鐵路道口無人化遠程控制系統(tǒng)的開發(fā)與應用

車彥亮

（濟鋼集團有限公司 物流管理中心，山東 濟南250101）

鐵路道口無人化遠程控制系統(tǒng)的開發(fā)與應用

車彥亮

（濟鋼集團有限公司 物流管理中心，山東 濟南250101）

為改變原始的人工看守鐵路道口的運行模式，減少人力資源的消耗，通過應用光纖控制網(wǎng)絡、PLC控制系統(tǒng)、上位畫面組態(tài)及現(xiàn)場硬件設備的改造等技術手段，對鐵路道口實施無人化遠程控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造，提高了系統(tǒng)的自動控制水平，降低了工人的勞動強度，節(jié)約了大量的人力資源，每年節(jié)省人工費約350萬元，取得了良好的效果。

鐵路道口；光纖控制網(wǎng)絡；遠程控制系統(tǒng)

1 前 言

濟鋼物流管理中心鐵路運輸區(qū)域共有廠內(nèi)鐵路道口51個，其中有人值守道口24個，無人看管道口24個，專用道口3個。有人值守道口每班一人，采取四班三運轉方式，每個道口4人，共配置100名道口工作人員，需要人員較多，消耗了大量的人力成本。同時，現(xiàn)場欄木均采用電動伸縮式欄木機，道口員通過現(xiàn)場手動操作方式對欄木機進行開關作業(yè)，控制水平較低，工人勞動強度較大，故障率高，不易維修，致使道口作業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)故障。因此，濟鋼對鐵路道口實施無人化遠程控制改造，提高了現(xiàn)場硬件裝配及系統(tǒng)的自動控制水平，減輕了工人的勞動強度，減少了現(xiàn)場人力運行成本，取得了很好的效果。

2 系統(tǒng)主要構成及控制原理

2.1 系統(tǒng)主要構成

每個集中控制室可遠程控制6個鐵路道口，控制室一臺55寸顯示器顯示24路監(jiān)控畫面，操作臺設置3臺22寸顯示器，中間一臺用來顯示控制畫面，兩邊兩臺均顯示4路監(jiān)控畫面（其中有一個和控制畫面道口相對應），一個中央控制機柜，機柜中包括NVR(網(wǎng)絡硬盤錄像機)、工控機、交換機、光纖收發(fā)器、音頻收發(fā)器、話筒集線器等設備。每個道口現(xiàn)場設置4臺欄木機、鐵路方向兩套紅綠燈、公路方向兩套紅綠燈、4個攝像頭、兩套聲光報警器、一套高音喇叭、公路方向與鐵路方向照明燈光、一臺電氣控制柜（機柜中包括PLC和繼電器、空氣開關、防雷器等）。現(xiàn)場與控制室通過光纖網(wǎng)絡連接進行數(shù)據(jù)的傳輸與交換。

2.2 系統(tǒng)控制原理

操作上位機的組態(tài)軟件，經(jīng)過網(wǎng)絡將操作傳遞給PLC，PLC控制繼電器對欄木機、鐵路方向紅綠燈、公路方向紅綠燈、聲光報警器、照明燈光進行控制，控制結果再通過PLC用網(wǎng)絡傳遞給上位機組態(tài)軟件。操作人員通過組態(tài)軟件可以直觀地看到現(xiàn)場路口的實際情況。

2.3 系統(tǒng)主要功能

對操作員的操作能夠詳細記錄，并具備操作和視頻回放查詢。對道口前端控制設備（如欄木機，道口報警器，公路鐵路信號機）具備實時運行狀態(tài)上位顯示功能。道口視頻監(jiān)控和組態(tài)控制界面實現(xiàn)聯(lián)動，即操作畫面時視頻監(jiān)控自動切換至相應畫面，方便操作人員觀察操作。系統(tǒng)結構具備模塊化，具備滿足后期道口擴展和應用的條件。系統(tǒng)支持監(jiān)控中心和前端道口控制雙重控制模式，確保在故障狀態(tài)下能夠做到現(xiàn)場控制，并以現(xiàn)場控制優(yōu)先。視頻監(jiān)控同時具備實時監(jiān)聽遠距離聲音和廣播喊話功能。在現(xiàn)場異常情況下，可以隨時向現(xiàn)場喊話。以28#道口為例，系統(tǒng)構成見圖1。

圖1 鐵路道口無人化遠程控制系統(tǒng)

3 關鍵控制技術開發(fā)應用

3.1 西門子博途編程軟件

西門子博途軟件是全集成自動化軟件TIA portal，是西門子工業(yè)自動化集團發(fā)布的一款全新的全集成自動化軟件，可對西門子全集成自動化中所涉及的所有自動化和驅(qū)動產(chǎn)品進行組態(tài)、編程和調(diào)試。主要特點：一款全中文版的仿真軟件，全中文的編程界面，使用更加方便。對各種指令進行了優(yōu)化處理，同類指令、程序庫與指令之間進行了合并，界面更加緊湊和形象化。博途集成了STEP 7和WinCC（實際上是WinCC flexible），實現(xiàn)PLC和HMI的集成仿真，非常方便。過去要用STEP 7和WinCC flexible來實現(xiàn)“報告系統(tǒng)錯誤”功能，而博途可以在一個軟件環(huán)境下實現(xiàn)。簡單實用的語句表程序狀態(tài)監(jiān)控，語句表的程序狀態(tài)監(jiān)控有很大的改進，用戶可設置監(jiān)視對象。

3.2 易控組態(tài)軟件

易控（INSPEC）是一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）組態(tài)軟件。以功能強大、性能穩(wěn)定、圖形精美、易學易用、開發(fā)高效、擴展容易等優(yōu)點為自動化系統(tǒng)提供了理想的監(jiān)控解決方案。主要特點：性能穩(wěn)定、使用可靠；開發(fā)快捷，節(jié)省時間，事半功倍；畫面精美，界面清晰，簡約自然；通信容易，組態(tài)方便，功能強大。

3.3 海康威視控件與組態(tài)軟件操作

每一個控制室設一套主控系統(tǒng)，操作臺設3臺顯示器，中間的作為組態(tài)操作顯示，左右各一臺作為操作時畫面與網(wǎng)絡攝像機聯(lián)動，主要是在易控組態(tài)軟件中安裝海康威視定制的服務器控件，來實現(xiàn)各個畫面的切換，即操作組態(tài)畫面道口1時，一個顯示器顯示道口1攝像狀態(tài)，操作組態(tài)畫面道口2時，另一個顯示器顯示道口2攝像狀態(tài)，再操作道口3時，第一個顯示器顯示道口3攝像狀態(tài)，然后每操作一個畫面兩個顯示器進行交替顯示，便于操作人員對操作的道口進行有效的監(jiān)視。

3.4 現(xiàn)場喊話及聲音反饋功能

通過光纖網(wǎng)絡建立主控室與現(xiàn)場的遠程通話聯(lián)系，主要應用音頻光端機、話筒集線器、功放、拾音器等裝置，來實現(xiàn)主控室隨時向現(xiàn)場喊話以及現(xiàn)場聲音在主控室的反饋功能。當?shù)揽诔霈F(xiàn)異常情況時，應用喊話功能，對現(xiàn)場進行提醒和警示，避免事故的發(fā)生。

4 結 語

本項目的開發(fā)與應用打破了傳統(tǒng)的鐵路道口看守模式，實現(xiàn)了鐵路道口無人化遠程自動控制，撤銷了44名道口的看守工，僅保留主控室操作人員，年節(jié)約成本約350萬元。提高了現(xiàn)場設備的自動控制水平，減輕了工人勞動強度，節(jié)約了大量的人力成本，達到了減員增效的目的。

Development and Application of Unmanned Remote Control System for Railway Crossing

CHE Yanliang
（The Logistics Management Center of JinanIron and Steel Group Corporation，Jinan 250101，China）

TP273

B

1004-4620（2017）05-0058-02

2017-06-22

車彥亮，男，1982年生，2006年畢業(yè)于北華大學電氣工程及自動化專業(yè)。現(xiàn)為濟鋼物流管理中心機動科工程師，從事電氣自動化設備管理及維護工作。