鐵路道口信號一體化控制的實現(xiàn)

李兆林

【摘 要】針對冶金企業(yè)鐵路道口的現(xiàn)狀，對道口信號控制系統(tǒng)進行了設(shè)計與探討，實現(xiàn)道口安全暢通。

【關(guān)鍵詞】冶金企業(yè)鐵路；道口信號；一體化控制

近年來新鋼公司鐵鋼材產(chǎn)量逐年穩(wěn)步攀升，廠口的安全區(qū)內(nèi)的鐵路、公路運輸量也在不斷增量，作為一個鋼鐵老企業(yè)，鐵路道壓也隨之增大。面對道口安全管理這一較為復(fù)雜繁瑣的問題，新鋼公司運輸部按企業(yè)、鐵道部相關(guān)要求，對道口防護信號不斷進行完善和補充，來實現(xiàn)對道口區(qū)人員、車輛的安全警示，保護道口行人、車輛的安全。按照《冶金企業(yè)道口安全標(biāo)準(zhǔn)》和《GB 6389-1997 工業(yè)企業(yè)鐵路道口安全標(biāo)準(zhǔn)》，新鋼公司道口防護信號集成了電動欄木機（又稱道口機）、公路信號機（又稱警報機）、鐵路遮斷信號和道口照明等設(shè)備，在道口區(qū)形成聲光信號、欄木隔離和公鐵交叉防護的一個立體防護系統(tǒng)，阻擋和防護道口區(qū)行人、車輛以及設(shè)備安全。新鋼公司是一個老企業(yè)，因歷史原因和地理位置限制等多種因數(shù)影響，廠區(qū)無法實現(xiàn)封閉管理，道口過往人員安全素質(zhì)參差不齊，內(nèi)鐵路網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，彎道多，道口信號的設(shè)置很難達到預(yù)定目標(biāo)，容易誘發(fā)一些安全與設(shè)備事故，導(dǎo)致道口設(shè)備故障頻發(fā)，達不到預(yù)期的防護效果，對鐵路運輸也會產(chǎn)生很大的威脅。為了更有效地保障企業(yè)交通安全的控制和管理，通過對道口防護信號的一體化控制，對道口信號的功能進行擴展和完善，以便更有效地發(fā)揮每處道口防護信號設(shè)備的功能，進一步保障道口行人、車輛安全和鐵路運輸?shù)臅惩ǎ揽谛盘栆惑w化主要包含了公路警報信號、道口欄木控制信號和鐵路遮斷信號等幾部分。

1 道口公路警報信號

從現(xiàn)場實際效果考慮，道口公路警報信號應(yīng)該有火車接近預(yù)警信號和起落桿聲光報警信號，它包含了兩方面的技術(shù)要求：（1）火車接近道口時，向道口行人車輛發(fā)出的火車接近聲光報警信號；（2）道口欄木起落桿過程中，為防止欄木機械傷人而發(fā)出的聲光報警信號。

火車接近的聲光報警信號在道口的了望視線足夠好、火車有足夠的制動距離時可不予考慮，但在較多類似新鋼公司的老冶金企業(yè)，鐵路線路因歷史條件、地理條件等諸多因素限制，彎多，線路兩邊的建、構(gòu)筑物多且距線路近，使道口的了望條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)達不到要求，道口區(qū)的車輛行人不能及時發(fā)現(xiàn)火車狀況，易引發(fā)不安全因素。在這種情況下，火車接近報警信號可通過安裝在道口區(qū)前方線路上的磁力傳感器或軌道電路等控制環(huán)節(jié)，通過相應(yīng)的邏輯電路快速分析處理，在火車駛近道口前的預(yù)設(shè)時間（一般為30秒～120秒），向道口員和道口區(qū)的行人、車輛發(fā)出火車接近聲光報警信號，預(yù)先提醒道口區(qū)人員、車輛注意瞭望和避讓，起到安全防護作用。

起落桿聲光報警信號是當(dāng)?shù)揽趩T在起落欄木時對道口區(qū)行人、車輛發(fā)出，主要是為了避免以下兩方面的情況發(fā)生。（1）因為道口區(qū)行人、車輛不太會嚴(yán)密留意道路兩旁的欄木動作狀況，在道口欄木裝置動作過程中，極易引起道口欄木機械傷人事故或沖撞道口機欄木的事故。（2）在道口區(qū)行人、車輛較多的情況下，在欄木未開始動作前，先接通室外聲光警報信號，提醒在道口區(qū)外的行人、車輛不得再進入道口區(qū)，同時督促道口區(qū)的行人車輛快速出清道口區(qū)。在經(jīng)過一段時間的聲光報警后（視道口交通情況，一般在5～20秒），再啟動欄木關(guān)閉程序，以便及時關(guān)閉道口，確保道口區(qū)鐵路運輸安全和行人車輛的安全。如果等道口區(qū)行人車輛全部人工疏通走空后再放欄木，會嚴(yán)重影響鐵路運輸作業(yè)，鐵路運輸?shù)脑牧暇偷貌坏郊皶r保障，可見起落桿聲光報警信號在各道口都是必須的。

2 道口欄木控制信號

道口欄木控制信號要有三方面功用：

一是，多臺欄木聯(lián)動。由于新鋼公司企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較大，鐵路運輸量不斷攀升、公路運輸量也在增大，車輛數(shù)量也隨之增多。因為車輛朝大型化方向發(fā)展，使得道路越修越寬，主干道路上的道口大都達到了12米～18米，促使封閉道口用的欄木裝置必須采用4臺或更多臺雙向?qū)﹂_的形式。要保證欄木裝置對道口安全起到有效的防護作用，各臺道口欄木在啟動時，必須采取同步聯(lián)動方式。而在欄木裝置啟動后的落桿或升桿過程中，各臺道口欄木裝置又需要獨立地自鎖控制，以避免在個別欄木不到位或出現(xiàn)故障時，通過迂回電路影響其他道口欄木裝置正常動作，引發(fā)欄木劇烈抖動或電機不斷電的現(xiàn)象。

針對這種現(xiàn)象主要介紹兩種技術(shù)方法：（1）采用具有加強接點的AX型鐵路信號雙線圈的信號繼電器來控制，它的接點容量可達到10A，完全滿足道口欄木裝置所需接點容量的要求。該繼電器有雙線圈，一組可作為啟動線圈，通過自復(fù)式控制按鈕實現(xiàn)多臺聯(lián)動啟動，啟動后自動斷電；另一組作為自鎖線圈，通過其自閉前接點實現(xiàn)各臺道口欄木裝置的獨立自鎖控制，繼續(xù)啟動線圈工作。（2）采用多層按鈕直接控制，通過多層按鈕的不同接點，分別構(gòu)成多臺欄木裝置啟動所需的分支電路，同步啟動各道口欄木，按鈕自復(fù)松開后，各道口欄木裝置通過自身的接點支路單獨立自鎖運行。這兩種方法中，前一種繼電器選型較為狹窄，后一種可選性較多，在沒有多層按鈕的情況下，可通過直接控制繼電器來擴展按鈕接點，缺點是按鈕接點數(shù)量和繼電器數(shù)量多，故障點也多。

二是，道口欄木二次重啟。由于道口區(qū)行人、車輛的數(shù)目不確定性，人員的素質(zhì)也相差很大，道口欄木在經(jīng)過前期的延時報警，再在啟動欄木落桿程序后，欄木開始動作到全部關(guān)閉的過程中，必須要考慮有欄木二次重啟功能。該功能主要是為防止道口區(qū)外的少數(shù)行人和汽車司機看見欄木未全部落下、道口未完全關(guān)閉隔離，采取搶時加速強過道口，與運動的欄木發(fā)現(xiàn)沖撞，引起設(shè)備的損壞或人身傷害事故。此時道口員可采取緊急停止欄木操作，在確定制止上述違章人員行為后，再重啟道口欄木。這時因前期已有警報信號發(fā)出，欄木也已經(jīng)落下一段距離，此時欄木應(yīng)按道口員的操作立即落桿，不許延時，避免給在道口區(qū)外的其他等待的行人車輛看到欄木長時間未繼續(xù)封閉，錯誤地認(rèn)為道口可以開放，可以繼續(xù)通過道口而引起事故。

三是，電機延時保護功能。企業(yè)道口的封閉，最終是通過欄木裝置關(guān)閉來實現(xiàn)，而欄木裝置是由電機驅(qū)動的，所以電機的安全在道口防護上的作用就顯得尤為重要。如何有效地減少電機的維護量和降低故障率，盡可能地減輕檢修人員的工作量、保障道口防護設(shè)備的安全運行，一直是道口信號控制設(shè)計的重點，在通常設(shè)計中，對電機采用過載和短路保護。但在新鋼公司的眾多道口中，因采用了浙江萬全的DLM-A型電動攔木機，該道口欄木裝置采用三級齒輪傳動方式，電機采用8極和12極的雙線圈繞組。在齒輪摩擦片調(diào)整不是很緊的情況下，當(dāng)電機堵轉(zhuǎn)（特別是在攔木到位未斷電時），過載電流不是很大，道口電機的負(fù)荷不大，這種保護方式在道口攔木中效果不是很大，時間偏長，電機極易燒毀。為徹底解決道口欄木裝置燒毀電機現(xiàn)象，針對道口欄木裝置的工作特性（一般起落欄桿時間不超過20秒），有必要增設(shè)電機延時保護環(huán)節(jié)。即當(dāng)?shù)揽谌魏我慌_攔木動作，開始記時直到結(jié)束，通過延時電路控制在20秒內(nèi)，否則不論是否到位，一律實行斷電保護。但如果個別欄木裝置確實運行緩慢，在預(yù)定時間內(nèi)還未到位的，必須可通過人為重新操作使其到位。

3 鐵路遮斷信號

其主要作用是當(dāng)?shù)揽跈谀净蚬肺窗l(fā)出警報信號時，通過遮斷信號機的阻擋作用阻止火車?yán)^續(xù)駛道口區(qū)，保障道口區(qū)行人車輛安全。在電路上它不但監(jiān)視了道口所有道口欄木是否放到位，同時也對公路警報工作狀態(tài)進行量取樣監(jiān)督，從硬件上對信號進行了連鎖控制。只有當(dāng)?shù)揽跈谀救糠诺轿?，全部壓到欄木水平狀態(tài)限位后，同時道口公路警報機在發(fā)出聲光報警后，鐵路遮斷信號機才開放信號，指示火車可通行過道口。

4 道口設(shè)備平面示意圖

新鋼公司所有道口信號一體化改進完善后，道口的安全可靠性得到了明顯提高，更有效地確保了道口區(qū)行車運輸暢通和人員的人身安全，滿足了企業(yè)道口運行需要。

說明：本文圖例是以兩臺控制，多臺只需并聯(lián)即可。

【參考文獻】

[1]傅永新.彭學(xué)詩：鋼鐵廠總圖運輸設(shè)計手冊[M].冶金工業(yè)出版社，1996.

[2]GB 6389-1997 工業(yè)企業(yè)鐵路道口安全標(biāo)準(zhǔn)[S].

[責(zé)任編輯：楊玉潔]