鐵路道口無人化遠程控制系統的開發與應用

車彥亮

（濟鋼集團有限公司 物流管理中心，山東 濟南250101）

鐵路道口無人化遠程控制系統的開發與應用

車彥亮

（濟鋼集團有限公司 物流管理中心，山東 濟南250101）

為改變原始的人工看守鐵路道口的運行模式，減少人力資源的消耗，通過應用光纖控制網絡、PLC控制系統、上位畫面組態及現場硬件設備的改造等技術手段，對鐵路道口實施無人化遠程控制系統的優化改造，提高了系統的自動控制水平，降低了工人的勞動強度，節約了大量的人力資源，每年節省人工費約350萬元，取得了良好的效果。

鐵路道口；光纖控制網絡；遠程控制系統

1 前 言

濟鋼物流管理中心鐵路運輸區域共有廠內鐵路道口51個，其中有人值守道口24個，無人看管道口24個，專用道口3個。有人值守道口每班一人，采取四班三運轉方式，每個道口4人，共配置100名道口工作人員，需要人員較多，消耗了大量的人力成本。同時，現場欄木均采用電動伸縮式欄木機，道口員通過現場手動操作方式對欄木機進行開關作業，控制水平較低，工人勞動強度較大，故障率高，不易維修，致使道口作業經常出現故障。因此，濟鋼對鐵路道口實施無人化遠程控制改造，提高了現場硬件裝配及系統的自動控制水平，減輕了工人的勞動強度，減少了現場人力運行成本，取得了很好的效果。

2 系統主要構成及控制原理

2.1 系統主要構成

每個集中控制室可遠程控制6個鐵路道口，控制室一臺55寸顯示器顯示24路監控畫面，操作臺設置3臺22寸顯示器，中間一臺用來顯示控制畫面，兩邊兩臺均顯示4路監控畫面（其中有一個和控制畫面道口相對應），一個中央控制機柜，機柜中包括NVR(網絡硬盤錄像機)、工控機、交換機、光纖收發器、音頻收發器、話筒集線器等設備。每個道口現場設置4臺欄木機、鐵路方向兩套紅綠燈、公路方向兩套紅綠燈、4個攝像頭、兩套聲光報警器、一套高音喇叭、公路方向與鐵路方向照明燈光、一臺電氣控制柜（機柜中包括PLC和繼電器、空氣開關、防雷器等）。現場與控制室通過光纖網絡連接進行數據的傳輸與交換。

2.2 系統控制原理

操作上位機的組態軟件，經過網絡將操作傳遞給PLC，PLC控制繼電器對欄木機、鐵路方向紅綠燈、公路方向紅綠燈、聲光報警器、照明燈光進行控制，控制結果再通過PLC用網絡傳遞給上位機組態軟件。操作人員通過組態軟件可以直觀地看到現場路口的實際情況。

2.3 系統主要功能

對操作員的操作能夠詳細記錄，并具備操作和視頻回放查詢。對道口前端控制設備（如欄木機，道口報警器，公路鐵路信號機）具備實時運行狀態上位顯示功能。道口視頻監控和組態控制界面實現聯動，即操作畫面時視頻監控自動切換至相應畫面，方便操作人員觀察操作。系統結構具備模塊化，具備滿足后期道口擴展和應用的條件。系統支持監控中心和前端道口控制雙重控制模式，確保在故障狀態下能夠做到現場控制，并以現場控制優先。視頻監控同時具備實時監聽遠距離聲音和廣播喊話功能。在現場異常情況下，可以隨時向現場喊話。以28#道口為例，系統構成見圖1。

圖1 鐵路道口無人化遠程控制系統

3 關鍵控制技術開發應用

3.1 西門子博途編程軟件

西門子博途軟件是全集成自動化軟件TIA portal，是西門子工業自動化集團發布的一款全新的全集成自動化軟件，可對西門子全集成自動化中所涉及的所有自動化和驅動產品進行組態、編程和調試。主要特點：一款全中文版的仿真軟件，全中文的編程界面，使用更加方便。對各種指令進行了優化處理，同類指令、程序庫與指令之間進行了合并，界面更加緊湊和形象化。博途集成了STEP 7和WinCC（實際上是WinCC flexible），實現PLC和HMI的集成仿真，非常方便。過去要用STEP 7和WinCC flexible來實現“報告系統錯誤”功能，而博途可以在一個軟件環境下實現。簡單實用的語句表程序狀態監控，語句表的程序狀態監控有很大的改進，用戶可設置監視對象。

3.2 易控組態軟件

易控（INSPEC）是一套通用的監控和數據采集（SCADA）組態軟件。以功能強大、性能穩定、圖形精美、易學易用、開發高效、擴展容易等優點為自動化系統提供了理想的監控解決方案。主要特點：性能穩定、使用可靠；開發快捷，節省時間，事半功倍；畫面精美，界面清晰，簡約自然；通信容易，組態方便，功能強大。

3.3 海康威視控件與組態軟件操作

每一個控制室設一套主控系統，操作臺設3臺顯示器，中間的作為組態操作顯示，左右各一臺作為操作時畫面與網絡攝像機聯動，主要是在易控組態軟件中安裝海康威視定制的服務器控件，來實現各個畫面的切換，即操作組態畫面道口1時，一個顯示器顯示道口1攝像狀態，操作組態畫面道口2時，另一個顯示器顯示道口2攝像狀態，再操作道口3時，第一個顯示器顯示道口3攝像狀態，然后每操作一個畫面兩個顯示器進行交替顯示，便于操作人員對操作的道口進行有效的監視。

3.4 現場喊話及聲音反饋功能

通過光纖網絡建立主控室與現場的遠程通話聯系，主要應用音頻光端機、話筒集線器、功放、拾音器等裝置，來實現主控室隨時向現場喊話以及現場聲音在主控室的反饋功能。當道口出現異常情況時，應用喊話功能，對現場進行提醒和警示，避免事故的發生。

4 結 語

本項目的開發與應用打破了傳統的鐵路道口看守模式，實現了鐵路道口無人化遠程自動控制，撤銷了44名道口的看守工，僅保留主控室操作人員，年節約成本約350萬元。提高了現場設備的自動控制水平，減輕了工人勞動強度，節約了大量的人力成本，達到了減員增效的目的。

Development and Application of Unmanned Remote Control System for Railway Crossing

CHE Yanliang
（The Logistics Management Center of JinanIron and Steel Group Corporation，Jinan 250101，China）

TP273

B

1004-4620（2017）05-0058-02

2017-06-22

車彥亮，男，1982年生，2006年畢業于北華大學電氣工程及自動化專業。現為濟鋼物流管理中心機動科工程師，從事電氣自動化設備管理及維護工作。