Giải pháp tự động hóa trong kiểm soát an toàn giao cắt đường sắt: nghiên cứu hệ thống điều khiển barie tự động

Abstract

Nghiên cứu này tập trung thiết kế và triển khai hệ thống điều khiển tự động nhằm giảm thiểu rủi ro tai nạn tại các giao điểm đường sắt – đường bộ không có rào chắn. Mô hình được xây dựng dựa trên phương pháp điều khiển nhúng ba trạm phân tán sử dụng vi điều khiển và mạng truyền thông không dây LoRa. Trạm 1 sử dụng cảm biến địa chấn để xác định tàu đến. Trạm 2 đóng vai trò điều phối, truyền lệnh cảnh báo sớm. Trạm 3 tại giao cắt đảm nhiệm điều khiển cơ cấu barie và tích hợp thị giác máy tính để giám sát và phát hiện xâm nhập vùng nguy hiểm. Đóng góp mới là sự tổng hợp của cảm biến vật lý và hệ thống thị giác thông minh. Mô hình này tích hợp cơ chế an toàn hai chiều, cho phép Trạm 3 cảnh báo ngược về tàu (Trạm 2) khi phát hiện vật cản không an toàn. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động tin cậy với tỷ lệ truyền/nhận tín hiệu thành công giữa các trạm đạt (1,2-1,8) km và mức tiêu thụ điện năng thấp 81 Wh/24 h. Khi kết nối với pin dự phòng 6750 mAh và pin quang điện, các trạm có khả năng vận hành độc lập và liên tục mà không cần nguồn điện lưới.