鐵路道口遠程集控系統(tǒng)在棗莊礦區(qū)鐵路的應(yīng)用

劉東銘 賈 聰

(棗莊礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司鐵路運輸處,山東 棗莊 277110)

1 應(yīng)用背景

棗礦集團鐵路運輸處工務(wù)段現(xiàn)有道口104個，包括20個有人看守道口和84個無人看守道口。有人看守道口多數(shù)位于省道、縣道、鄉(xiāng)村道路和企業(yè)廠區(qū)道路上，各類機動車、行人過往頻繁，有的道口還位于繁忙區(qū)段或車站，每日接發(fā)列車平均40趟以上；部分無人道口在農(nóng)忙季節(jié)和上下班時間人員車輛較多，給安全運輸帶來隱患。近年來鐵路道口安全問題日益突出，交通糾紛時有發(fā)生，對企業(yè)的生產(chǎn)造成較大影響；同時道口作業(yè)人員多，道口成本高，而且由于人員結(jié)構(gòu)老齡化，未來2年～3年會有大量人員離職退休，道口崗位缺員問題將進一步突顯。針對道口安全壓力、成本高和即將面臨的缺員問題，棗礦集團鐵路運輸處決定對道口遠程集控，通過機械化減人和自動化替人，既減員增效，又能保障鐵路和公路交通安全。

結(jié)合我處實際情況和列車運行區(qū)段，現(xiàn)將官柴線K5+150～K8+750的5處道口(2處有人看守道口和3處無人看守道口)納入遠程集控系統(tǒng)，設(shè)置1處控制中心，對其他5處道口進行集控，等使用成熟后，再推廣其他道口。

2 系統(tǒng)組成及功能要求

根據(jù)道口看守的實際，棗礦集團鐵路運輸處此次道口遠程集控系統(tǒng)需要由圖1所示子系統(tǒng)組成，才能滿足道口需要。

2.1 調(diào)度中心控制子系統(tǒng)

控制中心核心設(shè)備采用1∶1冗余配置，某處設(shè)備損壞可以由備用設(shè)備自動替換，不會影響系統(tǒng)使用；控制中心設(shè)置大屏幕系統(tǒng)，現(xiàn)場所有設(shè)備狀態(tài)能實時顯示在大屏幕上，道口集中操縱控制室的道口員，平時一般情況下不需調(diào)整任何道口的視頻攝像情況，以確保能集中精力看守好多處道口；道口集控與微機聯(lián)鎖相結(jié)合，前端道口智能可編程控制器(PLC)可以連接多種設(shè)備并編程控制；控制中心一個操作臺可以同時操作多個道口關(guān)閉過程，道口間的切換方便，計算機將道口的操作和圖像自動關(guān)聯(lián)運行，狀態(tài)采集提示操作員避免誤操作，系統(tǒng)可以根據(jù)各道口的火車來車接近、離去等運行情況，自動提醒道口員對道口集中操縱控制系統(tǒng)的操縱控制，以確保各道口的安全；道口控制器具有遠程控制和現(xiàn)場控制兩種功能；每套系統(tǒng)均按最多集中控制多處道口來進行標(biāo)準化設(shè)計，方便以后增加其他道口的遠程控制；每處道口的控制及視頻信息均相對獨立處理；所有各處道口的室內(nèi)集中控制室的所有設(shè)備均通配通用，在無須更改軟硬件情況下均可通配通用。

2.2 調(diào)度中心視頻/音頻監(jiān)控子系統(tǒng)

系統(tǒng)具有對各道口遠程視頻、雙向音頻、信號采集等功能，每處道口設(shè)置5個攝像頭，視頻圖像高度清晰，拍攝道口全景圖像，并且支持超低照度，圖像延時小于350 ms；道口信號采集和遠程控制指令具有高時性，控制延時指令小于150 ms，常態(tài)小于100 ms；道口現(xiàn)場安裝喇叭，在突發(fā)緊急情況下，控制中心的道口員可向各道口現(xiàn)場喊話指揮，也能監(jiān)聽道口處聲音；集控喊話和道口信號機報警語音彼此獨立，集控喊話可以是現(xiàn)場自動語音報警的備份；可以對道口人員車輛違章行為拍照；系統(tǒng)具有音視頻接口，能夠存儲操作記錄、視頻圖像，并且支持回放查看、復(fù)制功能。

2.3 道口現(xiàn)場前端設(shè)備子系統(tǒng)

所有道口的室外控制設(shè)備采用標(biāo)準化產(chǎn)品，能夠通配通用，便于備品備件，盡可能減小故障時的影響面，也利于養(yǎng)護維修、安裝；前端道口柵欄式欄桿、傳感器等設(shè)備；每處道口增加了“道口遮斷信號”，平常均顯示紅燈，只有在音響閃光報警全部啟動、道口欄桿全封閉關(guān)好等情況下，才開放黃燈，這是撤去現(xiàn)場道口員后確保道口安全最有效的防護措施，也是控制中心的操作員與過往機車司機最有效最直接的控制與交流；道口現(xiàn)場配置UPS電源和蓄電池，能至少提供12 h電源；前端道口控制器支持遠程集控和現(xiàn)場本地控制兩種工作模式，所有欄桿機配備防砸措施，欄桿機斷電不下落誤傷人，斷電時可以手工抬起欄桿，避免下落過程砸傷行人和車輛，行程開關(guān)信號故障時集控操作員可以通過強制方式對道口信號進行控制；道口增加照明、攝像頭雨刷、溫控等輔助功能；采用傳感器自動要道、調(diào)度員口頭通知道口集控操作員、微機聯(lián)鎖和軌道電路方式自動要道等多種要道(接近信號)模式；每處道口的音響閃光報警、防護信號、電動欄桿、交通信號等設(shè)備間均具有互鎖功能，防止顯示錯誤信號；LED遮斷信號雙路供電，故障導(dǎo)向安全，同時發(fā)生意外可以人工強制切換紅燈；LED道口信號雙路供電，故障導(dǎo)向安全，同時操作員也可強制報警；道口現(xiàn)場設(shè)備考慮到防盜、防破壞等功能。

2.4 光纖通信子系統(tǒng)

控制中心與每處道口之間使用光纖通信，采用樹狀工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通信網(wǎng)絡(luò)雙路由熱備/控制主機雙機熱備，通信鏈路1∶1熱備冗余，故障自動切換；每處道口通信獨立，當(dāng)某一個點的光纖發(fā)生故障時只影響該道口，不影響其他道口的正常運行。

3 道口遠程集控系統(tǒng)應(yīng)用效果預(yù)計

3.1 安全可靠

一是系統(tǒng)采用先進、成熟的技術(shù)和設(shè)備，本項目在建設(shè)中采用全高清技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的綜合集成，以達到高質(zhì)量的音視頻效果，道口欄桿采用“防砸”功能，多種要道方式，在技術(shù)采用互鎖防止誤操作，支持遠程控制和現(xiàn)場控制兩種功能，保證了系統(tǒng)的操控靈活性。二是系統(tǒng)故障導(dǎo)向安全，即使整套遠程集控系統(tǒng)及監(jiān)視故障癱瘓，也能自動倒向現(xiàn)場全自動智能控制，以最大限度地確保所有道口的安全。三是關(guān)鍵系統(tǒng)及設(shè)備實現(xiàn)冗余備份，為控制中心和每處道口配備了ups電源和蓄電池等措施，確保系統(tǒng)穩(wěn)定不間斷高效運行。四是充分考慮系統(tǒng)的可操作性、可擴展性和易維護性，有靈活的升級空間，便于使用和維護等。

3.2 道口工作環(huán)境提高，工作強度變大

原道口員轉(zhuǎn)崗至控制中心操作員崗位，在室內(nèi)操作，工作條件和環(huán)境比原道口好，但工作強度大，注意力更需集中，工作強度和壓力大，因此，需工作責(zé)任心、素質(zhì)較高的人員擔(dān)任控制中心操作員。

3.3 壓縮人員，提高經(jīng)濟效益

道口遠程集控系統(tǒng)應(yīng)用后，可在控制中心對5處道口進行集中操作，包括2處有人看守道口和3處無人看守道口，提高對道口的管控能力，更主要的是可以壓縮道口人員，提高效益，同時又為職工創(chuàng)造更好的工作環(huán)境。下一步還要根據(jù)情況，繼續(xù)對其他道口進行系統(tǒng)改造。

4 結(jié)語

鐵路道口改造為遠程集控道口后，被改造道口作業(yè)人員被壓縮或取消，將多處遠程控制的道口的控制終端設(shè)備集中在一處道口集控中心，并配備道口集中操縱控制操作員，由其完成道口遠程控制工作。使用鐵路道口遠程控制后，投資回報快，一般2年～3年就全部收回成本，然后開始節(jié)約的是人工成本，經(jīng)濟效益的潛力巨大，不僅可解決道口作業(yè)人員不足問題，還可以提高道口安全，有效提升我們的競爭能力。特別是目前煤炭運輸市場競爭激烈，勞動力成本和運輸成本不斷上漲，用有效的自動化和集約化手段來促進減員(或控員)增效，是我們推動企業(yè)健康發(fā)展的首選措施。