站内道口自动信号控制设计方案的探讨分析

　　摘要：铁路道口自动报警系统是保障铁路安全运行的重要设备之一。在国内尚无定型道口自动报警控制电路情况下，本文探讨分析了各种站内道口报警检测控制方案的优缺点，最终提出了以双轭共磁式磁电传感器作为接近报警为主、以道口中部设轨道电路控制为辅的综合报警控制的设计方案，并理论论证双轭共磁式磁电传感器检测的安全可靠性。
　　关键词：道口自动报警 轨道电路 磁电传感器 安全可靠性
　　中图分类号：U284文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)2(a)-0000-00
　　
　　铁路道口自动报警系统是保障铁路安全运行的重要设备之一，尤其钢铁企业铁路道口均无立交道口，90%以上均是线路众多，经常来回调车，甚至经常停等的站内道口，针对这类道口国内尚无完全定型的道口制动报警设备，而是采取原始的手动报警，电话通知，无限对讲等辅助设备和人力配备来确保站内道口安全，在当今劳动成本不断提高的压力下，一处道口一年的道口工工资成本足以安装一套全自动道口信号设备，因此探讨分析站内道口自动控制设计方案，既可确保安全，又可减员增效，很有意义。
　　
　　1 站内道口自动信号设备的来车检测手段探讨分析
　　道口自动信号设备的核心是自动报警。自动报警主要分来车检测和报警控制两部分；而自动报警的核心则是来车检测，因此以下首先对各种来车检测手段作以下分析比较：
　　来车检测的手段方式众多，大概可分为点式检测控制（如磁电传感器、压力传感器、光敏等）和连续式检测控制--轨道电路（如交流480轨道电路、音频无绝缘轨道电路、计轴轨道电路、以轨道电路为基础的微机联锁集中控制等多种方式）两类。在安装站内无人看守道口的情况下，该两类点式检测控制方式优缺点比较如下：
　　
　　点式检测控制连续式检测控制（轨道电路）
　　1优点：如用于接近报警检测时，它只对运动车辆起作用；火车接近而启动报警后，如火车长时间停在接近检测点上方时，报警一段时间后能自动复原（无人看守道口必须要求自动复原功能）；但当火车重新启动接近道口时，则又会重新启动报警。因此点式检测控制非常适合于站内道口的接近报警点的安装使用。缺点：如用于接近报警检测时，则如火车长时间压在接近区段，就会引起长时间不停的误报警，误报警会非常频繁。因此连续式检测控制不适合于站内道口的接近报警点的安装使用。
　　2缺点：基于同样的特点，如用于道口中部到达取消点的列车通过道口检测时，列车停在道口上方长期停等时会提前取消报警，该情况下不够安全。优点：基于同样的特点，如用于道口中部到达取消点的列车通过道口检测时，如列车停在道口上方长期停等时不仅不会出现提前取消报警情况，而且可强制道口长期报警，如此会更安全可靠。因此连续式检测控制非常适合于站内道口的中部到达取消点的列车通过道口检测使用。
　　3优点：它能做到识别列车来车方向，从而能使报警控制的设计简化，便于各站内道口控制电路的设计及统一通配标准化。缺点：由于它不能识别列车方向，而要报警控制电路来识别方向，从而报警控制电路的设计变得非常复杂；各种站内道口根本就无法做到统一的设计标准和设备的统一通配。
　　4优点：安装地点不受限制，对各种站内道口，可任意按现场需要安装安装检测点，配制非常灵活。缺点：轨道电路分割或安装很麻烦，限制很多。因此不适合作为站内道口的接近报警检测，特别是复杂的道口。
　　1.1 各种点式检测控制方式的分析比较
　　点式检测控制方式有很多种，如双轭共磁式磁电传感器（原杭州铁路分局的国家专利）、普通磁电传感器、压力传感器、光敏等。由于压力传感器需要机械应变，有一定的寿命；其故障检测困难，不能做到信号设备的“故障—导向安全”的安全要求。由于光敏检测的主要缺点是干扰因素多；其次是识别方向需要双检测点才能达到，但双检测点是通过前后来识别方向的，如万一某检测点失灵一次就可能导致漏报---有安全隐患。由于普通磁电传感器具有无机械接触、能故障检测、与以上相比抗干扰较好等优点，但有光敏检测一样的需要双检测点识别方向的缺点。而国家专利的双轭共磁式磁电传感器，克服了以上所有各项缺点，并且单一传感器即能识别方向、遂轮检测安全可靠、抗干扰性更强，因此经20多年的广泛使用实践检验证明，双轭共磁式磁电传感器无疑为最佳的道口接近报警用的点式检测控制方式，并经过铁道部的鉴定验收，在大量的国铁线上普及使用，当然地方铁路线上也大量采用。
　　1.2 各种轨道电路控制方式的分析比较
　　钢铁企业铁路用于道口报警检测控制的轨道电路控制方式有很多种，其成本和安装控制方式也不同，效果也有所区别：
　　既有的：交流480轨道电路优点：成本最低，仅需现场增设一只中继变压器即可采样既有轨道电路条件。
　　缺点：要有正好的可利用的既有的交流480轨道电路下才能采样选用。
　　叠加：音频无绝缘轨道电路优点：
　　（1）、它对既有的交流480轨道电路不会产生干扰，可叠加安装，因此受既有的交流480轨道电路条件限制少一些；
　　（2）、其有效控制距离较短并可调节，因此可根据站内现场需要灵活配制安装；
　　（3）、设备成本一般，每个区段约4000元。
　　缺点：要有常规轨道电路的安装条件（如绝缘轨距杆等）。
　　叠加：计轴轨道电路优点：安装地点不受任何限制，无需常规轨道电路的安装条件（如绝缘轨距杆等）。
　　缺点：安装成本高，每个区段约需3万元以上。
　　微机联锁集中控制优点：室外道口设备本身简单，从而道口设备本身成本较低。
　　缺点：
　　（1）、由于机车的经常等待、由于不可能完全为道口分割很多的轨道区段，因此经常性误报警---远还没有来车就报警，会引起过往车辆、行人的报警麻弊。
　　（2）、要完全利用既有轨道电路，则必须有可利用的区段或为此特意分割出较多的轨道区段来，很麻烦；而且对行车设备设计也不安全。
　　（3）、软件控制设计麻烦（尽可能不要影响主体的信号设备逻辑控制安全），信号楼至各道口的电缆辅设较多，因此如每处道口理应地把该成本考虑进去，则其道口报警设备总成本将反而变得较高。
　　综合以上的比较分析，如果完全采用双轭共磁式磁电传感器来设计控制报警，则存在：火车很慢通过道口中部到达取消点时，会造成提前取消报警；如列车停在道口上方长期停等时，也会提前取消报警，由此会有这种不够安全的隐患（虽然速度极慢）。如果完全采用轨道电路来设计控制报警，则存在：由于机车的经常等待、由于不可能完全为道口分割很多的轨道区段，因此会有经常性的误报警---远还没有来车就开始报警，会引起过往车辆、行人的报警麻弊；对于复杂的站内道口，其报警控制电路的设计变得非常复杂；而且各种站内道口根本就无法做到统一的设计标准和设备的统一通配。因此，主体采用双轭共磁式磁电传感器来作为列车接近报警检测手段、采用叠加安装音频无绝缘轨道电路（如有条件的道口则可利用既有的交流480轨道电路）来作为列车通过道口的报警取消检测手段，将是一种最佳的道口自动报警检测控制方式。它把双轭共磁式磁电传感器的优点和连续式轨道电路的优点有机地结合起来，从而使得复杂的站内道口自动报警设计可以做得更加完善---来车必报警、报警必来车；而且由于双轭共磁式磁电传感器的来车方向可识别性能，使得复杂的站内道口自动报警控制电路设计大大减化，可以做到各种站内道口的室内控制设备主体均统一、通配通用，也便于维修和备品备件的需要。
　　
　　我处有部分微机联锁控制和现场采样轨道电路条件控制的道口，例