企業(yè)鐵路專用線道口集中控制技術(shù)要點淺析

李金德，譚天雷

（1.上海亨鈞科技股份有限公司，上海 200949；2.江蘇沙鋼集團煉鐵廠，江蘇 張家港 215600）

工礦企業(yè)專用線有許多平交道口，傳統(tǒng)的道口防護管理主要依靠人工現(xiàn)場防護的方式來確保運輸安全。這種管理模式相對落后，需要花費大量的人力及管理成本，在技術(shù)方面缺乏現(xiàn)代技術(shù)。為了盡快實現(xiàn)“兩化融合”以及企業(yè)“減員增效”的目標(biāo)，將道口自動化作為切入點，創(chuàng)新道口作業(yè)模式，提高道口管理水平，擴大企業(yè)的運輸效益，其現(xiàn)實意義重大。

1 項目介紹

（1）項目背景。針對企業(yè)中需要值守的道口，一般來說每個道口都不會少于3個人，從成本方面考慮每處道口大概消耗人工成本30萬元/年，而事實上，企業(yè)廠區(qū)內(nèi)的平交道口很多，這一看守崗位使得企業(yè)人力資源出現(xiàn)嚴(yán)重浪費。除此之外，還有關(guān)于道口房設(shè)施運行以及維護方面的費用，也是相對較高的。就上述問題的解決，某企業(yè)通過深入考察與學(xué)習(xí)同行的先進(jìn)管理模式，并結(jié)合本企業(yè)道口運行情況和要求，設(shè)計并投入運行了集“遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控”、“遠(yuǎn)程控制欄木”、“遠(yuǎn)程對講喊話”于一體的道口自動化集中控制系統(tǒng)，通過自動化改造，為企業(yè)鐵路運輸單位順利實現(xiàn)“減員增效”目標(biāo)提供了重要的技術(shù)支撐。

（2）項目概況。某企業(yè)鋼廠區(qū)的平交道口多，在運輸部管轄范圍內(nèi)，有人值守的道口較多，大部分道口都處在廠區(qū)公路主干道上，道口公路鐵路通行情況均有所不同。本案設(shè)計的道口集中控制系統(tǒng)的對象是該企業(yè)原料區(qū)01#、02#、03#、04#道口，其中 01#、02#道口所處位置為軋礦干線原料區(qū)進(jìn)站預(yù)告信號外方；03#道口處在軋礦干線原料區(qū)進(jìn)站預(yù)告信號內(nèi)方；04#道口位于原料區(qū)站內(nèi)聯(lián)絡(luò)線上。

2 道口集中控制的功能及特點

（1）系統(tǒng)功能及組成。考慮原料區(qū)4處道口設(shè)備的運行狀況后，在保留道口有警報機、欄木設(shè)備和手動控制盤等的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了自動化改造，增設(shè)了道口控制箱、視頻采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備以及實現(xiàn)道口預(yù)警的開、閉路式軌道收發(fā)設(shè)備等。在集中控制中心也進(jìn)行了設(shè)備配置，包括控制主機、視頻服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等，通過已有的光纖網(wǎng)絡(luò)最終完成4處道口的遠(yuǎn)程集中控制。在道口集中控制系統(tǒng)中，根據(jù)功能劃分為遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程集中控制、遠(yuǎn)程對講喊話3個主要的子系統(tǒng)，構(gòu)成了企業(yè)的“廠區(qū)鐵路道口集中控制系統(tǒng)”。具體功能如下：一是遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控中結(jié)合了數(shù)字高清紅外攝像機和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，可以動態(tài)收集現(xiàn)場信息，并傳送給集中控制中心，還可實現(xiàn)視頻儲存。在集控中心的值班作業(yè)人員利用顯示設(shè)備全過程監(jiān)察道口運行，必要時遠(yuǎn)程控制道口欄木機。二是遠(yuǎn)程集中控制。集中控制中心主機向各個室外道口控制器發(fā)送設(shè)備操作命令，并接收道口設(shè)備狀態(tài)信息，道口控制器接收操作命令并反饋設(shè)備狀態(tài)和命令執(zhí)行情況的信息，完成遠(yuǎn)程控制操作。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。①集中控制道口警報機實現(xiàn)聲光報警以及欄木機的升、降、停動作。②控制道口兩側(cè)的防護信號（如果配備了遮斷或者道口通過信號）的顯示，為火車司機提供道口狀態(tài)信息。③針對室內(nèi)遠(yuǎn)程控制終端顯示相關(guān)設(shè)備狀態(tài)和故障信息。④融合已有的道口設(shè)備，發(fā)揮遠(yuǎn)程集中操作與本地操作的互鎖作用。三是遠(yuǎn)程對講喊話。值班人員在綜合分析了視頻監(jiān)控信息的基礎(chǔ)上，對道口實際狀況進(jìn)行識別，在必要的情況下，利用遠(yuǎn)程對講喊話系統(tǒng)，對道口行人進(jìn)行喊話，指揮通行與保證通行安全。此子系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對講喊話錄音與儲存，為事故分析提供依據(jù)。

（2）“廠區(qū)鐵路道口集中控制系統(tǒng)”的特點。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，通過利用模塊化結(jié)構(gòu)，能夠依據(jù)現(xiàn)實需求更加靈活的在控制終端中配置控制道口的對象和數(shù)量，最終形成平臺化設(shè)計。同時，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也十分靈便，當(dāng)平臺構(gòu)建完成后，對于未來的道口接入不會對有遠(yuǎn)程集中控制的道口帶來影響；不僅確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還提高了系統(tǒng)適用性。從系統(tǒng)維護來看，運維人員能夠在手機終端及時獲取現(xiàn)場故障信息，盡快采取處理措施進(jìn)行故障設(shè)備的維護。總之，利用集中控制系統(tǒng)的實時性和高效性，能夠針對多處道口的運行進(jìn)行有效控制和管理，發(fā)揮了節(jié)約人力資源，增加生產(chǎn)效益的重要作用。

3 道口集中控制技術(shù)的應(yīng)用及要點分析

（1）道口自動報警。

①原料區(qū)01、02#道口自動報警。原料站區(qū)01#、02#道口均位于軋礦干線原料區(qū)進(jìn)站預(yù)告信號外方，01#、02#道口相距450m，道口路面寬約4m，由于兩處道口間距較小，且列車通行速度約40km/h，因此采取同時報警、分別解除的方式對兩處道口集中控制。具體而言，列車由原料區(qū)通往軋鋼過程中，當(dāng)壓入A#軌道收發(fā)器，01#、02#道口一起啟動報警，列車駛離B#軌道收發(fā)器后，01#道口解除報警，列車駛離C#軌道收發(fā)器，02#道口解除報警。相反的，在D#軌道收發(fā)器的位置原料區(qū)01#、02#道口開始報警，離開E#、F#軌道收發(fā)器，02#、01#道口分別先后解除報警。自動報警控制設(shè)計過程中，需要考慮列車運行時速和預(yù)警時長要求，合理設(shè)置軌道收發(fā)器距離道口的位置。依據(jù)列車行駛速度40km/h、60s預(yù)先報警計算，1#、4#軌道收發(fā)器布設(shè)于道口兩側(cè)，距離道口大概660m的位置，采用閉路式軌道收發(fā)器；3#、5#軌道收發(fā)器布設(shè)于01#道口的兩側(cè)相距5m，2#、6#軌道收發(fā)器同樣以5m的間距布設(shè)在02#道口兩側(cè)，均采用開路式軌道收發(fā)器。

②原料區(qū)03#道口自動報警。03#道口位于軋礦干線原料區(qū)進(jìn)站預(yù)告信號機內(nèi)方，原料站聯(lián)鎖區(qū)域的車輛行駛速度是15km/h，然而車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)并不能充分針對來行火車車輛的具體位置進(jìn)行報警提示，所以集中控制設(shè)計中借助開、閉路式軌道收發(fā)器自動采集車輛接近及離去道口的信息。道口火車接近提前報警信息的采集，通過在焦化站與站內(nèi)方向250m處布設(shè)閉路式軌道收發(fā)器來實現(xiàn)，報警解除通過道口兩側(cè)5m處分別布設(shè)的開路式軌道收發(fā)器來完成。

③原料區(qū)04#道口自動報警。4#道口的自動報警實現(xiàn)原理同3#道口，在此不再贅述。

（2）道口自動報警的控制要點。列車靠近道口時，報警機通過道口箱的控制器將信息傳送給控制中心，控制主機采用語音方式告知值班人員該道口列車接近，需要采取防護措施。值班人員結(jié)合道口顯示的實時狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制欄木機關(guān)閉公路、防護信號機開放等，有緊急情況時，進(jìn)行遠(yuǎn)程對講喊話，實現(xiàn)道口通行管理與控制。

①邏輯控制分析。對于單線雙向運行的鐵路道口，如圖1所示道口自動報警采集點設(shè)置。列車從左向右運行，依次通過A->B->C采集點為列車接近、到達(dá)、離去道口的全過程，同理，列車從右向左運行，依次通過D->C->B采集點為列車接近、到達(dá)、離去的全過程，A和D采集點設(shè)置閉路式軌道收發(fā)器，平時輸出勵磁電壓驅(qū)動接近軌道繼電器勵磁，當(dāng)列車抵達(dá)A或D接近區(qū)域時，閉路式軌道收發(fā)器不再輸出電壓，使得軌道繼電器失磁落下，進(jìn)而獲取區(qū)段列車情況，控制主機通過辨別列車靠近，指令警報機報警。值班人員遠(yuǎn)程控制欄木落下，封鎖公路通行。B和C采集點配置開路式軌道收發(fā)器，常態(tài)下不輸出電壓，列車進(jìn)入?yún)^(qū)段中后收發(fā)器開始輸出勵磁電壓驅(qū)動到達(dá)軌道繼電器，形成列車達(dá)到信息。當(dāng)列車全部通過B或C區(qū)段，那么B和C采集區(qū)域無任何狀態(tài)，控制主機通過辨別列車完全經(jīng)過，道口解除報警，值班人員通過手動方式控制欄木提起，公路放行。

②控制方式模式分析。道口集中控制系統(tǒng)主要采用兩種方式進(jìn)行控制，其一是遠(yuǎn)程控制，主要依靠網(wǎng)絡(luò)對道口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理。其二是本地控制，當(dāng)集中控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備發(fā)生障礙時，在道口本地針對道口警報機以及欄木機進(jìn)行手動控制。

圖1 道口自動報警采集點設(shè)置示意圖

4 結(jié)語

綜上所述，“廠區(qū)道口集中控制系統(tǒng)”可靠穩(wěn)定，通過遠(yuǎn)程值守控制與管理，改善了道口值守人員的工作環(huán)境，實現(xiàn)了道口的集中管理模式，良好的滿足了企業(yè)“減員增效”的管理要求。本企業(yè)通過投入運行新型“廠區(qū)道口集中控制系統(tǒng)”和管理體系，取消了原4處道口員崗位，集控后的經(jīng)濟效益顯著，節(jié)省道口管理相關(guān)的開支約100萬/年，有效提高了廠區(qū)道口管理水平，保證了公路鐵路通行安全。