淺談編組站綜合自動(dòng)化(SAM)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐

田建芬

淺談編組站綜合自動(dòng)化(SAM)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐

田建芬*

新一代編組站綜合自動(dòng)化(SAM)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“管控結(jié)合”的設(shè)計(jì)理念,介紹SAM系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)實(shí)踐,比較新豐鎮(zhèn)編組站和蘭州北編組站的SAM系統(tǒng),并展望編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

編組站綜合自動(dòng)化;設(shè)計(jì);實(shí)踐

我國(guó)鐵路網(wǎng)上分布著大大小小的編組站,編組站的生產(chǎn)效率從來(lái)都是設(shè)計(jì)、科研、運(yùn)營(yíng)單位最為關(guān)注的問(wèn)題,以提高編組站整體效率為總體目標(biāo)的設(shè)計(jì)、研究工作就從未停止過(guò)。新一代編組站綜合自動(dòng)化(SAM)系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用,在這方面取得了前所未有的成果。下面就SAM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)。

1 SAM系統(tǒng)特點(diǎn)

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SAM系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理與統(tǒng)計(jì)分析、調(diào)度指揮與管理、貨運(yùn)管理,通過(guò)TMIS、TDCS網(wǎng)絡(luò),與路局運(yùn)輸信息管理系統(tǒng)連接,充分共享信息,實(shí)現(xiàn)“局-站一體化”的設(shè)計(jì)理念。SAM系統(tǒng)的調(diào)度指揮與管理,通過(guò)編組站調(diào)度集中(集中控制與綜合表示),與作業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)連接,充分共享信息,實(shí)現(xiàn)“管-控結(jié)合”的設(shè)計(jì)理念。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與安全保障為SAM系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境,保證信息交互的實(shí)時(shí)和流暢,為SAM系統(tǒng)安全、有效地運(yùn)作提供保證。

1.2 功能特點(diǎn)

1.自動(dòng)化程度高。SAM系統(tǒng)自動(dòng)接收路局日班計(jì)劃,自動(dòng)編制階段計(jì)劃,自動(dòng)編制解體計(jì)劃、編組計(jì)劃、取送車計(jì)劃,計(jì)劃自動(dòng)下達(dá)到控制系統(tǒng),自動(dòng)接收TDCS的鄰站通知,為到達(dá)、出發(fā)列車、本務(wù)機(jī)、調(diào)機(jī)預(yù)排進(jìn)路,實(shí)現(xiàn)進(jìn)路自動(dòng)控制和推峰速度、溜放速度自動(dòng)控制。

2.按可靠性劃分控制等級(jí)。自動(dòng)控制系統(tǒng)分3個(gè)等級(jí),分別是自動(dòng)控制、集中控制和站控模式。其中,自動(dòng)控制指在調(diào)度樓統(tǒng)一指揮、自動(dòng)排列進(jìn)路;集中控制指在調(diào)度樓統(tǒng)一指揮、人工排列進(jìn)路,如果信息系統(tǒng)或接口故障,則進(jìn)入集中控制模式;站控模式指在各場(chǎng)控制樓分散控制,如果控制網(wǎng)或集中控制系統(tǒng)故障,則進(jìn)入站控模式。信息系統(tǒng)也有3個(gè)等級(jí),分別是自動(dòng)計(jì)劃自動(dòng)反饋、人工計(jì)劃自動(dòng)反饋、人工計(jì)劃人工反饋。自動(dòng)控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)3個(gè)自動(dòng)化等級(jí)可以自動(dòng)或通過(guò)授權(quán)、確認(rèn)等方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3.運(yùn)行維護(hù)的自動(dòng)化。ITSM對(duì)信息系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)提供支持,如發(fā)現(xiàn)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、UPS電源、鉤打或檢測(cè)設(shè)備發(fā)生問(wèn)題,及時(shí)報(bào)警。在信號(hào)樓設(shè)有機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng);調(diào)度樓設(shè)有編組站集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)SAM系統(tǒng)提供維護(hù)支持。

1.3 運(yùn)輸組織方式

SAM系統(tǒng)運(yùn)輸組織方式根據(jù)控制系統(tǒng)的控制模式確定。

集中自動(dòng)控制模式:自動(dòng)分解作業(yè)計(jì)劃、自動(dòng)生成與調(diào)整作業(yè)指令,適時(shí)自動(dòng)辦理進(jìn)路,人工辦理進(jìn)路優(yōu)先。

集中人工控制模式:人工辦理和取消進(jìn)路,自動(dòng)返回計(jì)劃執(zhí)行結(jié)果。

人工輔助控制模式:在站調(diào)樓通過(guò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖遠(yuǎn)程操作終端直接辦理進(jìn)路。

站控模式:值班員可分散于各信號(hào)樓,按傳統(tǒng)的作業(yè)方式辦理進(jìn)路,對(duì)站內(nèi)所有設(shè)備手動(dòng)控制,系統(tǒng)自動(dòng)返回計(jì)劃的執(zhí)行結(jié)果。

駝峰控制為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)方式,駝峰值班員在駝峰信號(hào)樓內(nèi)接收調(diào)車計(jì)劃,監(jiān)視駝峰作業(yè)情況,實(shí)現(xiàn)溜放作業(yè)的人工干預(yù)。

根據(jù)控制系統(tǒng)的控制模式,確定編組站運(yùn)輸組織方式,配置相應(yīng)的崗位。SAM系統(tǒng)的建成,提供了車務(wù)、機(jī)務(wù)、車輛等部門(mén)在生產(chǎn)指揮中心合署辦公的條件。

1.4 維護(hù)管理模式

SAM系統(tǒng)的維護(hù)管理方式根據(jù)SAM系統(tǒng)構(gòu)成特點(diǎn)確定。SAM系統(tǒng)由管理信息系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)二大部分組成,其維護(hù)管理一般沿用傳統(tǒng)模式,即自動(dòng)化管理信息系統(tǒng)的維護(hù)管理由車站(或路局信息部門(mén))負(fù)責(zé),自動(dòng)控制系統(tǒng)的維護(hù)管理由電務(wù)部門(mén)負(fù)責(zé)。

2 工程設(shè)計(jì)實(shí)踐

1.突破常規(guī)、大膽創(chuàng)新。我國(guó)編組站控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、技術(shù)成熟,2003年新豐鎮(zhèn)編組站改擴(kuò)建工程可行性研究方案中信號(hào)系統(tǒng)仍維持現(xiàn)有編組站控制系統(tǒng)獨(dú)立的過(guò)程控制自動(dòng)化模式。2005年10月初步設(shè)計(jì)審查時(shí),結(jié)合成都北編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)試驗(yàn)工程,設(shè)計(jì)部門(mén)適時(shí)提出新建新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的創(chuàng)新方案,并取得了鐵道部鑒定中心的同意,由此揭開(kāi)了建設(shè)新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化、打造亞洲第一現(xiàn)代化編組站的序幕。

2.科學(xué)求是、積極穩(wěn)妥。在建設(shè)單位組織的綜合自動(dòng)化方案征集會(huì)上,經(jīng)專家組充分評(píng)審討論后認(rèn)為,SAM系統(tǒng)管理與控制相對(duì)獨(dú)立、局站一體,充分利用既有成熟技術(shù)的總體架構(gòu),是適合于新豐鎮(zhèn)編組站改擴(kuò)建工程和西安局運(yùn)輸組織和維護(hù)管理模式的首選方案;設(shè)計(jì)認(rèn)為新豐鎮(zhèn)編組站是一個(gè)繁忙的既有大型路網(wǎng)性編組站,應(yīng)采取科學(xué)的方法、實(shí)事求是的態(tài)度,制定詳細(xì)的實(shí)施方案,積極穩(wěn)妥地推動(dòng)工程實(shí)施。為此,設(shè)計(jì)牽頭組織運(yùn)營(yíng)、管理、科研等單位和部門(mén),對(duì)新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施方案進(jìn)行充分研討,并編寫(xiě)了《新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施方案》、《新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施方案(補(bǔ)充材料)》、《新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化SAM系統(tǒng)功能需求及功能表》、《新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化SAM系統(tǒng)運(yùn)輸組織方式及維護(hù)管理模式》等文件,一并報(bào)鐵道部鑒定中心。實(shí)施方案對(duì)新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化實(shí)施方案中交換場(chǎng)的控制方式、既有控制系統(tǒng)的接口方案、TDCS接口方案、電源系統(tǒng)方案、網(wǎng)絡(luò)及信息安全、系統(tǒng)過(guò)渡方案等進(jìn)行了研究。經(jīng)鐵道部鑒定中心審查后作為綜合自動(dòng)化工程實(shí)施的依據(jù)。

3.工程科研、措施得當(dāng)。盡管SAM系統(tǒng)采用成熟技術(shù)構(gòu)建各子系統(tǒng),但對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行整合、實(shí)現(xiàn)SAM系統(tǒng)的整體功能,是一個(gè)集成創(chuàng)新的過(guò)程,為此成立了由設(shè)計(jì)、研制、運(yùn)用單位組成的新豐鎮(zhèn)SAM系統(tǒng)科研課題組,進(jìn)行結(jié)合工程的科研攻關(guān),設(shè)計(jì)部門(mén)全程參加課題科研活動(dòng),及時(shí)跟蹤科研進(jìn)程,提出工程實(shí)施指導(dǎo)意見(jiàn),保證了科研活動(dòng)不偏離工程目標(biāo),為工程最終實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

4.集成創(chuàng)新、專業(yè)融合。以往的工程設(shè)計(jì)各專業(yè)獨(dú)立性強(qiáng),各自為政。在新豐鎮(zhèn)SAM系統(tǒng)建設(shè)中,為滿足SAM系統(tǒng)的功能需求,由信號(hào)專業(yè)牽頭組織通信、信息及車、機(jī)、工、電、輛、房、暖等專業(yè),實(shí)現(xiàn)了管理、控制、檢測(cè)、服務(wù)一體化設(shè)計(jì),構(gòu)建了綜合信息網(wǎng)絡(luò)、綜合車輛檢測(cè)信息、綜合調(diào)度體系等資源共享平臺(tái),提供了車務(wù)、機(jī)務(wù)、車輛、電務(wù)等合署辦公的環(huán)境和條件,共同實(shí)現(xiàn)提高編組站整體效益的總體目標(biāo)。

5.技術(shù)總結(jié)、建立標(biāo)準(zhǔn)。新豐鎮(zhèn)編組站綜合自動(dòng)化SAM系統(tǒng)的實(shí)施對(duì)全路編組站自動(dòng)化作業(yè)和管理模式的優(yōu)化具有示范作用,對(duì)推進(jìn)全路編組站綜合自動(dòng)化的建設(shè)具有深遠(yuǎn)的意義。它的成功開(kāi)通,實(shí)現(xiàn)了既定建設(shè)目標(biāo),大大提高了作業(yè)效率,實(shí)現(xiàn)了日辦理車數(shù)由11000輛到23000輛的平穩(wěn)過(guò)渡。新豐鎮(zhèn)編組站改擴(kuò)建設(shè)計(jì)獲得2009年鐵道部?jī)?yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng),同時(shí)也積累了大量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)資料,其設(shè)計(jì)內(nèi)容納入新修訂中的《鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)信號(hào)》、編寫(xiě)完成《編組站綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)規(guī)范(送審稿)》。

3 應(yīng)用前景展望

SAM系統(tǒng)在新豐鎮(zhèn)成功應(yīng)用,成為編組站現(xiàn)代化技術(shù)裝備的示范,吸引了多個(gè)鐵路局建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理部門(mén)現(xiàn)場(chǎng)觀摩和研討。繼新豐鎮(zhèn)之后,蘭州北編組站SAM系統(tǒng)也正在建設(shè)中。

3.1 蘭州北編組站SAM系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

與新豐鎮(zhèn)SAM系統(tǒng)相比較,蘭州北SAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步優(yōu)化和擴(kuò)展。

1.資源優(yōu)化。管理信息系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是SAM系統(tǒng)的二大子系統(tǒng),新豐鎮(zhèn)2個(gè)子系統(tǒng)接口采用MQ(Message Queue)模式,分界清晰、獨(dú)立性強(qiáng),但各子系統(tǒng)的軟件升級(jí)受到限制,影響了系統(tǒng)的整體流暢性。蘭州北SAM信息系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的接口采用數(shù)據(jù)庫(kù)共享模式,本子系統(tǒng)的內(nèi)部程序升級(jí)對(duì)對(duì)方子系統(tǒng)不產(chǎn)生影響。

新豐鎮(zhèn)各車場(chǎng)設(shè)置信號(hào)樓操作終端作為場(chǎng)控終端,蘭州北結(jié)合運(yùn)輸組織方式及資源優(yōu)化方案,取消車場(chǎng)信號(hào)樓終端設(shè)備。蘭州北站調(diào)樓值班員崗位取消了信息系統(tǒng)點(diǎn)調(diào)終端,其功能合入值班員監(jiān)控終端。

2.功能擴(kuò)展。新豐鎮(zhèn)SAM系統(tǒng)人工方式實(shí)現(xiàn)車機(jī)聯(lián)控,蘭州北SAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車機(jī)聯(lián)控按計(jì)劃、按進(jìn)路自動(dòng)呼叫功能。蘭州北SAM系統(tǒng)還增加了系統(tǒng)的能力查定功能,即對(duì)系統(tǒng)資源、現(xiàn)場(chǎng)咽喉、股道、道岔的占用統(tǒng)計(jì)與分析功能。新豐鎮(zhèn)、蘭州北SAM系統(tǒng)主要功能對(duì)照如表1所示。

新豐鎮(zhèn)SAM實(shí)施后取消崗位104人,蘭州北SAM系統(tǒng)則使生產(chǎn)崗位更加簡(jiǎn)化,與系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提高相適應(yīng)。

表1 新豐鎮(zhèn)、蘭州北SAM系統(tǒng)主要功能對(duì)照表

3.2 SAM系統(tǒng)在其他編組站的應(yīng)用

2010年10月全面開(kāi)通的通遼南編組站和2010年12月6日開(kāi)通的石家莊南編組站,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為傳統(tǒng)管控模式。建設(shè)過(guò)程中根據(jù)新豐鎮(zhèn)SAM的工程經(jīng)驗(yàn),集成現(xiàn)有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和綜合自動(dòng)化技術(shù),實(shí)施的車站2.0管理信息系統(tǒng)、調(diào)度中心集中控制與顯示、人工集中控制方式辦理進(jìn)路等局站融合、管控共享的綜合自動(dòng)化架構(gòu)已經(jīng)初步形成,多部門(mén)合署辦公的效益已經(jīng)初步顯現(xiàn)。通遼南、石家莊編組站SAM應(yīng)用狀態(tài)見(jiàn)表2。

表2 通遼南、石家莊編組站SAM應(yīng)用狀態(tài)

3.3 前景展望

迄今為止,我國(guó)已實(shí)施綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的編組站僅有成都北、新豐鎮(zhèn)、武漢北、貴陽(yáng)南和蘭州北等5處,大部分編組站仍為管控分離的傳統(tǒng)信息管理與控制系統(tǒng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、物流細(xì)分需求的增長(zhǎng),既有編組站生產(chǎn)組織模式難以充分發(fā)揮編組站整體效率,建設(shè)新一代編組站自動(dòng)化系統(tǒng)具有強(qiáng)大的技術(shù)需求;隨著鐵路運(yùn)力的調(diào)整,將有新建和改擴(kuò)建大型編組站工程分步實(shí)施,提供了新一代編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用平臺(tái); SAM系統(tǒng)將因其集中分布式架構(gòu),局站融合、管控結(jié)合、智能決策,以及集成成熟技術(shù)、功能豐富操作靈活的優(yōu)勢(shì),具有廣闊的應(yīng)用前景。

A new generation of synthetic automation ofmarshalling yard realized the design concepts of combiningmanagementwith control.The paper introduced technical characteristics and design practices of SAM-system,and made a comparison between the SAM system of Xinfengzhen station with that of Lanzhou North station,and gave a prospect of the application of integrated automation of marshalling yard.

Synthetic automation ofmarshalling yard;Design;Practice

*中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司高級(jí)工程師,710043西安

2011-01-21

(責(zé)任編輯:諸 紅)