楊旭濤(馬鋼股份公司運(yùn)輸部 安徽馬鞍山 243000)

馬鋼運(yùn)輸部鐵路大多為低速鐵路，廠區(qū)道口多、道岔多、調(diào)車行車作業(yè)復(fù)雜，道口安全已成為影響運(yùn)輸安全關(guān)鍵因素之一?，F(xiàn)有道口分為遠(yuǎn)程控制道口，有人值守道口、無人值守道口三種管理模式，其中，22處遠(yuǎn)程控制、31處有人看守、100余處無人道口。目前，馬鋼廠區(qū)道口的人員配置和管理方法基本處于人員現(xiàn)場(chǎng)控制、多點(diǎn)遠(yuǎn)程集中控制階段及無人值守模式。在無人值守的鐵路道口，人員和車輛搶躍道口現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，存在一定的安全隱患。2020年運(yùn)輸部為適應(yīng)新形勢(shì)下設(shè)備及人力資源優(yōu)化模式的變革，實(shí)施自動(dòng)道口控制技術(shù)取代現(xiàn)有道口技術(shù)裝備模式，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)道口安全，提高公路通過率，保證正常的運(yùn)輸生產(chǎn)。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介及組成

自動(dòng)道口控制系統(tǒng)通過車列接近信息的采集，實(shí)現(xiàn)火車接近道口自動(dòng)報(bào)警，并使道口火車通過信號(hào)、公路交通信號(hào)燈、電子警察等設(shè)備聯(lián)控，保證道口通行安全，達(dá)到無人值守、減員增效的目標(biāo)。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，由檢測(cè)單元、網(wǎng)絡(luò)單元、控制單元、報(bào)警單元、監(jiān)控單元等組成(圖1)。

系統(tǒng)圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)圖

1.1 檢測(cè)單元

檢測(cè)單元用來檢測(cè)機(jī)車的到達(dá)和離開，并把檢測(cè)的信號(hào)傳送給PLC，以使PLC做出相應(yīng)的控制。采用XKG -II-00型液壓順向開關(guān)傳感器作為檢測(cè)設(shè)備，安裝在每處道口兩側(cè)接近線路的鋼軌內(nèi)側(cè)，分為四組，數(shù)量為3、2、2、3。

1.2 控制單元

控制單元采用PLC作為控制核心，用來控制道口信號(hào)的開放和關(guān)閉。并將傳感器、電纜、信號(hào)機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)上傳遠(yuǎn)程控制端。

1.3 報(bào)警單元

報(bào)警單元的主要作用是當(dāng)接近傳感器檢測(cè)到機(jī)車接近道口時(shí)，立即啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置，提醒行人和車輛注意。當(dāng)機(jī)車駛離道口時(shí)取消報(bào)警。該裝置由PLC的輸出信號(hào)控制，保證控制的實(shí)時(shí)性和可靠性。包括公路信號(hào)機(jī)、道口信號(hào)機(jī)、鐵路阻擋信號(hào)機(jī)等。

1.4 監(jiān)控單元

監(jiān)控單元由電子警察、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、監(jiān)控大屏、遠(yuǎn)程操作服務(wù)器等組成。具有道口現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)和道口實(shí)時(shí)圖像的存儲(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控、設(shè)備觸發(fā)歷史記錄回放等功能。

1.5 網(wǎng)絡(luò)單元

各道口終端部分的光纖網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)和圖片通過網(wǎng)絡(luò)部分上傳至管理服務(wù)器中。包括12芯單模光纖、交換機(jī)、光纖收發(fā)器等。

2 系統(tǒng)控制方式和技術(shù)要求

2.1 控制方式

道口自動(dòng)控制方式要實(shí)現(xiàn)對(duì)道口警鈴警燈設(shè)備、鐵路阻擋信號(hào)機(jī)、公路方向紅綠燈、電子警察等設(shè)備的自動(dòng)控制。

①鐵路道口兩側(cè)車列接近道口，觸發(fā)接近傳感器，道口警鈴立即啟動(dòng)報(bào)警亮紅燈交替閃爍、公路信號(hào)亮紅燈、鐵路信號(hào)亮綠燈，電子警察啟動(dòng)；

②列車不通過道口：列車靠近道口觸發(fā)道口警鈴后，待列車反方向離開立即取消道口報(bào)警；

③列車通過道口：待列車占用并駛離道口區(qū)段后，道口兩端的鐵路阻擋信號(hào)機(jī)亮黃燈，道口信號(hào)機(jī)停止報(bào)警亮白燈，公路信號(hào)亮綠燈，道口自動(dòng)控制系統(tǒng)復(fù)位；

④系統(tǒng)具備人工遠(yuǎn)程、現(xiàn)場(chǎng)控制功能；流程圖如圖3所示：

圖3 流程圖

2.2 技術(shù)要求

①當(dāng)列車接近道口觸發(fā)接近傳感器時(shí)，道口報(bào)警能立即啟動(dòng)，待列車占用且駛離道口時(shí)，自動(dòng)取消道口報(bào)警；

②能夠識(shí)別判斷車列運(yùn)行方向，車列接近道口方向觸發(fā)接近傳感器時(shí)報(bào)警，駛離道口方向觸發(fā)接近傳感器時(shí)取消報(bào)警；

③兩列機(jī)車同時(shí)(先后)通過多股道道口時(shí)，要求道口信號(hào)開放正常；

④當(dāng)列車接近道口觸發(fā)接近傳感器時(shí)，遠(yuǎn)程控制端自動(dòng)切換監(jiān)控視頻為當(dāng)前道口，提醒遠(yuǎn)程操作人員監(jiān)控道口現(xiàn)場(chǎng)情況；

⑤遠(yuǎn)程控制客戶端具備設(shè)備檢測(cè)報(bào)警功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，客戶端跳出對(duì)話框提示操作人員報(bào)修；

⑥當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)道口設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，公路信號(hào)機(jī)黃燈閃爍；

⑦遠(yuǎn)程控制客戶端具備畫中功能，小畫面可任意選擇道口監(jiān)控畫面。

3 系統(tǒng)技術(shù)方案

控制系統(tǒng)采取傳感器觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警方式。下面就車列作業(yè)方式，以馬鋼北區(qū)一號(hào)道口(圖4)為例，介紹自動(dòng)控制道口方案的具體實(shí)施方案。

圖4 馬鋼北區(qū)一號(hào)道口示意圖

3.1 列車正常通過道口技術(shù)方案

在每處道口兩側(cè)接近線路的鋼軌內(nèi)側(cè)，安裝四組傳感器，接近傳感器每組三個(gè)，到達(dá)(離去)傳感器每組二個(gè)，列車接近道口觸發(fā)接近傳感器A(D)時(shí)，根據(jù)觸發(fā)三個(gè)傳感器(三取二，2秒內(nèi))的先后順序判斷其運(yùn)行方向，系統(tǒng)啟動(dòng)報(bào)警；列車觸發(fā)到達(dá)傳感器B(C)時(shí)，表示列車準(zhǔn)備占用道口，系統(tǒng)保持報(bào)警；列車觸發(fā)離去傳感器C(B)時(shí)，表示列車正在占用道口，系統(tǒng)保持報(bào)警，同時(shí)到達(dá)傳感器B(C)倒計(jì)時(shí)，當(dāng)傳感器連續(xù)8秒再無觸發(fā)，系統(tǒng)認(rèn)為列車已完全通過道口，系統(tǒng)關(guān)閉報(bào)警、復(fù)位。

3.2 列車在道口處作業(yè)技術(shù)方案

當(dāng)列車接近道口觸發(fā)接近傳感器A(D)時(shí)，根據(jù)觸發(fā)三個(gè)傳感器(三取二，2秒內(nèi))的先后順序判斷其運(yùn)行方向，系統(tǒng)啟動(dòng)報(bào)警、電子警察；列車觸發(fā)到達(dá)傳感器B(C)時(shí)，系統(tǒng)保持報(bào)警；若接近傳感器收到反向信號(hào)(根據(jù)2秒內(nèi)觸發(fā)三個(gè)傳感器的先后順序)，表示列車駛離道口，系統(tǒng)關(guān)閉報(bào)警、復(fù)位。

3.3 遠(yuǎn)程控制客戶端

當(dāng)?shù)揽谠O(shè)備出現(xiàn)異?；颥F(xiàn)場(chǎng)需要緊急情況時(shí)，操作中心的操作人員可將控制狀態(tài)由自動(dòng)變?yōu)槭謩?dòng)，遠(yuǎn)程控制道口設(shè)備的運(yùn)行。

4 系統(tǒng)完善及改進(jìn)建議

2020年-2021年，結(jié)合上述方案，馬鋼運(yùn)輸部完成10處自動(dòng)道口的建設(shè)。使用傳感器形式自動(dòng)道口控制技術(shù)具有報(bào)警時(shí)間精確，可以根據(jù)運(yùn)輸行車實(shí)際需要調(diào)整接近道口報(bào)警時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是傳感器方式無法判斷列車是否通過道口，無法有效解決機(jī)車在道口區(qū)段作業(yè)的誤報(bào)警問題。

下一步將采取系統(tǒng)和鐵運(yùn)生產(chǎn)物流、機(jī)車作業(yè)計(jì)劃、機(jī)車GPS等條件相聯(lián)鎖，可計(jì)算出列車的準(zhǔn)確長(zhǎng)度，位置、判斷列車作業(yè)是否通過、占用道口，可以有效解決道口區(qū)段調(diào)車作業(yè)誤報(bào)警的問題;利用電子警察的車流量統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控鐵路道口的車流量，分析廠區(qū)道口的交通狀況，可為物流調(diào)度、路況優(yōu)化提供精準(zhǔn)的參考依據(jù)。

5 結(jié)語

馬鋼鐵路道口自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)實(shí)施后，減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，通過自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提升了馬鋼鐵路道口管理水平，對(duì)冶金運(yùn)輸企業(yè)鐵路道口的自動(dòng)控制方案設(shè)計(jì)具備一定的參考價(jià)值。