铁路道口安全防护远程控制技术.docx
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铁路道口安全防护远程控制技术
研究报告
道口防护栏木机网络控制技术研究与应用
结题报告
铁路运输处电务段
2015年11月20日
项目主要参加人员
第一冯晨
第二刘传学
第三周云鹤
第四高鹏
第五赵宝金
第六胡鑫鑫
二、项目主要内容3
三、成果创新点4
四、项目主要技术指标5
五、研究的实施方案或步骤、采取的措施6
六、实施效果评价及效益分析7
七、结论8
一、项目背景
随着铁路沿线无人看守道口的有人管理，小型无人道口安全防护逐步实现远程自动化。
城郊线日月湖道口距城郊站2.8公里，在观光景点内，没有防护的情况下，铁路列车通过会对公路行人车辆造成安全风险，设立有人看守道口成本较大，固定投资就要上百万，看守人员工时成本每年也要几十万，要达到有人监管的最小投入，只有实现远程监管。
据此小组研究通过网络自动化进行道口防护的远程控制。
二、项目主要内容
本项目主要研究通过网络远程控制，让车站值班员通过网络视频监视道口场所图像，在既有的运管电脑安装网络控制客户端软件，让值班员通过点击客户端界面上的用途按钮，实现网络操控道口信号开放和关闭、操纵栏木机杆落下和升起，通过视频查看控制状态和报警声光，实现网络远程自动化道口防护。
三、成果创新点
本项目主要创新点在于把道口防护栏木机实现网络自动化控制，打破原有实线式操作控制投入较大、控制地点死板等缺点。
项目完成后，完全实现道口管理，道口防护栏杆的网络远程自动化操作。
预计每处投资较实现制节约2万元以上。
四、项目主要技术指标
1、USR-R16-T是16路通断控制器。
可在直连、局域、远程三种模式下实时、定时控制设备。
上图：
控制板内部器件配置作用图
上图：
控制板实物接线图
2、USR-R16-T参数
机械尺寸250*90*23mm（L*W*H）
工作电压R16-T：
DC12V/15-60V
功耗12V:
Max:
7W；15-60V:
MAX:
8W
工作温度-40~85°C
保存环境温度：
-40~85°C；湿度：
5%~95%RH
COM接口输入电压范围：
直流：
28V/10A交流：
277V/10A125V/12A
网络模式TCP-Client
AP模式网页地址192.168.0.7
3、继电器接线说明：
NO常开端子，器件“动作”时“闭合”，自然状态（常态）断开的接点。
NC常闭端子，器件“动作”时“断开”，自然状态（常态）闭合的接点。
R16-T默认IP为192.168.0.7,使用前将电脑设置为静态IP且在同一网段之内，例如192.168.0.11。
4、将USR-R16-T与电脑连接，观察三个指示灯全部亮起，网孔灯闪烁
5、打开掌控宝软件如果未出现设备，点击刷新按钮
6、局域网控制
6.1确认设备IP（192.168.0.7）与路由器是否在同一网段内.在同一网段（例如路由器IP是192.168.0.1），直接接入路由器。
6.2设备通过网口1连接路由器，PC、手机等控制设备加入同一局域网，打开软件。
6.3功能特点
TCP传输协议，可局域、远程网络控制开关16路常开/常闭继电器输出，支持设备密码验证，实现设备安全控制，每路继电器3路定时开关功能，控制软件支持Windows、MAC、IOS、android、网页五大平台，用户可自由选择。
恢复出厂设置功能，回归到最初状态
6.4指示灯及按键功能
五、研究的实施方案或步骤、采取的措施
1、实施步骤
1.1网络控制器选型：
通过网上查询、调研，控制器类型很多，但是控制软件客户端操作界面都不理想，存在不能输入用户名以及操作复杂等问题，只有USR-R16-T型网络继电器开关操作界面能满足我处要求，界面清晰，操作简单可靠。
1.2设计规划电线路：
对信号机、栏木机、照明灯、远程广播、道口视频等设备控制电线路进行设计。
1.3根据设计实际量上报材料购买计划。
1.4材料到位后组织实施。
2、实施方案及安全措施
上图：
技术方案及安全措施审批照片
日月湖道口设备远控技术方案及安全措施
日月湖道口位于城郊线日月湖景区，道口人员车辆无秩序通行较多且较乱，严重干扰列车运行，属于危险道口。
为了减少人员车辆对行车工作的影响，确保道口行车安全，经处领导研究确定由城郊站值班员进行远程监护，经现场勘查及现有条件，确定如下远程控制技术方案和施工安全错施。
一、技术方案
1、设备安装技术方案
1.1在日月湖道口既有控制箱旁边安装一个道口信号控制箱。
内部装配有栏木机操作控制单元、远程控制单元、光电转换器、视频光端机、光缆收熔盒。
远程控制单元：
使用其中的两组开关分别接入栏木机控制升、落电路。
两组开关作为道口信号报警和关闭控制开关。
光电转换器：
网线接口连接远程控制器，光口连接去城郊站通信机械室光缆。
视频光端机：
将视频图像传输到城郊站硬盘录像机和行车室。
同时实现先显示后录像功能，采用8寸显示器经视频光端机显示道口视频两图像。
光缆收熔盒：
将两方向12芯光缆对接，两方向各T出4芯作为日月湖道口使用，其余8芯直熔接通城郊站至宿县道口。
1.2摄像头安装方案
在南侧公路信号机机柱上安装摄像头1个，方向对向铁路道口方向。
在东北角立电杆柱1根并安装摄像头1个，方向对向铁路道口方向，敷设同轴电缆和电源线至道口控制箱，接入视频光端机。
1.3道口信号控制
将现有的城郊道口控制条件取消，改接到远程控制单元开关接线端子，由行车室值班员通过远程手动操作开放和关闭信号。
1.4城郊站行车室监控电脑安装栏木机和道口信号远程控制客户端操作界面，界面显示栏木机落杆、升杆按钮和道口信号报警、关闭按钮。
同时栏木机和道口信号实现联锁功能，即实现道口信号报警后才能进行落杆或升杆操作。
2、使用操作方法
城郊站远程监控电脑控制操作界面设置在视频监控画面下方，值班员依据道口视频情况适时关闭栏杆和开放及关闭道口信号。
另外，两个8寸显示器显示道口两个视频画面。
当列车司机呼叫车站接近道口时，值班员依据视频监控画面用鼠标先点击道口信号报警按钮，值班员从视频监控中确认道口信号报警，再次依据视频监控画面用鼠标点击按压落杆按钮使栏木机落下。
当列车通过日月湖道口后，值班员再次依据视频监控画面用鼠标点击升杆按钮使栏木机升起到位后，再点击道口信号复原按钮，使道口信号报警复原，此时接车操作全部结束。
当在落杆时发现有人或车辆抢道应及时按压停止落杆按钮。
落杆和升杆按钮采用点动保持方式。
另外，每组栏木机安装制作接地1组，接地阻值不大于4欧姆。
二、主要材料表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
单价（元）
金额（元）
备注
1
工业级16路网络继电器模块
USR-R16-T
个
1
300
300
2
视频光端机
4路
对
1
800
800
利库
3
同轴电缆
SYV-75-5
米
50
3
150
利库
4
电源电缆
YJV222*1.5
米
50
2
100
利库
5
摄像一体机
DS-2CE16F5P-IT5
个
2
1300
2600
利库
6
防雷单元（避雷器）
雷速保
个
2
50
100
7
光电转换器
60公里
对
1
800
800
8
接触器
220V40A
台
2
50
100
9
拾音器
个
1
50
50
利库
10
电杆
8米
根
1
600
600
合计
5600
三、主要工作量及分工
序号
施工内容
规格
数量
单位
分工
1
安装道口控制箱
1
台
外委
2
挖光电缆沟及回填
0.7*0.4
80
米
外委
3
敷设电缆
视频同轴
100
米
外委
4
敷设电缆
电源线
100
米
外委
5
挖电杆坑
1.7*2*1米
1
个
外委
6
立电杆
8米
1
根
外委
7
制作栏木机接地
阻值不大于4欧
2
组
外委
8
控制箱内部配线安装
1
个
电务段
9
安装接触器
20A
2
台
电务段
10
安装摄像头
DS-2CE16F5P-IT5
2
个
电务段
11
电杆穿线
6米
2
根
电务段
12
光缆熔接
12芯
36
芯
电务段
13
道口信号及栏木机和视频调试
1
套
电务段
四、安全措施
1、施工前由施工负责人学习贯彻《道口改造技术方案及安全措施》，并确认签名。
2、作业前要按照“五步作业法”进行安全预想，检查工具材料是否安全完好，做到不安全不施工。
3、作业中严格执行《停送电制度》，做好作业前的验电检查确认，严禁带电接线作业。
接线完成后进行二次确认正确及端子紧固情况，然后进行电源电压确认。
4、凡是在侵铁路安全限界内施工或需要停电影响其他场所的均要向调度和隶属车站要点，停用设备前要联系好车站，在给点内完成作业，同时要配置专人防护，及时避让列车，作业完毕要及时消点。
5、在接线过程中，逐根确认接线，同时不得带电作业。
登高作业时要严格执行《登高作业单项安全措施》。
6、现场施工作业全部完成后，清理好施工地点的材料、工器具等，检查确认没有任何影响的障碍时，会同车站试验设备，确认正常后及时消点签字。
3、实施后现场设备图片如下图：
上4个图：
实施后控制箱内部设备图片
上2图：
实施后日月湖道口视频图片
上3图：
控制室内监控和操作控制界面
六、实施效果评价及效益分析
1、效益分析：
项目实施后可杜绝以下问题的出现：
（1）按照每个道口看守配置3人，每人月工资2000元计算，每个道口每年人员劳务费用资金72000元。
（2）按照有人看守道口建设标准，道口看守房屋、电话、取暖、乘凉、生活设施、专用电力线路等基础建设投资要上百万。
（3）看守人员生活垃圾对景点环境污染。
（4）看守人员上班途中通勤问题以及交通事故风险。
2、效果评价：
本次革新主要是针对城郊铁路线日月湖道口安全防护栏木机操作和信号报警控制以及路灯控制，利用光缆传输网络，在车站运管电脑上安装控制软件客户端，在日月湖道口安装网络控制器，车站值班员在列车接近道口前开放道口信号机、防护信号灯光音响、操作栏门关闭、必要时打开道口路灯。
列车通过道口后，关闭道口信号、开放栏杆，对公路放行。
通过项目完成后1个月的运行情况观察，设备运行稳定，监控图像清晰，栏木机操控软件操作方便，界面清晰，值班人员通过视频监控很清楚的看清道口现场情况，操作栏木机升降，通过视频拾音器可以监听现场信号报警声音，通过网络远程广播，可以及时提醒和制止道口抢道车辆行人。
使用效果良好，达到了预期目的。
此项革新在今后道口防护远程控制中具有很高的推广应用价值。
七、结论
随着国内经济发展水平的不断提高，人力资源价值的不断提升，工资增长是经济社会发展的必然。
面对经济发展过程中人口红利逐步消失和工资成本比重不断攀升的现实，如何在有效控制总额的前提下提高均额？
2013年河南煤化集团就率先提出了“多上设备少上人”的理念，蕴藉着对当前经济社会形势和煤炭企业持续发展全局的准确把握和睿智思考。
目前企业铁路道口防护仍然是靠有人看守管理，看守员上班交通安全问题（近几年来出现上班途中交通事故多起）、道口员在岗生活问题、个人岗位安全等等问题的解决投资都与岗位劳动量不饱和问题严重冲突，一个小道口要几个人轮班值守，一天也就是几趟通过列车，岗位设置显得非常奢侈。
此项技术革新，完成了小道口远程监控，无人看守的实现，突破了铁路道口必须有人看守的瓶颈，填补了道口看守远程监控的技术空白，对今后的道口现代化管理具有极高的推广意义。
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