基于遠程集中管控方式的漢川廠區(qū)鐵路行車改造研究與成果

王勇 鄭科 黎甌

國能長源漢川發(fā)電有限公司 湖北 武漢 430050

引言

鐵路道口的安全管控向來是安全生產的重要課題與挑戰(zhàn)。我國鐵路道口的平交道口改造還不夠完全，平交道口仍將占有相當大的比例。因此平交道口的安全暢通是關系鐵路、公路行車安全和人身安全的大事。隨著我國鐵路的提速和機動車輛的迅速增長，加之國民安全意識較差、鐵路設備的更新?lián)Q代沒有跟上經濟發(fā)展的步伐等一系列的原因，導致我國鐵路平交道口交通事故一直保持在較高的水平。如2004年，我國鐵路發(fā)生道口事故729起，傷亡513人，中斷正線行車2292h，直接經濟損失1200余萬元[1]。

國能長源漢川發(fā)電有限公司位于漢川市新河鎮(zhèn)，電廠站內設有馬廟道口、老廠翻車機道口、曹家口道口、江邊泵房道口、質檢運樣道口共5個道口，且均為有人值守道口。其中，馬廟道口出行的村民、機動車輛和非機動車輛最多，道口最為繁忙[2]。

為減少事故，增加運能，響應國家能源集團安全生產“零事故”的號召，提高鐵路道口安全勢在必行[3]。為此，本QC小組對鐵路道口遠程集中管控方式進行了研究，通過引入鐵路道口遠程集中管控的方式，將傳統(tǒng)的“有人值守”或“缺人值守”現(xiàn)狀轉變?yōu)椤斑h程可監(jiān)視的無人值守”。因此，構建鐵路道口遠程集控管理系統(tǒng)，不僅可以增加鐵路運輸安全保障能力，還能夠提高鐵運效能。

本文第一部分將從現(xiàn)狀調研與問題分析切入，提出本次改造的目標；第二部分聯(lián)系以上問題，結合本小組在遠程集控領域的研究，提出了可行的解決方案；第三部分將著重呈現(xiàn)改造效果以及將來的鞏固措施與展望。

1 現(xiàn)狀分析與改造目標

國能長源漢川發(fā)電有限公司建設有4臺33MW2臺100MW發(fā)電機組，總裝機332MW。電廠于1989年正式投產發(fā)電，至今已運營33年。電廠距離武漢市36km，距離漢川市15km，交通方便。電廠鐵路運煤專用線跨武漢、漢川兩市，自漢丹線新溝車站西端南側（下行側）接軌，經王家窩、跨漢北河后進入廠區(qū)，全長6.419km。電廠站設有兩個車場，其中老車場有9股道、新車場有6股道。兩個車場附近有漢川市新河鎮(zhèn)馬廟村、曹家口村、東方紅村、電廠江邊循環(huán)泵房、三期碼頭，如圖1 國能長源漢川發(fā)電有限公司廠區(qū)道口分布圖所示。

圖1 國能長源漢川發(fā)電有限公司廠區(qū)道口分布圖

廠區(qū)內5處鐵路平交道口分布于廠區(qū)的老車場、新車場范圍，機車作業(yè)過程中，同時存在機車牽引、機車推進的作業(yè)狀態(tài)。廠區(qū)無人道口缺乏自主安全管控設施。日常調車作業(yè)時，機車與平交道口的行人、車輛之間均存在不同程度行車安全隱患與風險。新溝站場進站道口電動門的開放狀態(tài)沒有輔助信號提醒，依靠人力物力支持，缺乏安全警示。

為此現(xiàn)狀，小組成員針對事故發(fā)生的各種原因進行了調查，并針對管理、設備、人員3個層次得出了相應結論。

1.1 管理層面

長期以來，鐵路安全運輸一直是我公司著力關注的焦點，公司各級領導非常重視，齊抓共管，修編制定了各項規(guī)章制度，狠抓勞動紀律和調車作業(yè)紀律，強化鐵路調車作業(yè)人員的日常行為，力求作業(yè)行為制度化、規(guī)范化。故在管理層面制度完善，本層面并不是造成事故的主要因素。

1.2 設備層面

各個鐵路道口安全防護性差，現(xiàn)有設備陳舊，運行狀態(tài)不佳，沒有信號燈、聲光報警、廣播等設備作為輔助管理手段。系統(tǒng)設備管理困難，無法集中調度管理，數(shù)據(jù)存在信息孤島。因此，設備層面，缺少防護、集中控制和管理裝置成為可能導致事故的主要缺陷。

1.3 人員層面

馬廟道口行人車輛流量較大，調度過程中，行人越界和車輛存在搶跑的情況時有發(fā)生，存在較大的安全隱患。廠內作業(yè)車司機由于超速、貨車車門未關閉、貨物墜落、注意力不集中等原因導致沖擊安全防護裝置，造成設備和財產損失的概率較高。可以發(fā)現(xiàn)，人的不可控因素是造成事故的主要原因。

綜上所述，安全防護裝置不足，過往行人和車輛缺乏信號提示是廠區(qū)鐵路道口的主要安全隱患。

2 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)策略

鐵路道口的遠程集成化管控是通過司機、道口與監(jiān)控室3個對象的互聯(lián)實現(xiàn)的。本QC小組首先在理論上，提出了在施工現(xiàn)場三者互聯(lián)的實現(xiàn)過程與對應策略。

在司機接收道口信息時，由于培訓不到位或安全意識淡薄等可能因素，可能出現(xiàn)司機忽視交通信號燈指示的問題。為此，應當加強對司機的培訓，提高司機和調車人員業(yè)務技能，并使其嚴格遵守信號燈發(fā)出的指令。在道口處，信號的采集是三者互聯(lián)的關鍵之一，這是由鐵路道口兩側的軌道傳感器實現(xiàn)的。在離鐵路道口50m處安裝軌道傳感器，使出發(fā)道口機和聲光報警器工作，進而能達到信號采集的目的。在道口向監(jiān)控室的信息傳遞中，傳感器信號通過網(wǎng)絡傳輸至管理平臺，值班室通過客戶端接收相應的報警提示，通過聲音或光報警提示值班室人員，并做出對應的操作。

完整的火車駛來時的道口遠程集控調度過程如圖2所示。

圖2 火車駛來時的遠程集控調度過程

在無列車駛來時，道口信號機亮黃燈。列車駛來時，傳感器被觸發(fā)，道口機亮紅燈，聲光報警器閃爍，并伴隨語音提示“火車經過，注意安全”，閘機未到位時，機車信號機顯示紅燈。在此基礎上，當閘機開關撥向N0時，即人工關閘后，閘機關到位開關閉合，機車信號機顯示白燈。

依靠本電路設計，當火車離開后，傳感器無觸發(fā)信號，人工開閘后，道口機紅燈變黃燈，聲光報警器關閉，同時機車燈白燈變紅燈，能實現(xiàn)如圖3所示的集控過程。

圖3 火車離開的遠程集控流程圖

本遠程集中管控方式靈活運用道口傳感器與人工監(jiān)視室的信息互聯(lián)，小組設計出了一套管控與示警一體的電路系統(tǒng)，并基于該電路的理論設計，提出了道口改造的實施對策。本對策針對基礎設備的實際安裝進行了詳細闡述，并給出了安裝設備的具體作用。

（1）系統(tǒng)布線分別從馬廟、曹家口道口房及4#高桿燈取電源并敷設電纜，安裝道閘（雙開式）、道口報警裝置、攝像頭及照明（包括立桿）、軌道傳感器安裝調試。

（2）傳感器安裝距離道口60m處安裝軌道傳感器，測控信號。

（3）道口信號機和聲光報警器安裝在站場各道口道閘外側（公路）安裝道口信號機，道閘開放時亮黃燈，有火車經過前亮紅燈，提示行人及車輛有列車通過，同時關閉道閘。

（4）閘機安裝：當有火車經過時，關閉閘機，封閉鐵路道口，確保道口安全。

（5）機車燈安裝：在5個道口上下行左側線路邊50m處安裝機車信號機，提示司機道閘的關閉狀態(tài)，道閘關閉時亮黃燈，開放狀態(tài)亮紅燈，提高機車作業(yè)安全。

（6）監(jiān)控安裝：視頻圖像實時傳送回鐵路調度室，在調度室能通過視頻監(jiān)控能夠遠程控制各道口設備。

（7）ISC平臺服務器安裝：調度室內配置主控服務器，安裝安防綜合管理平臺軟件，所有道閘道閘設備（站內5個道口和區(qū)間3個道口共計8個道口）、控制終端、硬盤錄像機、攝像機全部接入管理平臺管理，增加硬盤錄像機一套。

（8）在新溝站進站道口處，在該道口大門處安裝門狀態(tài)識別感應裝置，道口大門狀態(tài)識別感應能夠自動檢測該道口門的開閘狀態(tài)，同時在軌道右側距道口門處設置1組立柱式信號機燈，道口大門狀態(tài)識別感應裝置檢測該道口門的打開狀態(tài)時，點亮白燈表示道口大門開放，機車可以正常進入。亮紅色燈表示道口大門關閉狀態(tài)，機車不可進入，提示給機車司機，提高機車作業(yè)安全。

3 總結與展望

本QC小組經過深入研究調查，設計出基于軟件平臺集中式+分布式的管理模式，既可以遠程集中調度，也可以就地控制的架構模式，實現(xiàn)了對8個鐵路道口視音頻、閘機的統(tǒng)一管理和控制，極大地增強了調度中心的控制能力。

團隊成員多次在作業(yè)現(xiàn)場，與值班人員現(xiàn)場溝通，詳細了解道口改造后的使用效果、操作員的操作習慣，難易程度，掌握第一手信息資料。準確定位每一個控制點位。掌握各個道口作業(yè)全過程動態(tài)。

該改造能夠讓廠區(qū)內的鐵路運輸系統(tǒng)具有較高安全性和準確性，較好的實時性和較強的兼容性，實現(xiàn)道口的安全和暢通。下一步，本小組將在此基礎之上，從安全性、可視化、自動化、智慧化角度出發(fā)，加大研發(fā)力度，升級開發(fā)一套智慧型道口自動化控制系統(tǒng)，進一步推進基于遠程集控的道口改造，滿足未來發(fā)展的需要。

4 結束語

以上對國家能源集團漢川廠區(qū)內車場詳細情況進行了介紹，并通過分析其現(xiàn)狀與改造目標，提出了針對鐵路道口的遠程集成化管控研究。本次鐵路道口改造項目初步實現(xiàn)了道口狀態(tài)可視化、遠程對講、遠程集中管控，集中調度功能，提升了道口管理水平，降低安全事故的發(fā)生率。綜上所述，漢川廠區(qū)內車場使用鐵路道口遠程集中管控方式，有利于降低漢川廠區(qū)內調車作業(yè)以及警示過程中的安全隱患。