一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统及作业方法与流程

1.本发明涉及港口自动化技术领域，特别涉及一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统及作业方法。


背景技术：

2.铁路专用线引入港口自动化集装箱码头堆场内部进行装卸作业，并在港口内建设有用于列车到、发和自动化装卸作业的相关设施。港口堆场装卸线可独立完成列车到发和装卸作业，也可与港口周边的接轨站配合完成作业。
3.现有技术中，铁路机车车辆进出港口铁路装卸线，在空间和时间上与自动化装卸设备的作业有较多冲突，需要建立一套集装箱铁路装卸线安全系统及作业方法，确保铁路作业和自动化装卸作业的安全性。针对上述缺陷，本发明作出了改进。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术的不足，本发明提供一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，可以保证港口自动化集装箱码头自动化场桥与铁路取送车调机机车的安全协同作业。
5.本发明提供一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，包括场桥安全系统和车站联锁系统，用于港口自动化集装箱码头铁路装卸线安全作业防护；
6.所述场桥安全系统包括门禁子系统和场桥作业子系统，所述门禁子系统用于控制铁路门禁的开闭，所述场桥作业子系统用于控制装卸作业区自动化场桥的吊装作业，场桥作业子系统还用于控制自动化场桥停止装卸作业区的装卸作业并将其锁闭至安全位置；
7.所述车站联锁系统用于铁路道岔控制、信号机开放与关闭控制，还用于监测轨道区段状态、铁路机车车辆位置及运行方向；
8.所述场桥安全系统与车站联锁系统信息互通，互送设备工作状态，互送作业请求，相互锁闭，调车作业时锁闭场桥作业股道，场桥装卸作业时封锁调车作业进路及相关股道。
9.优选的，所述门禁子系统包括门禁和门禁开闭控制装置，所述装卸作业区设有用于与外界隔离的防护网，装卸作业区内的两侧各设一条场桥轨道，场桥大车横跨在两条场桥轨道上，两条场桥轨道之间的一侧设有集装箱堆场，另一侧设有平行于所述场桥轨道的铁路装卸线，铁路装卸线的入口防护网处装设所述门禁和门禁开闭控制装置，所述防护网外设有铁路道岔，所述铁路道岔与铁路装卸线之间设有过渡区段。
10.优选的，所述车站联锁系统包括道岔转辙机、信号机、轨道电路装置、车辆运行方向检测装置和联锁运算控制装置，通过控制道岔转辙机实现铁路道岔控制，通过信号机来防护铁路道岔、门禁和装卸作业区的安全，通过轨道电路装置监测轨道区段状态和铁路机车车辆位置，通过车辆运行方向检测装置监测铁路机车车辆运行方向，通过联锁运算控制装置实现联锁运算控制。
11.优选的，所述场桥作业子系统包括自动化场桥和场桥锁闭装置，所述自动化场桥包括场桥大车、横向小车和吊具，场桥作业子系统用于场桥大车纵向、横向小车横向以及吊
具升降的运行控制，进而实现吊装作业，所述场桥锁闭装置用于将所述横向小车和吊具锁闭至安全位置。
12.优选的，所述信号机包括道岔信号机和门禁信号机，所述铁路道岔处设置所述道岔信号机，所述门禁处设置所述门禁信号机，所述道岔信号机和门禁信号机用于防护铁路道岔、门禁以及装卸作业区的安全。
13.优选的，所述铁路装卸线的一侧设置有机车停车标，所述机车停车标设置在所述自动化场桥的作业区边界处且所述作业区边界靠近所述门禁。
14.优选的，所述铁路装卸线包括第一区段和第二区段，所述第一区段的一端连接所述过渡区段，另一端连接所述第二区段，所述第一区段和第二区段的分界与所述机车停车标之间为调机停车区。
15.优选的，所述过渡区段、第一区段和第二区段均设置有所述轨道电路装置，轨道电路装置用于监测轨道区段状态和铁路机车车辆位置，所述第一区段和第二区段的分界处设置所述车辆运行方向检测装置。
16.本发明还提供一种半自动集装箱铁路装卸线送车作业方法，根据送车作业计划，调车机车推送铁路集装箱车辆经铁路道岔至装卸作业区内的目标铁路装卸线上，包括以下步骤：
17.(1)门禁关闭，道岔信号机点红灯，车辆在道岔信号机前轨道区段停下，车列在道岔信号机前等待进入装卸作业区；
18.(2)车站联锁系统通知场桥安全系统有铁路机车车辆需要进入目标铁路装卸线，场桥安全系统接收到有铁路机车车辆需要进入目标铁路装卸线的信息，根据作业进程，控制自动化场桥停止作业，同时将装卸作业区的自动化场桥锁闭在安全位置；
19.(3)自动化场桥锁闭至安全位置后，场桥安全系统控制目标铁路装卸线入口处的门禁开放，场桥安全系统同时将门禁开放、场桥锁闭至安全位置的信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统得到信息，通过检查联锁关系与门禁在开放状态，办理铁路道岔至目标铁路装卸线的调车进路，允许调车机车推送铁路集装箱车辆进入装卸作业区，车站联锁系统将进路锁闭、道岔信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将目标铁路装卸线入口处的门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全；
20.(4)道岔信号机开放点白灯，调车机车推送铁路集装箱车辆进入装卸作业区，车站联锁系统检测轨道区段状态和进路解锁信息，证明调车机车车辆越过过渡区段进入铁路装卸线后，道岔信号机自动关闭点红灯，同时将进路解锁、过渡区段空闲、道岔信号机关闭状态传递给场桥安全系统，场桥安全系统得到信息后控制目标铁路装卸线入口处的门禁自动关闭；
21.(5)调车机车继续推送铁路集装箱车辆，车站联锁系统检测到机车车辆进入目标铁路装卸线，调车机车在机车停车标前停车，铁路集装箱车辆全部进入装卸作业区且制动停稳，调车机车与铁路集装箱车辆摘钩分离，送车作业到位；
22.(6)调车机车摘钩后后退，准备退出铁路装卸线，车站联锁系统检测调车机车通过的方向、轴数、轨道区段占用状态相关信息，自动判断调车机车退出调机停车区，通知场桥安全系统有机车需要退出铁路装卸线，请求开放目标铁路装卸线入口处的门禁，场桥安全系统接收到信息将门禁开放，并将信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统检查过渡区段
状态、铁路道岔状态和门禁状态后办理进路并开放门禁信号机点白灯，车站联锁系统将进路锁闭、门禁信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全，调车机车按照门禁信号机显示行车，退出铁路装卸线，越过门禁进入过渡区段；
23.(7)调车机车进入并出清过渡区段，车站联锁系统检测到轨道区段出清信息和进路解锁，控制门禁信号机关闭点红灯，同时将调车机车进路解锁、区段出清信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统接收到信息控制门禁关闭，同时控制场桥锁闭装置解除，可以在装卸作业区开展自动化装卸作业，自动化场桥作业期间，各门禁均关闭，各信号机均点禁止信号，禁止调车机车车辆进入。
24.本发明还提供一种半自动集装箱铁路装卸线取车作业方法，根据取车作业计划，调车机车单机至目标铁路装卸线取车，包括以下步骤：
25.(1)门禁关闭，道岔信号机点红灯，调车机车在道岔信号机前轨道区段停下，调车机车等待进入装卸作业区；
26.(2)车站联锁系统通知场桥安全系统有调车机车需要进入目标铁路装卸线取车作业，场桥安全系统接收到有铁路机车需要进入目标铁路装卸线的信息，根据作业进程，控制自动化场桥停止作业，同时将装卸作业区的自动化场桥锁闭在安全位置；
27.(3)自动化场桥锁闭至安全位置后，场桥安全系统控制目标铁路装卸线入口处的门禁开放，场桥安全系统同时将门禁开放、场桥锁闭至安全位置信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统得到信息，通过检查联锁关系与门禁在开放状态，办理铁路道岔至目标铁路装卸线的调车进路，允许调车机车进入装卸作业区，车站联锁系统将进路锁闭、道岔信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将目标铁路装卸线入口处的门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全；
28.(4)道岔信号机开放点白灯，调车机车进入装卸作业区，车站联锁系统检测轨道区段状态和进路解锁信息，证明调车机车越过过渡区段进入铁路装卸线后，道岔信号机自动关闭点红灯，同时将信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统得到调车机车进入铁路装卸线信息后控制目标铁路装卸线入口处的门禁自动关闭；
29.(5)调车机车继续向前行驶，车站联锁系统检测到机车车辆进入目标铁路装卸线，调车机车在机车停车标前停车，将调车机车与铁路集装箱车辆连结，准备进行取车作业，场桥安全系统根据调车机车人员发出机车停稳信息，据此判断调车机车到位，准备开始取车作业；
30.(6)调车机车连挂铁路集装箱车辆后开始后退，准备退出铁路装卸线，车站联锁系统检测调车机车通过的方向、轴数、轨道区段占用状态相关信息，自动判断调车机车开始取车作业，通知场桥安全安全系统有机车车辆需要退出目标铁路装卸线，请求系统开放目标铁路装卸线入口处的门禁，场桥安全系统接收到信息将门禁开放，并将信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统检查过渡区段状态、铁路道岔状态和门禁状态后办理进路并开放门禁信号机点白灯，车站联锁系统将进路锁闭、门禁信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全，调车机车车辆按照门禁信号机显示行车，退出铁路装卸线，越过门禁进入过渡区段；
31.(7)调车机车车辆进入过渡区段并继续退出，车站联锁系统检测到轨道区段出清
信息和进路解锁，控制门禁信号机关闭点红灯，同时将调车机车进路解锁、区段出清信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统接收到信息控制门禁关闭，同时控制场桥锁闭装置解除，可以在装卸作业区开展自动化装卸作业，自动化场桥作业期间，各门禁均关闭，各信号机均点禁止信号，禁止调车机车车辆进入。
32.综上所述，本发明有益效果为：
33.1.安全系统包括场桥安全系统和车站联锁系统，场桥安全系统包括门禁子系统和场桥作业子系统，其中场桥安全系统与车站联锁系统信息互通，互送设备工作状态，互送作业请求，相互锁闭，调车作业时锁闭场桥作业股道，场桥装卸作业时封锁调车作业进路及相关股道，进而能很好地保证保证港口自动化集装箱码头自动化场桥与铁路取送车调机机车的安全协同作业；
34.2.装卸作业区设置防护网与外界隔离，通过在装卸作业区防护网铁路出入口处装设自动控制门禁能很好地实现内外隔离，进而很好地实现全封闭作业；
35.3.场桥锁闭装置能将横向小车和吊具锁闭至安全位置，将横向小车和吊具锁闭至安全位置可以防护调车机车在取送车过程中不受自动化场桥起吊小车及吊具的冲撞，满足调车机车车辆和自动化场桥安全协调作业要求。
36.下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明的一种系统结构示意图；
39.图2为本发明的一种系统总体布置示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的图1至图2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
42.如图1至图2所示，本实施例公开一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，用于港口自动化集装箱码头铁路装卸线安全作业防护，由调车机车推送铁路车辆至港口自动化集装箱码头内铁路装卸线，配合自动化场桥完成港口铁路装卸线自动化装卸作业模式，自动化场桥与铁路车辆能实现安全作业，安全系统包括场桥安全系统和车站联锁系统；
43.场桥安全系统包括门禁子系统和场桥作业子系统，门禁子系统用于控制铁路门禁的开闭，场桥作业子系统用于控制装卸作业区自动化场桥的吊装作业，场桥作业子系统还用于控制自动化场桥停止装卸作业区的装卸作业并将其锁闭至安全位置；
44.车站联锁系统用于铁路道岔控制、信号机开放与关闭控制，还用于监测轨道区段状态、铁路机车车辆位置及运行方向；
45.场桥安全系统与车站联锁系统信息互通，互送设备工作状态，互送作业请求，相互锁闭，调车作业时锁闭场桥作业股道，场桥装卸作业时封锁调车作业进路及相关股道。
46.优选的，门禁子系统包括门禁和门禁开闭控制装置，门禁为自动控制门禁，方便控制启闭。通过在装卸作业区防护网铁路出入口处装设自动控制门禁，能很好地隔离自动化码头铁路装卸作业区与码头外部铁路作业区。
47.优选的，场桥作业子系统包括自动化场桥和场桥锁闭装置，自动化场桥包括场桥大车、横向小车和吊具，场桥作业子系统用于场桥大车纵向、横向小车横向以及吊具升降的运行控制，进而实现吊装作业，场桥锁闭装置用于将横向小车和吊具锁闭至安全位置，将横向小车和吊具锁闭至安全位置可以防护调车机车在取送车过程中不受自动化场桥起吊小车及吊具的冲撞，满足调车机车车辆和自动化场桥安全协调作业要求。自动化场桥(自动化堆场桥式起重机，简称自动化场桥或场桥)是在自动化铁路装卸线内沿着轨道纵向移动的装卸机具，直接在铁路车辆和码头内部水平运输车辆之间转移集装箱货物。铁路机车推送或牵引车辆进出自动化码头铁路装卸线，由自动化场桥实现铁路集装箱自动化装卸作业，可以减少港口倒装、减少搬运次数，降低倒装时间，降低接驳成本，由此构建铁水联运高效率综合交通运输体系。
48.优选的，车站联锁系统包括道岔转辙机、信号机、轨道电路装置、车辆运行方向检测装置和联锁运算控制装置，信号机包括道岔信号机和门禁信号机，铁路道岔处设置道岔信号机，门禁处设置门禁信号机，道岔信号机和门禁信号机用于防护铁路道岔、门禁以及装卸作业区的安全，设置轨道电路装置能便于监测轨道区段状态和铁路机车车辆位置，设置车辆运行方向检测装置能便于监测车辆运行方向。
49.本实施例信号机d1为道岔信号机，信号机dm1、dm2为门禁信号机，d1、dm1、dm2信号机用于防护装卸作业区、门禁和1#道岔的安全。d1、dm1、dm2信号机由车站联锁系统控制，在门禁关闭时点红灯，禁止铁路车辆越过，在门禁开放时点白灯允许铁路车辆通行。场桥安全系统设门禁控制装置用于控制门禁的开放与关闭。门禁状态信息由场桥安全系统传递给车站联系系统，车站联锁系统得到门禁状态信息，并检查联锁关系后控制d1、dm1、dm2信号机的开放与关闭。信号机d1开放与关闭由车站联锁系统和门禁子系统双重控制，dm1、dm2信号机开放与关闭也由车站联锁系统和门禁子系统双重控制，可有效地防护安全。以信号机d1为例，门禁开放后，车站联锁系统方能控制d1信号机的开放；d1开放后，门禁不得关闭；d1信号机关闭后，门禁方可关闭。本实施例中，d1信号机同时是1#道岔的防护信号机，dm1、dm2信号机同时是1#道岔的防护信号机。
50.调车机车车辆完全退出装卸作业区，车站联锁系统调车进路解锁，dm1、dm2信号机关闭，车站联锁系统将进路解锁信号关闭控制信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统通知门禁系统关闭门禁，门禁1、门禁2关闭，门禁关闭后场桥安全系统通知场桥作业子系统解除该股道锁闭状态，自动化场桥在铁路装卸线自动化堆场防护网内进行自动集装箱装卸作业。
51.自动化场桥装卸作业优先，车站联锁系统控制范围内信号设备由车站控制中心控制，是本系统的外部接口；门禁子系统、场桥作业子系统由场桥安全系统控制。自动化场桥
自动作业期间，门禁关闭，d1、dm1、dm2信号机关闭，信号机点禁止灯光。
52.在本实施例中，场桥安全系统控制装卸作业区场桥吊装小车的横向上下吊装作业、场桥大车沿场桥轨道纵向运行，根据场桥安全系统指令停止作业，铁路取送车作业时将场桥吊装小车锁闭至不与该股道铁路车辆产生接触的安全位置；控制门禁系统的开放与关闭。场桥安全系统与车站联锁系统可以相互传递控制信息。联锁系统向场桥安全系统发送由封闭网外进入网内1g1或2g1的请求以及d1信号机开放或关闭状态，发送由封闭网内1g1或2g1向封闭网外出的请求以及dm1、dm2信号机开放和关闭的状态；场桥安全系统向联锁系统发送门禁、门禁2开放或关闭。
53.优选的，装卸作业区设有用于与外界隔离的防护网，装卸作业区内的两侧各设一条场桥轨道，场桥大车横跨在两条场桥轨道上，两条场桥轨道之间的一侧设有集装箱堆场，另一侧设有平行于场桥轨道的铁路装卸线，铁路装卸线的入口防护网处装设门禁和门禁开闭控制装置，防护网外设有铁路道岔，铁路道岔与铁路装卸线之间设有过渡区段。在本实施例中，自动化集装箱铁路装卸线全封闭作业，设有防护网与外界隔离，自动化装卸设备作业时禁止人员及铁路机车在作业区域内停留和移动，铁路车辆采用集装箱平车或敞车，设置自动化轨道式集装箱门式起重机进行装卸作业，铁路装卸区自动化轨道式场桥对集装箱装卸作业时，采用自动化方式作业，场桥大车能在两条场桥轨道上纵向移动，可便于装卸作业。
54.下面以防护网外设置一个铁路道岔，防护网内设置两条铁路装卸线为例做进一步说明，具体实施时的系统总体布置可参照本实施例进行调整。本实施例中铁路道岔为1#道岔，道岔前设置d1信号机，第一铁路装卸线与铁路道岔之间的过渡区段为1dg区段，第二铁路装卸线与铁路道岔之间的过渡区段为1dg1区段。进一步地，本实施例第一铁路装卸线入口处设置门禁1和dm1信号机，第二铁路装卸线入口处设置门禁2和dm2信号机，1g1区段与1g区段的分界设置计轴设备jz11，2g1区段与2g区段的分界设置计轴设备jz21。
55.优选的，两条铁路装卸线的一侧均设置有机车停车标，机车停车标用于指示取送车作业时调车机车停车位置，避免调车机车侵入自动化场桥作业区域出现碰撞安全事故，协调调车机车和自动化场桥在铁路装卸线内交互作业，机车停车标设置在自动化场桥靠近门禁的作业区边界处，也即铁路装卸线在自动化场桥作业区边界处(场吊能够进行铁路车辆装卸作业且不会对调车机车产生冲撞的边界)设有机车停车标，为了机车的安全，调车机车进入装卸线的边界停车标位置停车，不得越过，而铁路集装箱车辆则要求全部越过机车停车标位置进入场桥装卸作业区域。
56.优选的，铁路装卸线包括第一区段和第二区段，本实施例第一铁路装卸线包括设置于门禁1内侧的1g1、1g轨道区段，门禁1外侧设置1dg区段，第二铁路装卸线包括设置于门禁2内侧的2g1、2g轨道区段，门禁2外侧设置1dg1区段，第一区段与第二区段的分界位于自动化场桥吊具作业边界外侧加调机停车区的位置(调机停车区约30m，一个机车的长度)，即第一区段和第二区段的分界与机车停车标之间为调机停车区，可便于停放调车机车。
57.优选的，过渡区段、第一区段和第二区段等各轨道区段均设置有轨道电路装置，轨道电路装置用于监测轨道区段状态和铁路机车车辆位置，1dg、1g1、1g轨道区段均由车站联锁系统控制，1dg1、2g1、2g轨道区段也均由车站联锁系统控制，第一区段和第二区段的分界处设置车辆运行方向检测装置，本实施例车辆运行方向检测装置采用计轴设备。轨道区段
能用于检测驶入驶出装卸线站列车、调车机车、车列的位置、时机、判断车辆运行方向等，用于判断铁路作业的位置和作业进程。具体实施时轨道区段的铁路车辆位置监测装置可以是轨道电路装置、计轴装置、车号识别装置、雷达装置和视频图像识别装置等，本实施例中铁路车辆位置监测装置优选轨道电路装置，在各轨道区段设置轨道电路装置，并在第一区段和第二区段的分界处设置计轴装置(即计轴设备)，由此可以很好地检测一个区段内铁路车辆的位置、数量和运行方向。
58.d1、dm1、dm2信号机，1#道岔，1dg、1dg1、1g1、2g1、1g、2g轨道电路装置等设备均由车站联锁系统控制。平时状态，d1、dm1、dm2信号机点红灯，禁止铁路车辆越过。车站联锁系统与场桥安全系统是相邻控制系统关系，有控制信息相互传递和互锁关系。
59.以图2铁路装卸线中的计轴设备jz11为例，铁路机车车辆由1g1区段经过计轴设备jz11进入1g区段，从左到右顺序经过计轴设备的两个磁头传感器就可以记录下列车从左到右的运行方向和经过该装置从1g1进入相邻区段1g的车辆车轮数量。反之，铁路机车车辆由1g区段经过计轴设备jz11进入1g1区段，从右到左顺序经过计轴设备的两个磁头传感器就可以记录下列车从右到左的运行方向和经过该装置从1g进入相邻区段1g1的车辆车轮数量。通过计轴设备jz11能检知车辆到达、计算车辆轴数、判断车辆运行方向信息，还可检测轨道区段1g的占用或空闲状态。
60.本实施例还公开一种半自动集装箱铁路装卸线送车作业方法，根据送车作业计划(以1g送车为例)，调车机车推送铁路集装箱车辆经1#道岔至1g装卸区，即调车机车推送铁路集装箱车辆经铁路道岔至装卸作业区内的目标铁路装卸线上，包括以下步骤：
61.(1)门禁1关闭，d1信号机点红灯，车辆在d1信号机前轨道区段停下，车列在d1信号机前等待进入装卸作业区；
62.(2)车站联锁系统通知场桥安全系统有铁路机车车辆需要进入1g区段。场桥安全系统接收到有铁路机车车辆需要进入1g区段的信息，根据作业进程，控制场桥停止作业，同时将装卸作业区自动化场桥锁闭在安全位置(横向小车及吊具离开1g铁路系统作业范围并锁闭)。
63.(3)自动化场桥锁闭至安全位置后，场桥安全系统控制门禁1开放，场桥安全系统同时将门禁1开放、场桥锁闭至安全位置信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统得到信息，通过检查联锁关系与门禁1在开放状态，办理d1至1g调车进路，允许调车机车推送集装箱车辆进入铁路装卸作业区。车站联锁系统将进路锁闭、d1信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁1锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全；
64.(4)d1信号机开放点白灯，铁路调车机车推送车组进入装卸作业区。车站联锁系统检测1dg区段空闲、1g1区段占用、进路解锁信息，证明调车机车车辆越过d1信号机、1dg区段、进入1g1区段后，d1信号机自动关闭点红灯，同时将进路解锁、1dg空闲、d1信号机关闭状态传递给场桥安全系统，场桥安全系统得到信息后控制门禁1自动关闭。
65.(5)调车机车继续推送集装箱车辆，计轴装置jz11检测到机车车辆出清1g1区段进入1g，调车机车在机车停车标前停车，集装箱车辆全部进入装卸区且制动停稳，调车机车与车辆摘钩分离，送车作业到位，但是调车机车尚未退出装卸作业区，需要准备后续调车机车退出作业流程。
66.(6)调车机车摘钩后后退越过计轴装置jz11，进入1g1区段，车站联锁系统检测调
车机车通过的方向、轴数、区段占用状态相关信息，自动判断调车机车退出调机停车区进入1g1，通知场桥安全系统有机车需要退出装卸线，请求开放门禁1。场桥安全系统接收到信息将门禁1开放，并将信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统检查1dg空闲，道岔处于定位，门禁1开放，办理进路开放dm1信号机点白灯。车站联锁系统将进路锁闭、dm1信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁1锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全。调车机车单机按照dm1信号机显示行车，退出1g1区段，越过门禁1进入1dg区段。
67.(7)调车机车进入并出清1dg区段，车站联锁系统检测到1g1、1dg区段出清，进路解锁，控制dm1信号机关闭点红灯，同时将调车机车进路解锁、区段出清信息传递给场桥安全系统。场桥安全系统接收到信息控制门禁1关闭，同时控制场桥锁闭装置解除，可以在作业区1g区段开展自动化装卸作业。自动化场桥作业期间，门禁1、门禁2关闭，d1、dm1、dm2信号机点禁止信号，禁止调车机车车辆进入。
68.本实施例还公开一种半自动集装箱铁路装卸线取车作业方法，根据取车作业计划(以1g取车为例)，调车机车单机至1g装卸区取车，即调车机车单机至目标铁路装卸线取车，包括以下步骤：
69.(1)门禁1关闭，d1信号机点红灯，机车在d1信号机前轨道区段停下，机车等待进入装卸作业区；
70.(2)车站联锁系统通知场桥安全系统有铁路调车机车需要进入1g区段取车作业。场桥安全系统接收到有铁路机车需要进入1g区段的信息，根据作业进程，控制场桥停止1g装卸作业，同时将装卸作业区自动化场桥锁闭在安全位置(横向小车及吊具离开1g铁路系统作业范围并锁闭)。
71.(3)自动化场桥锁闭至安全位置后，场桥安全系统控制门禁1开放，场桥安全系统同时将门禁1开放、场桥锁闭至安全位置信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统得到门禁状态信息，通过检查联锁关系与门禁1在开放状态，办理d1至1g调车进路，允许调车机车进入铁路装卸作业区。车站联锁系统将进路锁闭、d1信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁1锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全。
72.(4)d1信号机开放点白灯，铁路调车机车进入装卸作业区。车站联锁系统检测装卸线1dg区段空闲、1g1区段占用、进路解锁信息，证明调车机车越过d1信号机和1dg进入1g1区段后，d1信号机自动关闭点红灯，同时将信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统得到调车机车进入装卸线信息后控制门禁1自动关闭。
73.(5)调车机车继续向1g区段行驶，计轴装置jz11检测到机车车辆出清1g1区段进入1g区段，调车机车在机车停车标前停车，调车机车与1g区段的车辆连结，准备进行取车作业。场桥安全系统根据调车机车人员发出机车停稳信息，据此判断调车机车到位，准备开始取车作业。
74.(6)调车机车连挂车辆后开始后退越过计轴装置jz1 1，进入1g1区段，车站联锁系统检测调车机车通过的方向、轴数、区段占用状态相关信息，自动判断调车机车开始取车作业，通知场桥安全系统有机车车辆需要退出装卸线，请求系统开放门禁1。场桥安全系统接收到信息将门禁1开放，并将信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统检查1dg空闲，道岔处于定位，门禁1开放，办理进路开放dm1信号机点白灯。车站联锁系统将进路锁闭、dm1信号开
放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁1锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全。调车机车车辆按照dm1信号机显示行车，退出1g1区段，越过门禁1进入1dg区段。
75.(7)调车机车车辆进入1dg区段并继续退出，车站联锁系统检测到1gl、1dg区段出清，进路解锁，控制dml信号机关闭点红灯，同时将调车机车进路解锁、区段出清信息传递给场桥安全系统。场桥安全系统接收到信息控制门禁1关闭，同时控制场桥锁闭装置解除，可以在作业区1g区段开展自动化装卸作业。自动化场桥作业期间，门禁1、门禁2关闭，d1、dm1、dm2信号机点禁止信号，禁止调车机车车辆进入。
76.本发明是用于港口自动化集装箱码头铁路装卸线安全作业防护，由调车机车推送铁路车辆至港口自动化集装箱码头内铁路装卸线，配合自动化场桥完成港口铁路装卸线自动化装卸作业模式，自动化场桥与铁路车辆能很好地实现安全作业。
77.将铁路装卸线直接引入港口堆场内部对联运集装箱进行装卸作业，避免了过度依赖外部道路车辆进行码头外部短驳运输，有利于降低联运成本，并缓解港口周边的道路拥堵和排放污染问题。
78.本发明的安全系统在铁路进入自动化集装箱码头内部装卸作业模式下，铁路装卸线引入港口自动化集装箱码头内部，并在港口自动化集装箱码头内建设有用于列车到、发和装卸作业的相关设施作业方式下提出了一种基于自动化集装箱码头内铁路装卸线自动化场桥与取送车调车机车实现安全作业的系统和作业方法。该系统及作业方法可以保证港口自动化集装箱码头自动化场桥与铁路取送车调机机车的安全协同作业。
79.本实施例中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，在此不做进一步说明。
80.各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利权保护范围内。

技术特征：
1.一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，包括场桥安全系统和车站联锁系统，用于港口自动化集装箱码头铁路装卸线安全作业防护；所述场桥安全系统包括门禁子系统和场桥作业子系统，所述门禁子系统用于控制铁路门禁的开闭，所述场桥作业子系统用于控制装卸作业区自动化场桥的吊装作业，场桥作业子系统还用于控制自动化场桥停止装卸作业区的装卸作业并将其锁闭至安全位置；所述车站联锁系统用于铁路道岔控制、信号机开放与关闭控制，还用于监测轨道区段状态、铁路机车车辆位置及运行方向；所述场桥安全系统与车站联锁系统信息互通，互送设备工作状态，互送作业请求，相互锁闭，调车作业时锁闭场桥作业股道，场桥装卸作业时封锁调车作业进路及相关股道。2.根据权利要求1所述的一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，所述门禁子系统包括门禁和门禁开闭控制装置，所述装卸作业区设有用于与外界隔离的防护网，装卸作业区内的两侧各设一条场桥轨道，场桥大车横跨在两条场桥轨道上，两条场桥轨道之间的一侧设有集装箱堆场，另一侧设有平行于所述场桥轨道的铁路装卸线，铁路装卸线的入口防护网处装设所述门禁和门禁开闭控制装置，所述防护网外设有铁路道岔，所述铁路道岔与铁路装卸线之间设有过渡区段。3.根据权利要求2所述的一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，所述车站联锁系统包括道岔转辙机、信号机、轨道电路装置、车辆运行方向检测装置和联锁运算控制装置，通过控制道岔转辙机实现铁路道岔控制，通过信号机来防护铁路道岔、门禁和装卸作业区的安全，通过轨道电路装置监测轨道区段状态和铁路机车车辆位置，通过车辆运行方向检测装置监测铁路机车车辆运行方向，通过联锁运算控制装置实现联锁运算控制。4.根据权利要求1所述的一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，所述场桥作业子系统包括自动化场桥和场桥锁闭装置，所述自动化场桥包括场桥大车、横向小车和吊具，场桥作业子系统用于场桥大车纵向、横向小车横向以及吊具升降的运行控制，进而实现吊装作业，所述场桥锁闭装置用于将所述横向小车和吊具锁闭至安全位置。5.根据权利要求3所述的一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，所述信号机包括道岔信号机和门禁信号机，所述铁路道岔处设置所述道岔信号机，所述门禁处设置所述门禁信号机，所述道岔信号机和门禁信号机用于防护铁路道岔、门禁以及装卸作业区的安全。6.根据权利要求3所述的一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，所述铁路装卸线的一侧设置有机车停车标，所述机车停车标设置在所述自动化场桥的作业区边界处且所述作业区边界靠近所述门禁。7.根据权利要求6所述的一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，所述铁路装卸线包括第一区段和第二区段，所述第一区段的一端连接所述过渡区段，另一端连接所述第二区段，所述第一区段和第二区段的分界与所述机车停车标之间为调机停车区。8.根据权利要求7所述的一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，其特征在于，所述过渡区段、第一区段和第二区段均设置有所述轨道电路装置，轨道电路装置用于监测轨道区段状态和铁路机车车辆位置，所述第一区段和第二区段的分界处设置所述车辆运行方向检测装置。9.一种半自动集装箱铁路装卸线送车作业方法，其特征在于，根据送车作业计划，调车
机车推送铁路集装箱车辆经铁路道岔至装卸作业区内的目标铁路装卸线上，包括以下步骤：(1)门禁关闭，道岔信号机点红灯，车辆在道岔信号机前轨道区段停下，车列在道岔信号机前等待进入装卸作业区；(2)车站联锁系统通知场桥安全系统有铁路机车车辆需要进入目标铁路装卸线，场桥安全系统接收到有铁路机车车辆需要进入目标铁路装卸线的信息，根据作业进程，控制自动化场桥停止作业，同时将装卸作业区的自动化场桥锁闭在安全位置；(3)自动化场桥锁闭至安全位置后，场桥安全系统控制目标铁路装卸线入口处的门禁开放，场桥安全系统同时将门禁开放、场桥锁闭至安全位置的信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统得到信息，通过检查联锁关系与门禁在开放状态，办理铁路道岔至目标铁路装卸线的调车进路，允许调车机车推送铁路集装箱车辆进入装卸作业区，车站联锁系统将进路锁闭、道岔信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将目标铁路装卸线入口处的门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全；(4)道岔信号机开放点白灯，调车机车推送铁路集装箱车辆进入装卸作业区，车站联锁系统检测轨道区段状态和进路解锁信息，证明调车机车车辆越过过渡区段进入铁路装卸线后，道岔信号机自动关闭点红灯，同时将进路解锁、过渡区段空闲、道岔信号机关闭状态传递给场桥安全系统，场桥安全系统得到信息后控制目标铁路装卸线入口处的门禁自动关闭；(5)调车机车继续推送铁路集装箱车辆，车站联锁系统检测到机车车辆进入目标铁路装卸线，调车机车在机车停车标前停车，铁路集装箱车辆全部进入装卸作业区且制动停稳，调车机车与铁路集装箱车辆摘钩分离，送车作业到位；(6)调车机车摘钩后后退，准备退出铁路装卸线，车站联锁系统检测调车机车通过的方向、轴数、轨道区段占用状态相关信息，自动判断调车机车退出调机停车区，通知场桥安全系统有机车需要退出铁路装卸线，请求开放目标铁路装卸线入口处的门禁，场桥安全系统接收到信息将门禁开放，并将信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统检查过渡区段状态、铁路道岔状态和门禁状态后办理进路并开放门禁信号机点白灯，车站联锁系统将进路锁闭、门禁信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全，调车机车按照门禁信号机显示行车，退出铁路装卸线，越过门禁进入过渡区段；(7)调车机车进入并出清过渡区段，车站联锁系统检测到轨道区段出清信息和进路解锁，控制门禁信号机关闭点红灯，同时将调车机车进路解锁、区段出清信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统接收到信息控制门禁关闭，同时控制场桥锁闭装置解除，可以在装卸作业区开展自动化装卸作业，自动化场桥作业期间，各门禁均关闭，各信号机均点禁止信号，禁止调车机车车辆进入。10.一种半自动集装箱铁路装卸线取车作业方法，其特征在于，根据取车作业计划，调车机车单机至目标铁路装卸线取车，包括以下步骤：(1)门禁关闭，道岔信号机点红灯，调车机车在道岔信号机前轨道区段停下，调车机车等待进入装卸作业区；(2)车站联锁系统通知场桥安全系统有调车机车需要进入目标铁路装卸线取车作业，
场桥安全系统接收到有铁路机车需要进入目标铁路装卸线的信息，根据作业进程，控制自动化场桥停止作业，同时将装卸作业区的自动化场桥锁闭在安全位置；(3)自动化场桥锁闭至安全位置后，场桥安全系统控制目标铁路装卸线入口处的门禁开放，场桥安全系统同时将门禁开放、场桥锁闭至安全位置信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统得到信息，通过检查联锁关系与门禁在开放状态，办理铁路道岔至目标铁路装卸线的调车进路，允许调车机车进入装卸作业区，车站联锁系统将进路锁闭、道岔信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将目标铁路装卸线入口处的门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全；(4)道岔信号机开放点白灯，调车机车进入装卸作业区，车站联锁系统检测轨道区段状态和进路解锁信息，证明调车机车越过过渡区段进入铁路装卸线后，道岔信号机自动关闭点红灯，同时将信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统得到调车机车进入铁路装卸线信息后控制目标铁路装卸线入口处的门禁自动关闭；(5)调车机车继续向前行驶，车站联锁系统检测到机车车辆进入目标铁路装卸线，调车机车在机车停车标前停车，将调车机车与铁路集装箱车辆连结，准备进行取车作业，场桥安全系统根据调车机车人员发出机车停稳信息，据此判断调车机车到位，准备开始取车作业；(6)调车机车连挂铁路集装箱车辆后开始后退，准备退出铁路装卸线，车站联锁系统检测调车机车通过的方向、轴数、轨道区段占用状态相关信息，自动判断调车机车开始取车作业，通知场桥安全安全系统有机车车辆需要退出目标铁路装卸线，请求系统开放目标铁路装卸线入口处的门禁，场桥安全系统接收到信息将门禁开放，并将信息传递给车站联锁系统，车站联锁系统检查过渡区段状态、铁路道岔状态和门禁状态后办理进路并开放门禁信号机点白灯，车站联锁系统将进路锁闭、门禁信号机信号开放状态传送给场桥安全系统，场桥安全系统收到状态将门禁锁闭在开放状态，保证机车车辆进出门禁的安全，调车机车车辆按照门禁信号机显示行车，退出铁路装卸线，越过门禁进入过渡区段；(7)调车机车车辆进入过渡区段并继续退出，车站联锁系统检测到轨道区段出清信息和进路解锁，控制门禁信号机关闭点红灯，同时将调车机车进路解锁、区段出清信息传递给场桥安全系统，场桥安全系统接收到信息控制门禁关闭，同时控制场桥锁闭装置解除，可以在装卸作业区开展自动化装卸作业，自动化场桥作业期间，各门禁均关闭，各信号机均点禁止信号，禁止调车机车车辆进入。

技术总结
本发明涉及港口自动化，特别涉及一种半自动集装箱铁路装卸线安全系统，包括场桥安全系统和车站联锁系统，场桥安全系统包括门禁子系统和场桥作业子系统，门禁子系统用于控制门禁开闭，场桥作业子系统用于控制装卸作业区自动化场桥吊装作业，还用于控制自动化场桥停止装卸作业并将其锁闭至安全位置；车站联锁系统用于铁路道岔控制、信号机开放与关闭控制，还用于监测轨道区段状态、铁路机车车辆位置及运行方向；场桥安全系统与车站联锁系统信息互通，互送设备工作状态及作业请求，相互锁闭，调车作业时锁闭场桥作业股道，场桥装卸作业时封锁调车作业进路及相关股道。本设计用于港口自动化集装箱码头铁路装卸线能有效地实现安全作业防护。业防护。业防护。


技术研发人员：卢刚 蔡家军 耿赟 方亚非 王增力 张佳楠 石玉莹 陈安观 马晓晨 张子航 王立志 赵茜茹 熊军 龚伟强
受保护的技术使用者：中铁武汉勘察设计院有限公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/4/5