姚宇峰 曲立艳

编组站SAM系统停车器自动控制功能的研究与设计

姚宇峰*曲立艳**

以编组站综合自动化系统(SAM系统)的应用为背景,首先介绍了SAM系统在停车器自动控制方面实现的功能,然后简单描述了系统的层次架构,并着重介绍了停车器自动控制逻辑判断流程,以及控制命令下达流程。最后介绍了SAM系统停车器自动控制功能的应用前景。

驼峰;尾部;停车器;自动控制;牵出作业

SAM系统停车器自动控制功能是根据作业需要通过室内计算机控制系统对室外可控停车器进行控制。SAM系统采集编组站驼峰头部和尾部信号数据,再根据可控停车器动作的技术条件,由计算机自动对可控停车器发出制动或缓解命令,操控室外停车器设备。

1 功能设计

可控停车器常态为制动位,即无论驼峰头部是否存在溜放作业,只要尾部调机不进行牵出作业或越过停车器进行作业,则停车器一直处于制动状态,实现驼峰头部和尾部的隔离。当机车从驼峰尾部咽喉进入股道连挂、牵出作业或者进行其他需要越过停车器的作业时,相应股道的停车器自动转换到缓解位置。其主要技术条件及功能如下。

1.SAM集中控制操作终端上设置“自动/手动”切换按钮。手动模式时,系统停止自动命令的发送,停车器完全由人工操纵控制;自动模式时,系统根据尾部调车作业自动控制停车器的制动和缓解,此种状态下手动也能优先控制。

2.在自动模式下,向股道方向排列调车进路后,当机车或车列压入规定的轨道区段时,SAM系统自动向该股道的停车器发出缓解命令。该动作触发轨道区段可以根据停车器动作时间确定,以便车列到达停车器前,停车器缓解到位。

3.在自动模式下,当排列牵出股道的调车进路后,股道头部信号机开放,机车或车列出清股道头部信号机内方第一区段,股道头部信号机关闭后,则SAM系统自动向该股道停车器发出制动命令。

4.在自动模式下,当调车场头部溜放车辆越出可控停车器,并逸溜至股道牵出调车信号机接近区段时,系统能自动发出报警信号。

5.在自动模式下,当停车器要点维修时,可将该股道停车器设置为封闭状态,计算机停止对该股道停车器自动控制,以防止计算机发出控制命令对维修人员造成伤害,但控制台上可以人工操控。

2 系统架构

系统设备架构如图1所示。SAM停车器自动控制功能主要通过三层架构实现:过程控制层、通信接口层、集中控制层。

根据以上模型的建立与分析可知，当卖家选择“标出税额”的策略时，买家选择“购买单件化妆品”的可能性较大；当卖家选择“不标出税额”的策略时，买家选择“购买套装化妆品”的可能性较大。又因为前者策略组合可使卖家获得更大的收益，故可判断卖家选择“标出税额”，买家选择“购买单件化妆品”是对双方都更为有利的策略。这一结论基本适用于需求弹性正常产品。基于此结论，提出以下建议。

1.过程控制层包括停车器控制系统、联锁控制系统、驼峰控制系统。联锁控制系统提供调车场尾部的站场实时动态;驼峰控制系统提供调车场头部的站场实时动态以及驼峰溜放状态;停车器控制系统提供调车场尾部停车器的实时状态,并且在收到通信接口层下达的控制命令后,对尾部的停车器执行相应的动作。

图1 驼峰控制系统设备架构图

2.通信接口层包括停车器通信站机、驼峰通信站机、联锁通信站机。该层主要负责编码上传过程控制层上传的站场设备状态、译码下达自动控制层下达的控制命令。

3.集中控制层由集中操作终端、自动控制服务器组成。自动控制服务器通过通信接口层上传的驼峰头部作业的实时动态、驼峰尾部信号设备的实时动态,以及尾部停车器的实时动态等信息,进行运算处理,并把运算的结果转换为控制指令,下达给通信接口层,再由通信接口层编码下达给停车器控制系统。自动控制层还提供了集中操作终端作为人机交互的界面,以便于作业人员手动干预。

3 关键算法

3.1 自动控制处理流程

SAM系统自动控制服务器负责分析驼峰头部、尾部的站场作业动态,推理判断尾部停车器的动作类型以及动作时机。分析的依据包括调车作业进路的排列状态、驼峰头部溜放的状态、车列走行的位置、停车器的状态等。自动控制逻辑流程如图2所示。

3.2 控制命令下达流程

SAM系统集中操作终端及自动控制服务器下达停车器控制命令后,SAM系统通信站机进行校验、转义并编码为停车器控制系统识别的数据帧,然后再下达给停车器控制系统。控制命令下达流程如图3所示。

4 人机接口

SAM系统操控界面以彩色光带、图形符号的形式,动态实时地显示驼峰场和编尾场道岔、信号机、轨道电路等站场设备的状态,以及停车器制动、缓解的状态,使调度人员实时掌握站场全局作业状态,并且可以通过运用鼠标操控停车器,进行必要的人工干预。操控命令如下。

图2 自动控制逻辑流程图

图3 控制命令下达流程图

1.停车器同步制动控制:现场作业在确定需要制动某股道的所有停车器及防溜器时,通过SAM系统操控界面下达此命令。

2.停车器同步缓解控制:现场作业在确定需要缓解某股道的所有停车器及防溜器时,通过SAM系统操控界面下达此命令。

3.停车器单台制动控制:现场作业在确定需要制动某台停车器时,通过SAM系统操控界面下达此命令。

4.停车器单台缓解控制:现场作业在确定需要缓解某台停车器时,通过SAM系统操控界面下达此命令。

5.停车器锁闭控制:现场作业在确定需要锁闭某股道停车器时,通过SAM系统操作界面下达此命令。某股道停车器锁闭后,SAM系统不再自动控制该股道停车器,但可以人工操控该股道停车器。

6.停车器解锁控制:现场作业在确定需要某股道停车器退出锁闭状态时,通过SAM系统操作界面下达此命令,此后该股道恢复自动控制。

7.复位:现场作业在确定需要解除报警时,通过SAM系统操作界面下达此命令。

5 特殊情况

1.当车列进入股道后,从驼峰场牵出不再返回尾部调车区,这时需要对该股道停车器人工设置为制动位。

2.车列不以进路方式进入股道,或车列闯蓝灯进入股道,车列驶入股道前,需要人工设置停车器于缓解位置。

3.当排列向股道的调车进路,但车列未完全进入股道而原路牵出后,需要人工设置停车器于制动位置。

4.排列了向股道的调车进路后,但车列并不需要进入股道作业。为防止股道停车器缓解,影响驼峰头部溜放作业(隔离头部和尾部),可人工封闭停车器,使停车器保持在制动位置。

6 结语与展望

目前全路绝大部分编组站尾部调车系统已实现集中控制,其中路网性及区域性编组站大都实现了计算机联锁控制,与此同时,SAM系统停车器自动控制功能的研究也取得了良好的效果,该系统可以实现编组站尾部停车防溜自动化,提高尾部作业效率,保证调车安全,杜绝人身伤亡,实现头尾能力匹配,满足了铁路编组站自动化的发展要求。

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

*中国铁道科学研究院通信信号研究所助理研究员,100081北京

**北京交大微联科技有限公司 工程师,100044 北京

2011-01-21

(责任编辑:张 利)