關于駝峰自動化控制系統(tǒng)改造若干問題的探討

鄧二棟

摘 要：結(jié)合安康東駝峰自動化控制系統(tǒng)的改造施工，針對施工中出現(xiàn)的問題進行探討分析，提出解決方案。結(jié)合施工方案及現(xiàn)場施工情況，探討駝峰的調(diào)試、開通。對安康東駝峰今后的改造提出設想。

關鍵詞：駝峰；控制系統(tǒng)；改造施工；探討；設想

近年來，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，鐵路建設也進入大規(guī)模發(fā)展階段。鐵路運輸需求量的日益增長，對編組站提出了更高的要求，尤其是作為編組站“心臟”的駝峰，如何快速地解編貨物列車，將直接影響編組站甚至鐵路線的運輸效率。安康東駝峰由于控制系統(tǒng)落后、設備老化等原因，解編能力大大下降，運輸問題日益凸顯，所以駝峰場的升級改造顯得尤為必要。

安康東駝峰改造前采用TW-2型駝峰自動控制系統(tǒng)，本次改造施工將既有TW-2型更換為TBZK-II型自動控制系統(tǒng)，新設置室內(nèi)各種機柜、智能型電源屏、進路控制機柜、速度控制機柜、監(jiān)測機柜等；室外設備配套新系統(tǒng)加以改造。由于在改造施工期間，要保證駝峰場正常的解編車輛，所以對施工方案不斷進行優(yōu)，達到兩個目的：一是不能干擾正常的行車運輸，二是便于施工、調(diào)試和開通。以下筆者將結(jié)合安康東駝峰現(xiàn)場施工情況，對施工中遇到的問題和今后的改造思路進行探討。

1 施工過程中遇到的幾點問題

1.1 信號電纜的利舊改造

由于安康東駝峰場機械室內(nèi)設備倒層新設，室外信號設備利舊改造。室外信號電纜利舊改造有兩種方案。方案一：室外主干電纜新設。方案二：由于既有機械室位于二樓，新建機械室位于一樓，可以將既有電纜割接至新分線盤。方案三：在新舊分線盤間新設聯(lián)系電纜。這三種方案各有優(yōu)劣，方案一便于施工，電纜至機械室端可以施工到位，只需在開通時將室外端接入既有方向盒，但施工成本較高。方案二施工成本最低，只需將電纜割接穿入新分線盤 ，缺點是此施工只能在開通當天進行，且耗時較長，不利于前期試驗和開通施工；方案三施工后有利于前期試驗，且開通當天施工量適中，施工成本一般。

安康東駝峰頭部信號設備較多，前期調(diào)試28組電空轉(zhuǎn)轍機道岔、40架信號機、108個區(qū)段軌道電路、26組減速器、26臺雷達、21套測長設備、50個踏板及限界檢查器2套等設備是一個重難點。方案三可以解決此問題：在機械室施工完成、室內(nèi)模擬試驗完成后，將聯(lián)系電纜放至既有機械室，利用室內(nèi)新設備帶動室外信號設備進行試驗。

經(jīng)過比選，方案三較為合理，最有利于施工。實際施工時采用此方案，且安康東駝峰的順利開通，證明此方案為最優(yōu)方案。

1.2 減速器的利舊改造

安康東駝峰減速器室外設備利舊，室內(nèi)控制電路為新設。室內(nèi)施工、模擬試驗完成后，用室內(nèi)電路帶動室外減速器進行調(diào)試。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，在既有TW-2系統(tǒng)下，三部位減速器制動、緩解表示燈顯示正常。當切換為新的TBZK-II系統(tǒng)時，三部位共11組減速器制動或緩解表示燈顯示滅燈，而前后臺制動、緩解操作減速器正常。檢查新、舊系統(tǒng)下的減速器表示電路和控制臺顯示電路，電路均正常。經(jīng)過初步分析表示燈故障的11組減速器后發(fā)現(xiàn)，每組減速器均是制動表示燈故障，緩解表示燈正常。且表現(xiàn)為如果前臺制動表示燈故障，那么后臺制動表示燈為正常，反之情況一樣，即前后臺制動表示燈中只有一個故障，故障具有規(guī)律性。對比分析新電路與既有電路后發(fā)現(xiàn)，控制臺顯示電路有所不同，新舊電路如下圖。

既有系統(tǒng)下的三部位減速器表示電路中，控制臺上對于每組車輛減速器只設置一個緩解表示燈HB和一個制動表示燈ZB；而在新系統(tǒng)下每組車輛減速器的前后臺表示燈分開設置，即HB1、HB2和ZB1、ZB2四個燈。在室外查找故障原因時，發(fā)現(xiàn)故障減速器前臺或后臺的干簧接點盒出現(xiàn)故障。平時，減速器的緩解干簧接點閉合，使緩解表示繼電器吸起，點亮緩解表示燈。制動時，緩解干簧接點斷開，緩解表示繼電器落下，緩解表示燈熄滅；減速器在制動位置時，制動干簧接點閉合，使制動表示繼電器吸起，點亮制動表示燈。干簧接點盒受電壓不穩(wěn)定、螺絲松動等原因很容易發(fā)生接點粘連。在自動控制模式下，如果出現(xiàn)上述故障情況很難在控制臺顯示出來，這對于行車、人身都是不安全的。

2 TBZK-II型駝峰自動控制系統(tǒng)的調(diào)試及開通

安康東駝峰采用TBZK-II型自動控制系統(tǒng)，其模式為分散控制、集中管理。在功能上，將駝峰作業(yè)分為機車控制、進路控制和溜放速度控制三部分。根據(jù)駝峰自動化控制系統(tǒng)的功能特點，自動化駝峰的調(diào)試及開通分為模擬試驗、聯(lián)鎖功能試驗和溜放功能試驗三個階段。

2.1 模擬試驗

模擬試驗是聯(lián)鎖功能試驗前必不可少的環(huán)節(jié)。駝峰模擬試驗采用模擬條件，利用站場模擬盤對系統(tǒng)軟件、聯(lián)鎖關系、溜放進路自動控制部分的正確與否進行試驗。試驗時采用雙機同步，分別以A、B機為主機進行試驗。

模擬試驗主要檢查室內(nèi)電路配線是否準確、室內(nèi)設備是否正常工作，以及聯(lián)鎖關系是否正確。模擬試驗時，操作控制臺和模擬盤，觀察繼電器狀態(tài)、控制臺顯示信息及控制機柜控制板信息，對照聯(lián)鎖表逐條進行檢查，確認無誤才能進行下一階段的調(diào)試，開通前拆除模擬盤。

2.2 聯(lián)鎖功能試驗

聯(lián)鎖功能試驗是在室內(nèi)、室外設備都安裝到位的情況下進行的試驗。調(diào)試和開通時均必須逐項試驗信號機、軌道電路、道岔、減速器、雷達、踏板、測長、測重設備，對照設備檢查表一一核對。開通時應逐項逐個核對各設備的室外狀態(tài)、位置和室內(nèi)繼電器狀態(tài)、計算機控制臺的顯示、各種機柜控制板信息顯示等。聯(lián)鎖功能試驗的內(nèi)容包括：

（1）信號機：主體信號機、調(diào)車信號的顯示核對，室內(nèi)繼電器DXJ狀態(tài)、控制臺顯示的核對；

（2）道岔：道岔轉(zhuǎn)換試驗，室外位置狀態(tài)、室內(nèi)繼電器位置、控制臺顯示核對；

（3）軌道電路：軌道電路的占用和空閑，核對控制臺顯示；

（4）減速器：減速器制動、緩解位置室內(nèi)外表示一致；

（5）雷達、踏板、測長、測重設備燈駝峰專用設備的位置、功能檢測；

（6）場聯(lián)電路：駝峰與到達場（安康東I場）場間聯(lián)系電路開放信號的核對。

聯(lián)鎖功能試驗時對照聯(lián)鎖表進行試驗，認真仔細、徹底無漏項，確保聯(lián)鎖關系正確。

2.3 溜放功能試驗

鑒于溜放功能試驗的特殊性，加之運輸?shù)男枨螅部禆|駝峰溜放試驗采用“實操+試驗”的模式，即利用實際需要編解的列車進行功能試驗，不僅節(jié)省時間，而且試驗更徹底。在聯(lián)鎖試驗完成確認無誤后，啟用駝峰新信號設備，進行溜放功能試驗。溜放試驗時驗證系統(tǒng)正常情況下的功能和設備故障時對溜放車輛的控制能力。此階段非常重要，它直接影響設備和工作人員的安全。溜放功能試驗包括基本功能試驗和其它功能試驗。試驗前經(jīng)過精心準備、策劃，力求安全、完整。試驗項目、內(nèi)容及方法如下：

（一）溜放進路基本功能試驗

溜放進路控制

試驗方法：編制作業(yè)計劃，1-21道各股道溜放1鉤，采取單鉤溜放，手閘防護。一、二部位采用手動，三部位采用人工定速控制。

試驗結(jié)果：溜放車組應能按計劃進入正確股道，三部位按人工定速控制減速器。系統(tǒng)應正確顯示溜放車組的相關信息，包括車組經(jīng)過一、二部位、三部位的速度、控制狀態(tài)。

（二）溜放速度控制基本功能試驗（結(jié)合第一步穿插進行）

①一部位自動控制

試驗方法：采取單鉤溜放，手閘防護。一部位采用自動控制，二部位采用手動控制，三部位采用人工定速控制。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)應正確顯示溜放車組的相關信息，包括溜放車組一部位計算機定速、實際速度、控制狀態(tài)等，按系統(tǒng)定速正確控制減速器。

②一部位自動/手動控制切換（手動干預）

試驗方法：采取單鉤溜放。車組在一部位上受系統(tǒng)控制的過程中，人工按下制動或緩解按鈕，切斷計算機控制。二部位采用手動控制，三部位采用人工定速控制。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)應正確顯示溜放車組的相關信息。手動干預后，車組應可由人工正確控制。車組出清一部位、減速器處于緩解位后，系統(tǒng)自動恢復自動控制。

③二部位自動控制

試驗方法：采取單鉤溜放。一部位采用手動控制，二部位采用自動控制，三部位采用人工定速控制。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)應正確顯示溜放車組的相關信息，包括溜放車組二部位計算機定速、實際速度、控制狀態(tài)等，按系統(tǒng)定速正確控制減速器。

④二部位自動/手動控制切換（手動干預）

試驗方法：采取單鉤溜放。車組在二部位上受系統(tǒng)控制的過程中，人工按下制動或緩解按鈕，切斷系統(tǒng)控制。一部位采用手動控制，三部位采用人工定速控制。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)應正確顯示溜放車組的相關信息。手動干預后，車組應可由人工正確控制。車組出清二部位、減速器處于緩解位后，系統(tǒng)自動恢復自動控制。

⑤三部位自動控制

試驗方法：采取單鉤溜放。一部位采用自動控制，二部位采用自動控制，三部位采用自動控制。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)應正確顯示溜放車組的相關信息，包括溜放車組三部位計算機定速、實際速度、控制狀態(tài)等，按計算機定速正確控制減速器。

注意：試驗前，應核對待試驗股道的測長是否正確，以防超速。

⑥三部位自動控制/半自動/手動切換

試驗方法：單鉤溜放。一部位采用自動控制，二部位采用自動控制，三部位采用自動控制。在三部位控車過程中，輸入人工定速。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)應正確顯示溜放車組的相關信息，可按人工定速定速正確控制減速器。

注意：建議采用長組車進行試驗。

（三）溜放作業(yè)其它功能的試驗（分三部分）

第一部分：

①摘錯

試驗內(nèi)容：試2鉤（按計劃多摘1輛和少摘1輛，共需要3輛車）。

試驗方法：第一鉤一輛，第二鉤三兩，摘鉤員摘鉤時，將第二鉤摘成兩輛。按正常作業(yè)方式溜放。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報“摘錯”。

②錯道跟蹤

試驗方法：連續(xù)溜放兩鉤，在第二鉤車組下溜之前，將第一分路道岔人工扳向計劃相反方向

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報“溜錯方向”或“溜錯股道”，自動選擇安全股道，系統(tǒng)自動給出后續(xù)鉤車經(jīng)過的減速器定速，現(xiàn)場觀察一、二、三部位正常控車。

③錯道跟蹤

試驗方法：連續(xù)溜放兩鉤，在第二鉤車組下溜之前，人工將末級道岔扳向計劃相反方向。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報“溜錯方向”或“溜錯股道”，系統(tǒng)給出相對應三部位減速器定速，減速器自動控車。

④峰下摘鉤（T1、T2各試一鉤）

試驗方法：將溜放車組推送至第一分路道岔下部摘鉤，其余車輛壓第一分路道岔區(qū)段不出清。（只有當前行車組出清第二分路道岔后，才能后退或繼續(xù)摘下1鉤。）

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報“峰下摘鉤”，不影響繼續(xù)按計劃溜放。

⑤釣魚（T1、T2各試一鉤）

試驗方法：將溜放車組推送壓上第一分路道岔，然后再反牽出清第一分路道岔。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報“釣魚”，并不影響后續(xù)計劃的執(zhí)行。

⑥途停（T1、T2各試一鉤）：

試驗方法：由車務用手閘控制鉤車，二部位至三部位之間（道岔或警沖標區(qū)段上），后續(xù)鉤車繼續(xù)溜放，間隔時間放長，觀察車輛停留前方道岔是否轉(zhuǎn)換至另一位位置，必要時二部位手動夾停。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報“途停”，切斷駝峰信號并將前方道岔鎖閉至防側(cè)沖進路的防護功能，系統(tǒng)報警并自動關閉駝峰信號。

⑦滿線（減速器上停車）：

試驗方法：車輛溜放進入股道后，人工分路股道入口，側(cè)長顯示滿線。

試驗結(jié)果：試驗系統(tǒng)報警并自動封鎖該股道（前方道岔自動轉(zhuǎn)換開通相鄰股道）。

第二部分：

①堵門一（溜放鉤車）：

試驗方法：由車務用手閘控制鉤車，使車輛停在警沖標區(qū)段。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報警并自動封鎖末級道岔至同方向，直至鉤車出清。

②堵門二（尾部頂車壓入警沖標區(qū)段）：

試驗方法：由車務組織尾部頂車，使車輛壓入緩行器前方警沖標區(qū)段時。

試驗結(jié)果：檢查道岔是否轉(zhuǎn)換并封鎖至同向，且系統(tǒng)報警。

③追鉤（第一分路道岔處）：

試驗方法：聯(lián)系溜放兩鉤，每鉤一輛，現(xiàn)場摘成一鉤。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)報追鉤。

④放頭攔尾：

試驗方法：在全場溜放過程中，摘一鉤五輛，正常溜放

試驗結(jié)果：現(xiàn)場觀察三部位減速器實現(xiàn)放頭攔尾。

⑤減速器區(qū)段鑒停報警

試驗方法：溜放車一輛，車務將溜放車組在三部位人工夾停。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)發(fā)出鑒停報警，并自動將有關道岔封鎖在相鄰

⑥打靶距離不夠：

試驗方法：人工將股道側(cè)長分路為50米，向該股道溜放五輛，正常溜放。

試驗結(jié)果：現(xiàn)場觀察減速器取消攔尾控制，車輛在進入減速器后及時制動，并給出合理定速。

⑦雙推雙溜：

車務提前編制流放計劃兩鉤，T1、 T2同時溜放。

試驗結(jié)果：現(xiàn)場觀察兩鉤車溜向規(guī)定股道，一、二、三部位正常控車。

第三部分：

①低速報警

試驗方法：在溜放車組出清二部位后，由車務用手閘控制鉤車，人工使用手閘將車組速度降至8km/h以下。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)發(fā)出低速報警。

②車輪傳感器故障報警

試驗方法：用實際車組試驗，溜放一鉤，在車組下溜之前，將該車組將要經(jīng)過的三部位減速器的車輪傳感器信號在室外分線盤上斷開。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)給出定速并報“車輪傳感器故障”，現(xiàn)場觀察三部位減速器正常控車。

③雷達故障：

試驗方法：正常溜放一鉤，人為關閉任一股道三部位雷達 電源，

試驗結(jié)果：系統(tǒng)給出定速，現(xiàn)場觀察三部位減速器自動控制鉤車，實行粗略控制，并系統(tǒng)報警。

④減速器區(qū)段軌道電路故障：

試驗方法：正常溜放一鉤，在車輛進入減速器區(qū)段前，人為使該區(qū)段軌道電路分錄不良。

試驗結(jié)果：試驗系統(tǒng)報警，減速器正常控車。

⑤測長故障：

試驗方法：正常溜放一鉤，人為切斷某股道測長電源。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)給出定速并報警，減速器正常控車。

⑥測重故障：（T1、T2各試一鉤）

試驗方法：正常溜放一鉤，人為關閉測重控制機。

試驗結(jié)果：系統(tǒng)給出定速并報警，現(xiàn)場觀察一、二、三部位正常控車。

⑦道岔恢復：

試驗方法：編制計劃要求一分路道岔反位，先將該道岔置于定位，在該道岔反位基本軌與尖軌間放一障礙物，開始自動溜放作業(yè)。

試驗結(jié)果：試驗道岔在失去定位表示1.2秒，應能自動轉(zhuǎn)回定位，系統(tǒng)報警，現(xiàn)場觀察一、二、三部位正常控車。

駝峰場地形、環(huán)境、設備情況復雜，信號設備多，車輛作業(yè)繁忙。自動化駝峰控制系統(tǒng)的可靠安全是確保編組站調(diào)車安全，提高解編能力的重要保證。

3 關于安康東駝峰今后改造的設想

安康東駝峰控制系統(tǒng)改造已經(jīng)施工完畢，并已順利開通。根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況及安康東駝峰行車運輸情況，筆者認為安康東駝峰甚至安康東編組站仍存在問題。

安康東編組站為區(qū)域性編組站，主要擔負襄渝線、陽安線、西康線以及安康鐵路樞紐貨物列車的解編任務，是連接西南、華中及西北地區(qū)重要的交通樞紐，對當?shù)丶爸車貐^(qū)的經(jīng)濟發(fā)展起到至關重要的作用。安康東編組站目前的作業(yè)任務比較繁重，尤其是駝峰解編壓力較大。雖經(jīng)過本次改造，編解能力有所提高，但編組站綜合化、智能化、信息化程度不高，導致整體運輸能力受限。因此，筆者設想，可對安康東編組站進行編組站綜合自動化改造，安康東駝峰在此基礎上進行相應改造，將會最大化的提高編解能力，進行改造后將會解決目前存在的問題，具體內(nèi)容如下：

3.1 提高車站運輸效率

目前，安康東編組站自動化程度較低，各場間的互相聯(lián)系主要依靠人工控制，各種系統(tǒng)相互獨立，信息不能共享，從而導致車站的運輸效率不高。采用綜合自動化系統(tǒng)后，將實現(xiàn)編組站各場、各系統(tǒng)的整體閉環(huán)，實現(xiàn)全站統(tǒng)一調(diào)度，提高運輸效率。綜合自動化系統(tǒng)將能自動處理各生產(chǎn)環(huán)節(jié)間的工序連接，淘汰了以前人為處理的模式，實現(xiàn)生產(chǎn)工序零切換。為全站指揮層的指揮決策提供可靠、必需的技術支持，甚至鐵路局調(diào)度中心也能對編組站的當前情況一目了然。綜合自動化后，可以充分利用全站的硬件、軟件資源，充分利用作業(yè)時間。消除因人為參與的計劃控制和作業(yè)人員間的相互溝通、協(xié)調(diào)聯(lián)絡所占用的時間，增強機車車載和室外作業(yè)人員的相互聯(lián)系，消減因調(diào)度人員取獲作業(yè)上報和作業(yè)進度信息所占用的時間。各方面功能的改善，全面的提高車站整體生產(chǎn)作業(yè)效率，從而提高車站運輸效率。

3.2 優(yōu)化運營生產(chǎn)結(jié)構(gòu)

安康東編組站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)后，將通過綜合化、自動化、智能化、信息化等技術大量替代了生產(chǎn)人員的體力、腦力勞動，為全站統(tǒng)一指揮與監(jiān)控人員集中辦公提供了可行方案，為車站組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了空間。綜合自動化系統(tǒng)能促進全站生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的大調(diào)整，從基層到頂層進行全面減員，系統(tǒng)發(fā)揮全面性、綜合性等優(yōu)勢，實現(xiàn)減員增效。且綜合自動化系統(tǒng)利用其自動化、智能化功能，最大程度的減輕職工勞動強度，有效地解決了因減員而造成的單個作業(yè)人員工作量增加的問題。

3.3 加強全站生產(chǎn)安全

實現(xiàn)綜合自動化系統(tǒng)后，將能夠提高全站生產(chǎn)安全。編組站行車與調(diào)度計劃是指揮生產(chǎn)的源頭，綜合自動化系統(tǒng)能大幅度提高信息質(zhì)量與信息安全，確保信息的可靠性、實時性、安全性，即確保信息與現(xiàn)場實際情況、生產(chǎn)情況相互同步。計算機與人相比，具有智能化、程序化、標準化等優(yōu)勢。計算機將大量人為操作轉(zhuǎn)化為計算機運行程序，從而消除了由于人為操作失誤而引起的信息錯誤，規(guī)避了風險，保證生產(chǎn)安全。由于計算機程序特有的可驗證性，以及計算機輸出的規(guī)范性、標準性和一致性，從而在技術手段上加強、提高了全站的生產(chǎn)安全。

4 結(jié)語

既有駝峰的改造施工應結(jié)合現(xiàn)場實際情況，充分調(diào)查、提前研判、全面把控，提出可行性施工方案。安康東駝峰自動化控制系統(tǒng)改造一次性順利開通，但仍需認真分析施工中出現(xiàn)的問題，吸取經(jīng)驗教訓，為以后類似施工積累寶貴經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]李俊娥.駝峰信號[M].北京：中國鐵道出版社，2015.

[2]包振峰.自動化駝峰基礎設備[M].北京：中國鐵道出版社，2008.