王彩

（新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 新疆烏魯木齊 830011）

鐵路道口屬安全事故的多發(fā)地帶，相關(guān)部門已采取多項(xiàng)舉措來保障該區(qū)域安全，為解決該類道口的設(shè)備應(yīng)用安全問題，對其內(nèi)部信號運(yùn)用了精準(zhǔn)度較高的自動(dòng)控制體系，提升對道口車輛、行人的觀察效果，縮減人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

1 鐵路道口信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的內(nèi)部架構(gòu)與設(shè)計(jì)目標(biāo)

1.1 鐵路道口信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的內(nèi)部架構(gòu)

鐵路道口信號控制系統(tǒng)當(dāng)中的組成部分相對較為復(fù)雜，大體框架主要是基于現(xiàn)場設(shè)備、監(jiān)控中心設(shè)備及設(shè)備間設(shè)備等構(gòu)成的，而在這樣的主體框架之下，又存在著更加多樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)備。在鐵路道口信號控制系統(tǒng)當(dāng)中的現(xiàn)場設(shè)備中，包括信號燈、交通燈、欄桿機(jī)、傳感器、攝像機(jī)及防護(hù)信號機(jī)的存在，在眾多的設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)用之下，能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路道口現(xiàn)場的相關(guān)數(shù)據(jù)與圖像等進(jìn)行采集記錄，并實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)化控制效果。而在設(shè)備間設(shè)備當(dāng)中包括眾多的對現(xiàn)場實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行分析的設(shè)備，包括數(shù)據(jù)光端機(jī)、視頻光端機(jī)及PLC 組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路道口現(xiàn)場的智能聯(lián)鎖控制。而管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)光端機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及視頻服務(wù)器等中的設(shè)備組成了監(jiān)控中心設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并對現(xiàn)場設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程功能監(jiān)控。

1.2 鐵路道口信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

結(jié)合我國現(xiàn)行階段的鐵路道口信號系統(tǒng)來講，實(shí)施更加先進(jìn)的自動(dòng)化控制效果是社會(huì)前進(jìn)發(fā)展的必然。在更加繁重的鐵路交通運(yùn)輸過程當(dāng)中，為了能夠避免出現(xiàn)因人為疏忽而造成的安全事故，需要保障在緊急情況之下能夠?qū)Ω鞣N不同的鐵路運(yùn)輸狀況實(shí)施控制，因此，以自動(dòng)化的設(shè)備技術(shù)等構(gòu)建自動(dòng)化的控制系統(tǒng)，才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的鐵路運(yùn)行效果。需要全面按照我國現(xiàn)階段實(shí)施的鐵道部設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合全面、嚴(yán)格的驗(yàn)收與建設(shè)規(guī)則等實(shí)施設(shè)計(jì)。鐵路道口的信號自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要保障鐵路列車在進(jìn)入到道口的前90s能經(jīng)過信號接收實(shí)施自動(dòng)化的預(yù)警，并促使列車與信號之間始終處于相一致的頻率動(dòng)向，保障更加精準(zhǔn)的道口預(yù)警與信號控制。同時(shí)，對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要應(yīng)用到更加簡便的模塊化結(jié)構(gòu)，在保證良好的應(yīng)用效果的同時(shí)，形成便捷的維修管理效果。結(jié)合鐵路道口信號與行車需求，在聯(lián)鎖背景下，實(shí)現(xiàn)對道口預(yù)警系統(tǒng)的自動(dòng)控制，并設(shè)計(jì)語音與燈光的共同預(yù)警效果［1］。

2 鐵路道口信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的創(chuàng)新內(nèi)容

2.1 自動(dòng)控制方法

鐵路道口處的自動(dòng)控制辦法主要是對現(xiàn)有的電動(dòng)欄桿、防護(hù)信號機(jī)及道口印象閃光報(bào)警設(shè)備等構(gòu)建自動(dòng)化的控制效果。其中，在道口附近的車輛接近道口的過程當(dāng)中，能夠自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并促使欄桿關(guān)閉顯示牌自動(dòng)顯示倒計(jì)時(shí)10s。結(jié)束倒計(jì)時(shí)10s的警報(bào)之后，進(jìn)口處的電動(dòng)欄桿能夠自動(dòng)關(guān)閉，隨后將出口處的電動(dòng)欄桿關(guān)閉，避免在道口內(nèi)存在無關(guān)人員與車輛對行車安全造成影響。確認(rèn)欄桿全部自動(dòng)關(guān)閉之后，自動(dòng)開啟信號機(jī)，接收信號指示，才能夠允許相關(guān)車輛通過。車輛通過道口區(qū)域后，自動(dòng)關(guān)閉道口附近防護(hù)信號，黃燈滅，紅燈亮起，在經(jīng)過5s 的延時(shí)后，進(jìn)口與出口電動(dòng)欄桿自動(dòng)升起，這一期間的延時(shí)主要是保障道口區(qū)域的出清效果。隨后，當(dāng)電動(dòng)欄桿全部自動(dòng)達(dá)到既定位置之后，系統(tǒng)警報(bào)消失，恢復(fù)系統(tǒng)原有狀態(tài)。

2.2 自動(dòng)控制要求

鐵路道口的信號自動(dòng)控制系統(tǒng)其創(chuàng)新過程當(dāng)中同樣需要遵循一定的原則，當(dāng)?shù)揽趦啥送瑫r(shí)出現(xiàn)列車時(shí)，需要及時(shí)自動(dòng)警報(bào)，當(dāng)列車進(jìn)站并再次駛離之后，則可以取消自動(dòng)警報(bào)。按照我國現(xiàn)行的鐵路站內(nèi)信息技術(shù)要求來講，預(yù)警時(shí)間需要保持在車輛進(jìn)入道口的90s之內(nèi)，并且需要系統(tǒng)能夠?qū)α熊嚨男旭偡较蜻M(jìn)行自動(dòng)辨別，在車輛逐漸靠近道口時(shí)，進(jìn)行警報(bào)，離開時(shí)，則關(guān)閉警報(bào)。且警報(bào)時(shí)間同樣需要在系統(tǒng)當(dāng)中有所設(shè)定，如若在車輛進(jìn)入到道口后的停滯時(shí)間超過120s，在這120s之間進(jìn)行不間斷警報(bào)，隨后則自動(dòng)取消。同時(shí)，這一時(shí)間段的警報(bào)適用于列車在靠近道口卻未進(jìn)站的情況下，通過自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對列車的實(shí)際行駛方向進(jìn)行監(jiān)控，車輛折返則在120s 警報(bào)之后自動(dòng)恢復(fù)，且相關(guān)安全操作員也能夠通過監(jiān)控系統(tǒng)對現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控，避免出現(xiàn)安全事故［2］。

2.3 改進(jìn)自動(dòng)防護(hù)結(jié)構(gòu)

鐵路道口的信號自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，對現(xiàn)有的防護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)施有效的改進(jìn)優(yōu)化，保障其能夠始終處于較為智能的自動(dòng)化應(yīng)用效果當(dāng)中，需要結(jié)合現(xiàn)有的鐵路交通機(jī)車運(yùn)行控制進(jìn)程進(jìn)行分析。在列車進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中，需要司機(jī)能夠?qū)B掛車輛總數(shù)進(jìn)行錄入，經(jīng)由車載系統(tǒng)對列車的總長度進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)列車進(jìn)入到鐵路道口后，在處于1～90s的距離范圍當(dāng)中后，由列車的GPS 系統(tǒng)對機(jī)車位置進(jìn)行傳輸，及時(shí)傳送到車載控制系統(tǒng)當(dāng)中，并發(fā)出指令。第一道指令通過無線發(fā)射，為道口自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的地面結(jié)構(gòu)傳輸車輛信息，促使其能夠?qū)④囕v信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛熊嚑顟B(tài)。第二道指令則是啟動(dòng)指示燈。第三道指令通過風(fēng)鳴器向司機(jī)傳輸信號發(fā)射成功的訊息。此時(shí)，當(dāng)車載系統(tǒng)與地面控制系統(tǒng)進(jìn)行信號對接后，則停止對啟動(dòng)指令的發(fā)送，在列車經(jīng)過道口后，通過司機(jī)錄入的車輛數(shù)量信息，車載系統(tǒng)能夠在車輛尾部越過道口超過10m 范圍后發(fā)送預(yù)警，停止指令。如若在這一過程當(dāng)中的信號采集出現(xiàn)系統(tǒng)故障問題，則需要列車司機(jī)能夠手動(dòng)輸入指令，向道口信號的防護(hù)系統(tǒng)地面結(jié)構(gòu)發(fā)射指令。

2.4 增強(qiáng)地面部分控制

地面部分控制效果的強(qiáng)化，同時(shí)，需要基于各項(xiàng)不同的指令實(shí)施，在道口信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的顯示屏上對機(jī)車距離及運(yùn)行速度等進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)，交換色燈信號，開啟語音自動(dòng)模塊播放有關(guān)行人車輛止步的安全注意提醒，等待道口欄桿自動(dòng)關(guān)閉之后，由道口操作人員及時(shí)通過信號傳輸系統(tǒng)通知車輛乘務(wù)人員欄桿關(guān)閉情況，促使二者之間形成互鎖效果。列車完全通過道口之后，欄桿自動(dòng)升起并歸位，形成開放道口狀態(tài)，將地面控制系統(tǒng)的相關(guān)信息通過指令傳輸?shù)杰囕d系統(tǒng)中。

3 信號自動(dòng)控制系統(tǒng)在鐵路道口的實(shí)踐創(chuàng)新

為促進(jìn)信號自動(dòng)控制系統(tǒng)在鐵路道口內(nèi)的創(chuàng)新性，研究人員以某鐵路道口的信號控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，合理探測該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，為該系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.1 分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性

在進(jìn)行鐵路道口信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)前，相關(guān)部門應(yīng)及時(shí)分析該控制體系需持有的內(nèi)容，即合理分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性，將可能產(chǎn)生的安全隱患遏制在設(shè)計(jì)初期。具體來看，在設(shè)計(jì)鐵路道口的信號控制體系前，應(yīng)明確系統(tǒng)內(nèi)部采用故障導(dǎo)向的安全原則，即在設(shè)備操作錯(cuò)誤或產(chǎn)生故障后，系統(tǒng)仍能確保該信號的使用安全。為避免他人破壞，要將與信號連接的信號線、電源線埋入地下，并利用語言箱精準(zhǔn)控制白燈與紅燈等。在應(yīng)用信號自動(dòng)控制體系期間，由于信號燈長時(shí)間處在室外環(huán)境中，會(huì)因潮氣而增加內(nèi)部線路的腐蝕度，要對系統(tǒng)內(nèi)部的傳感器與相關(guān)設(shè)備增添環(huán)氧樹脂類封裝，并適時(shí)增加人工啟動(dòng)體系，安設(shè)停止按鈕與工作按鈕，當(dāng)其出現(xiàn)停電或故障等不良現(xiàn)象時(shí)，啟動(dòng)人工操作體系。除此之外，在探尋信號自動(dòng)控制體系的安全性時(shí)，還要對鐵路道口的機(jī)車進(jìn)行安全性控制，機(jī)車在與地面聯(lián)系的過程中，需借助無線通信系統(tǒng)，而該系統(tǒng)的執(zhí)行則要依賴于校驗(yàn)碼，借助該項(xiàng)舉措可提升數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)目茖W(xué)性、可靠性，并借助回執(zhí)方法來增加信號接收與發(fā)射的精準(zhǔn)度，為確保不同鐵路道口信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，還要對不同道口使用對應(yīng)的編碼規(guī)則，在該項(xiàng)規(guī)則的影響下，增進(jìn)道口設(shè)備數(shù)據(jù)接收的科學(xué)性［3］。

3.2 合理使用傳感器

為確保信號自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用的科學(xué)性，管理者可在鐵路道口安置帶有自動(dòng)報(bào)警作用的傳感器。具體來看，可在道口兩側(cè)安置傳感器，為加強(qiáng)隱蔽性，將其安放到線路鋼軌的內(nèi)側(cè)，該傳感器屬無源磁電性質(zhì)，每項(xiàng)傳感器都可安設(shè)兩組線圈，在列車輪對通過期間，需及時(shí)切斷磁力線，讓傳感器輸出正弦波脈沖，該項(xiàng)舉措可精準(zhǔn)識(shí)別不同的列車輪對，還能依照其展現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息來判斷其具體的運(yùn)行方向。相關(guān)人員應(yīng)依照列車進(jìn)入道口的時(shí)間來啟動(dòng)告警要求，根據(jù)列車的最快行駛速度來進(jìn)行計(jì)算，在列車抵達(dá)道口以后，可借用傳感器與軌道電路來檢測列車的運(yùn)行情況。針對信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用過程而言，相關(guān)人員需在該系統(tǒng)內(nèi)部安置傳感器，利用傳感器本身的敏感度來及時(shí)判斷道路內(nèi)部車輛行人的安全性。在安置與使用告警傳感器時(shí)，鐵路道口管理者應(yīng)增加對該區(qū)域的巡視頻率，了解與掌握信號自動(dòng)控制體系內(nèi)的最新數(shù)據(jù)，及時(shí)檢測該傳感器應(yīng)用的合理性與是否存有故障，若在該階段發(fā)現(xiàn)其存有問題或數(shù)據(jù)信息的測算不準(zhǔn)確，可增加對該系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)管力度，透過對信號自動(dòng)控制系統(tǒng)與傳感器的掌控來加強(qiáng)區(qū)域安全，滿足鐵路道口交通安全裝置的設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際運(yùn)作中，若傳感器未能與該控制系統(tǒng)相適應(yīng)，還可采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)。

3.3 強(qiáng)化計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)

技術(shù)人員可通過計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)的強(qiáng)化來提升信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率。一般來講，若鐵路道口難以應(yīng)用傳感器，借用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)可完善自動(dòng)報(bào)警機(jī)制。在強(qiáng)化計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)的過程中，應(yīng)在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖空間內(nèi)安置道口管控繼電器，該器械在日常生活中可處在下落狀態(tài)，其下落點(diǎn)需與道口外部主機(jī)形成連接，將該項(xiàng)舉措當(dāng)作自動(dòng)告警的條件。比如，當(dāng)車輛行駛到鐵路道口的安全告警區(qū)域時(shí)，報(bào)警條件啟動(dòng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)相關(guān)的繼電器被吸起，及時(shí)切開道口主機(jī)的輸入電壓，引發(fā)道口報(bào)警，若車輛未有離開該道口，則計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)將停止對繼電器的控制，使其出現(xiàn)下落現(xiàn)象，為道口主機(jī)帶去更多電量，使其恢復(fù)到初始狀態(tài)，提升信號自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用的安全性。若想解除道口欄桿的警報(bào)，鐵路道口管理者需及時(shí)調(diào)整計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)的內(nèi)部排列來完成解鎖工序，使該區(qū)域列車順利通過，在信號設(shè)備產(chǎn)生故障難以完成解鎖工序時(shí)，則要借助故障解鎖方法或人工解鎖形式來解鎖該狀態(tài)，并讓該地區(qū)列車變更行車計(jì)劃，取消前進(jìn)線路［4］。值得一提的是，在探索計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖形態(tài)期間，鐵路道口管理者要精準(zhǔn)融合該形態(tài)與信號自動(dòng)控制系統(tǒng)，對各項(xiàng)信號數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理控制，在正式使用該方案后，要及時(shí)提升操作水平，在自動(dòng)報(bào)警技術(shù)的合理使用下，提升道口數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

3.4 搭建防砸系統(tǒng)

在調(diào)整信號自動(dòng)控制系統(tǒng)期間，鐵路道口管理者應(yīng)及時(shí)觀察道口欄桿的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)其處在自動(dòng)下降狀態(tài)時(shí)，存有與行人、電動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車相撞的風(fēng)險(xiǎn)，為縮減或避免該不良現(xiàn)象的出現(xiàn)，要合理設(shè)置效率較高、可靠性強(qiáng)的防砸系統(tǒng)，該防砸系統(tǒng)可作用在道口欄桿附近，即對該區(qū)域行人、電動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車等目標(biāo)實(shí)行精準(zhǔn)檢測，并設(shè)置必要的檢測模型，當(dāng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息與該模型較相近時(shí)，可自動(dòng)生成告警數(shù)據(jù)信息，對各欄桿動(dòng)作實(shí)行合理調(diào)整，避免電動(dòng)車或機(jī)動(dòng)車與欄桿相撞，提升行人車輛與道口設(shè)備的安全。此外，若道口欄桿裝置在自動(dòng)下行期間，車輛與行人還未離開該道口，該現(xiàn)象將極大增加行車與道口的危險(xiǎn)，除了設(shè)置專業(yè)性較強(qiáng)的防砸系統(tǒng)外，還要增設(shè)障礙物檢測系統(tǒng)，及時(shí)觀察出相關(guān)區(qū)域內(nèi)車輛行人的具體情況，并及時(shí)檢測出當(dāng)前階段存在的行人車輛。若發(fā)現(xiàn)靜止障礙物或運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)，監(jiān)控中心將自動(dòng)生成聲光告警信息數(shù)據(jù)，操作人員根據(jù)該項(xiàng)數(shù)據(jù)信息或監(jiān)控圖像來及時(shí)判別鐵路道口狀態(tài)，依照該現(xiàn)場的實(shí)際情況來操作道口欄桿，避免車輛行人處在道口區(qū)域內(nèi)，提升行車與道口安全［5］。

3.5 加強(qiáng)信號系統(tǒng)故障控制

一方面，為加強(qiáng)信號系統(tǒng)故障控制效果，相關(guān)部門需精準(zhǔn)控制信號數(shù)據(jù)采集過程。例如，在設(shè)計(jì)信號自動(dòng)控制體系期間，交通管理人員應(yīng)依照鐵路道口的具體數(shù)據(jù)來收集信號信息，在進(jìn)行信號采集時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格分辨不同數(shù)據(jù)信息的合理性，若遭遇系統(tǒng)故障階段的信號，則要對該信號信息實(shí)行科學(xué)判斷，為提升該類信號信息的合理性，在信號自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)，需為其設(shè)計(jì)人工操作系統(tǒng)，即當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，透過人為操作仍會(huì)確保鐵路道口通行的順暢性，在該系統(tǒng)的影響下，使信號信息得到更為全面的保護(hù)［6］。另一方面，在控制信號系統(tǒng)故障期間，相關(guān)部門還應(yīng)及時(shí)調(diào)整道口欄桿設(shè)計(jì)，即對道口欄桿的開閉實(shí)行科學(xué)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中增加信號燈與道口欄桿的協(xié)調(diào)性，借助對信號燈或道口欄桿的控制來解決信號系統(tǒng)的故障問題。鐵路道口管理者還需用數(shù)碼顯示屏來精準(zhǔn)呈現(xiàn)鐵路道口的實(shí)際情況，及時(shí)觀察出機(jī)車的運(yùn)行速度與距道口的距離，透過對該類情況的控制來增強(qiáng)鐵路道口的整體安全。此外，針對信號系統(tǒng)故障控制而言，相關(guān)人員還應(yīng)精準(zhǔn)管理系統(tǒng)通信，即當(dāng)系統(tǒng)通信產(chǎn)生故障后，借助信號自動(dòng)控制體系可直接遙控地面控制部分。例如，可將手動(dòng)啟動(dòng)按鈕與無車自動(dòng)按鈕設(shè)置成A 與B，當(dāng)系統(tǒng)信號產(chǎn)生故障后，信號自動(dòng)控制系統(tǒng)自行調(diào)整到按鈕A，而在完成系統(tǒng)通信的信號接收后，該系統(tǒng)又可重新調(diào)整為按鈕B，確保信號自動(dòng)控制體系的精準(zhǔn)運(yùn)行［7］。

4 結(jié)語

綜上所述，在應(yīng)用鐵路道口信號自動(dòng)控制系統(tǒng)的過程中，相關(guān)部門應(yīng)明確該體系應(yīng)用的目標(biāo)與安全性，利用對各項(xiàng)系統(tǒng)的科學(xué)性設(shè)計(jì)，有效提升信號自動(dòng)控制系統(tǒng)使用的科學(xué)性，增進(jìn)該系統(tǒng)的推廣價(jià)值，促進(jìn)鐵路部門的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。