摘 要：鐵路運(yùn)輸在港口生產(chǎn)工作里占有舉足輕重的地位，而鐵路平交道口的安全防護(hù)工作也一直是生產(chǎn)安全工作關(guān)注的重點(diǎn)。一般社會(huì)道口雖然設(shè)有專(zhuān)人進(jìn)行值守，但是仍然會(huì)出現(xiàn)行人隨意穿越道口或車(chē)輛強(qiáng)行的情況，從而導(dǎo)致人員傷害以及財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重影響了正常的鐵路運(yùn)輸秩序。因此如果能建立完善的安全防護(hù)系統(tǒng)，既能保證行人、車(chē)輛可以預(yù)先避讓鐵路又能加強(qiáng)道口工作人員對(duì)道口的監(jiān)護(hù)，就能有效地避免交通事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：安全防護(hù)；遠(yuǎn)程控制；鐵路平交道口

中圖分類(lèi)號(hào)：U213.8；U298.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）06-0019-03

Abstract：Railway transportation plays an important role in port production，and the safety protection of railway level crossing has always been the focus of production safety work. Although there is a special person on duty at general social crossing，there still appears the situation that pedestrians cross the crossing or the vehicle force at will，which results in personal injury and property loss，which seriously affects the normal railway transportation. Therefore，if a perfect safety protection system can be established，not only to ensure pedestrians，vehicles can avoid the railway in advance，but also to strengthen the supervision of crossing staff，can effectively avoid the occurrence of traffic accidents.

Keywords：safety protection；remote control；railway level crossing

0 引 言

鐵路平交道口是鐵路與公路的交匯地段，它是鐵路運(yùn)輸安全生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)和危險(xiǎn)地段。它直接威脅著鐵路與道路參與者的人身安全，一旦發(fā)生道口事故，通常都會(huì)造成重大人身傷害，不僅會(huì)影響鐵路運(yùn)輸秩序，還會(huì)造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失。

港口鐵路屬于地方自營(yíng)鐵路，是專(zhuān)職服務(wù)于港口貨物轉(zhuǎn)運(yùn)的專(zhuān)用鐵路。它為港口的裝卸生產(chǎn)服務(wù)，負(fù)擔(dān)著將國(guó)鐵運(yùn)輸?shù)呢浳镛D(zhuǎn)運(yùn)到港口的功能，它是對(duì)國(guó)鐵功能性上的有效補(bǔ)充。但是由于港口多位于市區(qū)臨海，與社會(huì)車(chē)輛人員接觸緊密，所以在某些社會(huì)道口處存在極大的安全隱患。

煙臺(tái)港的芝罘灣港區(qū)多為無(wú)人值守道口，其中西港大道口、幸福南路、環(huán)海路道口、立交橋道口屬港區(qū)道路與社會(huì)道路相交匯的道口，人流量與車(chē)流量大，交通狀況比較復(fù)雜。因此，在綜合考慮目前技術(shù)的適用性、局限性以及行人自身因素等客觀因素后，并未完全取消道口處的看守人員。然而個(gè)別道口道路情況復(fù)雜，視野范圍內(nèi)有諸多障礙物，道口工作人員難以同時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)條道路。例如立交橋道口便是在橋下、幸福南路道口為多條道路交匯。因此，建立完善的監(jiān)控系統(tǒng)，并與調(diào)度室聯(lián)動(dòng)，以集中控制為主、道口工作人員看護(hù)為輔的立體式安全防護(hù)系統(tǒng)則成為解決這一棘手問(wèn)題的最佳方法。

根據(jù)這一想法構(gòu)建的安全防護(hù)系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

1 信息采集系統(tǒng)

信息采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集機(jī)車(chē)的相對(duì)位置變化情況及相關(guān)信息，以預(yù)先在鋼軌安裝的無(wú)源磁性傳感器作為檢測(cè)原件，隨時(shí)采集鐵路過(guò)軌時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)數(shù)據(jù)。當(dāng)機(jī)車(chē)通過(guò)鋼軌上方時(shí)，機(jī)車(chē)輪穿過(guò)傳感器磁場(chǎng)范圍，將在出線端感應(yīng)出電壓脈沖信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)屏蔽線傳輸，經(jīng)濾波調(diào)理后送入控制設(shè)備中。通過(guò)感應(yīng)系統(tǒng)，調(diào)度室區(qū)長(zhǎng)臺(tái)可以準(zhǔn)確地獲取鐵路機(jī)車(chē)的實(shí)時(shí)位置，并直觀地反映到調(diào)度臺(tái)拼接屏上，從而進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)分析工作。

2 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)是最直觀的圖像信息采集裝置，它可以幫助調(diào)度臺(tái)值班人員隨時(shí)監(jiān)控到道口的即時(shí)狀態(tài)，隨時(shí)檢查道岔正反位，及時(shí)掌握道口狀態(tài)并預(yù)先完成列車(chē)通過(guò)道口時(shí)的準(zhǔn)備工作。

2.1 模擬攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

根據(jù)傳輸信號(hào)不同，現(xiàn)在港口的監(jiān)控系統(tǒng)使用的攝像頭，可分為模擬攝像機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。模擬攝像機(jī)是通過(guò)前段隔行掃描光感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，接著由DSP進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換與色彩處理后，再做D/A轉(zhuǎn)換，最后調(diào)制成PAL/NTSC制式電視標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)輸出，它的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)矩陣實(shí)現(xiàn)多路監(jiān)控即時(shí)切換，并可使用硬盤(pán)錄像機(jī)實(shí)現(xiàn)錄像功能。

但是它的缺點(diǎn)同樣明顯，即清晰度普遍比數(shù)字?jǐn)z像機(jī)差、模擬記錄走帶機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定、模擬視頻信號(hào)傳輸衰減大、畫(huà)質(zhì)損失較重。同時(shí)，相較于數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)，它的系統(tǒng)穩(wěn)定性較差，DVR軟件與PC硬件、新版本操作系統(tǒng)不兼容。造成安全防護(hù)系統(tǒng)無(wú)法有效升級(jí)，遺留下網(wǎng)絡(luò)安全隱患。在使用中還發(fā)現(xiàn)模擬硬盤(pán)錄像機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，容易過(guò)熱死機(jī)，因此港內(nèi)鐵路上的攝像機(jī)正逐步更換為數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。

2.2 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

數(shù)字?jǐn)z像機(jī)是通過(guò)CMOS感光器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)DSP進(jìn)行圖像處理與壓縮后，將壓縮的數(shù)據(jù)包通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。采用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它傳輸?shù)氖强梢蕴幚淼臄?shù)字信號(hào)，傳輸過(guò)程比較穩(wěn)定，可有效避免監(jiān)控視頻傳輸過(guò)程中的圖像信息丟失等情況發(fā)生。

數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于它可以準(zhǔn)確地捕捉道口圖像，并通過(guò)算法軟件對(duì)采集的圖像進(jìn)行幾何校正，這種像素校正可以有效地避免風(fēng)雪、雨水以及灰塵對(duì)圖像采集造成干擾。

與模擬攝像機(jī)相比，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的圖像信息可以較為方便地進(jìn)行后期的分析處理。通過(guò)建立大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制，對(duì)道口的異常狀態(tài)進(jìn)行關(guān)鍵因素點(diǎn)保存采集，建立典型事件屬性結(jié)構(gòu)與智能監(jiān)控?cái)z像可識(shí)別的異常行為的映射關(guān)系[1]，例如，行人搶越道口、車(chē)輛沖撞柵欄、異物侵線等。一旦在視頻監(jiān)控圖像中出現(xiàn)了與預(yù)先記錄的異常行為相近的視頻畫(huà)面，可以及時(shí)提供報(bào)警反饋并自動(dòng)截取事件發(fā)生時(shí)間點(diǎn)的錄像以便后期查閱。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際要求，還可以進(jìn)一步對(duì)截取的錄像視頻進(jìn)行更加細(xì)致的分析處理。

3 道口防護(hù)系統(tǒng)

道口防護(hù)設(shè)施是防止車(chē)輛與行人誤入道口，保持鐵路限界安全的主要設(shè)施，它根據(jù)道口大小以及地理位置不同可以進(jìn)行不同選擇。

現(xiàn)在鐵路平交道口的主要防護(hù)設(shè)施為電動(dòng)?xùn)艡陂T(mén)以及電動(dòng)欄木，大多為自動(dòng)或半自動(dòng)。在傳統(tǒng)的道口防護(hù)系統(tǒng)啟用時(shí)，調(diào)度室的調(diào)度人員會(huì)提前通知道口防護(hù)人員關(guān)閉道口柵欄以及電動(dòng)欄木。但是在實(shí)際操作過(guò)程中，防護(hù)人員往往需要兼顧四處柵欄，容易造成疏漏，導(dǎo)致事故發(fā)生，所以作為鐵路平交道口的主要防護(hù)裝置，無(wú)論是電動(dòng)?xùn)艡陂T(mén)還是電動(dòng)欄木都不能滿(mǎn)足遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的需要。

現(xiàn)在已有的防護(hù)裝置大概有以下兩種：

3.1 電動(dòng)欄木

電動(dòng)欄木即道閘是常見(jiàn)的防護(hù)設(shè)施。它的特點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、占地少，可較為有效地阻擋行人與車(chē)輛通過(guò)，且不需要制作額外輔助基礎(chǔ)，對(duì)道路路面影響小。這種防護(hù)設(shè)施多用于停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所。

電動(dòng)欄木的控制系統(tǒng)是無(wú)線控制與有線控制相結(jié)合的控制方式。在有人值守道口，道口值班人員通過(guò)遙控器對(duì)電動(dòng)欄木進(jìn)行操控，這種無(wú)線控制方式有效距離一般為10米左右，但是其不足之處在于信號(hào)容易受到其他信號(hào)源或者雨水天氣的干擾。特別是在海邊港口，空氣濕度較大、空氣中鹽分較大，所以經(jīng)常有遙控失靈的現(xiàn)象發(fā)生。在進(jìn)行集中控制改造時(shí)，需對(duì)其控制板進(jìn)行改造，轉(zhuǎn)換成有線傳輸后可以有效避免信號(hào)衰減造成的控制信號(hào)減弱的現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 道口柵欄

道口柵欄是大型有人值守道口常見(jiàn)的防護(hù)設(shè)施，現(xiàn)在，煙臺(tái)港主要的大型社會(huì)道口都是安裝的這種防護(hù)裝置。這種防護(hù)設(shè)施的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定，防護(hù)性好，受天氣影響小，易于操作且有良好的防護(hù)性。這種道口柵欄的劣勢(shì)在于安裝費(fèi)用較高，且需要有足夠的場(chǎng)地支持，即在道路兩側(cè)打制柵欄停放的軌道基礎(chǔ)。

現(xiàn)在的電動(dòng)欄木屬于模塊化的集成電路板，本身自帶遠(yuǎn)程控制模塊，通過(guò)信號(hào)纜，可以直接達(dá)到遠(yuǎn)程遙控的目的。道口柵欄驅(qū)動(dòng)裝置為異步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)達(dá)到柵欄的開(kāi)關(guān)或者閉合[2]。所以要增加一個(gè)PLC控制器，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。

現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)設(shè)施與調(diào)度平臺(tái)的流程圖如圖2所示。

4 警報(bào)裝置

警報(bào)裝置是警示行人車(chē)輛的唯一手段。它包括聲音報(bào)警系統(tǒng)以及燈光報(bào)警系統(tǒng)。聲光報(bào)警系統(tǒng)的特點(diǎn)是可以完全不由人工操作，聲光報(bào)警系統(tǒng)的供電與機(jī)車(chē)信號(hào)連接。當(dāng)機(jī)車(chē)通過(guò)設(shè)置在道口的傳感器的時(shí)候，傳感器采集到信號(hào)后，通過(guò)調(diào)度臺(tái)自動(dòng)打開(kāi)聲光報(bào)警系統(tǒng)。

5 機(jī)車(chē)端

由調(diào)度室發(fā)出的控制信號(hào)除了要開(kāi)啟道口的防護(hù)系統(tǒng)，還應(yīng)傳達(dá)給機(jī)車(chē)司機(jī)室，司機(jī)室根據(jù)該反饋信息控制機(jī)車(chē)速度。通過(guò)無(wú)線傳輸系統(tǒng)可以把控制室的命令傳遞給司機(jī)室，這樣當(dāng)?shù)揽诎l(fā)生意外事故時(shí)，可以由調(diào)度室對(duì)司機(jī)室發(fā)出減速慢行的警示信號(hào)，以讓司機(jī)盡早對(duì)機(jī)車(chē)行進(jìn)速度進(jìn)行調(diào)控。

6 結(jié) 論

隨著企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的提高，作為鐵路事故常發(fā)地段的鐵路平交道口安全防護(hù)措施更需要投入更多的關(guān)注，企業(yè)自營(yíng)鐵路主要的安全防護(hù)措施是安全防護(hù)，通過(guò)安全防護(hù)系統(tǒng)集中控制改造，可以利用已有技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的鐵路道口防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行充分的改造，初步達(dá)到運(yùn)程自動(dòng)控制的目的。它減少道口房設(shè)備設(shè)施以及道房操作人員的投入，解決了因人工防護(hù)可能造成的安全隱患，提高了道口防護(hù)設(shè)施的安全性以及可靠性。但是這種鐵路平交道口遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的建立與實(shí)施只是港口鐵路智慧化、智能化的第一步，它僅僅是改變了傳統(tǒng)道口防護(hù)設(shè)施的人工操作控制模式。未來(lái)隨著智能分析、控制系統(tǒng)的發(fā)展及完善，完全由電腦進(jìn)行的智能調(diào)度、智能圖像分析采集系統(tǒng)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)道口安全防護(hù)系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性，保證道口的安全性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王璽（1989-），男，山東煙臺(tái)人，助理工程師，本科。研究方向：機(jī)電一體化技術(shù)。