編組站SAM 系統(tǒng)車務(wù)管理平臺(tái)構(gòu)建研究

楊溟柳，何永兵

（中國鐵路昆明局集團(tuán)有限公司 昆明東編組站，昆明 650206）

新一代編組站綜合自動(dòng)化（SAM，Synthetic Automation of Marshalling yard）系統(tǒng)以“管控結(jié)合”為設(shè)計(jì)理念，以局站、管控、運(yùn)維的融合為設(shè)計(jì)原則，以信息整合、完善、流暢與共享為核心，實(shí)現(xiàn)了編組站運(yùn)輸生產(chǎn)指揮的智能化、信息化和自動(dòng)化[1-2]。目前，SAM 系統(tǒng)已在全國鐵路推廣和應(yīng)用，其技術(shù)和裝備水平先進(jìn)，大型編組站的運(yùn)輸效率大幅提升，使我國鐵路編組站的生產(chǎn)效率得到保障[3]。

SAM 系統(tǒng)主要面向作業(yè)指令執(zhí)行層，如計(jì)劃的自動(dòng)編制與調(diào)整，進(jìn)路的自動(dòng)排列與優(yōu)化，統(tǒng)計(jì)報(bào)表的自動(dòng)生成與上傳。但是在安全關(guān)鍵點(diǎn)控制措施的完善和管理人員管控技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面仍有提升的空間，如進(jìn)一步完善人工集中控制模式下的防止錯(cuò)排進(jìn)路功能，增加不同信息系統(tǒng)接口的交互內(nèi)容，可視化顯示統(tǒng)計(jì)決策報(bào)表，提示安全管理的重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)警生產(chǎn)過程的超時(shí)等。為進(jìn)一步運(yùn)用好SAM 系統(tǒng)，中國鐵路昆明局集團(tuán)有限公司（簡稱：昆明東編組站）站聯(lián)合中國鐵道科學(xué)院集團(tuán)有限公司通信信號(hào)研究所（簡稱：鐵科院通號(hào)所），結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，開發(fā)了昆明東編組站SAM 系統(tǒng)車務(wù)管理平臺(tái)，該平臺(tái)在安全管理上具備風(fēng)險(xiǎn)判斷和實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)信息推送功能，如根據(jù)運(yùn)行圖（防錯(cuò)辦）、接觸網(wǎng)、施工維修區(qū)域等數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)路安全判斷和作業(yè)過程風(fēng)險(xiǎn)提示功能；在生產(chǎn)組織管控方面，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，將其與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行比對(duì)，通過時(shí)間差反映調(diào)車機(jī)車作業(yè)效率及技術(shù)作業(yè)效率。本文重點(diǎn)研究昆明東編組站SAM 系統(tǒng)車務(wù)管理平臺(tái)的構(gòu)建，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行功能拓展和完善，以利于提升編組站的運(yùn)輸組織水平。

1 車務(wù)管理平臺(tái)構(gòu)建

1.1 平臺(tái)設(shè)備組成

設(shè)備接入到集中控制網(wǎng)上，如圖1 所示。在設(shè)備上部署車務(wù)維護(hù)終端軟件及站場綜合顯示軟件，主要實(shí)現(xiàn)用戶管理、數(shù)據(jù)編輯、簽認(rèn)、數(shù)據(jù)下發(fā)、下發(fā)應(yīng)用程序更新指令及站場綜合顯示回放功能。在到達(dá)場、編發(fā)場和交換場的作業(yè)監(jiān)控終端、集中操作終端、集中控制服務(wù)器和電務(wù)維護(hù)終端上增加車務(wù)維護(hù)客戶端軟件，主要實(shí)現(xiàn)接發(fā)列車、調(diào)車機(jī)車動(dòng)態(tài)等信息的上傳和下載，實(shí)現(xiàn)各終端的信息交互、更新及確認(rèn)。

圖1 平臺(tái)設(shè)備組成

1.2 平臺(tái)架構(gòu)

平臺(tái)架構(gòu)分為4 層：用戶界面、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層和拓展層。用戶界面通過業(yè)務(wù)邏輯層對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)訪問，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的篩選、排序和圖形化顯示等操作，如圖2 所示。

圖2 平臺(tái)架構(gòu)

1.2.1 用戶界面

（1）用戶登錄界面對(duì)操作用戶進(jìn)行權(quán)限管理，有數(shù)據(jù)編輯資格的人才可進(jìn)入系統(tǒng)。

（2）以運(yùn)行圖防錯(cuò)辦為例，數(shù)據(jù)添加界面完成運(yùn)行圖數(shù)據(jù)的新增功能，提供圖形化的運(yùn)行圖數(shù)據(jù)編輯功能，類似于鋪畫列車運(yùn)行圖，提供選擇站名、方向、股道等內(nèi)容，如圖3 所示。

圖3 可視化編輯界面示意

（3）數(shù)據(jù)編輯界面完成對(duì)運(yùn)行圖數(shù)據(jù)的查詢、修改、刪除、打印、導(dǎo)入、回退等功能。結(jié)合實(shí)際需求預(yù)留接口，用于管理功能拓展和完善。

1.2.2 業(yè)務(wù)邏輯層

（1）業(yè)務(wù)邏輯層完成車站各場監(jiān)控終端、操作終端與車務(wù)管理平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交換，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層通過對(duì)車站各場操作終端的數(shù)據(jù)與安全數(shù)據(jù)閾值進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，保證程序運(yùn)行安全。

1.2.3 數(shù)據(jù)訪問層

讀取和傳遞車站各場作業(yè)監(jiān)控終端、操作終端與車務(wù)管理平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)。

2 平臺(tái)主要功能

昆明東編組站車務(wù)管理平臺(tái)的主要功能分為安全管理和效率管理。

（1）安全管理主要包含了防錯(cuò)辦進(jìn)路管理、施工維修分區(qū)管理等。

（2）效率管理主要包含了管理拓展功能的9 個(gè)部分。

SAM 系統(tǒng)中，每個(gè)數(shù)據(jù)管理模塊包含數(shù)據(jù)編輯、簽認(rèn)、下發(fā)、應(yīng)用程序在線更新以及一鍵回退的功能，如圖4 所示。

圖4 數(shù)據(jù)管理模塊功能

2.1 安全管理

2.1.1 防錯(cuò)辦進(jìn)路管理

防錯(cuò)辦進(jìn)路管理主要運(yùn)用于列車運(yùn)行圖調(diào)整時(shí)明確和管控列車運(yùn)行進(jìn)路，防止錯(cuò)辦進(jìn)路。使用數(shù)據(jù)管理模塊功能對(duì)列車運(yùn)行圖調(diào)整后的固定進(jìn)路集進(jìn)行添加、修改、刪除后，將數(shù)據(jù)下發(fā)至車站各場集中操作終端，防止車站值班員未按列車運(yùn)行圖排列列車進(jìn)路。

數(shù)據(jù)編輯時(shí)，可根據(jù)列車運(yùn)行圖調(diào)整變化情況在數(shù)據(jù)庫內(nèi)修改、新增、刪除固定接發(fā)車進(jìn)路及列車始發(fā)、終到股道信息。數(shù)據(jù)更新時(shí)，數(shù)據(jù)終端發(fā)起更新，并監(jiān)測客戶端的在線狀態(tài)、更新進(jìn)度。

2.1.2 施工維修分區(qū)管理

施工維修分區(qū)管理主要在施工維修開始前，選擇相對(duì)應(yīng)的分區(qū)管控功能，SAM 系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別，對(duì)施工維修區(qū)域無法開放信號(hào)排列進(jìn)路。

設(shè)備管理單位對(duì)編組站到達(dá)場，編發(fā)場和交換場聯(lián)鎖區(qū)域、接觸網(wǎng)停電區(qū)域進(jìn)行劃分，在SAM 系統(tǒng)施工維修管理模塊進(jìn)行編輯，錄入并保存各場聯(lián)鎖區(qū)域、接觸網(wǎng)停電區(qū)域；使用“發(fā)布更新”功能，各場進(jìn)行“檢查簽認(rèn)”功能，簽認(rèn)成功后所更新的施工維修內(nèi)容下達(dá)至各場操作終端；在施工維修區(qū)間選擇對(duì)應(yīng)的施工維修管控區(qū)域后，系統(tǒng)識(shí)別后，對(duì)施工維修區(qū)域自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路開放信號(hào)，嚴(yán)防機(jī)車車輛進(jìn)入施工維修區(qū)域或電力機(jī)車進(jìn)入無電區(qū)。

2.2 管理拓展

2.2.1 安全風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)研判

自動(dòng)獲取SAM 系統(tǒng)1 h 工作計(jì)劃信息，自動(dòng)研判計(jì)劃中潛在的作業(yè)、技術(shù)、管理等方面的安全風(fēng)險(xiǎn)及隱患，自動(dòng)分析、實(shí)時(shí)研判，根據(jù)工作計(jì)劃自動(dòng)推送風(fēng)險(xiǎn)控制措施，針對(duì)性提示現(xiàn)場控制風(fēng)險(xiǎn)、阻斷風(fēng)險(xiǎn)[4]。通過對(duì)站內(nèi)的視頻、語音、回放進(jìn)行分析，自動(dòng)匹配監(jiān)控任務(wù)對(duì)應(yīng)的音視頻文件，使問題追蹤更加準(zhǔn)確。

2.2.2 安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

根據(jù)檢查規(guī)則，分析存在的安全隱患，對(duì)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)采取自動(dòng)防護(hù)，對(duì)問題突出的部門進(jìn)行預(yù)警，根據(jù)預(yù)警的閾值反向督促作業(yè)層、管理層按時(shí)檢查管控，從而加強(qiáng)了對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)的管控。

2.2.3 安全風(fēng)險(xiǎn)控制

對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)行現(xiàn)場檢查控制，自動(dòng)定位檢查的崗點(diǎn)，自動(dòng)記錄出現(xiàn)的問題，圖片、音頻實(shí)時(shí)上傳，保證問題可追溯。

2.2.4 安全風(fēng)險(xiǎn)整改

對(duì)特定項(xiàng)點(diǎn)的問題，自動(dòng)生成問題通知書并通報(bào)，進(jìn)行相應(yīng)的整改，對(duì)車間進(jìn)行安全活動(dòng)宣講，監(jiān)控安全活動(dòng)執(zhí)行的周期。通過嚴(yán)格的整改流程，有效地控制整改質(zhì)量，使整改工作落到實(shí)處。

2.2.5 效率管控

從預(yù)警、決策、跟蹤、評(píng)價(jià)4 個(gè)方面對(duì)生產(chǎn)效率進(jìn)行管理，以SAM 系統(tǒng)數(shù)據(jù)做支撐，利用預(yù)設(shè)的預(yù)警規(guī)則庫為依據(jù)，實(shí)時(shí)展示編組站的生產(chǎn)運(yùn)營情況。

（1）在預(yù)警模塊的基礎(chǔ)上，利用預(yù)設(shè)的規(guī)則庫（應(yīng)對(duì)預(yù)警問題的任務(wù)庫），為管理層提供智能決策輔助。

（2）在決策的基礎(chǔ)上，依據(jù)SAM 系統(tǒng)收集每個(gè)預(yù)警項(xiàng)目（包括具體任務(wù)）完成結(jié)果數(shù)據(jù)，判斷每項(xiàng)預(yù)警任務(wù)是否完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)決策的有效跟蹤。

（3）依賴跟蹤數(shù)據(jù)，以及評(píng)價(jià)相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)收集的每項(xiàng)任務(wù)完成數(shù)據(jù)、SAM 系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的指標(biāo)數(shù)據(jù)以及人工收集匯總的考核信息數(shù)據(jù)。

（4）結(jié)合建立的評(píng)價(jià)參數(shù)規(guī)則，自動(dòng)打分并生成評(píng)價(jià)報(bào)表。

2.2.6 運(yùn)輸預(yù)警

確定日常運(yùn)輸關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)的完成時(shí)間，按期待目標(biāo)設(shè)定預(yù)警規(guī)則，由系統(tǒng)根據(jù)采集的運(yùn)輸生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)自動(dòng)預(yù)警。對(duì)主要運(yùn)輸關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)按每小時(shí)一階段進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警（個(gè)別作業(yè)環(huán)節(jié)采取按小時(shí)方式動(dòng)態(tài)預(yù)警）。對(duì)每個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)建立數(shù)據(jù)鏈接，具有進(jìn)一步顯示詳細(xì)預(yù)警信息功能，包括表格式的對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)匯總和圖線式的一段時(shí)間累計(jì)情況2 種分析表達(dá)方式[5]。

2.2.7 組織決策

結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況建立一個(gè)應(yīng)對(duì)各種預(yù)警問題的決策庫，系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)預(yù)警的項(xiàng)點(diǎn)自動(dòng)導(dǎo)航出運(yùn)輸組織任務(wù)清單，經(jīng)指定權(quán)限人確認(rèn)后，形成具體決策方案并通過平臺(tái)公開發(fā)布。調(diào)度值班站長運(yùn)用本模塊，快速做出生產(chǎn)決策，通過平臺(tái)自動(dòng)向全站發(fā)布未來重點(diǎn)運(yùn)輸組織工作信息。

2.2.8 任務(wù)跟蹤

系統(tǒng)對(duì)正在執(zhí)行的運(yùn)輸決策任務(wù)相關(guān)情況，包括任務(wù)進(jìn)度結(jié)果（通過對(duì)預(yù)警項(xiàng)的初狀態(tài)、末狀態(tài)信息比對(duì)判斷任務(wù)是否完成）和現(xiàn)場人員盯控情況（反饋信息）進(jìn)行自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場作業(yè)組織過程掌控[6]。運(yùn)輸管理人員運(yùn)用該模塊，通過指標(biāo)的初狀態(tài)、現(xiàn)狀態(tài)的對(duì)比和現(xiàn)場跟蹤人員反饋信息，實(shí)時(shí)掌控當(dāng)前運(yùn)輸決策任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)度；對(duì)沒有被請領(lǐng)的、處于失控狀態(tài)的任務(wù)自動(dòng)報(bào)警，然后通過平臺(tái)可以指派專人跟蹤人；運(yùn)輸過程中存在的問題和亮點(diǎn)進(jìn)行收集并記錄、存檔，作為下一步考核評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)依據(jù)。對(duì)列車調(diào)度員下達(dá)的任務(wù)進(jìn)行跟蹤，將接收到TDCS 的調(diào)度命令信息轉(zhuǎn)發(fā)[7]。

2.2.9 調(diào)機(jī)動(dòng)態(tài)

以時(shí)間軸和軌道信號(hào)為底圖，無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)機(jī)運(yùn)行軌跡，調(diào)機(jī)作業(yè)進(jìn)度，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析反映調(diào)機(jī)作業(yè)效率。

3 結(jié)束語

SAM 系統(tǒng)車務(wù)管理平臺(tái)在昆明東編組站運(yùn)用以來，得到了現(xiàn)場作業(yè)人員和管理人員的好評(píng)[8]，尤其在安全卡控和效率管控上成效明顯，其中，生產(chǎn)效率方面在調(diào)車機(jī)車軌跡與時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)比對(duì)卡控上使得生產(chǎn)過程具體化。下一步，將對(duì)車務(wù)管理平臺(tái)的功能進(jìn)行深化和完善，如在平臺(tái)中體現(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，細(xì)分為安全管理評(píng)價(jià)、效率管控評(píng)價(jià)、作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)等；在平臺(tái)上實(shí)施真正的管理決策，具體為根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析管理監(jiān)控層的各種分析模型，進(jìn)行多維、更為復(fù)雜的綜合分析和計(jì)算，從中發(fā)現(xiàn)各種趨勢，如作業(yè)量增長趨勢、效率變化趨勢預(yù)測等，建設(shè)對(duì)應(yīng)的輔助決策子系統(tǒng)等。