道口关闭后道口区域有车辆或行人闯入时，能够生成异常场景下的虚拟调车状态传输至车列端，从而及时提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车；具体的，所述plc控制器6，还用于在驱动道口栏木机4落下关闭道口的过程中，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态ⅳ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；
所述stp车载设备，还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅳ后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态ⅳ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车。
27.具体的，所述plc控制器6，还用于在道口关闭后，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态
ⅴ
并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备，还用于在接收到所述虚拟调车状态
ⅴ
后，将stp系统中设置的虚拟信号机8动态调整为状态
ⅴ
，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车。
28.如附图4所示，在stp系统中，每个车站铁路道口至少虚拟设置有上行虚拟信号机和下行虚拟信号机两个虚拟信号机，所述虚拟调车状态ⅰ、所述虚拟调车状态ⅱ、所述虚拟调车状态ⅲ、所述虚拟调车状态ⅳ或者所述虚拟调车状态
ⅴ
，均采用预先约定的数据格式进行数据传输；其中，所述预先约定的数据格式包括两个虚拟信号机对应的道口状态标识码，所述道口状态标识码为0时表示道口已开放，所述道口状态标识码为1时表示道口关闭且道口区域无车辆或行人，所述状态标识符为2时表示道口未关闭且道口区域有车辆或行人，所述状态标识符为3时表示道口已关闭且道口区域有车辆或行人。
29.在一种具体实施方式中，应用场景为既有线普通货场，调车机的速度为0-40km/h，stp系统中设置虚拟信号机8的位置按40km/h的速度设置安全距离；所述stp车载设备接收到所述虚拟调车状态ⅰ（作为道口的状态条件）后，将stp系统中上行虚拟信号机和下行虚拟信号机均被置为白灯（对应状态ⅰ），此时道口栏木机4的杆落下，道口封闭，允许车列1通过，车列1可采用附图6所示的道口控制模式二，来调整车速；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅱ后，动态调整stp系统中上行虚拟信号机和下行虚拟信号机均被置为蓝灯（对应状态ⅱ），以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制停车，车列1可采用附图5所示的道口控制模式一，来调整车速；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅲ后，动态调整stp系统中上行虚拟信号机和下行虚拟信号机均被置为蓝灯（对应状态ⅲ），以提示驾驶员车列已离开车站铁路道口的目标区域，道口开放，行人或车辆可以通过，车列禁止通行；可以理解，通过将道口是否闭合状态作为虚拟信号机8状态送给stp系统，实现车站接近道口时检查是否达到通行条件，道口未开放，按蓝灯进行控车，进而有效地防止车列冲撞未封闭的道口，避免安全事故的发生；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅳ后，动态调整stp系统中上行虚拟信号机和下行虚拟信号机均被置为蓝灯（对应状态ⅳ），以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态
ⅴ
后，动态调整stp系统中上行虚拟信号机和下行虚拟信号机均被置为蓝灯（对应状态
ⅴ
），以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件，需控制机车停车；道口封闭和开放直接关联着stp系统中虚拟信号机8的状态，道口封闭，虚拟信号机8会被置为白灯，道口开放，虚拟信号机8会被置为蓝灯，检测模块实时地将虚拟调车状态
作为道口状态送stp地面设备，stp地面设备将虚拟调车状态发送至车列，以提示司机道口是否禁行，进而有效的防止车列冲撞未封闭的道口，避免安全事故的发生。
30.进一步的，所述plc控制器6与所述stp地面设备之间设置有操作台7，操作台7内设置控制计算机701和手动操作开关702，所述操作台7将不同虚拟调车状态对应的道口状态标识码传输至所述stp地面设备，手动操作开关702用于在系统出现故障时，人工进行操作，人工优先级最高，控制计算机701用于显示道口视频和状态；所述stp地面设备将既有的联锁码与不同虚拟调车状态对应的道口状态标识码组装后，传输至所述stp车载设备；可以理解，车站铁路道口的目标区域的每一侧虚拟设置两架虚拟信号机，每架虚拟信号机的状态用一个码位表示，“0”表示道口开放，“1”表示道口封闭；车站铁路道口的目标区域的每一侧对应两个码位，plc控制器6将既有的联锁码位作为基础码位，在联锁码位的后面添加上不同虚拟调车状态对应的道口状态标识码，并在道口状态发生变化时，通过串口发送至stp地面设备。
31.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，检测模块读取磁钢信号，实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶入，并将区域检测结果传输至plc控制器；步骤2，在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶入时，通过plc控制器启动声光报警；道口状态检测主机读取实时采集到的车站铁路道口视频信息，检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，并将状态检测结果传输至plc控制器；步骤2.1，所述plc控制器在确定所述状态检测结果为道口区域无车辆或行人时，判定符合道口闭合条件，启动广播报警，将车站铁路道口设置的公路信号机的状态置为红黄交替闪烁状态，驱动道口栏木机落下关闭道口；在道口关闭后，所述plc控制器将所述公路信号机状态置为红灯，生成虚拟调车状态ⅰ并经stp地面设备传输至stp车载设备；所述stp车载设备接收到所述虚拟调车状态ⅰ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅰ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口已达到通行条件，允许正常通过；步骤2.2，所述plc控制器在确定所述状态检测结果为道口区域有车辆或行人时，判定不符合道口闭合条件，生成虚拟调车状态ⅱ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅱ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅱ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件；步骤3通过检测模块再次实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶出，并将区域检测结果传输至plc控制器；plc控制器在确定所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶出时，驱动道口栏木机抬起，以开放道口；在道口开放到位后，所述plc控制器将所述公路信号机置为绿灯，解除广播报警，恢复公路通行，生成虚拟调车状态ⅲ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅲ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅲ，以提示驾驶员车列已离开车站铁路道口的目标区域。2.根据权利要求1所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法，其特征在于，所述步骤2.1还包括以下步骤：在驱动道口栏木机落下关闭道口的过程中，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态ⅳ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态ⅳ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅳ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件。3.根据权利要求2所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法，其特征在于，所述步骤2.1还包括以下步骤：在道口关闭后，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态
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并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备在接收到所述虚拟调车状态
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后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态
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，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件。4.根据权利要求3所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法，其特征在
于，在stp系统中，每个车站铁路道口至少虚拟设置有上行虚拟信号机和下行虚拟信号机两个虚拟信号机，所述虚拟调车状态ⅰ、所述虚拟调车状态ⅱ、所述虚拟调车状态ⅲ、所述虚拟调车状态ⅳ或者所述虚拟调车状态
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，均采用预先约定的数据格式进行数据传输；其中，所述预先约定的数据格式包括两个虚拟信号机对应的道口状态标识码，所述道口状态标识码为0时表示道口已开放，所述道口状态标识码为1时表示道口关闭且道口区域无车辆或行人，所述状态标识符为2时表示道口未关闭且道口区域有车辆或行人，所述状态标识符为3时表示道口已关闭且道口区域有车辆或行人。5.根据权利要求4所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防方法，其特征在于，所述stp地面设备将联锁码与不同的对应的道口状态标识码组装后，传输至所述stp车载设备。6.一种基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统，包括道口栏木机、stp地面设备和stp车载设备，其特征在于：还包括位置检测传感器、检测模块、道口监控摄像机、道口状态检测主机、plc控制器和公路信号机，其中，所述位置检测传感器，安装在车站铁路道口的目标区域边界处，用于实时采集车站铁路道口的目标区域边界处的磁钢信号，并传输至所述检测模块；所述检测模块，用于在道口关闭前，实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶入，并将区域检测结果传输至plc控制器；还用于在道口关闭后，再次实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶出，并将区域检测结果再次传输至所述plc控制器；所述道口监控摄像机，用于实时采集车站铁路道口视频信息，并传输至所述道口状态检测主机；所述道口状态检测主机，用于根据实时采集车站铁路道口视频信息，检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，并将状态检测结果送给所述plc控制器；所述plc控制器，用于在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶入时，启动声光报警；还用于在所述状态检测结果为道口区域无车辆或行人时，判定符合道口闭合条件，将车站铁路道口设置的公路信号机的状态置为红黄交替闪烁状态，驱动道口栏木机落下关闭道口；还用于在道口关闭后，将所述公路信号机状态置为红灯，生成虚拟调车状态ⅰ并经stp地面设备传输至stp车载设备；所述plc控制器，还用于在所述状态检测结果为道口区域有车辆或行人时，判定不符合道口闭合条件，生成虚拟调车状态ⅱ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述plc控制器，还用于在所述区域检测结果为车站铁路道口的目标区域内有车列驶出时，控制器驱动道口栏木机抬起，以开放道口；还用于在道口开放到位后，将所述公路信号机置为绿灯，解除广播报警，恢复公路通行，生成虚拟调车状态ⅲ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备，用于在接收到所述虚拟调车状态ⅰ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅰ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口已达到通行条件，允许正常通过；还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅱ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅱ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件；还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅲ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅲ，以提示驾驶员车列已离开车站铁路道口的目标区域。
7.根据权利要求6所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统，其特征在于，所述plc控制器，还用于在驱动道口栏木机落下关闭道口的过程中，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态ⅳ并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备，还用于在接收到所述虚拟调车状态ⅳ后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态ⅳ，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件。8.根据权利要求7所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统，其特征在于，所述plc控制器，还用于在道口关闭后，若检测车站铁路道口的道口区域有车辆或行人闯入，则生成虚拟调车状态
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并经所述stp地面设备传输至所述stp车载设备；所述stp车载设备，还用于在接收到所述虚拟调车状态
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后，将stp系统中设置的虚拟信号机动态调整为状态
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，以提示驾驶员前方的车站铁路道口未达到通行条件。9.根据权利要求8所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统，其特征在于，在stp系统中，每个车站铁路道口至少虚拟设置有上行虚拟信号机和下行虚拟信号机两个虚拟信号机，所述虚拟调车状态ⅰ、所述虚拟调车状态ⅱ、所述虚拟调车状态ⅲ、所述虚拟调车状态ⅳ或者所述虚拟调车状态
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，均采用预先约定的数据格式进行数据传输；其中，所述预先约定的数据格式包括两个虚拟信号机对应的道口状态标识码，所述道口状态标识码为0时表示道口已开放，所述道口状态标识码为1时表示道口关闭且道口区域无车辆或行人，所述状态标识符为2时表示道口未关闭且道口区域有车辆或行人，所述状态标识符为3时表示道口已关闭且道口区域有车辆或行人。10.根据权利要求9所述的基于虚拟信号机和stp的车站铁路道口安防系统，其特征在于，所述stp地面设备将联锁码与不同虚拟调车状态对应的道口状态标识码组装后，传输至所述stp车载设备。

技术总结
本发明提供了一种基于虚拟信号机和STP的车站铁路道口安防方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤1，实时检测车站铁路道口的目标区域内是否有车列驶入，并将区域检测结果传输至PLC控制器；步骤2，启动声光报警，检测车站铁路道口的道口区域是否有车辆或行人，并将状态检测结果送给PLC控制器；步骤2.1，若道口区域无车辆或行人，则在道口关闭后，将公路信号机状态置为红灯，生成虚拟调车状态Ⅰ并传输至STP车载设备；STP车载设备接收到虚拟调车状态Ⅰ后，动态调整STP系统中的虚拟信号机为状态Ⅰ；步骤2.2，若道口区域有车辆或行人，则判定不符合道口闭合条件，生成虚拟调车状态Ⅱ并传输至STP车载设备，从而快速且准确实现车站铁路道口的控制与安全防护。控制与安全防护。控制与安全防护。


技术研发人员：李恩源 陈利东 李佳雪 金东 牛小飞
受保护的技术使用者：河南辉煌科技股份有限公司
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/5/5