徐曉英

淺談編組站綜合自動化(SAM)系統(tǒng)的建設與應用

徐曉英*

新豐鎮(zhèn)車站目前是全路12個路網性編組站之一,在中國鐵路網中起著非常重要的作用。為了適應車站的發(fā)展和作用的極大發(fā)揮,于2007年開始設計開發(fā)了新一代編組站自動化(SAM)系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分發(fā)揮先進設備優(yōu)勢,使信息系統(tǒng)和運輸生產相輔相成,使車站的運能得到了充分的體現(xiàn),共建鐵路信息新時代。

鐵路信息;設備安全;建設與應用

新豐鎮(zhèn)車站在中國鐵路網主骨架的“八縱八橫”中,是三條主要大通道的交匯點:東西連“陸橋通道”中的隴海線,“寧西通道”中的西安南京線,南北接“包柳通道”中的包西線、西康線;是聯(lián)系華北、華東、中南等地區(qū)與西北、西南各省的重要經濟紐帶;是西部大開發(fā)的橋頭堡,擔負著承東啟西的重任;在政治、經濟和國防上具有極為重要的作用。伴隨著車站的土建進行,2007年年初開始為新豐鎮(zhèn)車站量身定做編組站綜合自動化系統(tǒng)SAM系統(tǒng),經過一年的開發(fā)調試后, 2007年12月17日正式在車站投入使用。

SAM系統(tǒng)由信息管理系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)二大部分組成,通過TMIS、TDCS網絡,與路局運輸信息管理系統(tǒng)連接,實現(xiàn)局站間的信息共享、局站互動、實時調整。系統(tǒng)技術支持為SAM系統(tǒng)提供網絡與數(shù)據(jù)庫環(huán)境,確保信息安全、實時交互;運輸安全綜合監(jiān)測為SAM系統(tǒng)安全、有效地運行,提供技術支持與保障。

1 項目背景

2005年10月,根據(jù)新豐鎮(zhèn)編組站在路網中的地位和重要作用,為及時應用新技術、新設備、新系統(tǒng),把新豐鎮(zhèn)編組站建設成新型的自動化編組站,在進行新豐鎮(zhèn)編組站初步設計時,鐵道第一勘察設計院提出了編組站綜合自動化系統(tǒng)方案。

2006年9月至11月,西安鐵路局經過2個多月的充分調研與論證,確定新豐鎮(zhèn)編組站采用鐵科院與鐵道部信息技術中心聯(lián)合研制的綜合自動化(SAM)系統(tǒng)方案。

2007年8月6日,鐵道部同意新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動化采用SAM系統(tǒng)方案。2007年1月起,鐵道部立項,由西安局主持,中國鐵道科學研究院、鐵道部信息技術中心和鐵道第一勘察設計院參加,承擔鐵道部科技研究開發(fā)計劃課題《鐵路信息系統(tǒng)應用與技術研究——新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動化(SAM)系統(tǒng)》,對新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動化(SAM)系統(tǒng)關鍵性技術展開研究。

2 系統(tǒng)結構與功能

SAM系統(tǒng)由信息管理層和作業(yè)過程控制層組成。信息管理層包括運營管理與統(tǒng)計分析、調度指揮與管理、貨運管理;作業(yè)過程控制層包括作業(yè)計劃自動執(zhí)行和集中控制、計算機聯(lián)鎖、駝峰自動化、尾部停車器控制、全站機車綜合安全控制等。系統(tǒng)以“局站、管控、運維”融合為設計原則,以信息整合、完善、流暢與共享為核心,實現(xiàn)編組站運輸生產指揮智能化、信息化和自動化。

2.1 實現(xiàn)目標

1.局站融合,建立一體化的信息系統(tǒng)。局站融合是目標也是基礎。在編制日/班、階段計劃的過程中,路局和車站互為數(shù)據(jù)源。只有兩者協(xié)同工作,才能編制出準確高效的運輸工作計劃。所以,編組站綜合自動化系統(tǒng)要實現(xiàn)車站和調度所計劃的協(xié)同編制,從全局的角度,點線結合,提高調度指揮水平。

2.實現(xiàn)運輸組織的優(yōu)化。建立計劃→執(zhí)行→反饋的閉環(huán)生產管理體系。系統(tǒng)以行車計劃和裝卸車計劃為主線,以高效運用編組站的生產資源為出發(fā)點,調度人員通過編制計劃,監(jiān)視各資源完成計劃的情況,根據(jù)反饋信息動態(tài)調整計劃,實現(xiàn)提高效率、壓縮中停時、降低運輸成本、保證運輸安全的目標。

3.通過管控融合,實現(xiàn)減員增效。系統(tǒng)通過管理信息系統(tǒng)的智能化設計和控制系統(tǒng)的自動化實現(xiàn),以信息為導向,再造信息化環(huán)境下的業(yè)務流程,優(yōu)化作業(yè)流程,減少作業(yè)人員,降低勞動強度,提高作業(yè)效率。

2.2 主要功能

1.局站一體化設計,發(fā)揮信息化整體效益。系統(tǒng)自動接收路局各種作業(yè)計劃;自動上報站存車及車站作業(yè)報告;車站保有量超限預報。路局與車站信息充分交互,局站調度協(xié)同工作。車站作業(yè)后,列車、車輛的狀態(tài)信息自動上報,實現(xiàn)貨車、集裝箱、貨物的實時追蹤和車流自動推算。

2.信息綜合表示,為調度管理人員提供“管理者駕駛艙”。調度人員通過調度信息集中表示、視頻監(jiān)控圖像、技術作業(yè)圖表等,掌控列車、車輛、調機、本務機在站內的動態(tài);各場線進路準備,占用、空閑及信號開放狀態(tài);各崗位的工作進度;各崗位及時接收計劃的變更與調整。

3.充分利用運輸安全檢測設備,縮短作業(yè)時間,提高作業(yè)質量。系統(tǒng)通過AEI車號與確報自動匹配;通過安全門獲得車輛超、偏載信息,車門、鉛封、加固等情況,重點對問題車輛進行處理;根據(jù)車輛運行狀態(tài)檢測設備(5T)及車輛運用信息對問題車輛進行重點檢修、扣修等處理。

4.作業(yè)計劃自動優(yōu)化編制,實現(xiàn)指揮決策智能化。系統(tǒng)實時收集準確、完整的調度信息,利用現(xiàn)代數(shù)學方法自動編制最優(yōu)的作業(yè)計劃,有效地組織協(xié)調車站各種作業(yè);作業(yè)信息實時反饋;計劃動態(tài)調整,指標實時分析。

5.作業(yè)計劃自動執(zhí)行與集中控制,提高作業(yè)安全。全站進路集中控制,自動分解計劃、避免進路沖突,優(yōu)化執(zhí)行順序,選擇最佳的執(zhí)行時機。計算機按運行圖和車次卡控,防止誤接、誤發(fā);有效地防止錯、漏辦;嚴格違編檢查、車輛物理實時跟蹤,有效地防止違編、違流及亂道情況。實現(xiàn)調機、聯(lián)鎖、峰尾停車器、駝峰作業(yè)的自動控制。

6.實現(xiàn)車站各崗位、控制系統(tǒng)的全面信息化,實現(xiàn)信息共享。車站系統(tǒng)和控制系統(tǒng)信息共享,實現(xiàn)作業(yè)緊接續(xù),作業(yè)結果立即反饋,不僅節(jié)約人力,而且保證每步工作時間最短;運轉與貨運、安全等信息共享,保證計劃編制準確性和計劃最優(yōu)。

7.現(xiàn)車實時管理,方便作業(yè)組織。通過和HMIS系統(tǒng)、貨運系統(tǒng)、特種車作業(yè)管理系統(tǒng),以及實時追蹤系統(tǒng)的聯(lián)網,準確地掌握站內車輛運用情況。

8.統(tǒng)計分析完全計算機化,支持運營決策。統(tǒng)計報表、分析計算機化管理,記錄完整的現(xiàn)車、作業(yè)實績、設備使用信息,準確地統(tǒng)計和分析各類運輸指標,自動生成各種報表。根據(jù)積累每個作業(yè)環(huán)節(jié)的準確數(shù)據(jù),輔助車站能力查定及分析。

3 項目實施概況

自2007年5月起,新豐鎮(zhèn)編組站SAM系統(tǒng)經過半年多的測試、論證和完善,以及新豐鎮(zhèn)編組站改擴建工程的實施,在高度繁忙的既有三級四場改為三級七場的條件下,結合“邊站改、邊開發(fā)、邊投用”的實際,在保證編組站運輸暢通和安全的前題下,經過系統(tǒng)開發(fā)、投入使用及系統(tǒng)功能優(yōu)化等階段,穩(wěn)步投入運營,到2008年底基本建成新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動化系統(tǒng)。實施進程如下。

2007年12月16日經過70多次測試,信息系統(tǒng)首先投入運行。

2008年1月6日新建上行系統(tǒng)Ⅱ場、Ⅳ場編尾與Ⅵ場計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)開通投入使用,站調樓全面搬遷。

2008年1月8日,上行系統(tǒng)到達場、編尾集中控制投入使用,實現(xiàn)了對新豐Ⅱ場、Ⅳ場編尾、Ⅵ場的集中人工控制,增設了集中輔助控制功能,完成了與路局TDCS系統(tǒng)的接口,開通了集中控制模式下的站調樓上行到達和出發(fā)輔助調度功能。

2008年4月1日,完成了系統(tǒng)網絡結構的優(yōu)化,實現(xiàn)了集中控制系統(tǒng)各核心服務器、接口計算機等的雙機熱備和雙網冗余的設計目標。

2008年5月31日,上行駝峰自動化控制系統(tǒng)開通投入使用,實現(xiàn)了對北半場已建成股道的自動化控制,信息系統(tǒng)全面升級。2008年6月30日,實現(xiàn)對全場自動化控制。

2008年8月6日,完成既有下行Ⅰ場聯(lián)鎖軟件更換;8月7日開通Ⅰ場站調樓集中人工控制和集中輔助控制功能。

2008年9月6日,全站機車綜合安全控制系統(tǒng)開始全面試運行。

2008年9月22日,完成既有下行Ⅲ場編尾與Ⅴ場聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件更換;9月23日,開通Ⅲ場編尾與Ⅴ場集中人工控制和集中輔助控制功能。

2008年10月25日開始計劃自動執(zhí)行與集中自動控制試驗。

2009年1月15日,完成對既有下行駝峰控制系統(tǒng)改造,將原TW-2系統(tǒng)更新為TBZK-Ⅱ系統(tǒng),納入SAM系統(tǒng),開通投入使用。

2009年2月25日開始上行系統(tǒng)24h連續(xù)試運行;3月20日下行系統(tǒng)開始24h連續(xù)試運行。實現(xiàn)了通過列車和終到列車計劃自動辦理,始發(fā)列車計劃經人工確認后自動辦理,實現(xiàn)了接發(fā)車方向的自動安全卡控。解體作業(yè)在作業(yè)單啟動后,到達場內的作業(yè)均能自動執(zhí)行。編組作業(yè)在編尾內實現(xiàn)了自動執(zhí)行,車列牽出至出發(fā)場的進路由人工確認后自動辦理。本務機出入段實現(xiàn)進路自動控制。

2009年3月24日,系統(tǒng)正式開通投入使用。

4 系統(tǒng)運用效果與效益

SAM系統(tǒng)適應和保障了新豐鎮(zhèn)編組站日益增長的作業(yè)量需求,系統(tǒng)建成后車站運輸效率和生產指標大幅攀升。新豐鎮(zhèn)車站2006年日辦理量為16000輛左右,有調比為47%,2009年日辦理量上升為19000輛以上,最高達到22582輛,有調比約為75%,2010年日均22000輛左右,最高達25858輛,其路網性編組站保障全路安全暢通的主導地位日益突現(xiàn)。

新豐鎮(zhèn)編組站自動化系統(tǒng)的建成和運用提高了編組站的改編能力,取得了壓縮貨車中轉時間,節(jié)省勞動力,提高編組站全員勞動生產率,提高鐵路資源的利用效率,保障調車作業(yè)安全,提高企業(yè)管理水平。新豐鎮(zhèn)編組站自動化系統(tǒng)建設,以較少的建設投資獲得較大的編組站改編能力,綜合自動化的投資回收期將遠遠短于鐵路的投資回收期,加速了貨主的企業(yè)流動資金周轉,提高了鐵路貨物運輸?shù)姆召|量,減輕了勞動強度,改善勞動條件,體現(xiàn)在以下方面。

1.提高了系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。SAM系統(tǒng)由信息管理系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)兩大部分組成。信息管理部分包括調度系統(tǒng)、現(xiàn)車管理、貨運管理、統(tǒng)計分析系統(tǒng)、車站技術作業(yè)圖表信息展現(xiàn)。作業(yè)過程控制部分包括編組站集中控制系統(tǒng)與綜合表示、計算機聯(lián)鎖、駝峰自動控制、停車器控制、調車機車綜合控制、停車器自動控制、微機監(jiān)測與環(huán)境監(jiān)測。編組站集中控制系統(tǒng)負責實現(xiàn)信息管理與作業(yè)過程控制之間管控信息的融合與共享,負責將滿足執(zhí)行條件的信息管理系統(tǒng)的作業(yè)命令,轉換為作業(yè)過程自動控制系統(tǒng)可執(zhí)行的指令,將控制系統(tǒng)的執(zhí)行結果反饋信息管理系統(tǒng),構成控制閉環(huán)。系統(tǒng)通過TDCS網絡,與路局運輸信息管理系統(tǒng)連接,實現(xiàn)局站間的信息共享,局站互動、實時調整。實現(xiàn)了兩網獨立并通過協(xié)議相互溝通,極大地保護了各自的安全,不因某一系統(tǒng)的修改而造成對另一系統(tǒng)的影響。特別是信息系統(tǒng),隨著技術、規(guī)章等的變化,經常需要進行參數(shù)調整,兩網分離不需要修改協(xié)議,只對信息的相關部分進行修改,發(fā)揮了信息化的整體效益。

2.提高了信息系統(tǒng)的完整性。SAM系統(tǒng)自動接收路局的日班計劃/階段計劃,鋪畫日班計劃大表,并自動推算車流,自動上報站存車,交互調整車站階段計劃;實時進行機車交路調整和運用計劃。車站作業(yè)后,列車、車輛的狀態(tài)信息自動上報,為貨車實時追蹤和車流推算打好基礎。實現(xiàn)貨車和調車機的追蹤,各崗位指揮人員能隨時了解相關的信息,通過作業(yè)可視化調度信息集中表示、技術作業(yè)圖表等,掌控調機、本務機在站內的動態(tài);各場線進路準備、占用、空閑及信號開放狀態(tài);各崗位的工作進度;各崗位及時接收掌握計劃的變更與調整情況。為調度管理人員提供“管理者駕駛艙”。

3.提高了系統(tǒng)效能。車站管控信息共享,作業(yè)過程自動化控制,提高了車站的作業(yè)能力與效率,實現(xiàn)了車站調度指揮、現(xiàn)車、貨運、統(tǒng)計生產過程全面的信息化。信息系統(tǒng)采用組件搭積木的方式,構成適應不同類型、不同管理需要的車站系統(tǒng),適應車站運營管理模式的變更與調整,支持集中式管理,根據(jù)體制改革和管理的需要靈活組合功能。支持集中式管理,一臺服務器運行多個車站,滿足大站帶小站的需要。信息共享,作業(yè)更加順暢,車站各崗位的信息共享包括確報、貨票、現(xiàn)車、貨運、車輛、調度、統(tǒng)計、控制系統(tǒng)、安全檢測系統(tǒng)。車號識別、電務監(jiān)測、集成與共享,提高作業(yè)預見性,使站內各個作業(yè)流程更加順暢貫通。目前正在進行的信息系統(tǒng)和控制系統(tǒng)信息共享,向聯(lián)鎖、駝峰、停車器、調機監(jiān)控子系統(tǒng)實時下達調度指令,操控進路自動辦理,使編組站所有的列車進路、調車進路、機車走行進路和溜放進路自動執(zhí)行,實現(xiàn)作業(yè)緊接續(xù),作業(yè)結果立即反饋,隨需應變,快速適應,作業(yè)計劃編制優(yōu)化、科學有效;調度指揮閉環(huán)調控,智能決策、實時調整,形成多個作業(yè)閉環(huán);系統(tǒng)能夠實時提供編制計劃所需的信息,利用數(shù)學方法和專家經驗預先最優(yōu)地編制各項計劃,并實時地進行指標分析;隨著作業(yè)信息的實施反饋和新信息的加入,輔助調度員調整計劃和指標。實現(xiàn)解體照顧編組,編組照顧解體,提高超編組優(yōu)質列車的數(shù)量。不僅節(jié)約人力,而且提高運輸作業(yè)的效率。

4.為崗位整合、優(yōu)化資源配置提供了條件。由于采用綜合自動化系統(tǒng),車站的自動化水平提高很多,減少了人工信息傳遞,使信息更加準確、快速,不僅節(jié)約人力資源,更重要是通過無縫的信息連接,拓寬了信息收集渠道,得到準確的信息。系統(tǒng)采用智能算法編制日班計劃、階段計劃、鉤計劃等,并將其用于車站作業(yè)組織調度及車站進路調度,完善了計劃質量,提高機車有效工作時間,使到發(fā)線及駝峰、牽出線等設備的應用更加合理,車流接續(xù)合理,作業(yè)銜接緊密,平行作業(yè)最大,提高作業(yè)效率及能力。而通過信息互通,信息與控制相互結合,使傳統(tǒng)的作業(yè)模式發(fā)生了變化,為進行人員整合、資源利用提供有力的技術支持和保證。

5.科學的維護體系為信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定了基礎。近幾年計算機技術飛速發(fā)展,許多行業(yè)步入信息化時代,各類的MIS蜂擁而至,大量的人力和物力投入,但部分投人使用的系統(tǒng)運行后不久就夭折了,原因在于嚴重忽視軟件工程的最后也是最重要的環(huán)節(jié)——維護。任何系統(tǒng)的設計和應用都是建立在目前的體系下,隨著企業(yè)的發(fā)展和運營模式的變化,MIS必有不適應發(fā)展的缺陷,因此為了保證MIS的有效工作,前期設計的模式和后期的人力物力的投入是必要的,而且是直接影響MIS系統(tǒng)的高成功率和高效率。

5 小結

目前,新豐鎮(zhèn)車站采取定期例會制度,集中操作人員和課題組人員對系統(tǒng)的功能進行總結和分析,對設計存在的問題進行匯總和完善,對使用人員操作的問題進行定期培訓,使系統(tǒng)的作用發(fā)揮達到極致。

新豐鎮(zhèn)車站SAM系統(tǒng)投入使用后,在現(xiàn)場實際應用中取得非常明顯的作用,車站的各項指標均有突破。當然任何系統(tǒng)都會隨著企業(yè)的發(fā)展有不相適應的地方,需要認真研究,充分發(fā)揮各級人員的作用,認真執(zhí)行現(xiàn)有部分,完善缺陷部分,積極探索新技術,充分發(fā)揮設備保安全、信息化促發(fā)展的優(yōu)勢,使信息化在新豐鎮(zhèn)站得到充分的體現(xiàn)。

Now,Xinfengzhen station is one of 12 railway network-wide yards,which is playing a very important role in Chinese railway network.In order to adapt to the development of the station and play more roles,a new generation of Synthetic Automation ofmarshalling yard for the station was designed and developed in 2007.The system fully took advantages ofadvanced equipmentand facilitated the adaptability of information systems to transportation production,fully embodying transport capacity of the station and entering a new era of railway information.

Railway information;Equipment safety;Construction and applications

*西安鐵路局新豐鎮(zhèn)車站 工程師,710608 西安

2011-01-21

(責任編輯:諸 紅)