基于遠(yuǎn)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(chǎn)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(dāng)大的比例。因此平交道口的安全暢通是關(guān)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(jī)動(dòng)車輛的迅速增長，加之國民安全意識較差、鐵路設(shè)備的更新?lián)Q代沒有跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐等一系列的原因，導(dǎo)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(jīng)濟(jì)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(nèi)設(shè)有馬廟道口、老廠翻車機(jī)道口、曹家口道口、江邊泵房道口、質(zhì)檢運(yùn)樣道口共5個(gè)道口，且均為有人值守道口。其中，馬廟道口出行的村民、機(jī)動(dòng)車輛和非機(jī)動(dòng)車輛最多，道口最為繁忙[2]。

為減少事故，增加運(yùn)能，響應(yīng)國家能源集團(tuán)安全生產(chǎn)“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(yuǎn)程集中管控方式進(jìn)行了研究，通過引入鐵路道口遠(yuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)椤斑h(yuǎn)程可監(jiān)視的無人值守”。因此，構(gòu)建鐵路道口遠(yuǎn)程集控管理系統(tǒng)，不僅可以增加鐵路運(yùn)輸安全保障能力，還能夠提高鐵運(yùn)效能。

本文第一部分將從現(xiàn)狀調(diào)研與問題分析切入，提出本次改造的目標(biāo)；第二部分聯(lián)系以上問題，結(jié)合本小組在遠(yuǎn)程集控領(lǐng)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(biāo)

國能長源漢川發(fā)電有限公司建設(shè)有4臺33MW2臺100MW發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)332MW。電廠于1989年正式投產(chǎn)發(fā)電，至今已運(yùn)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(yùn)煤專用線跨武漢、漢川兩市，自漢丹線新溝車站西端南側(cè)（下行側(cè)）接軌，經(jīng)王家窩、跨漢北河后進(jìn)入廠區(qū)，全長6.419km。電廠站設(shè)有兩個(gè)車場，其中老車場有9股道、新車場有6股道。兩個(gè)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(nèi)5處鐵路平交道口分布于廠區(qū)的老車場、新車場范圍，機(jī)車作業(yè)過程中，同時(shí)存在機(jī)車牽引、機(jī)車推進(jìn)的作業(yè)狀態(tài)。廠區(qū)無人道口缺乏自主安全管控設(shè)施。日常調(diào)車作業(yè)時(shí)，機(jī)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(fēng)險(xiǎn)。新溝站場進(jìn)站道口電動(dòng)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(jìn)行了調(diào)查，并針對管理、設(shè)備、人員3個(gè)層次得出了相應(yīng)結(jié)論。

1.1 管理層面

長期以來，鐵路安全運(yùn)輸一直是我公司著力關(guān)注的焦點(diǎn)，公司各級領(lǐng)導(dǎo)非常重視，齊抓共管，修編制定了各項(xiàng)規(guī)章制度，狠抓勞動(dòng)紀(jì)律和調(diào)車作業(yè)紀(jì)律，強(qiáng)化鐵路調(diào)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(shè)備層面

各個(gè)鐵路道口安全防護(hù)性差，現(xiàn)有設(shè)備陳舊，運(yùn)行狀態(tài)不佳，沒有信號燈、聲光報(bào)警、廣播等設(shè)備作為輔助管理手段。系統(tǒng)設(shè)備管理困難，無法集中調(diào)度管理，數(shù)據(jù)存在信息孤島。因此，設(shè)備層面，缺少防護(hù)、集中控制和管理裝置成為可能導(dǎo)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(diào)度過程中，行人越界和車輛存在搶跑的情況時(shí)有發(fā)生，存在較大的安全隱患。廠內(nèi)作業(yè)車司機(jī)由于超速、貨車車門未關(guān)閉、貨物墜落、注意力不集中等原因?qū)е聸_擊安全防護(hù)裝置，造成設(shè)備和財(cái)產(chǎn)損失的概率較高?？梢园l(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(hù)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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)策略

鐵路道口的遠(yuǎn)程集成化管控是通過司機(jī)、道口與監(jiān)控室3個(gè)對象的互聯(lián)實(shí)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(shí)現(xiàn)過程與對應(yīng)策略。

在司機(jī)接收道口信息時(shí)，由于培訓(xùn)不到位或安全意識淡薄等可能因素，可能出現(xiàn)司機(jī)忽視交通信號燈指示的問題。為此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對司機(jī)的培訓(xùn)，提高司機(jī)和調(diào)車人員業(yè)務(wù)技能，并使其嚴(yán)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(guān)鍵之一，這是由鐵路道口兩側(cè)的軌道傳感器實(shí)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(jī)和聲光報(bào)警器工作，進(jìn)而能達(dá)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(luò)傳輸至管理平臺，值班室通過客戶端接收相應(yīng)的報(bào)警提示，通過聲音或光報(bào)警提示值班室人員，并做出對應(yīng)的操作。

完整的火車駛來時(shí)的道口遠(yuǎn)程集控調(diào)度過程如圖2所示。

圖2 火車駛來時(shí)的遠(yuǎn)程集控調(diào)度過程

在無列車駛來時(shí)，道口信號機(jī)亮黃燈。列車駛來時(shí)，傳感器被觸發(fā)，道口機(jī)亮紅燈，聲光報(bào)警器閃爍，并伴隨語音提示“火車經(jīng)過，注意安全”，閘機(jī)未到位時(shí)，機(jī)車信號機(jī)顯示紅燈。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)閘機(jī)開關(guān)撥向N0時(shí)，即人工關(guān)閘后，閘機(jī)關(guān)到位開關(guān)閉合，機(jī)車信號機(jī)顯示白燈。

依靠本電路設(shè)計(jì)，當(dāng)火車離開后，傳感器無觸發(fā)信號，人工開閘后，道口機(jī)紅燈變黃燈，聲光報(bào)警器關(guān)閉，同時(shí)機(jī)車燈白燈變紅燈，能實(shí)現(xiàn)如圖3所示的集控過程。

圖3 火車離開的遠(yuǎn)程集控流程圖

本遠(yuǎn)程集中管控方式靈活運(yùn)用道口傳感器與人工監(jiān)視室的信息互聯(lián)，小組設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，提出了道口改造的實(shí)施對策。本對策針對基礎(chǔ)設(shè)備的實(shí)際安裝進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并給出了安裝設(shè)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(shè)電纜，安裝道閘（雙開式）、道口報(bào)警裝置、攝像頭及照明（包括立桿）、軌道傳感器安裝調(diào)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(jī)和聲光報(bào)警器安裝在站場各道口道閘外側(cè)（公路）安裝道口信號機(jī)，道閘開放時(shí)亮黃燈，有火車經(jīng)過前亮紅燈，提示行人及車輛有列車通過，同時(shí)關(guān)閉道閘。

（4）閘機(jī)安裝：當(dāng)有火車經(jīng)過時(shí)，關(guān)閉閘機(jī)，封閉鐵路道口，確保道口安全。

（5）機(jī)車燈安裝：在5個(gè)道口上下行左側(cè)線路邊50m處安裝機(jī)車信號機(jī)，提示司機(jī)道閘的關(guān)閉狀態(tài)，道閘關(guān)閉時(shí)亮黃燈，開放狀態(tài)亮紅燈，提高機(jī)車作業(yè)安全。

（6）監(jiān)控安裝：視頻圖像實(shí)時(shí)傳送回鐵路調(diào)度室，在調(diào)度室能通過視頻監(jiān)控能夠遠(yuǎn)程控制各道口設(shè)備。

（7）ISC平臺服務(wù)器安裝：調(diào)度室內(nèi)配置主控服務(wù)器，安裝安防綜合管理平臺軟件，所有道閘道閘設(shè)備（站內(nèi)5個(gè)道口和區(qū)間3個(gè)道口共計(jì)8個(gè)道口）、控制終端、硬盤錄像機(jī)、攝像機(jī)全部接入管理平臺管理，增加硬盤錄像機(jī)一套。

（8）在新溝站進(jìn)站道口處，在該道口大門處安裝門狀態(tài)識別感應(yīng)裝置，道口大門狀態(tài)識別感應(yīng)能夠自動(dòng)檢測該道口門的開閘狀態(tài)，同時(shí)在軌道右側(cè)距道口門處設(shè)置1組立柱式信號機(jī)燈，道口大門狀態(tài)識別感應(yīng)裝置檢測該道口門的打開狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)亮白燈表示道口大門開放，機(jī)車可以正常進(jìn)入。亮紅色燈表示道口大門關(guān)閉狀態(tài)，機(jī)車不可進(jìn)入，提示給機(jī)車司機(jī)，提高機(jī)車作業(yè)安全。

3 總結(jié)與展望

本QC小組經(jīng)過深入研究調(diào)查，設(shè)計(jì)出基于軟件平臺集中式+分布式的管理模式，既可以遠(yuǎn)程集中調(diào)度，也可以就地控制的架構(gòu)模式，實(shí)現(xiàn)了對8個(gè)鐵路道口視音頻、閘機(jī)的統(tǒng)一管理和控制，極大地增強(qiáng)了調(diào)度中心的控制能力。

團(tuán)隊(duì)成員多次在作業(yè)現(xiàn)場，與值班人員現(xiàn)場溝通，詳細(xì)了解道口改造后的使用效果、操作員的操作習(xí)慣，難易程度，掌握第一手信息資料。準(zhǔn)確定位每一個(gè)控制點(diǎn)位。掌握各個(gè)道口作業(yè)全過程動(dòng)態(tài)。

該改造能夠讓廠區(qū)內(nèi)的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)具有較高安全性和準(zhǔn)確性，較好的實(shí)時(shí)性和較強(qiáng)的兼容性，實(shí)現(xiàn)道口的安全和暢通。下一步，本小組將在此基礎(chǔ)之上，從安全性、可視化、自動(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)，進(jìn)一步推進(jìn)基于遠(yuǎn)程集控的道口改造，滿足未來發(fā)展的需要。

4 結(jié)束語

以上對國家能源集團(tuán)漢川廠區(qū)內(nèi)車場詳細(xì)情況進(jìn)行了介紹，并通過分析其現(xiàn)狀與改造目標(biāo)，提出了針對鐵路道口的遠(yuǎn)程集成化管控研究。本次鐵路道口改造項(xiàng)目初步實(shí)現(xiàn)了道口狀態(tài)可視化、遠(yuǎn)程對講、遠(yuǎn)程集中管控，集中調(diào)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(nèi)車場使用鐵路道口遠(yuǎn)程集中管控方式，有利于降低漢川廠區(qū)內(nèi)調(diào)車作業(yè)以及警示過程中的安全隱患。