企業(yè)鐵路專用線道口集中控制技術(shù)要點(diǎn)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(tuán)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(hù)管理主要依靠人工現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)的方式來(lái)確保運(yùn)輸安全。這種管理模式相對(duì)落后，需要花費(fèi)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(shí)現(xiàn)“兩化融合”以及企業(yè)“減員增效”的目標(biāo)，將道口自動(dòng)化作為切入點(diǎn)，創(chuàng)新道口作業(yè)模式，提高道口管理水平，擴(kuò)大企業(yè)的運(yùn)輸效益，其現(xiàn)實(shí)意義重大。

1 項(xiàng)目介紹

（1）項(xiàng)目背景。針對(duì)企業(yè)中需要值守的道口，一般來(lái)說(shuō)每個(gè)道口都不會(huì)少于3個(gè)人，從成本方面考慮每處道口大概消耗人工成本30萬(wàn)元/年，而事實(shí)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(fèi)。除此之外，還有關(guān)于道口房設(shè)施運(yùn)行以及維護(hù)方面的費(fèi)用，也是相對(duì)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(yùn)行情況和要求，設(shè)計(jì)并投入運(yùn)行了集“遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控”、“遠(yuǎn)程控制欄木”、“遠(yuǎn)程對(duì)講喊話”于一體的道口自動(dòng)化集中控制系統(tǒng)，通過自動(dòng)化改造，為企業(yè)鐵路運(yùn)輸單位順利實(shí)現(xiàn)“減員增效”目標(biāo)提供了重要的技術(shù)支撐。

（2）項(xiàng)目概況。某企業(yè)鋼廠區(qū)的平交道口多，在運(yùn)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(jì)的道口集中控制系統(tǒng)的對(duì)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(hào)外方；03#道口處在軋礦干線原料區(qū)進(jìn)站預(yù)告信號(hào)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(diǎn)

（1）系統(tǒng)功能及組成。考慮原料區(qū)4處道口設(shè)備的運(yùn)行狀況后，在保留道口有警報(bào)機(jī)、欄木設(shè)備和手動(dòng)控制盤等的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了自動(dòng)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(shí)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(jī)、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(duì)講喊話3個(gè)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(jī)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，可以動(dòng)態(tài)收集現(xiàn)場(chǎng)信息，并傳送給集中控制中心，還可實(shí)現(xiàn)視頻儲(chǔ)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(yùn)行，必要時(shí)遠(yuǎn)程控制道口欄木機(jī)。二是遠(yuǎn)程集中控制。集中控制中心主機(jī)向各個(gè)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(gè)方面。①集中控制道口警報(bào)機(jī)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警以及欄木機(jī)的升、降、停動(dòng)作。②控制道口兩側(cè)的防護(hù)信號(hào)（如果配備了遮斷或者道口通過信號(hào)）的顯示，為火車司機(jī)提供道口狀態(tài)信息。③針對(duì)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(duì)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(duì)道口實(shí)際狀況進(jìn)行識(shí)別，在必要的情況下，利用遠(yuǎn)程對(duì)講喊話系統(tǒng)，對(duì)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(duì)講喊話錄音與儲(chǔ)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(diǎn)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，通過利用模塊化結(jié)構(gòu)，能夠依據(jù)現(xiàn)實(shí)需求更加靈活的在控制終端中配置控制道口的對(duì)象和數(shù)量，最終形成平臺(tái)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也十分靈便，當(dāng)平臺(tái)構(gòu)建完成后，對(duì)于未來(lái)的道口接入不會(huì)對(duì)有遠(yuǎn)程集中控制的道口帶來(lái)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(hù)來(lái)看，運(yùn)維人員能夠在手機(jī)終端及時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)故障信息，盡快采取處理措施進(jìn)行故障設(shè)備的維護(hù)?？傊?，利用集中控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和高效性，能夠針對(duì)多處道口的運(yùn)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(diǎn)分析

（1）道口自動(dòng)報(bào)警。

①原料區(qū)01、02#道口自動(dòng)報(bào)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(hào)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(shí)報(bào)警、分別解除的方式對(duì)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(dòng)報(bào)警，列車駛離B#軌道收發(fā)器后，01#道口解除報(bào)警，列車駛離C#軌道收發(fā)器，02#道口解除報(bào)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(bào)警，離開E#、F#軌道收發(fā)器，02#、01#道口分別先后解除報(bào)警。自動(dòng)報(bào)警控制設(shè)計(jì)過程中，需要考慮列車運(yùn)行時(shí)速和預(yù)警時(shí)長(zhǎng)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(bào)警計(jì)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(dòng)報(bào)警。03#道口位于軋礦干線原料區(qū)進(jìn)站預(yù)告信號(hào)機(jī)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(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)并不能充分針對(duì)來(lái)行火車車輛的具體位置進(jìn)行報(bào)警提示，所以集中控制設(shè)計(jì)中借助開、閉路式軌道收發(fā)器自動(dòng)采集車輛接近及離去道口的信息。道口火車接近提前報(bào)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(lái)實(shí)現(xiàn)，報(bào)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(lái)完成。

③原料區(qū)04#道口自動(dòng)報(bào)警。4#道口的自動(dòng)報(bào)警實(shí)現(xiàn)原理同3#道口，在此不再贅述。

（2）道口自動(dòng)報(bào)警的控制要點(diǎn)。列車靠近道口時(shí)，報(bào)警機(jī)通過道口箱的控制器將信息傳送給控制中心，控制主機(jī)采用語(yǔ)音方式告知值班人員該道口列車接近，需要采取防護(hù)措施。值班人員結(jié)合道口顯示的實(shí)時(shí)狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制欄木機(jī)關(guān)閉公路、防護(hù)信號(hào)機(jī)開放等，有緊急情況時(shí)，進(jìn)行遠(yuǎn)程對(duì)講喊話，實(shí)現(xiàn)道口通行管理與控制。

①邏輯控制分析。對(duì)于單線雙向運(yùn)行的鐵路道口，如圖1所示道口自動(dòng)報(bào)警采集點(diǎn)設(shè)置。列車從左向右運(yùn)行，依次通過A->B->C采集點(diǎn)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(yùn)行，依次通過D->C->B采集點(diǎn)為列車接近、到達(dá)、離去的全過程，A和D采集點(diǎn)設(shè)置閉路式軌道收發(fā)器，平時(shí)輸出勵(lì)磁電壓驅(qū)動(dòng)接近軌道繼電器勵(lì)磁，當(dāng)列車抵達(dá)A或D接近區(qū)域時(shí)，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(jī)通過辨別列車靠近，指令警報(bào)機(jī)報(bào)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(diǎn)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(lì)磁電壓驅(qū)動(dòng)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(wú)任何狀態(tài)，控制主機(jī)通過辨別列車完全經(jīng)過，道口解除報(bào)警，值班人員通過手動(dòng)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(duì)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(shí)，在道口本地針對(duì)道口警報(bào)機(jī)以及欄木機(jī)進(jìn)行手動(dòng)控制。

圖1 道口自動(dòng)報(bào)警采集點(diǎn)設(shè)置示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

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(shí)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(yùn)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(jì)效益顯著，節(jié)省道口管理相關(guān)的開支約100萬(wàn)/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。