鐵路道口遠程集控系統在棗莊礦區鐵路的應用

劉東銘 賈 聰

(棗莊礦業(集團)有限責任公司鐵路運輸處,山東 棗莊 277110)

1 應用背景

棗礦集團鐵路運輸處工務段現有道口104個，包括20個有人看守道口和84個無人看守道口。有人看守道口多數位于省道、縣道、鄉村道路和企業廠區道路上，各類機動車、行人過往頻繁，有的道口還位于繁忙區段或車站，每日接發列車平均40趟以上；部分無人道口在農忙季節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，交通糾紛時有發生，對企業的生產造成較大影響；同時道口作業人員多，道口成本高，而且由于人員結構老齡化，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。

結合我處實際情況和列車運行區段，現將官柴線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，設置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 系統組成及功能要求

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

2.1 調度中心控制子系統

控制中心核心設備采用1∶1冗余配置，某處設備損壞可以由備用設備自動替換，不會影響系統使用；控制中心設置大屏幕系統，現場所有設備狀態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；道口集控與微機聯鎖相結合，前端道口智能可編程控制器(PLC)可以連接多種設備并編程控制；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聯運行，狀態采集提示操作員避免誤操作，系統可以根據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場控制兩種功能；每套系統均按最多集中控制多處道口來進行標準化設計，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集中控制室的所有設備均通配通用，在無須更改軟硬件情況下均可通配通用。

2.2 調度中心視頻/音頻監控子系統

系統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，常態小于100 ms；道口現場安裝喇叭，在突發緊急情況下，控制中心的道口員可向各道口現場喊話指揮，也能監聽道口處聲音；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、復制功能。

2.3 道口現場前端設備子系統

所有道口的室外控制設備采用標準化產品，能夠通配通用，便于備品備件，盡可能減小故障時的影響面，也利于養護維修、安裝；前端道口柵欄式欄桿、傳感器等設備；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、道口欄桿全封閉關好等情況下，才開放黃燈，這是撤去現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、調度員口頭通知道口集控操作員、微機聯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，故障導向安全，同時發生意外可以人工強制切換紅燈；LED道口信號雙路供電，故障導向安全，同時操作員也可強制報警；道口現場設備考慮到防盜、防破壞等功能。

2.4 光纖通信子系統

控制中心與每處道口之間使用光纖通信，采用樹狀工業以太網結構，通信網絡雙路由熱備/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，當某一個點的光纖發生故障時只影響該道口，不影響其他道口的正常運行。

3 道口遠程集控系統應用效果預計

3.1 安全可靠

一是系統采用先進、成熟的技術和設備，本項目在建設中采用全高清技術實現系統的綜合集成，以達到高質量的音視頻效果，道口欄桿采用“防砸”功能，多種要道方式，在技術采用互鎖防止誤操作，支持遠程控制和現場控制兩種功能，保證了系統的操控靈活性。二是系統故障導向安全，即使整套遠程集控系統及監視故障癱瘓，也能自動倒向現場全自動智能控制，以最大限度地確保所有道口的安全。三是關鍵系統及設備實現冗余備份，為控制中心和每處道口配備了ups電源和蓄電池等措施，確保系統穩定不間斷高效運行。四是充分考慮系統的可操作性、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 道口工作環境提高，工作強度變大

原道口員轉崗至控制中心操作員崗位，在室內操作，工作條件和環境比原道口好，但工作強度大，注意力更需集中，工作強度和壓力大，因此，需工作責任心、素質較高的人員擔任控制中心操作員。

3.3 壓縮人員，提高經濟效益

道口遠程集控系統應用后，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，同時又為職工創造更好的工作環境。下一步還要根據情況，繼續對其他道口進行系統改造。

4 結語

鐵路道口改造為遠程集控道口后，被改造道口作業人員被壓縮或取消，將多處遠程控制的道口的控制終端設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，然后開始節約的是人工成本，經濟效益的潛力巨大，不僅可解決道口作業人員不足問題，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，是我們推動企業健康發展的首選措施。