趙 光 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司科技和信息化部

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)將鐵路編組站各相關(guān)管理系統(tǒng)、各控制系統(tǒng)集成與整合，在編組站范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)化管理和作業(yè)過(guò)程的自動(dòng)控制。當(dāng)前我國(guó)的編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要有綜合集成自動(dòng)化（Computer Inte?grated Process System，簡(jiǎn)稱(chēng)CIPS 系統(tǒng)）和編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（Synthetic Automation of Marshalling yard，簡(jiǎn)稱(chēng)SAM 系統(tǒng)），分別由通號(hào)公司和鐵科院研發(fā)。

上海局的編組站綜合自動(dòng)化改造于2016 在徐州北開(kāi)通CIPS，隨后又于2017 年在合肥東開(kāi)通SAM 系統(tǒng)，兩站先期開(kāi)通的都是管理系統(tǒng)和集中人工控制系統(tǒng)功能。這兩種模式的系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)計(jì)理念、實(shí)現(xiàn)方式各不相同，在其他編組站的綜合自動(dòng)化改造逐步推進(jìn)的過(guò)程中，有必要對(duì)兩種模式做個(gè)對(duì)比，明確各自的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)題，提升現(xiàn)場(chǎng)用戶(hù)使用水平。

1 系統(tǒng)功能與目標(biāo)

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要由管理系統(tǒng)和信號(hào)集中控制系統(tǒng)兩部分組成，系統(tǒng)通過(guò)管控的集成、人員和設(shè)備的集中、信息的共享，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)指揮的自動(dòng)化。信號(hào)集中控制系統(tǒng)不參與既有計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)、駝峰自動(dòng)控制系統(tǒng)的信號(hào)聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算，但直接與相關(guān)的控制系統(tǒng)交互控制命令與信息?？偣居?018年發(fā)布了《編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需求暫行規(guī)范》，規(guī)定了編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的需求，包括系統(tǒng)構(gòu)成、功能和接口等。CIPS 和SAM 均以此為指導(dǎo)原則，但實(shí)現(xiàn)方式各不相同。

1.1 設(shè)計(jì)理念

CIPS系統(tǒng)和SAM系統(tǒng)兩者設(shè)計(jì)的初始出發(fā)點(diǎn)不同，CIPS系統(tǒng)以自動(dòng)控制技術(shù)為核心，目的是安全高效地執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，通過(guò)縮減單項(xiàng)作業(yè)時(shí)間來(lái)提高整體效率。SAM 系統(tǒng)則以管理系統(tǒng)為核心，目標(biāo)是高效管理信息，使運(yùn)輸人員更快捷準(zhǔn)確地掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，提升運(yùn)輸組織水平。CIPS 通過(guò)管控一體，以控制系統(tǒng)為核心，通過(guò)信息的外延，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的具體化和可執(zhí)行性，側(cè)重于自動(dòng)化。SAM 則通過(guò)管控結(jié)合強(qiáng)調(diào)信息共享以及局站間的融合。兩者都是管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的高度集成。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

上海局徐州北站CIPS管理系統(tǒng)采用多臺(tái)服務(wù)器，多個(gè)群集方式，分別安裝WindowsServer2008 或2003 操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SqlServer 數(shù)據(jù)庫(kù)。合肥東站SAM 系統(tǒng)采取獨(dú)立的管理系統(tǒng)網(wǎng)和集中控制網(wǎng)，兩者各自采用不同的物理路徑與環(huán)路，SAM 管理系統(tǒng)采用IBM 小型機(jī)作為后臺(tái)數(shù)據(jù)處理核心設(shè)備，安裝AIX 操作系統(tǒng)，雙機(jī)CLUSTER 模式，數(shù)據(jù)庫(kù)采用OR?ACLE 11G。

徐州北站CIPS管理系統(tǒng)采用的這種處理方式，在編組站數(shù)據(jù)量較大時(shí)，如果處理不好程序及數(shù)據(jù)庫(kù)SqlServer 的優(yōu)化，可能會(huì)發(fā)生終端響應(yīng)慢的現(xiàn)象。合肥東SAM 管理系統(tǒng)的后臺(tái)小型機(jī)處理速度要明顯強(qiáng)于服務(wù)器模式，且ORACLE 采取RAC方式，現(xiàn)場(chǎng)用戶(hù)使用SAM系統(tǒng)終端可能感覺(jué)快一些。

1.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

徐州北CIPS 系統(tǒng)采用172.X.X.X 網(wǎng)段，獨(dú)自成網(wǎng)。合肥東SAM 管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)分別單獨(dú)雙環(huán)方式組網(wǎng)，管理系統(tǒng)仍采用路局統(tǒng)一規(guī)劃的10.X.X.X 地址，現(xiàn)場(chǎng)使用的PC 終端與路局綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)直接聯(lián)通。兩者的管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)均通過(guò)隔離設(shè)備相連。

CIPS 對(duì)外以接口服務(wù)器的方式與外界交換信息，符合其以控制為核心的設(shè)計(jì)理念。SAM 管理系統(tǒng)與路局直接互聯(lián)，方便信息交互。

1.4 控制系統(tǒng)間信息交換

編組站綜合自動(dòng)化的集控系統(tǒng)涉及編組站集中控制、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、駝峰自動(dòng)化控制、編尾停車(chē)器控制、調(diào)機(jī)自動(dòng)化、微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。各控制系統(tǒng)間交換的數(shù)據(jù)主要有：站場(chǎng)基礎(chǔ)信息、現(xiàn)在車(chē)、作業(yè)計(jì)劃及其執(zhí)行情況、股道封鎖數(shù)據(jù)等。

控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口，CIPS 與SAM 均采用雙機(jī)方式通過(guò)串口與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在調(diào)度樓的操作表示機(jī)接口，接口方式見(jiàn)圖1。

圖1 接口方式

SAM 系統(tǒng)列車(chē)信息來(lái)源于TDCS，CIPS 系統(tǒng)則設(shè)計(jì)有協(xié)議層，通過(guò)與駝峰、停車(chē)器等系統(tǒng)的協(xié)議，利用串口或MQ 等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

比較兩者的集控系統(tǒng)，其中CIPS 集控以集控程序?yàn)楹诵?，在?yīng)用層利用聯(lián)鎖集控程序、駝峰集控程序、停車(chē)器集控程序通過(guò)串口或MQ或TCP連接的方式與相關(guān)控制系統(tǒng)進(jìn)行通訊。SAM 系統(tǒng)則以進(jìn)路控制系統(tǒng)為依托，采用兩臺(tái)高可靠工業(yè)專(zhuān)用服務(wù)器，通過(guò)冗余雙環(huán)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、調(diào)機(jī)綜合監(jiān)控等實(shí)現(xiàn)控制信息及表示信息的可靠傳輸。

1.5 病毒防范

病毒防范最重要的是管理系統(tǒng)。徐州北CIPS 管理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)終端采用瘦客戶(hù)機(jī)方式，系統(tǒng)引導(dǎo)后，瘦客戶(hù)機(jī)從后臺(tái)讀取數(shù)據(jù)、裝載程序，管理系統(tǒng)后臺(tái)設(shè)有防病毒服務(wù)器，防病毒服務(wù)器安裝賽門(mén)鐵克（Symantec）防病毒軟件，系統(tǒng)連通至北京通號(hào)公司進(jìn)行補(bǔ)丁及病毒庫(kù)升級(jí)。合肥東SAM 管理系統(tǒng)終端用戶(hù)采用路局統(tǒng)一安裝的防病毒軟件，防病毒庫(kù)的升級(jí)由終端自動(dòng)從路局下載，統(tǒng)一管理，方便簡(jiǎn)單。

由式(5)、式(6)和表1中計(jì)算的子彈質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)軸中的位置和子彈的分速度,帶入彈道方程(7),解微分方程可得各枚子彈彈道。

從實(shí)際使用以及路局檢查來(lái)看，徐州北CIPS防病毒服務(wù)器的補(bǔ)丁升級(jí)及端口封閉等并不及時(shí)，當(dāng)然可以對(duì)通號(hào)公司進(jìn)一步提出要求。

1.6 對(duì)外數(shù)據(jù)交換

把編組站管理系統(tǒng)涉及到與外部較多的信息交換。由于CIPS 自己獨(dú)立成網(wǎng)，決定了CIPS 的對(duì)外接口復(fù)雜度要高于SAM 系統(tǒng)。兩者均涉及到與路局的預(yù)確報(bào)、清算運(yùn)統(tǒng)一、路局集成平臺(tái)、運(yùn)統(tǒng)八、日班計(jì)劃、路局調(diào)度TDMS 系統(tǒng)等數(shù)據(jù)交換，還與車(chē)站的貨檢系統(tǒng)、軌道衡、超偏載、貨管系統(tǒng)、運(yùn)輸效益分析、車(chē)號(hào)識(shí)別等信息交換，接口較多。

合肥東SAM 管理系統(tǒng)由于與路局綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)直接相連，且系統(tǒng)以原SMIS2.0 為藍(lán)本，接口相對(duì)成熟，在相應(yīng)的接口服務(wù)器運(yùn)行對(duì)應(yīng)的程序即可。徐州北CIPS 管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換在實(shí)施時(shí)進(jìn)行了全新對(duì)接，接口采用的方式主要是利用了原車(chē)站的小型機(jī)，在該機(jī)器上安裝中間庫(kù)，CIPS 管理系統(tǒng)利用對(duì)該中間庫(kù)的寫(xiě)入或讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)外交互。

1.7 調(diào)機(jī)系統(tǒng)

CIPS 系統(tǒng)和SAM 系統(tǒng)配套的調(diào)機(jī)運(yùn)用系統(tǒng)使用效果均較好，均實(shí)現(xiàn)了駝峰調(diào)機(jī)的推峰遙控和調(diào)車(chē)安全防護(hù)，SAM系統(tǒng)采用GSM-R 技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在地面安裝有相應(yīng)的應(yīng)答器，輔助調(diào)車(chē)機(jī)進(jìn)行定位。CIPS 系統(tǒng)采用GPS定位，站場(chǎng)無(wú)需安裝傳感裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與平調(diào)燈顯系統(tǒng)通過(guò)車(chē)載通信接口的結(jié)合。兩者都深受現(xiàn)場(chǎng)用戶(hù)喜愛(ài)。

1.8 勾傳系統(tǒng)

調(diào)車(chē)勾計(jì)劃傳輸系統(tǒng)是編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，調(diào)車(chē)勾計(jì)劃作業(yè)單是現(xiàn)場(chǎng)工作人員提勾與拉風(fēng)作業(yè)的重要依據(jù)。SAM 和CIPS 兩者采取的實(shí)現(xiàn)方式不同，合肥東SAM 系統(tǒng)沿襲了原SMIS2.0 系統(tǒng)的勾傳方式，即通過(guò)外接的勾傳控制器，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)作業(yè)單的傳輸，現(xiàn)場(chǎng)具備重打功能。CIPS 則采取的是利用網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)和打印服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式，相比較而言，CIPS勾計(jì)劃傳輸容易實(shí)現(xiàn)，而SAM勾計(jì)劃傳輸則更靈活，對(duì)打印機(jī)要求較低，但加了控制器，增加了成本。

1.9 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)

編組站相關(guān)數(shù)據(jù)變動(dòng)頻繁的是管理系統(tǒng)，主要有車(chē)種、站名、方向等信息。SAM 系統(tǒng)承襲SMIS2.0系統(tǒng)的方式，相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)通過(guò)數(shù)據(jù)字典維護(hù)界面進(jìn)行，簡(jiǎn)單方便，特別是對(duì)于新出現(xiàn)的站名、車(chē)種以及方向定義的修改等，修改立即生效。CIPS系統(tǒng)也有相關(guān)的維護(hù)界面，但相對(duì)于SAM系統(tǒng)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)相對(duì)較繁瑣，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)完畢，需要重新啟動(dòng)CIPS服務(wù)器端和客戶(hù)端程序方能起作用。

1.10 其他方面

根據(jù)上海局實(shí)際，鑒于上海局車(chē)站原十八點(diǎn)統(tǒng)計(jì)軟件使用的是華方公司的統(tǒng)計(jì)軟件版本，且經(jīng)過(guò)多年的現(xiàn)場(chǎng)磨合，這次兩站綜合自動(dòng)化改造過(guò)程中，均未采用其系統(tǒng)自身提供的統(tǒng)計(jì)軟件，車(chē)站十八點(diǎn)統(tǒng)計(jì)采用讀取CIPS接口的中間庫(kù)作為數(shù)據(jù)源，SAM 系統(tǒng)沿襲原SMIS2.0的方式，統(tǒng)計(jì)軟件直接讀取管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)源。

從實(shí)際情況來(lái)看，兩者提供的車(chē)站統(tǒng)計(jì)軟件功能距目前在用的華方統(tǒng)計(jì)均有一定距離，與總公司剛頒布的《編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需求暫行規(guī)范》也有差距，相關(guān)的統(tǒng)計(jì)功能使用還需要磨合。

徐州北CIPS 和合肥東SAM 系統(tǒng)均提供網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能，監(jiān)控主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)、交換機(jī)的端口、系統(tǒng)資源的使用等、提供設(shè)備的異常報(bào)警。

2 存在問(wèn)題與對(duì)策

截止目前，無(wú)論是徐州北站CIPS 還是合肥東SAM 系統(tǒng)，集控調(diào)車(chē)進(jìn)路自動(dòng)排列功能還都仍未開(kāi)通，CIPS 還存在調(diào)度命令格式不能識(shí)別等問(wèn)題與隱患，合肥東SAM 還存在與臨站TDCS（CTC）不兼容等。相關(guān)廠商正在組織進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)實(shí)施。

合肥東SAM 管理系統(tǒng)在開(kāi)通使用的初期，故障頻發(fā)，筆者參與了2018 年年初該站SAM 管理系統(tǒng)的重構(gòu)論證與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，該管理系統(tǒng)原設(shè)計(jì)以第三方管理軟件為平臺(tái)，利用圖形界面動(dòng)態(tài)管理應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)，但該第三方軟件增加了可能的故障點(diǎn)，復(fù)雜了用戶(hù)的操作，合肥東SAM 管理系統(tǒng)已摒棄該第三方管理軟件。

從兩站這一段時(shí)間的運(yùn)行使用來(lái)看，由于北京通號(hào)公司實(shí)施CIPS系統(tǒng)的編組站相對(duì)較多，技術(shù)能手散布在全路不同的編組站現(xiàn)場(chǎng)，不利于車(chē)站發(fā)生問(wèn)題的快速響應(yīng)與通用問(wèn)題的集中解決。徐州北就曾發(fā)生與路局的現(xiàn)車(chē)交換接口因程序bug 中斷約24 h，同時(shí)CIPS 管理系統(tǒng)維護(hù)界面的友好性不如SAM，車(chē)站管理系統(tǒng)程序使用的部分參數(shù)（如確報(bào)的記事欄等）直接寫(xiě)到了應(yīng)用程序里，給維護(hù)帶來(lái)不便，與路局的數(shù)據(jù)交換程序有待優(yōu)化。

按照網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)及鐵路總公司有關(guān)規(guī)定，信息系統(tǒng)實(shí)施時(shí)，需堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)措施與系統(tǒng)同步規(guī)劃、同步使用的原則，在系統(tǒng)建設(shè)的需求分析階段，開(kāi)展等級(jí)保護(hù)工作。對(duì)于統(tǒng)一部署的系統(tǒng)，各級(jí)可分別作為等級(jí)保護(hù)對(duì)象，相同系統(tǒng)的安全保護(hù)等級(jí)原則上保持一致。對(duì)照相關(guān)規(guī)定，編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)宜定為三級(jí)，級(jí)別相對(duì)較高，但截止目前，CIPS 和SAM 均未有定級(jí)和備案，按照相關(guān)規(guī)定，定級(jí)、等級(jí)保護(hù)測(cè)評(píng)、公安備案等是必不可少的環(huán)節(jié)，且要求每年組織相關(guān)檢查，由于綜合自動(dòng)化涉及面多，是維護(hù)單位還是使用單位組織，亦或路局專(zhuān)業(yè)處室或總公司組織，有待進(jìn)一步明確。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施涉及路局建設(shè)、車(chē)務(wù)、機(jī)務(wù)、電務(wù)、車(chē)輛、信息等多專(zhuān)業(yè)，還涉及相關(guān)的廠商與施工單位，各單位之間需相互配合，加強(qiáng)綜合協(xié)調(diào)。使用單位要發(fā)揮主體作用，工程實(shí)施前各子系統(tǒng)方案均需經(jīng)充分論證，嚴(yán)格把關(guān)，杜絕子系統(tǒng)的重構(gòu)，避免類(lèi)似合肥東SAM 管理系統(tǒng)開(kāi)通后的重部署操作。同時(shí)廠商還需要做好相關(guān)文檔資料的移交，不能以技術(shù)保密為由拒絕提供相關(guān)資料，給后期的系統(tǒng)運(yùn)維帶來(lái)困難。

截止目前，路局電務(wù)部門(mén)已發(fā)布《編組站綜合自動(dòng)化集控系統(tǒng)維護(hù)管理辦法》，適用于CIPS 和SAM 系統(tǒng)，但管理系統(tǒng)的相關(guān)使用管理辦法、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)使用后對(duì)行車(chē)和調(diào)車(chē)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改變要求等相關(guān)管理規(guī)定有待進(jìn)一步明確。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于SAM 系統(tǒng)采用了搭積木的方式，管理系統(tǒng)沿襲了原SMIS2.0 系統(tǒng)的軟件架構(gòu)與操作方式，實(shí)施起來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)更容易接受，培訓(xùn)工作量相對(duì)較小。但CIPS系統(tǒng)的一體化程度更高，兩者均通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提高了編組站的解編能力和效率，提高了編組站勞動(dòng)生產(chǎn)率。兩者都是編組站系統(tǒng)比較成功的應(yīng)用，且系統(tǒng)功能還在不斷完善中，相信隨著人工智能AI、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)必然會(huì)逐步融入到編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，同時(shí)隨著貨運(yùn)票據(jù)電子化的實(shí)施、路局調(diào)度系統(tǒng)的完善與功能延伸、指揮決策的上移與集中，編組站相關(guān)的指揮決策體系與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)必將發(fā)生較大的變化，同時(shí)控制系統(tǒng)也將朝智能化方向更進(jìn)一步。