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关于驼峰自动化控制系统改造若干问题的探讨
自动化控制是一种现代工业、农业、制造业等生产领域中机械电气一体自动化集成控制技术和理论。摘要：结合安康东驼峰自动化控制系统的改造施工，针对施工中出现的问题进行探讨分析，提出解决方案。结合施工方案及现场施工情况，探讨驼峰的调试、开通。对安康东驼峰今后的改造提出设想。
关键词：驼峰;改造施工;探讨;设想;控制系统
近年来，随着我国经济的飞速发展，铁路建设也进入大规模发展阶段。铁路运输需求量的日益增长，对编组站提出了更高的要求，尤其是作为编组站“心脏”的驼峰，如何快速地解编货物列车，将直接影响编组站甚至铁路线的运输效率。安康东驼峰由于控制系统落后、设备老化等原因，解编能力大大下降，运输问题日益凸显，所以驼峰场的升级改造显得尤为必要。
安康东驼峰改造前采用TW-2型驼峰自动控制系统，本次改造施工将既有TW-2型更换为TBZK-II型自动控制系统，新设置室内各种机柜、智能型电源屏、进路控制机柜、速度控制机柜、监测机柜等;室外设备配套新系统加以改造。由于在改造施工期间，要保证驼峰场正常的解编车辆，所以对施工方案不断进行优，达到两个目的：一是不能干扰正常的行车运输，二是便于施工、调试和开通。以下笔者将结合安康东驼峰现场施工情况，对施工中遇到的问题和今后的改造思路进行探讨。
一、施工过程中遇到的几点问题
1.1 信号电缆的利旧改造
由于安康东驼峰场机械室内设备倒层新设，室外信号设备利旧改造。室外信号电缆利旧改造有两种方案。方案一：室外主干电缆新设。方案二：由于既有机械室位于二楼，新建机械室位于一楼，可以将既有电缆割接至新分线盘。方案三：在新旧分线盘间新设联系电缆。这三种方案各有优劣，方案一便于施工，电缆至机械室端可以施工到位，只需在开通时将室外端接入既有方向盒，但施工成本较高。方案二施工成本最低，只需将电缆割接穿入新分线盘 ，缺点是此施工只能在开通当天进行，且耗时较长，不利于前期试验和开通施工;方案三施工后有利于前期试验，且开通当天施工量适中，施工成本一般。
安康东驼峰头部信号设备较多，前期调试28组电空转辙机道岔、40架信号机、108个区段轨道电路、26组减速器、26台雷达、21套测长设备、50个踏板及限界检查器2套等设备是一个重难点。方案三可以解决此问题：在机械室施工完成、室内模拟试验完成后，将联系电缆放至既有机械室，利用室内新设备带动室外信号设备进行试验。
经过比选，方案三较为合理，最有利于施工。实际施工时采用此方案，且安康东驼峰的顺利开通，证明此方案为最优方案。
1.2 减速器的利旧改造
安康东驼峰减速器室外设备利旧，室内控制电路为新设。室内施工、模拟试验完成后，用室内电路带动室外减速器进行调试。在调试过程中发现，在既有TW-2系统下，三部位减速器制动、缓解表示灯显示正常。当切换为新的TBZK-II系统时，三部位共11组减速器制动或缓解表示灯显示灭灯，而前后台制动、缓解操作减速器正常。检查新、旧系统下的减速器表示电路和控制台显示电路，电路均正常。经过初步分析表示灯故障的11组减速器后发现，每组减速器均是制动表示灯故障，缓解表示灯正常。且表现为如果前台制动表示灯故障，那么后台制动表示灯为正常，反之情况一样，即前后台制动表示灯中只有一个故障，故障具有规律性。对比分析新电路与既有电路后发现，控制台显示电路有所不同，新旧电路如下图。
既有系统下的三部位减速器表示电路中，控制台上对于每组车辆减速器只设置一个缓解表示灯HB和一个制动表示灯ZB;而在新系统下每组车辆减速器的前后台表示灯分开设置，即HB1、HB2和ZB1、ZB2四个灯。在室外查找故障原因时，发现故障减速器前台或后台的干簧接点盒出现故障。平时，减速器的缓解干簧接点闭合，使缓解表示继电器吸起，点亮缓解表示灯。制动时，缓解干簧接点断开，缓解表示继电器落下，缓解表示灯熄灭;减速器在制动位置时，制动干簧接点闭合，使制动表示继电器吸起，点亮制动表示灯。干簧接点盒受电压不稳定、螺丝松动等原因很容易发生接点粘连。在自动控制模式下，如果出现上述故障情况很难在控制台显示出来，这对于行车、人身都是不安全的。
二、TBZK-II型驼峰自动控制系统的调试及开通
安康东驼峰采用TBZK-II型自动控制系统，其模式为分散控制、集中管理。在功能上，将驼峰作业分为机车控制、进路控制和溜放速度控制三部分。根据驼峰自动化控制系统的功能特点，自动化驼峰的调试及开通分为模拟试验、联锁功能试验和溜放功能试验三个阶段。
2.1 模拟试验
模拟试验是联锁功能试验前必不可少的环节。驼峰模拟试验采用模拟条件，利用站场模拟盘对系统软件、联锁关系、溜放进路自动控制部分的正确与否进行试验。试验时采用双机同步，分别以A、B机为主机进行试验。
模拟试验主要检查室内电路配线是否准确、室内设备是否正常工作，以及联锁关系是否正确。模拟试验时，操作控制台和模拟盘，观察继电器状态、控制台显示信息及控制机柜控制板信息，对照联锁表逐条进行检查，确认无误才能进行下一阶段的调试，开通前拆除模拟盘。
2.2 联锁功能试验
联锁功能试验是在室内、室外设备都安装到位的情况下进行的试验。调试和开通时均必须逐项试验信号机、轨道电路、道岔、减速器、雷达、踏板、测长、测重设备，对照设备检查表一一核对。开通时应逐项逐个核对各设备的室外状态、位置和室内继电器状态、计算机控制台的显示、各种机柜控制板信息显示等。联锁功能试验的内容包括：
(1)信号机：主体信号机、调车信号的显示核对，室内继电器DXJ状态、控制台显示的核对;
(2)道岔：道岔转换试验，室外位置状态、室内继电器位置、控制台显示核对;
(3)轨道电路：轨道电路的占用和空闲，核对控制台显示;
(4)减速器：减速器制动、缓解位置室内外表示一致;
(5)雷达、踏板、测长、测重设备灯驼峰专用设备的位置、功能检测;
(6)场联电路：驼峰与到达场(安康东I场)场间联系电路开放信号的核对。
联锁功能试验时对照联锁表进行试验，认真仔细、彻底无漏项，确保联锁关系正确。
2.3 溜放功能试验
鉴于溜放功能试验的特殊性，加之运输的需求，安康东驼峰溜放试验采用“实操+试验”的模式，即利用实际需要编解的列车进行功能试验，不仅节省时间，而且试验更彻底。在联锁试验完成确认无误后，启用驼峰新信号设备，进行溜放功能试验。溜放试验时验证系统正常情况下的功能和设备故障时对溜放车辆的控制能力。此阶段非常重要，它直接影响设备和工作人员的安全。溜放功能试验包括基本功能试验和其它功能试验。试验前经过精心准备、策划，力求安全、完整。试验项目、内容及方法如下：
(一)溜放进路基本功能试验
溜放进路控制
试验方法：编制作业计划，1-21道各股道溜放1钩，采取单钩溜放，手闸防护。一、二部位采用手动，三部位采用人工定速控制。
试验结果：溜放车组应能按计划进入正确股道，三部位按人工定速控制减速器。系统应正确显示溜放车组的相关信息，包括车组经过一、二部位、三部位的速度、控制状态。
(二)溜放速度控制基本功能试验(结合第一步穿插进行)
①一部位自动控制
试验方法：采取单钩溜放，手闸防护。一部位采用自动控制，二部位采用手动控制，三部位采用人工定速控制。
试验结果：系统应正确显示溜放车组的相关信息，包括溜放车组一部位计算机定速、实际速度、控制状态等，按系统定速正确控制减速器。
②一部位自动/手动控制切换(手动干预)
试验方法：采取单钩溜放。车组在一部位上受系统控制的过程中，人工按下制动或缓解按钮，切断计算机控制。二部位采用手动控制，三部位采用人工定速控制。
试验结果：系统应正确显示溜放车组的相关信息。手动干预后，车组应可由人工正确控制。车组出清一部位、减速器处于缓解位后，系统自动恢复自动控制。
③二部位自动控制
试验方法：采取单钩溜放。一部位采用手动控制，二部位采用自动控制，三部位采用人工定速控制。
试验结果：系统应正确显示溜放车组的相关信息，包括溜放车组二部位计算机定速、实际速度、控制状态等，按系统定速正确控制减速器。
④二部位自动/手动控制切换(手动干预)
试验方法：采取单钩溜放。车组在二部位上受系统控制的过程中，人工按下制动或缓解按钮，切断系统控制。一部位采用手动控制，三部位采用人工定速控制。
试验结果：系统应正确显示溜放车组的相关信息。手动干预后，车组应可由人工正确控制。车组出清二部位、减速器处于缓解位后，系统自动恢复自动控制。
⑤三部位自动控制
试验方法：采取单钩溜放。一部位采用自动控制，二部位采用自动控制，三部位采用自动控制。
试验结果：系统应正确显示溜放车组的相关信息，包括溜放车组三部位计算机定速、实际速度、控制状态等，按计算机定速正确控制减速器。
注意：试验前，应核对待试验股道的测长是否正确，以防超速。
⑥三部位自动控制/半自动/手动切换
试验方法：单钩溜放。一部位采用自动控制，二部位采用自动控制，三部位采用自动控制。在三部位控车过程中，输入人工定速。
试验结果：系统应正确显示溜放车组的相关信息，可按人工定速定速正确控制减速器。
注意：建议采用长组车进行试验。
(三)溜放作业其它功能的试验(分三部分)
第一部分：
①摘错
试验内容：试2钩(按计划多摘1辆和少摘1辆，共需要3辆车)。
试验方法：第一钩一辆，第二钩三两，摘钩员摘钩时，将第二钩摘成两辆。按正常作业方式溜放。
试验结果：系统报“摘错”。
②错道跟踪
试验方法：连续溜放两钩，在第二钩车组下溜之前，将第一分路道岔人工扳向计划相反方向
试验结果：系统报“溜错方向”或“溜错股道”，自动选择安全股道，系统自动给出后续钩车经过的减速器定速，现场观察一、二、三部位正常控车。
③错道跟踪
试验方法：连续溜放两钩，在第二钩车组下溜之前，人工将末级道岔扳向计划相反方向。
试验结果：系统报“溜错方向”或“溜错股道”，系统给出相对应三部位减速器定速，减速器自动控车。
④峰下摘钩(T1、T2各试一钩)
试验方法：将溜放车组推送至第一分路道岔下部摘钩，其余车辆压第一分路道岔区段不出清。(只有当前行车组出清第二分路道岔后，才能后退或继续摘下1钩。)
试验结果：系统报“峰下摘钩”，不影响继续按计划溜放。
⑤钓鱼(T1、T2各试一钩)
试验方法：将溜放车组推送压上第一分路道岔，然后再反牵出清第一分路道岔。
试验结果：系统报“钓鱼”，并不影响后续计划的执行。
⑥途停(T1、T2各试一钩)：
试验方法：由车务用手闸控制钩车，二部位至三部位之间(道岔或警冲标区段上)，后续钩车继续溜放，间隔时间放长，观察车辆停留前方道岔是否转换至另一位位置，必要时二部位手动夹停。
试验结果：系统报“途停”，切断驼峰信号并将前方道岔锁闭至防侧冲进路的防护功能，系统报警并自动关闭驼峰信号。
⑦满线(减速器上停车)：
试验方法：车辆溜放进入股道后，人工分路股道入口，侧长显示满线。
试验结果：试验系统报警并自动封锁该股道(前方道岔自动转换开通相邻股道)。
第二部分：
①堵门一(溜放钩车)：
试验方法：由车务用手闸控制钩车，使车辆停在警冲标区段。
试验结果：系统报警并自动封锁末级道岔至同方向，直至钩车出清。
②堵门二(尾部顶车压入警冲标区段)：
试验方法：由车务组织尾部顶车，使车辆压入缓行器前方警冲标区段时。
试验结果：检查道岔是否转换并封锁至同向，且系统报警。
③追钩(第一分路道岔处)：
试验方法：联系溜放两钩，每钩一辆，现场摘成一钩。
试验结果：系统报追钩。
④放头拦尾：
试验方法：在全场溜放过程中，摘一钩五辆，正常溜放
试验结果：现场观察三部位减速器实现放头拦尾。
⑤减速器区段鉴停报警
试验方法：溜放车一辆，车务将溜放车组在三部位人工夹停。
试验结果：系统发出鉴停报警，并自动将有关道岔封锁在相邻
⑥打靶距离不够：
试验方法：人工将股道侧长分路为50米，向该股道溜放五辆，正常溜放。
试验结果：现场观察减速器取消拦尾控制，车辆在进入减速器后及时制动，并给出合理定速。
⑦双推双溜：
车务提前编制流放计划两钩，T1、 T2同时溜放。
试验结果：现场观察两钩车溜向规定股道，一、二、三部位正常控车。
第三部分：
①低速报警
试验方法：在溜放车组出清二部位后，由车务用手闸控制钩车，人工使用手闸将车组速度降至8km/h以下。
试验结果：系统发出低速报警。
②车轮传感器故障报警
试验方法：用实际车组试验，溜放一钩，在车组下溜之前，将该车组将要经过的三部位减速器的车轮传感器信号在室外分线盘上断开。
试验结果：系统给出定速并报“车轮传感器故障”，现场观察三部位减速器正常控车。
③雷达故障：
试验方法：正常溜放一钩，人为关闭任一股道三部位雷达 电源，
试验结果：系统给出定速，现场观察三部位减速器自动控制钩车，实行粗略控制，并系统报警。
④减速器区段轨道电路故障：
试验方法：正常溜放一钩，在车辆进入减速器区段前，人为使该区段轨道电路分录不良。
试验结果：试验系统报警，减速器正常控车。
⑤测长故障：
试验方法：正常溜放一钩，人为切断某股道测长电源。
试验结果：系统给出定速并报警，减速器正常控车。
⑥测重故障：(T1、T2各试一钩)
试验方法：正常溜放一钩，人为关闭测重控制机。
试验结果：系统给出定速并报警，现场观察一、二、三部位正常控车。
⑦道岔恢复：
试验方法：编制计划要求一分路道岔反位，先将该道岔置于定位，在该道岔反位基本轨与尖轨间放一障碍物，开始自动溜放作业。
试验结果：试验道岔在失去定位表示1.2秒，应能自动转回定位，系统报警，现场观察一、二、三部位正常控车。
驼峰场地形、环境、设备情况复杂，信号设备多，车辆作业繁忙。自动化驼峰控制系统的可靠安全是确保编组站调车安全，提高解编能力的重要保证。
三、关于安康东驼峰今后改造的设想
安康东驼峰控制系统改造已经施工完毕，并已顺利开通。根据现场施工的实际情况及安康东驼峰行车运输情况，笔者认为安康东驼峰甚至安康东编组站仍存在问题。
安康东编组站为区域性编组站，主要担负襄渝线、阳安线、西康线以及安康铁路枢纽货物列车的解编任务，是连接西南、华中及西北地区重要的交通枢纽，对当地及周围地区的经济发展起到至关重要的作用。安康东编组站目前的作业任务比较繁重，尤其是驼峰解编压力较大。虽经过本次改造，编解能力有所提高，但编组站综合化、智能化、信息化程度不高，导致整体运输能力受限。因此，笔者设想，可对安康东编组站进行编组站综合自动化改造，安康东驼峰在此基础上进行相应改造，将会最大化的提高编解能力，进行改造后将会解决目前存在的问题，具体内容如下：
3.1 提高车站运输效率
目前，安康东编组站自动化程度较低，各场间的互相联系主要依靠人工控制，各种系统相互独立，信息不能共享，从而导致车站的运输效率不高。采用综合自动化系统后，将实现编组站各场、各系统的整体闭环，实现全站统一调度，提高运输效率。综合自动化系统将能自动处理各生产环节间的工序连接，淘汰了以前人为处理的模式，实现生产工序零切换。为全站指挥层的指挥决策提供可靠、必需的技术支持，甚至铁路局调度中心也能对编组站的当前情况一目了然。综合自动化后，可以充分利用全站的硬件、软件资源，充分利用作业时间。消除因人为参与的计划控制和作业人员间的相互沟通、协调联络所占用的时间，增强机车车载和室外作业人员的相互联系，消减因调度人员取获作业上报和作业进度信息所占用的时间。各方面功能的改善，全面的提高车站整体生产作业效率，从而提高车站运输效率。
3.2 优化运营生产结构
安康东编组站综合自动化系统实现后，将通过综合化、自动化、智能化、信息化等技术大量替代了生产人员的体力、脑力劳动，为全站统一指挥与监控人员集中办公提供了可行方案，为车站组织结构优化提供了空间。综合自动化系统能促进全站生产结构的大调整，从基层到顶层进行全面减员，系统发挥全面性、综合性等优势，实现减员增效。且综合自动化系统利用其自动化、智能化功能，最大程度的减轻职工劳动强度，有效地解决了因减员而造成的单个作业人员工作量增加的问题。
3.3 加强全站生产安全
实现综合自动化系统后，将能够提高全站生产安全。编组站行车与调度计划是指挥生产的源头，综合自动化系统能大幅度提高信息质量与信息安全，确保信息的可靠性、实时性、安全性，即确保信息与现场实际情况、生产情况相互同步。计算机与人相比，具有智能化、程序化、标准化等优势。计算机将大量人为操作转化为计算机运行程序，从而消除了由于人为操作失误而引起的信息错误，规避了风险，保证生产安全。由于计算机程序特有的可验证性，以及计算机输出的规范性、标准性和一致性，从而在技术手段上加强、提高了全站的生产安全。
四、结语
既有驼峰的改造施工应结合现场实际情况，充分调查、提前研判、全面把控，提出可行性施工方案。安康东驼峰自动化控制系统改造一次性顺利开通，但仍需认真分析施工中出现的问题，吸取经验教训，为以后类似施工积累宝贵经验。
参考文献：
[1]李俊娥.驼峰信号[M].北京：中国铁道出版社，2015.
[2]包振峰.自动化驼峰基础设备[M].北京：中国铁道出版社，2008.
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