鐵路道口信號一體化控制的實現

李兆林

【摘 要】針對冶金企業鐵路道口的現狀，對道口信號控制系統進行了設計與探討，實現道口安全暢通。

【關鍵詞】冶金企業鐵路；道口信號；一體化控制

近年來新鋼公司鐵鋼材產量逐年穩步攀升，廠口的安全區內的鐵路、公路運輸量也在不斷增量，作為一個鋼鐵老企業，鐵路道壓也隨之增大。面對道口安全管理這一較為復雜繁瑣的問題，新鋼公司運輸部按企業、鐵道部相關要求，對道口防護信號不斷進行完善和補充，來實現對道口區人員、車輛的安全警示，保護道口行人、車輛的安全。按照《冶金企業道口安全標準》和《GB 6389-1997 工業企業鐵路道口安全標準》，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備，在道口區形成聲光信號、欄木隔離和公鐵交叉防護的一個立體防護系統，阻擋和防護道口區行人、車輛以及設備安全。新鋼公司是一個老企業，因歷史原因和地理位置限制等多種因數影響，廠區無法實現封閉管理，道口過往人員安全素質參差不齊，內鐵路網絡復雜，彎道多，道口信號的設置很難達到預定目標，容易誘發一些安全與設備事故，導致道口設備故障頻發，達不到預期的防護效果，對鐵路運輸也會產生很大的威脅。為了更有效地保障企業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，以便更有效地發揮每處道口防護信號設備的功能，進一步保障道口行人、車輛安全和鐵路運輸的暢通，道口信號一體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

從現場實際效果考慮，道口公路警報信號應該有火車接近預警信號和起落桿聲光報警信號，它包含了兩方面的技術要求：（1）火車接近道口時，向道口行人車輛發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，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、構筑物多且距線路近，使道口的了望條件遠遠達不到要求，道口區的車輛行人不能及時發現火車狀況，易引發不安全因素。在這種情況下，火車接近報警信號可通過安裝在道口區前方線路上的磁力傳感器或軌道電路等控制環節，通過相應的邏輯電路快速分析處理，在火車駛近道口前的預設時間（一般為30秒～120秒），向道口員和道口區的行人、車輛發出火車接近聲光報警信號，預先提醒道口區人員、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道口員在起落欄木時對道口區行人、車輛發出，主要是為了避免以下兩方面的情況發生。（1）因為道口區行人、車輛不太會嚴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，提醒在道口區外的行人、車輛不得再進入道口區，同時督促道口區的行人車輛快速出清道口區。在經過一段時間的聲光報警后（視道口交通情況，一般在5～20秒），再啟動欄木關閉程序，以便及時關閉道口，確保道口區鐵路運輸安全和行人車輛的安全。如果等道口區行人車輛全部人工疏通走空后再放欄木，會嚴重影響鐵路運輸作業，鐵路運輸的原材料就得不到及時保障，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，多臺欄木聯動。由于新鋼公司企業生產規模較大，鐵路運輸量不斷攀升、公路運輸量也在增大，車輛數量也隨之增多。因為車輛朝大型化方向發展，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臺或更多臺雙向對開的形式。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，引發欄木劇烈抖動或電機不斷電的現象。

針對這種現象主要介紹兩種技術方法：（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，通過自復式控制按鈕實現多臺聯動啟動，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各臺道口欄木裝置的獨立自鎖控制，繼續啟動線圈工作。（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，缺點是按鈕接點數量和繼電器數量多，故障點也多。

二是，道口欄木二次重啟。由于道口區行人、車輛的數目不確定性，人員的素質也相差很大，道口欄木在經過前期的延時報警，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外的少數行人和汽車司機看見欄木未全部落下、道口未完全關閉隔離，采取搶時加速強過道口，與運動的欄木發現沖撞，引起設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出，欄木也已經落下一段距離，此時欄木應按道口員的操作立即落桿，不許延時，避免給在道口區外的其他等待的行人車輛看到欄木長時間未繼續封閉，錯誤地認為道口可以開放，可以繼續通過道口而引起事故。

三是，電機延時保護功能。企業道口的封閉，最終是通過欄木裝置關閉來實現，而欄木裝置是由電機驅動的，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、保障道口防護設備的安全運行，一直是道口信號控制設計的重點，在通常設計中，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。在齒輪摩擦片調整不是很緊的情況下，當電機堵轉（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），有必要增設電機延時保護環節。即當道口任何一臺攔木動作，開始記時直到結束，通過延時電路控制在20秒內，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，在預定時間內還未到位的，必須可通過人為重新操作使其到位。

3 鐵路遮斷信號

其主要作用是當道口欄木或公路未發出警報信號時，通過遮斷信號機的阻擋作用阻止火車繼續駛道口區，保障道口區行人車輛安全。在電路上它不但監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進行量取樣監督，從硬件上對信號進行了連鎖控制。只有當道口欄木全部放到位，全部壓到欄木水平狀態限位后，同時道口公路警報機在發出聲光報警后，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行車運輸暢通和人員的人身安全，滿足了企業道口運行需要。

說明：本文圖例是以兩臺控制，多臺只需并聯即可。

【參考文獻】

[1]傅永新.彭學詩：鋼鐵廠總圖運輸設計手冊[M].冶金工業出版社，1996.

[2]GB 6389-1997 工業企業鐵路道口安全標準[S].

[責任編輯：楊玉潔]