一种安全发电式平交道口用安全防护系统及防护方法技术方案

本发明专利技术具体涉及一种安全性高、保护效果好的安全发电式平交道口用安全防护系统及防护方法。所述防护系统包括铺设在铁轨两侧的主传送平台，发电轨道的下表面与振动发电式轨枕连接，火车行驶过平交道口处的铁轨时，火车轮缘带动发电轨道上下运动，从而带动振动板沿竖直方向往复振动，发电线圈中产生感应电流；这样可将火车的动能转化为电能保存起来，有效节约了能源。当汽车通过平交道口时，同样可以利用发电轨道进行发电，提高了发电效果；发电轨道和铁轨分开设置，可使火车通过发电轨道时自身不产生垂向方向的振动，有效提高了火车的行车安全。

Safety protection system and protection method for safety generating type level crossing

The invention relates to a safety protection system and a protection method for a safety generating type level crossing with high safety and good protection effect. The protection system includes the main transmission platform laid on both sides of the rail. The lower surface of the power generation track is connected with the vibration generator sleeper. When the train passes the rail at the level crossing, the train rim drives the power generation track to move up and down, thus driving the vibration plate to reciprocate along the vertical direction. The induction current is produced in the power generation coil. In this way, the kinetic energy of the train can be transformed into electric energy, so that energy can be saved effectively. When the car passes through the crossing, it can also use the power generation track to generate electricity. The power generation effect is improved. The power generation track and the rail are set separately. The train can not produce vertical vibration when the train is on the power generation track, thus effectively improving the safety of the train.

【技术实现步骤摘要】
一种安全发电式平交道口用安全防护系统及防护方法
本专利技术涉及道路交通安全保护
，特别涉及一种安全发电式平交道口用安全防护系统及防护方法。
技术介绍
平交道口是指铁路和道路在同一平面上互相交叉的处所。当铁路与道路交叉时，道路交通量不大或没条件设置立体交叉时，应合理合并道路后设置平交道口(简称道口)，一般道口间的距离不应小于2km。交叉时应尽可能正交，不得已斜交时，交叉角也应大于45°，以缩短道口的长度和宽度，要避免小型机动车或非机动车的车轮陷入轮缘槽内。目前道口处的通行方式是在铁轨两侧的公路附近设置栏杆及红绿灯，当没有火车通行时，栏杆收起，汽车可以正常通行，当有火车准备通过时，栏杆放下，同时红绿灯发出警示，使汽车停止通行，火车通过后，栏杆再次收起，汽车恢复通行。为减少道口事故，对于铁路旅客列车设计时速达140km/h和120km/h的道口，必须设人看守；对于铁路旅客列车设计时速略小，达100km/h和80km/h，但道口年均昼夜折算交通量(道口交付运营第五年)分别大于1万辆和2万辆的道口，也应设人看守。但是人工看守效率较低，尤其是面对突发情况时难以及时应对，使得上述道口通行方式仍存在以下隐患：汽车通行时，极有可能在道口位置出现汽车交通事故，导致汽车速度降低，如果此时汽车无法快速行驶出平交道口，则可能与火车发生碰撞，这同时也会对火车行驶造成极大的安全隐患，一般在遇到这样的交通事故后，都是由道口值守人员通过信号灯或对讲机给火车发送信号，使火车减速停车，极大地影响了火车的正常通行，为了有效提高道口交通安全，提高运行效率，有必要针对上述隐患设计一种可以确保汽车及火车行车安全的安全发电式平交道口用安全防护系统。目前的道口栏杆、红绿灯、报警装置等设备的电源是市电，并没有充分利用火车或汽车经过时的可利用能量，造成了一定程度的能源浪费；且道口栏杆的放行方式较为简单，通常是铁轨两侧的栏杆同时放下，有可能出现铁轨一侧的栏杆放下之前有汽车抢行，而汽车抢行驶入平交道口后另一侧栏杆已放下，造成严重的后果，因此安全防护系统还应该对道口栏杆进行优化设计，以提高汽车行驶安全性。当道口栏杆放下后，火车正在通过平交道口时，也有因为汽车刹车失灵，或驾驶员误操作导致汽车冲过栏杆与正在通过的火车相撞造成交通事故，因此安全防护系统还应该具有一定的防冲杆的能力。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术目的是提供一种安全性高、保护效果好的安全发电式平交道口用安全防护系统及防护方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种安全发电式平交道口用安全防护系统，包括铺设在平交道口处、与铁轨相交设置的多条汽车车道；每条汽车车道中、铁轨的两侧各设置一个主传送平台，主传送平台包括埋设在地下的主支架，主支架上设置多个可相对于主支架旋转的主传送带轮，多个主传送带轮的外侧面与主传送带啮合，主传送带沿汽车车道的纵向方向设置，主传送带的上表面与汽车车道的路面平齐；所述主传送带轮的主转轴的一端外侧面通过一个第一离合器与发电机连接，主转轴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连接，发电机、主电动机分别与蓄电池连接；所述铁轨的两个轨道之间设置辅助平台，辅助平台包括埋设在地下的辅助支架，辅助支架上设置可相对于其旋转的多个辅助传送带轮，多个辅助传送带轮的外侧面与辅助传送带啮合；所述辅助传送带轮的辅助转轴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；辅助转轴的另一端外侧面通过一个第一离合器与一个发电机连接；所述辅助传送带沿汽车车道的纵向方向设置，辅助传送带的上表面低于铁轨的上表面或与铁轨的上表面平齐；所述铁轨的上表面低于汽车车道的表面或与汽车车道的表面平齐；所述辅助传送带与铁轨的内侧面之间设置的间隙可使火车车轮通过；所述发电轨道安装在铁轨内侧与辅助支架之间且与铁轨平行，发电轨道的上表面略低于铁轨的上表面，使火车通过时，轮对的轮缘侧面与铁轨接触，轮对的轮缘底部与发电轨道的上表面接触，发电轨道包括水平段和过渡圆弧段，水平段的两端各与过渡圆弧段连接；所述发电轨道的下表面与振动发电式轨枕连接，轨枕包括埋设在地下的凹形固定框架，固定框架的槽底上表面分别与缓冲弹簧、减振器、发电套筒各自的下端连接，发电套筒的外侧缠绕发电线圈，所述缓冲弹簧、减振器各自的上端与水平设置的振动板的下表面连接，振动板的上表面与铁轨的下底面连接；所述振动板的下表面还与第一永磁体的上端连接，第一永磁体的下端套入发电套筒内；所述发电套筒的下端内部设置第二永磁体，第一永磁体与第二永磁体相对表面的极性相反；所述发电线圈与蓄电池连接；所述铁轨两侧的车道中分别设置竖直的空心防护立柱，防护立柱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连接；所述蜗杆的两端各通过一个多摩擦片式第五离合器分别与栏杆放行电机、支撑轴连接，支撑轴的外侧面与扭杆弹簧的一端连接，扭杆弹簧的另一端与防护立柱的底板连接；防护立柱的底板下表面与转盘的上表面连接，转盘的转轴通过第六离合器与栏杆旋转电机连接，转盘的外侧面与电磁式制动卡箍接触；所述防护杆包括同轴且间隔设置的第一空心杆与第二空心杆，所述第一空心杆的外表面上分别设置第三压力传感器、多个电动弹出式挂钩，所述第一空心杆的内侧面与液压减振筒的活塞杆固定连接，液压减振筒的活塞筒与第二空心杆的内侧壁固定连接，所述第二空心杆靠近防护立柱的一端与蜗轮转轴连接；所述第一空心杆与第二空心杆相对的端面通过保护弹簧连接；所述主传送带轮、辅助传送带轮的内部中心位置分别设置第一压力传感器、第二压力传感器；所述第一压力传感器、第二压力传感器、第一离合器、发电机、主电动机、辅助电动机分别与控制器通信连接，控制器还分别与火车上安装的GPS定位仪、火车车速传感器、平交道口附近安装的汽车车速传感器通信连接；所述控制器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。优选的，所述汽车车道的车道数为双车道及以上时，位于铁轨同侧同向的多个车道中的主传送平台共用一根主转轴，使铁轨的一侧具有两根主转轴，位于铁轨同侧的两根主转轴之间设置第二离合器；铁轨中同向的多个车道中的辅助平台共用一根辅助转轴，使铁轨的中间具有两根辅助转轴，两根辅助转轴之间设置辅助接合离合器；第二离合器、辅助接合离合器分别与控制器通信连接。优选的，所述主支架上设置轴承座，轴承座中套入轴承，轴承与主传送带轮的主转轴连接，主支架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；多个主传送带轮的外侧面与主传送带啮合，所述的主传送带是V型带或同步带。根据上述的任意一种安全发电式平交道口用安全防护系统的防护方法，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：控制器实时采集GPS定位仪、火车车速传感器发送的火车位置P、火车车速V1，同时采集汽车车速传感器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、辅助转轴各自连接的第一离合器处于接合状态，第三离合器、第四离合器断开，汽车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全发电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；发电轨道(111)安装在铁轨(1)内侧与辅助支架(41)之间且与铁轨(1)平行，发电轨道(11)的上表面略低于铁轨(1)的上表面，使火车通过时，轮对的轮缘侧面与铁轨(1)接触，轮对的轮缘底部与发电轨道(111)的上表面接触，发电轨道(111)包括水平段和过渡圆弧段，水平段的两端各与过渡圆弧段连接；所述发电轨道(111)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)的上表面与发电轨道(111)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可相对于防护立柱(81)旋转的蜗杆，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；所述防护杆(82)包括同轴且间隔设置的第一空心杆(83)与第二空心杆(86)，所述第一空心杆(83)的外表面上分别设置第三压力传感器(84)、多个电动弹出式挂钩(85)，所述第一空心杆(83)的内侧面与液压减振筒(87)的活塞杆固定连接，液压减振筒(87)的活塞筒与第二空心杆(86)的内侧壁固定连接，所述第二空心杆(86)靠近防护立柱(81)的一端与蜗轮转轴外侧面固定连接；所述第一空心杆(83)与第二空心杆(86)相对的端面通过保护弹簧(88)连接；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。...

【技术特征摘要】
1.一种安全发电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；发电轨道(111)安装在铁轨(1)内侧与辅助支架(41)之间且与铁轨(1)平行，发电轨道(11)的上表面略低于铁轨(1)的上表面，使火车通过时，轮对的轮缘侧面与铁轨(1)接触，轮对的轮缘底部与发电轨道(111)的上表面接触，发电轨道(111)包括水平段和过渡圆弧段，水平段的两端各与过渡圆弧段连接；所述发电轨道(111)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)的上表面与发电轨道(111)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可相对于防护立柱(81)旋转的蜗杆，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；所述防护杆(82)包括同轴且间隔设置的第一空心杆(83)与第二空心杆(86)，所述第一空心杆(83)的外表面上分别设置第三压力传感器(84)、多个电动弹出式挂钩(85)，所述第一空心杆(83)的内侧面与液压减振筒(87)的活塞杆固定连接，液压减振筒(87)的活塞筒与第二空心杆(86)的内侧壁固定连接，所述第二空心杆(86)靠近防护立柱(81)的一端与蜗轮转轴外侧面固定连接；所述第一空心杆(83)与第二空心杆(86)相对的端面通过保护弹簧(88)连接；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所述的一种安全发电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所述的一种安全发电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所述的任意一种安全发电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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈子龙，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51