站內道口自動信號控制設計方案的探討分析

　　摘要：鐵路道口自動報警系統(tǒng)是保障鐵路安全運行的重要設備之一。在國內尚無定型道口自動報警控制電路情況下，本文探討分析了各種站內道口報警檢測控制方案的優(yōu)缺點，最終提出了以雙軛共磁式磁電傳感器作為接近報警為主、以道口中部設軌道電路控制為輔的綜合報警控制的設計方案，并理論論證雙軛共磁式磁電傳感器檢測的安全可靠性。
　　關鍵詞：道口自動報警 軌道電路 磁電傳感器 安全可靠性
　　中圖分類號：U284文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)2(a)-0000-00
　　
　　鐵路道口自動報警系統(tǒng)是保障鐵路安全運行的重要設備之一，尤其鋼鐵企業(yè)鐵路道口均無立交道口，90%以上均是線路眾多，經常來回調車，甚至經常停等的站內道口，針對這類道口國內尚無完全定型的道口制動報警設備，而是采取原始的手動報警，電話通知，無限對講等輔助設備和人力配備來確保站內道口安全，在當今勞動成本不斷提高的壓力下，一處道口一年的道口工工資成本足以安裝一套全自動道口信號設備，因此探討分析站內道口自動控制設計方案，既可確保安全，又可減員增效，很有意義。
　　
　　1 站內道口自動信號設備的來車檢測手段探討分析
　　道口自動信號設備的核心是自動報警。自動報警主要分來車檢測和報警控制兩部分；而自動報警的核心則是來車檢測，因此以下首先對各種來車檢測手段作以下分析比較：
　　來車檢測的手段方式眾多，大概可分為點式檢測控制（如磁電傳感器、壓力傳感器、光敏等）和連續(xù)式檢測控制--軌道電路（如交流480軌道電路、音頻無絕緣軌道電路、計軸軌道電路、以軌道電路為基礎的微機聯(lián)鎖集中控制等多種方式）兩類。在安裝站內無人看守道口的情況下，該兩類點式檢測控制方式優(yōu)缺點比較如下：
　　
　　點式檢測控制連續(xù)式檢測控制（軌道電路）
　　1優(yōu)點：如用于接近報警檢測時，它只對運動車輛起作用；火車接近而啟動報警后，如火車長時間停在接近檢測點上方時，報警一段時間后能自動復原（無人看守道口必須要求自動復原功能）；但當火車重新啟動接近道口時，則又會重新啟動報警。因此點式檢測控制非常適合于站內道口的接近報警點的安裝使用。缺點：如用于接近報警檢測時，則如火車長時間壓在接近區(qū)段，就會引起長時間不停的誤報警，誤報警會非常頻繁。因此連續(xù)式檢測控制不適合于站內道口的接近報警點的安裝使用。
　　2缺點：基于同樣的特點，如用于道口中部到達取消點的列車通過道口檢測時，列車停在道口上方長期停等時會提前取消報警，該情況下不夠安全。優(yōu)點：基于同樣的特點，如用于道口中部到達取消點的列車通過道口檢測時，如列車停在道口上方長期停等時不僅不會出現(xiàn)提前取消報警情況，而且可強制道口長期報警，如此會更安全可靠。因此連續(xù)式檢測控制非常適合于站內道口的中部到達取消點的列車通過道口檢測使用。
　　3優(yōu)點：它能做到識別列車來車方向，從而能使報警控制的設計簡化，便于各站內道口控制電路的設計及統(tǒng)一通配標準化。缺點：由于它不能識別列車方向，而要報警控制電路來識別方向，從而報警控制電路的設計變得非常復雜；各種站內道口根本就無法做到統(tǒng)一的設計標準和設備的統(tǒng)一通配。
　　4優(yōu)點：安裝地點不受限制，對各種站內道口，可任意按現(xiàn)場需要安裝安裝檢測點，配制非常靈活。缺點：軌道電路分割或安裝很麻煩，限制很多。因此不適合作為站內道口的接近報警檢測，特別是復雜的道口。
　　1.1 各種點式檢測控制方式的分析比較
　　點式檢測控制方式有很多種，如雙軛共磁式磁電傳感器（原杭州鐵路分局的國家專利）、普通磁電傳感器、壓力傳感器、光敏等。由于壓力傳感器需要機械應變，有一定的壽命；其故障檢測困難，不能做到信號設備的“故障—導向安全”的安全要求。由于光敏檢測的主要缺點是干擾因素多；其次是識別方向需要雙檢測點才能達到，但雙檢測點是通過前后來識別方向的，如萬一某檢測點失靈一次就可能導致漏報---有安全隱患。由于普通磁電傳感器具有無機械接觸、能故障檢測、與以上相比抗干擾較好等優(yōu)點，但有光敏檢測一樣的需要雙檢測點識別方向的缺點。而國家專利的雙軛共磁式磁電傳感器，克服了以上所有各項缺點，并且單一傳感器即能識別方向、遂輪檢測安全可靠、抗干擾性更強，因此經20多年的廣泛使用實踐檢驗證明，雙軛共磁式磁電傳感器無疑為最佳的道口接近報警用的點式檢測控制方式，并經過鐵道部的鑒定驗收，在大量的國鐵線上普及使用，當然地方鐵路線上也大量采用。
　　1.2 各種軌道電路控制方式的分析比較
　　鋼鐵企業(yè)鐵路用于道口報警檢測控制的軌道電路控制方式有很多種，其成本和安裝控制方式也不同，效果也有所區(qū)別：
　　既有的：交流480軌道電路優(yōu)點：成本最低，僅需現(xiàn)場增設一只中繼變壓器即可采樣既有軌道電路條件。
　　缺點：要有正好的可利用的既有的交流480軌道電路下才能采樣選用。
　　疊加：音頻無絕緣軌道電路優(yōu)點：
　　（1）、它對既有的交流480軌道電路不會產生干擾，可疊加安裝，因此受既有的交流480軌道電路條件限制少一些；
　　（2）、其有效控制距離較短并可調節(jié)，因此可根據站內現(xiàn)場需要靈活配制安裝；
　　（3）、設備成本一般，每個區(qū)段約4000元。
　　缺點：要有常規(guī)軌道電路的安裝條件（如絕緣軌距桿等）。
　　疊加：計軸軌道電路優(yōu)點：安裝地點不受任何限制，無需常規(guī)軌道電路的安裝條件（如絕緣軌距桿等）。
　　缺點：安裝成本高，每個區(qū)段約需3萬元以上。
　　微機聯(lián)鎖集中控制優(yōu)點：室外道口設備本身簡單，從而道口設備本身成本較低。
　　缺點：
　　（1）、由于機車的經常等待、由于不可能完全為道口分割很多的軌道區(qū)段，因此經常性誤報警---遠還沒有來車就報警，會引起過往車輛、行人的報警麻弊。
　　（2）、要完全利用既有軌道電路，則必須有可利用的區(qū)段或為此特意分割出較多的軌道區(qū)段來，很麻煩；而且對行車設備設計也不安全。
　　（3）、軟件控制設計麻煩（盡可能不要影響主體的信號設備邏輯控制安全），信號樓至各道口的電纜輔設較多，因此如每處道口理應地把該成本考慮進去，則其道口報警設備總成本將反而變得較高。
　　綜合以上的比較分析，如果完全采用雙軛共磁式磁電傳感器來設計控制報警，則存在：火車很慢通過道口中部到達取消點時，會造成提前取消報警；如列車停在道口上方長期停等時，也會提前取消報警，由此會有這種不夠安全的隱患（雖然速度極慢）。如果完全采用軌道電路來設計控制報警，則存在：由于機車的經常等待、由于不可能完全為道口分割很多的軌道區(qū)段，因此會有經常性的誤報警---遠還沒有來車就開始報警，會引起過往車輛、行人的報警麻弊；對于復雜的站內道口，其報警控制電路的設計變得非常復雜；而且各種站內道口根本就無法做到統(tǒng)一的設計標準和設備的統(tǒng)一通配。因此，主體采用雙軛共磁式磁電傳感器來作為列車接近報警檢測手段、采用疊加安裝音頻無絕緣軌道電路（如有條件的道口則可利用既有的交流480軌道電路）來作為列車通過道口的報警取消檢測手段，將是一種最佳的道口自動報警檢測控制方式。它把雙軛共磁式磁電傳感器的優(yōu)點和連續(xù)式軌道電路的優(yōu)點有機地結合起來，從而使得復雜的站內道口自動報警設計可以做得更加完善---來車必報警、報警必來車；而且由于雙軛共磁式磁電傳感器的來車方向可識別性能，使得復雜的站內道口自動報警控制電路設計大大減化，可以做到各種站內道口的室內控制設備主體均統(tǒng)一、通配通用，也便于維修和備品備件的需要。
　　
　　我處有部分微機聯(lián)鎖控制和現(xiàn)場采樣軌道電路條件控制的道口，例