編組站SAM系統(tǒng)停車器自動控制功能的研究與設(shè)計

姚宇峰 曲立艷

編組站SAM系統(tǒng)停車器自動控制功能的研究與設(shè)計

姚宇峰*曲立艷**

以編組站綜合自動化系統(tǒng)(SAM系統(tǒng))的應(yīng)用為背景,首先介紹了SAM系統(tǒng)在停車器自動控制方面實(shí)現(xiàn)的功能,然后簡單描述了系統(tǒng)的層次架構(gòu),并著重介紹了停車器自動控制邏輯判斷流程,以及控制命令下達(dá)流程。最后介紹了SAM系統(tǒng)停車器自動控制功能的應(yīng)用前景。

駝峰;尾部;停車器;自動控制;牽出作業(yè)

SAM系統(tǒng)停車器自動控制功能是根據(jù)作業(yè)需要通過室內(nèi)計算機(jī)控制系統(tǒng)對室外可控停車器進(jìn)行控制。SAM系統(tǒng)采集編組站駝峰頭部和尾部信號數(shù)據(jù),再根據(jù)可控停車器動作的技術(shù)條件,由計算機(jī)自動對可控停車器發(fā)出制動或緩解命令,操控室外停車器設(shè)備。

1 功能設(shè)計

可控停車器常態(tài)為制動位,即無論駝峰頭部是否存在溜放作業(yè),只要尾部調(diào)機(jī)不進(jìn)行牽出作業(yè)或越過停車器進(jìn)行作業(yè),則停車器一直處于制動狀態(tài),實(shí)現(xiàn)駝峰頭部和尾部的隔離。當(dāng)機(jī)車從駝峰尾部咽喉進(jìn)入股道連掛、牽出作業(yè)或者進(jìn)行其他需要越過停車器的作業(yè)時,相應(yīng)股道的停車器自動轉(zhuǎn)換到緩解位置。其主要技術(shù)條件及功能如下。

1.SAM集中控制操作終端上設(shè)置“自動/手動”切換按鈕。手動模式時,系統(tǒng)停止自動命令的發(fā)送,停車器完全由人工操縱控制;自動模式時,系統(tǒng)根據(jù)尾部調(diào)車作業(yè)自動控制停車器的制動和緩解,此種狀態(tài)下手動也能優(yōu)先控制。

2.在自動模式下,向股道方向排列調(diào)車進(jìn)路后,當(dāng)機(jī)車或車列壓入規(guī)定的軌道區(qū)段時,SAM系統(tǒng)自動向該股道的停車器發(fā)出緩解命令。該動作觸發(fā)軌道區(qū)段可以根據(jù)停車器動作時間確定,以便車列到達(dá)停車器前,停車器緩解到位。

3.在自動模式下,當(dāng)排列牽出股道的調(diào)車進(jìn)路后,股道頭部信號機(jī)開放,機(jī)車或車列出清股道頭部信號機(jī)內(nèi)方第一區(qū)段,股道頭部信號機(jī)關(guān)閉后,則SAM系統(tǒng)自動向該股道停車器發(fā)出制動命令。

4.在自動模式下,當(dāng)調(diào)車場頭部溜放車輛越出可控停車器,并逸溜至股道牽出調(diào)車信號機(jī)接近區(qū)段時,系統(tǒng)能自動發(fā)出報警信號。

5.在自動模式下,當(dāng)停車器要點(diǎn)維修時,可將該股道停車器設(shè)置為封閉狀態(tài),計算機(jī)停止對該股道停車器自動控制,以防止計算機(jī)發(fā)出控制命令對維修人員造成傷害,但控制臺上可以人工操控。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)設(shè)備架構(gòu)如圖1所示。SAM停車器自動控制功能主要通過三層架構(gòu)實(shí)現(xiàn):過程控制層、通信接口層、集中控制層。

根據(jù)以上模型的建立與分析可知，當(dāng)賣家選擇“標(biāo)出稅額”的策略時，買家選擇“購買單件化妝品”的可能性較大；當(dāng)賣家選擇“不標(biāo)出稅額”的策略時，買家選擇“購買套裝化妝品”的可能性較大。又因為前者策略組合可使賣家獲得更大的收益，故可判斷賣家選擇“標(biāo)出稅額”，買家選擇“購買單件化妝品”是對雙方都更為有利的策略。這一結(jié)論基本適用于需求彈性正常產(chǎn)品?；诖私Y(jié)論，提出以下建議。

1.過程控制層包括停車器控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖控制系統(tǒng)、駝峰控制系統(tǒng)。聯(lián)鎖控制系統(tǒng)提供調(diào)車場尾部的站場實(shí)時動態(tài);駝峰控制系統(tǒng)提供調(diào)車場頭部的站場實(shí)時動態(tài)以及駝峰溜放狀態(tài);停車器控制系統(tǒng)提供調(diào)車場尾部停車器的實(shí)時狀態(tài),并且在收到通信接口層下達(dá)的控制命令后,對尾部的停車器執(zhí)行相應(yīng)的動作。

圖1 駝峰控制系統(tǒng)設(shè)備架構(gòu)圖

2.通信接口層包括停車器通信站機(jī)、駝峰通信站機(jī)、聯(lián)鎖通信站機(jī)。該層主要負(fù)責(zé)編碼上傳過程控制層上傳的站場設(shè)備狀態(tài)、譯碼下達(dá)自動控制層下達(dá)的控制命令。

3.集中控制層由集中操作終端、自動控制服務(wù)器組成。自動控制服務(wù)器通過通信接口層上傳的駝峰頭部作業(yè)的實(shí)時動態(tài)、駝峰尾部信號設(shè)備的實(shí)時動態(tài),以及尾部停車器的實(shí)時動態(tài)等信息,進(jìn)行運(yùn)算處理,并把運(yùn)算的結(jié)果轉(zhuǎn)換為控制指令,下達(dá)給通信接口層,再由通信接口層編碼下達(dá)給停車器控制系統(tǒng)。自動控制層還提供了集中操作終端作為人機(jī)交互的界面,以便于作業(yè)人員手動干預(yù)。

3 關(guān)鍵算法

3.1 自動控制處理流程

SAM系統(tǒng)自動控制服務(wù)器負(fù)責(zé)分析駝峰頭部、尾部的站場作業(yè)動態(tài),推理判斷尾部停車器的動作類型以及動作時機(jī)。分析的依據(jù)包括調(diào)車作業(yè)進(jìn)路的排列狀態(tài)、駝峰頭部溜放的狀態(tài)、車列走行的位置、停車器的狀態(tài)等。自動控制邏輯流程如圖2所示。

3.2 控制命令下達(dá)流程

SAM系統(tǒng)集中操作終端及自動控制服務(wù)器下達(dá)停車器控制命令后,SAM系統(tǒng)通信站機(jī)進(jìn)行校驗、轉(zhuǎn)義并編碼為停車器控制系統(tǒng)識別的數(shù)據(jù)幀,然后再下達(dá)給停車器控制系統(tǒng)。控制命令下達(dá)流程如圖3所示。

4 人機(jī)接口

SAM系統(tǒng)操控界面以彩色光帶、圖形符號的形式,動態(tài)實(shí)時地顯示駝峰場和編尾場道岔、信號機(jī)、軌道電路等站場設(shè)備的狀態(tài),以及停車器制動、緩解的狀態(tài),使調(diào)度人員實(shí)時掌握站場全局作業(yè)狀態(tài),并且可以通過運(yùn)用鼠標(biāo)操控停車器,進(jìn)行必要的人工干預(yù)。操控命令如下。

圖2 自動控制邏輯流程圖

圖3 控制命令下達(dá)流程圖

1.停車器同步制動控制:現(xiàn)場作業(yè)在確定需要制動某股道的所有停車器及防溜器時,通過SAM系統(tǒng)操控界面下達(dá)此命令。

2.停車器同步緩解控制:現(xiàn)場作業(yè)在確定需要緩解某股道的所有停車器及防溜器時,通過SAM系統(tǒng)操控界面下達(dá)此命令。

3.停車器單臺制動控制:現(xiàn)場作業(yè)在確定需要制動某臺停車器時,通過SAM系統(tǒng)操控界面下達(dá)此命令。

4.停車器單臺緩解控制:現(xiàn)場作業(yè)在確定需要緩解某臺停車器時,通過SAM系統(tǒng)操控界面下達(dá)此命令。

5.停車器鎖閉控制:現(xiàn)場作業(yè)在確定需要鎖閉某股道停車器時,通過SAM系統(tǒng)操作界面下達(dá)此命令。某股道停車器鎖閉后,SAM系統(tǒng)不再自動控制該股道停車器,但可以人工操控該股道停車器。

6.停車器解鎖控制:現(xiàn)場作業(yè)在確定需要某股道停車器退出鎖閉狀態(tài)時,通過SAM系統(tǒng)操作界面下達(dá)此命令,此后該股道恢復(fù)自動控制。

7.復(fù)位:現(xiàn)場作業(yè)在確定需要解除報警時,通過SAM系統(tǒng)操作界面下達(dá)此命令。

5 特殊情況

1.當(dāng)車列進(jìn)入股道后,從駝峰場牽出不再返回尾部調(diào)車區(qū),這時需要對該股道停車器人工設(shè)置為制動位。

2.車列不以進(jìn)路方式進(jìn)入股道,或車列闖藍(lán)燈進(jìn)入股道,車列駛?cè)牍傻狼?需要人工設(shè)置停車器于緩解位置。

3.當(dāng)排列向股道的調(diào)車進(jìn)路,但車列未完全進(jìn)入股道而原路牽出后,需要人工設(shè)置停車器于制動位置。

4.排列了向股道的調(diào)車進(jìn)路后,但車列并不需要進(jìn)入股道作業(yè)。為防止股道停車器緩解,影響駝峰頭部溜放作業(yè)(隔離頭部和尾部),可人工封閉停車器,使停車器保持在制動位置。

6 結(jié)語與展望

目前全路絕大部分編組站尾部調(diào)車系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)集中控制,其中路網(wǎng)性及區(qū)域性編組站大都實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)聯(lián)鎖控制,與此同時,SAM系統(tǒng)停車器自動控制功能的研究也取得了良好的效果,該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)編組站尾部停車防溜自動化,提高尾部作業(yè)效率,保證調(diào)車安全,杜絕人身傷亡,實(shí)現(xiàn)頭尾能力匹配,滿足了鐵路編組站自動化的發(fā)展要求。

Synthetic Automation ofMarshalling yard(SAM system)is the application background of this article.Firstof all,article introduced the SAM system in the park to achieve automatic control functions. Then describe the hierarchical structure of the system.And introduced the automatic parking control logic to determine the process flow and process control commands issued.Finally,article introduced automatic parking control function application prospects of the SAM system.

Hump;Tail;Stopping;Automatic control;Pull-out operation

*中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所助理研究員,100081北京

**北京交大微聯(lián)科技有限公司 工程師,100044 北京

2011-01-21

(責(zé)任編輯:張 利)