鐵路道口信號自動控制創新探索分析

王彩

（新疆鐵道職業技術學院 新疆烏魯木齊 830011）

鐵路道口屬安全事故的多發地帶，相關部門已采取多項舉措來保障該區域安全，為解決該類道口的設備應用安全問題，對其內部信號運用了精準度較高的自動控制體系，提升對道口車輛、行人的觀察效果，縮減人員勞動強度。

1 鐵路道口信號自動控制系統的內部架構與設計目標

1.1 鐵路道口信號自動控制系統的內部架構

鐵路道口信號控制系統當中的組成部分相對較為復雜，大體框架主要是基于現場設備、監控中心設備及設備間設備等構成的，而在這樣的主體框架之下，又存在著更加多樣的復雜結構設備。在鐵路道口信號控制系統當中的現場設備中，包括信號燈、交通燈、欄桿機、傳感器、攝像機及防護信號機的存在，在眾多的設備結構應用之下，能夠實現對鐵路道口現場的相關數據與圖像等進行采集記錄，并實現高效的自動化控制效果。而在設備間設備當中包括眾多的對現場實時傳輸數據及圖像進行分析的設備，包括數據光端機、視頻光端機及PLC 組成部分，能夠實現對鐵路道口現場的智能聯鎖控制。而管理服務器、數據光端機、網絡服務器及視頻服務器等中的設備組成了監控中心設備，能夠實現對現場數據的存儲，并對現場設備實施遠程功能監控。

1.2 鐵路道口信號自動控制系統的設計目標

結合我國現行階段的鐵路道口信號系統來講，實施更加先進的自動化控制效果是社會前進發展的必然。在更加繁重的鐵路交通運輸過程當中，為了能夠避免出現因人為疏忽而造成的安全事故，需要保障在緊急情況之下能夠對各種不同的鐵路運輸狀況實施控制，因此，以自動化的設備技術等構建自動化的控制系統，才能夠實現良好的鐵路運行效果。需要全面按照我國現階段實施的鐵道部設計標準，結合全面、嚴格的驗收與建設規則等實施設計。鐵路道口的信號自動化控制系統設計需要保障鐵路列車在進入到道口的前90s能經過信號接收實施自動化的預警，并促使列車與信號之間始終處于相一致的頻率動向，保障更加精準的道口預警與信號控制。同時，對于系統設計時，需要應用到更加簡便的模塊化結構，在保證良好的應用效果的同時，形成便捷的維修管理效果。結合鐵路道口信號與行車需求，在聯鎖背景下，實現對道口預警系統的自動控制，并設計語音與燈光的共同預警效果［1］。

2 鐵路道口信號自動控制系統的創新內容

2.1 自動控制方法

鐵路道口處的自動控制辦法主要是對現有的電動欄桿、防護信號機及道口印象閃光報警設備等構建自動化的控制效果。其中，在道口附近的車輛接近道口的過程當中，能夠自動發出警報，并促使欄桿關閉顯示牌自動顯示倒計時10s。結束倒計時10s的警報之后，進口處的電動欄桿能夠自動關閉，隨后將出口處的電動欄桿關閉，避免在道口內存在無關人員與車輛對行車安全造成影響。確認欄桿全部自動關閉之后，自動開啟信號機，接收信號指示，才能夠允許相關車輛通過。車輛通過道口區域后，自動關閉道口附近防護信號，黃燈滅，紅燈亮起，在經過5s 的延時后，進口與出口電動欄桿自動升起，這一期間的延時主要是保障道口區域的出清效果。隨后，當電動欄桿全部自動達到既定位置之后，系統警報消失，恢復系統原有狀態。

2.2 自動控制要求

鐵路道口的信號自動控制系統其創新過程當中同樣需要遵循一定的原則，當道口兩端同時出現列車時，需要及時自動警報，當列車進站并再次駛離之后，則可以取消自動警報。按照我國現行的鐵路站內信息技術要求來講，預警時間需要保持在車輛進入道口的90s之內，并且需要系統能夠對列車的行駛方向進行自動辨別，在車輛逐漸靠近道口時，進行警報，離開時，則關閉警報。且警報時間同樣需要在系統當中有所設定，如若在車輛進入到道口后的停滯時間超過120s，在這120s之間進行不間斷警報，隨后則自動取消。同時，這一時間段的警報適用于列車在靠近道口卻未進站的情況下，通過自動監控系統對列車的實際行駛方向進行監控，車輛折返則在120s 警報之后自動恢復，且相關安全操作員也能夠通過監控系統對現場實際情況進行監控，避免出現安全事故［2］。

2.3 改進自動防護結構

鐵路道口的信號自動控制系統當中，對現有的防護結構實施有效的改進優化，保障其能夠始終處于較為智能的自動化應用效果當中，需要結合現有的鐵路交通機車運行控制進程進行分析。在列車進入到運行狀態當中，需要司機能夠對連掛車輛總數進行錄入，經由車載系統對列車的總長度進行計算，當列車進入到鐵路道口后，在處于1～90s的距離范圍當中后，由列車的GPS 系統對機車位置進行傳輸，及時傳送到車載控制系統當中，并發出指令。第一道指令通過無線發射，為道口自動防護系統的地面結構傳輸車輛信息，促使其能夠將車輛信號轉變為有車狀態。第二道指令則是啟動指示燈。第三道指令通過風鳴器向司機傳輸信號發射成功的訊息。此時，當車載系統與地面控制系統進行信號對接后，則停止對啟動指令的發送，在列車經過道口后，通過司機錄入的車輛數量信息，車載系統能夠在車輛尾部越過道口超過10m 范圍后發送預警，停止指令。如若在這一過程當中的信號采集出現系統故障問題，則需要列車司機能夠手動輸入指令，向道口信號的防護系統地面結構發射指令。

2.4 增強地面部分控制

地面部分控制效果的強化，同時，需要基于各項不同的指令實施，在道口信號自動控制系統的顯示屏上對機車距離及運行速度等進行監控，同時，交換色燈信號，開啟語音自動模塊播放有關行人車輛止步的安全注意提醒，等待道口欄桿自動關閉之后，由道口操作人員及時通過信號傳輸系統通知車輛乘務人員欄桿關閉情況，促使二者之間形成互鎖效果。列車完全通過道口之后，欄桿自動升起并歸位，形成開放道口狀態，將地面控制系統的相關信息通過指令傳輸到車載系統中。

3 信號自動控制系統在鐵路道口的實踐創新

為促進信號自動控制系統在鐵路道口內的創新性，研究人員以某鐵路道口的信號控制系統設計為例，合理探測該系統的設計過程，為該系統的實踐應用打下堅實基礎。

3.1 分析系統設計的安全性

在進行鐵路道口信號自動控制系統的設計前，相關部門應及時分析該控制體系需持有的內容，即合理分析系統設計的安全性，將可能產生的安全隱患遏制在設計初期。具體來看，在設計鐵路道口的信號控制體系前，應明確系統內部采用故障導向的安全原則，即在設備操作錯誤或產生故障后，系統仍能確保該信號的使用安全。為避免他人破壞，要將與信號連接的信號線、電源線埋入地下，并利用語言箱精準控制白燈與紅燈等。在應用信號自動控制體系期間，由于信號燈長時間處在室外環境中，會因潮氣而增加內部線路的腐蝕度，要對系統內部的傳感器與相關設備增添環氧樹脂類封裝，并適時增加人工啟動體系，安設停止按鈕與工作按鈕，當其出現停電或故障等不良現象時，啟動人工操作體系。除此之外，在探尋信號自動控制體系的安全性時，還要對鐵路道口的機車進行安全性控制，機車在與地面聯系的過程中，需借助無線通信系統，而該系統的執行則要依賴于校驗碼，借助該項舉措可提升數據信息傳輸的科學性、可靠性，并借助回執方法來增加信號接收與發射的精準度，為確保不同鐵路道口信號傳輸的準確性，還要對不同道口使用對應的編碼規則，在該項規則的影響下，增進道口設備數據接收的科學性［3］。

3.2 合理使用傳感器

為確保信號自動控制系統應用的科學性，管理者可在鐵路道口安置帶有自動報警作用的傳感器。具體來看，可在道口兩側安置傳感器，為加強隱蔽性，將其安放到線路鋼軌的內側，該傳感器屬無源磁電性質，每項傳感器都可安設兩組線圈，在列車輪對通過期間，需及時切斷磁力線，讓傳感器輸出正弦波脈沖，該項舉措可精準識別不同的列車輪對，還能依照其展現的數據信息來判斷其具體的運行方向。相關人員應依照列車進入道口的時間來啟動告警要求，根據列車的最快行駛速度來進行計算，在列車抵達道口以后，可借用傳感器與軌道電路來檢測列車的運行情況。針對信號自動控制系統的使用過程而言，相關人員需在該系統內部安置傳感器，利用傳感器本身的敏感度來及時判斷道路內部車輛行人的安全性。在安置與使用告警傳感器時，鐵路道口管理者應增加對該區域的巡視頻率，了解與掌握信號自動控制體系內的最新數據，及時檢測該傳感器應用的合理性與是否存有故障，若在該階段發現其存有問題或數據信息的測算不準確，可增加對該系統設備的監管力度，透過對信號自動控制系統與傳感器的掌控來加強區域安全，滿足鐵路道口交通安全裝置的設計要求。在實際運作中，若傳感器未能與該控制系統相適應，還可采用計算機聯鎖形態。

3.3 強化計算機聯鎖形態

技術人員可通過計算機聯鎖形態的強化來提升信號自動控制系統的運行效率。一般來講，若鐵路道口難以應用傳感器，借用計算機聯鎖形態可完善自動報警機制。在強化計算機聯鎖形態的過程中，應在計算機聯鎖空間內安置道口管控繼電器，該器械在日常生活中可處在下落狀態，其下落點需與道口外部主機形成連接，將該項舉措當作自動告警的條件。比如，當車輛行駛到鐵路道口的安全告警區域時，報警條件啟動，與計算機聯鎖形態相關的繼電器被吸起，及時切開道口主機的輸入電壓，引發道口報警，若車輛未有離開該道口，則計算機聯鎖形態將停止對繼電器的控制，使其出現下落現象，為道口主機帶去更多電量，使其恢復到初始狀態，提升信號自動控制系統應用的安全性。若想解除道口欄桿的警報，鐵路道口管理者需及時調整計算機聯鎖形態的內部排列來完成解鎖工序，使該區域列車順利通過，在信號設備產生故障難以完成解鎖工序時，則要借助故障解鎖方法或人工解鎖形式來解鎖該狀態，并讓該地區列車變更行車計劃，取消前進線路［4］。值得一提的是，在探索計算機聯鎖形態期間，鐵路道口管理者要精準融合該形態與信號自動控制系統，對各項信號數據信息進行合理控制，在正式使用該方案后，要及時提升操作水平，在自動報警技術的合理使用下，提升道口數據信息的準確性。

3.4 搭建防砸系統

在調整信號自動控制系統期間，鐵路道口管理者應及時觀察道口欄桿的運行狀態，當其處在自動下降狀態時，存有與行人、電動車、機動車相撞的風險，為縮減或避免該不良現象的出現，要合理設置效率較高、可靠性強的防砸系統，該防砸系統可作用在道口欄桿附近，即對該區域行人、電動車與機動車等目標實行精準檢測，并設置必要的檢測模型，當運動目標的數據信息與該模型較相近時，可自動生成告警數據信息，對各欄桿動作實行合理調整，避免電動車或機動車與欄桿相撞，提升行人車輛與道口設備的安全。此外，若道口欄桿裝置在自動下行期間，車輛與行人還未離開該道口，該現象將極大增加行車與道口的危險，除了設置專業性較強的防砸系統外，還要增設障礙物檢測系統，及時觀察出相關區域內車輛行人的具體情況，并及時檢測出當前階段存在的行人車輛。若發現靜止障礙物或運動目標時，監控中心將自動生成聲光告警信息數據，操作人員根據該項數據信息或監控圖像來及時判別鐵路道口狀態，依照該現場的實際情況來操作道口欄桿，避免車輛行人處在道口區域內，提升行車與道口安全［5］。

3.5 加強信號系統故障控制

一方面，為加強信號系統故障控制效果，相關部門需精準控制信號數據采集過程。例如，在設計信號自動控制體系期間，交通管理人員應依照鐵路道口的具體數據來收集信號信息，在進行信號采集時，應嚴格分辨不同數據信息的合理性，若遭遇系統故障階段的信號，則要對該信號信息實行科學判斷，為提升該類信號信息的合理性，在信號自動控制系統內，需為其設計人工操作系統，即當系統產生故障時，透過人為操作仍會確保鐵路道口通行的順暢性，在該系統的影響下，使信號信息得到更為全面的保護［6］。另一方面，在控制信號系統故障期間，相關部門還應及時調整道口欄桿設計，即對道口欄桿的開閉實行科學設計，在設計中增加信號燈與道口欄桿的協調性，借助對信號燈或道口欄桿的控制來解決信號系統的故障問題。鐵路道口管理者還需用數碼顯示屏來精準呈現鐵路道口的實際情況，及時觀察出機車的運行速度與距道口的距離，透過對該類情況的控制來增強鐵路道口的整體安全。此外，針對信號系統故障控制而言，相關人員還應精準管理系統通信，即當系統通信產生故障后，借助信號自動控制體系可直接遙控地面控制部分。例如，可將手動啟動按鈕與無車自動按鈕設置成A 與B，當系統信號產生故障后，信號自動控制系統自行調整到按鈕A，而在完成系統通信的信號接收后，該系統又可重新調整為按鈕B，確保信號自動控制體系的精準運行［7］。

4 結語

綜上所述，在應用鐵路道口信號自動控制系統的過程中，相關部門應明確該體系應用的目標與安全性，利用對各項系統的科學性設計，有效提升信號自動控制系統使用的科學性，增進該系統的推廣價值，促進鐵路部門的社會效益與經濟效益。