铁路道口远程集控系统在枣庄矿区铁路的应用

刘东铭 贾 聪

(枣庄矿业(集团)有限责任公司铁路运输处,山东 枣庄 277110)

1 应用背景

枣矿集团铁路运输处工务段现有道口104个，包括20个有人看守道口和84个无人看守道口。有人看守道口多数位于省道、县道、乡村道路和企业厂区道路上，各类机动车、行人过往频繁，有的道口还位于繁忙区段或车站，每日接发列车平均40趟以上；部分无人道口在农忙季节和上下班时间人员车辆较多，给安全运输带来隐患。近年来铁路道口安全问题日益突出，交通纠纷时有发生，对企业的生产造成较大影响；同时道口作业人员多，道口成本高，而且由于人员结构老龄化，未来2年～3年会有大量人员离职退休，道口岗位缺员问题将进一步突显。针对道口安全压力、成本高和即将面临的缺员问题，枣矿集团铁路运输处决定对道口远程集控，通过机械化减人和自动化替人，既减员增效，又能保障铁路和公路交通安全。

结合我处实际情况和列车运行区段，现将官柴线K5+150～K8+750的5处道口(2处有人看守道口和3处无人看守道口)纳入远程集控系统，设置1处控制中心，对其他5处道口进行集控，等使用成熟后，再推广其他道口。

2 系统组成及功能要求

根据道口看守的实际，枣矿集团铁路运输处此次道口远程集控系统需要由图1所示子系统组成，才能满足道口需要。

2.1 调度中心控制子系统

控制中心核心设备采用1∶1冗余配置，某处设备损坏可以由备用设备自动替换，不会影响系统使用；控制中心设置大屏幕系统，现场所有设备状态能实时显示在大屏幕上，道口集中操纵控制室的道口员，平时一般情况下不需调整任何道口的视频摄像情况，以确保能集中精力看守好多处道口；道口集控与微机联锁相结合，前端道口智能可编程控制器(PLC)可以连接多种设备并编程控制；控制中心一个操作台可以同时操作多个道口关闭过程，道口间的切换方便，计算机将道口的操作和图像自动关联运行，状态采集提示操作员避免误操作，系统可以根据各道口的火车来车接近、离去等运行情况，自动提醒道口员对道口集中操纵控制系统的操纵控制，以确保各道口的安全；道口控制器具有远程控制和现场控制两种功能；每套系统均按最多集中控制多处道口来进行标准化设计，方便以后增加其他道口的远程控制；每处道口的控制及视频信息均相对独立处理；所有各处道口的室内集中控制室的所有设备均通配通用，在无须更改软硬件情况下均可通配通用。

2.2 调度中心视频/音频监控子系统

系统具有对各道口远程视频、双向音频、信号采集等功能，每处道口设置5个摄像头，视频图像高度清晰，拍摄道口全景图像，并且支持超低照度，图像延时小于350 ms；道口信号采集和远程控制指令具有高时性，控制延时指令小于150 ms，常态小于100 ms；道口现场安装喇叭，在突发紧急情况下，控制中心的道口员可向各道口现场喊话指挥，也能监听道口处声音；集控喊话和道口信号机报警语音彼此独立，集控喊话可以是现场自动语音报警的备份；可以对道口人员车辆违章行为拍照；系统具有音视频接口，能够存储操作记录、视频图像，并且支持回放查看、复制功能。

2.3 道口现场前端设备子系统

所有道口的室外控制设备采用标准化产品，能够通配通用，便于备品备件，尽可能减小故障时的影响面，也利于养护维修、安装；前端道口栅栏式栏杆、传感器等设备；每处道口增加了“道口遮断信号”，平常均显示红灯，只有在音响闪光报警全部启动、道口栏杆全封闭关好等情况下，才开放黄灯，这是撤去现场道口员后确保道口安全最有效的防护措施，也是控制中心的操作员与过往机车司机最有效最直接的控制与交流；道口现场配置UPS电源和蓄电池，能至少提供12 h电源；前端道口控制器支持远程集控和现场本地控制两种工作模式，所有栏杆机配备防砸措施，栏杆机断电不下落误伤人，断电时可以手工抬起栏杆，避免下落过程砸伤行人和车辆，行程开关信号故障时集控操作员可以通过强制方式对道口信号进行控制；道口增加照明、摄像头雨刷、温控等辅助功能；采用传感器自动要道、调度员口头通知道口集控操作员、微机联锁和轨道电路方式自动要道等多种要道(接近信号)模式；每处道口的音响闪光报警、防护信号、电动栏杆、交通信号等设备间均具有互锁功能，防止显示错误信号；LED遮断信号双路供电，故障导向安全，同时发生意外可以人工强制切换红灯；LED道口信号双路供电，故障导向安全，同时操作员也可强制报警；道口现场设备考虑到防盗、防破坏等功能。

2.4 光纤通信子系统

控制中心与每处道口之间使用光纤通信，采用树状工业以太网结构，通信网络双路由热备/控制主机双机热备，通信链路1∶1热备冗余，故障自动切换；每处道口通信独立，当某一个点的光纤发生故障时只影响该道口，不影响其他道口的正常运行。

3 道口远程集控系统应用效果预计

3.1 安全可靠

一是系统采用先进、成熟的技术和设备，本项目在建设中采用全高清技术实现系统的综合集成，以达到高质量的音视频效果，道口栏杆采用“防砸”功能，多种要道方式，在技术采用互锁防止误操作，支持远程控制和现场控制两种功能，保证了系统的操控灵活性。二是系统故障导向安全，即使整套远程集控系统及监视故障瘫痪，也能自动倒向现场全自动智能控制，以最大限度地确保所有道口的安全。三是关键系统及设备实现冗余备份，为控制中心和每处道口配备了ups电源和蓄电池等措施，确保系统稳定不间断高效运行。四是充分考虑系统的可操作性、可扩展性和易维护性，有灵活的升级空间，便于使用和维护等。

3.2 道口工作环境提高，工作强度变大

原道口员转岗至控制中心操作员岗位，在室内操作，工作条件和环境比原道口好，但工作强度大，注意力更需集中，工作强度和压力大，因此，需工作责任心、素质较高的人员担任控制中心操作员。

3.3 压缩人员，提高经济效益

道口远程集控系统应用后，可在控制中心对5处道口进行集中操作，包括2处有人看守道口和3处无人看守道口，提高对道口的管控能力，更主要的是可以压缩道口人员，提高效益，同时又为职工创造更好的工作环境。下一步还要根据情况，继续对其他道口进行系统改造。

4 结语

铁路道口改造为远程集控道口后，被改造道口作业人员被压缩或取消，将多处远程控制的道口的控制终端设备集中在一处道口集控中心，并配备道口集中操纵控制操作员，由其完成道口远程控制工作。使用铁路道口远程控制后，投资回报快，一般2年～3年就全部收回成本，然后开始节约的是人工成本，经济效益的潜力巨大，不仅可解决道口作业人员不足问题，还可以提高道口安全，有效提升我们的竞争能力。特别是目前煤炭运输市场竞争激烈，劳动力成本和运输成本不断上涨，用有效的自动化和集约化手段来促进减员(或控员)增效，是我们推动企业健康发展的首选措施。