徐晓英

浅谈编组站综合自动化(SAM)系统的建设与应用

徐晓英*

新丰镇车站目前是全路12个路网性编组站之一,在中国铁路网中起着非常重要的作用。为了适应车站的发展和作用的极大发挥,于2007年开始设计开发了新一代编组站自动化(SAM)系统。该系统充分发挥先进设备优势,使信息系统和运输生产相辅相成,使车站的运能得到了充分的体现,共建铁路信息新时代。

铁路信息;设备安全;建设与应用

新丰镇车站在中国铁路网主骨架的“八纵八横”中,是三条主要大通道的交汇点:东西连“陆桥通道”中的陇海线,“宁西通道”中的西安南京线,南北接“包柳通道”中的包西线、西康线;是联系华北、华东、中南等地区与西北、西南各省的重要经济纽带;是西部大开发的桥头堡,担负着承东启西的重任;在政治、经济和国防上具有极为重要的作用。伴随着车站的土建进行,2007年年初开始为新丰镇车站量身定做编组站综合自动化系统SAM系统,经过一年的开发调试后, 2007年12月17日正式在车站投入使用。

SAM系统由信息管理系统和过程控制系统二大部分组成,通过TMIS、TDCS网络,与路局运输信息管理系统连接,实现局站间的信息共享、局站互动、实时调整。系统技术支持为SAM系统提供网络与数据库环境,确保信息安全、实时交互;运输安全综合监测为SAM系统安全、有效地运行,提供技术支持与保障。

1 项目背景

2005年10月,根据新丰镇编组站在路网中的地位和重要作用,为及时应用新技术、新设备、新系统,把新丰镇编组站建设成新型的自动化编组站,在进行新丰镇编组站初步设计时,铁道第一勘察设计院提出了编组站综合自动化系统方案。

2006年9月至11月,西安铁路局经过2个多月的充分调研与论证,确定新丰镇编组站采用铁科院与铁道部信息技术中心联合研制的综合自动化(SAM)系统方案。

2007年8月6日,铁道部同意新丰镇编组站综合自动化采用SAM系统方案。2007年1月起,铁道部立项,由西安局主持,中国铁道科学研究院、铁道部信息技术中心和铁道第一勘察设计院参加,承担铁道部科技研究开发计划课题《铁路信息系统应用与技术研究——新丰镇编组站综合自动化(SAM)系统》,对新丰镇编组站综合自动化(SAM)系统关键性技术展开研究。

2 系统结构与功能

SAM系统由信息管理层和作业过程控制层组成。信息管理层包括运营管理与统计分析、调度指挥与管理、货运管理;作业过程控制层包括作业计划自动执行和集中控制、计算机联锁、驼峰自动化、尾部停车器控制、全站机车综合安全控制等。系统以“局站、管控、运维”融合为设计原则,以信息整合、完善、流畅与共享为核心,实现编组站运输生产指挥智能化、信息化和自动化。

2.1 实现目标

1.局站融合,建立一体化的信息系统。局站融合是目标也是基础。在编制日/班、阶段计划的过程中,路局和车站互为数据源。只有两者协同工作,才能编制出准确高效的运输工作计划。所以,编组站综合自动化系统要实现车站和调度所计划的协同编制,从全局的角度,点线结合,提高调度指挥水平。

2.实现运输组织的优化。建立计划→执行→反馈的闭环生产管理体系。系统以行车计划和装卸车计划为主线,以高效运用编组站的生产资源为出发点,调度人员通过编制计划,监视各资源完成计划的情况,根据反馈信息动态调整计划,实现提高效率、压缩中停时、降低运输成本、保证运输安全的目标。

3.通过管控融合,实现减员增效。系统通过管理信息系统的智能化设计和控制系统的自动化实现,以信息为导向,再造信息化环境下的业务流程,优化作业流程,减少作业人员,降低劳动强度,提高作业效率。

2.2 主要功能

1.局站一体化设计,发挥信息化整体效益。系统自动接收路局各种作业计划;自动上报站存车及车站作业报告;车站保有量超限预报。路局与车站信息充分交互,局站调度协同工作。车站作业后,列车、车辆的状态信息自动上报,实现货车、集装箱、货物的实时追踪和车流自动推算。

2.信息综合表示,为调度管理人员提供“管理者驾驶舱”。调度人员通过调度信息集中表示、视频监控图像、技术作业图表等,掌控列车、车辆、调机、本务机在站内的动态;各场线进路准备,占用、空闲及信号开放状态;各岗位的工作进度;各岗位及时接收计划的变更与调整。

3.充分利用运输安全检测设备,缩短作业时间,提高作业质量。系统通过AEI车号与确报自动匹配;通过安全门获得车辆超、偏载信息,车门、铅封、加固等情况,重点对问题车辆进行处理;根据车辆运行状态检测设备(5T)及车辆运用信息对问题车辆进行重点检修、扣修等处理。

4.作业计划自动优化编制,实现指挥决策智能化。系统实时收集准确、完整的调度信息,利用现代数学方法自动编制最优的作业计划,有效地组织协调车站各种作业;作业信息实时反馈;计划动态调整,指标实时分析。

5.作业计划自动执行与集中控制,提高作业安全。全站进路集中控制,自动分解计划、避免进路冲突,优化执行顺序,选择最佳的执行时机。计算机按运行图和车次卡控,防止误接、误发;有效地防止错、漏办;严格违编检查、车辆物理实时跟踪,有效地防止违编、违流及乱道情况。实现调机、联锁、峰尾停车器、驼峰作业的自动控制。

6.实现车站各岗位、控制系统的全面信息化,实现信息共享。车站系统和控制系统信息共享,实现作业紧接续,作业结果立即反馈,不仅节约人力,而且保证每步工作时间最短;运转与货运、安全等信息共享,保证计划编制准确性和计划最优。

7.现车实时管理,方便作业组织。通过和HMIS系统、货运系统、特种车作业管理系统,以及实时追踪系统的联网,准确地掌握站内车辆运用情况。

8.统计分析完全计算机化,支持运营决策。统计报表、分析计算机化管理,记录完整的现车、作业实绩、设备使用信息,准确地统计和分析各类运输指标,自动生成各种报表。根据积累每个作业环节的准确数据,辅助车站能力查定及分析。

3 项目实施概况

自2007年5月起,新丰镇编组站SAM系统经过半年多的测试、论证和完善,以及新丰镇编组站改扩建工程的实施,在高度繁忙的既有三级四场改为三级七场的条件下,结合“边站改、边开发、边投用”的实际,在保证编组站运输畅通和安全的前题下,经过系统开发、投入使用及系统功能优化等阶段,稳步投入运营,到2008年底基本建成新丰镇编组站综合自动化系统。实施进程如下。

2007年12月16日经过70多次测试,信息系统首先投入运行。

2008年1月6日新建上行系统Ⅱ场、Ⅳ场编尾与Ⅵ场计算机联锁系统开通投入使用,站调楼全面搬迁。

2008年1月8日,上行系统到达场、编尾集中控制投入使用,实现了对新丰Ⅱ场、Ⅳ场编尾、Ⅵ场的集中人工控制,增设了集中辅助控制功能,完成了与路局TDCS系统的接口,开通了集中控制模式下的站调楼上行到达和出发辅助调度功能。

2008年4月1日,完成了系统网络结构的优化,实现了集中控制系统各核心服务器、接口计算机等的双机热备和双网冗余的设计目标。

2008年5月31日,上行驼峰自动化控制系统开通投入使用,实现了对北半场已建成股道的自动化控制,信息系统全面升级。2008年6月30日,实现对全场自动化控制。

2008年8月6日,完成既有下行Ⅰ场联锁软件更换;8月7日开通Ⅰ场站调楼集中人工控制和集中辅助控制功能。

2008年9月6日,全站机车综合安全控制系统开始全面试运行。

2008年9月22日,完成既有下行Ⅲ场编尾与Ⅴ场联锁系统软件更换;9月23日,开通Ⅲ场编尾与Ⅴ场集中人工控制和集中辅助控制功能。

2008年10月25日开始计划自动执行与集中自动控制试验。

2009年1月15日,完成对既有下行驼峰控制系统改造,将原TW-2系统更新为TBZK-Ⅱ系统,纳入SAM系统,开通投入使用。

2009年2月25日开始上行系统24h连续试运行;3月20日下行系统开始24h连续试运行。实现了通过列车和终到列车计划自动办理,始发列车计划经人工确认后自动办理,实现了接发车方向的自动安全卡控。解体作业在作业单启动后,到达场内的作业均能自动执行。编组作业在编尾内实现了自动执行,车列牵出至出发场的进路由人工确认后自动办理。本务机出入段实现进路自动控制。

2009年3月24日,系统正式开通投入使用。

4 系统运用效果与效益

SAM系统适应和保障了新丰镇编组站日益增长的作业量需求,系统建成后车站运输效率和生产指标大幅攀升。新丰镇车站2006年日办理量为16000辆左右,有调比为47%,2009年日办理量上升为19000辆以上,最高达到22582辆,有调比约为75%,2010年日均22000辆左右,最高达25858辆,其路网性编组站保障全路安全畅通的主导地位日益突现。

新丰镇编组站自动化系统的建成和运用提高了编组站的改编能力,取得了压缩货车中转时间,节省劳动力,提高编组站全员劳动生产率,提高铁路资源的利用效率,保障调车作业安全,提高企业管理水平。新丰镇编组站自动化系统建设,以较少的建设投资获得较大的编组站改编能力,综合自动化的投资回收期将远远短于铁路的投资回收期,加速了货主的企业流动资金周转,提高了铁路货物运输的服务质量,减轻了劳动强度,改善劳动条件,体现在以下方面。

1.提高了系统的安全性、稳定性。SAM系统由信息管理系统和过程控制系统两大部分组成。信息管理部分包括调度系统、现车管理、货运管理、统计分析系统、车站技术作业图表信息展现。作业过程控制部分包括编组站集中控制系统与综合表示、计算机联锁、驼峰自动控制、停车器控制、调车机车综合控制、停车器自动控制、微机监测与环境监测。编组站集中控制系统负责实现信息管理与作业过程控制之间管控信息的融合与共享,负责将满足执行条件的信息管理系统的作业命令,转换为作业过程自动控制系统可执行的指令,将控制系统的执行结果反馈信息管理系统,构成控制闭环。系统通过TDCS网络,与路局运输信息管理系统连接,实现局站间的信息共享,局站互动、实时调整。实现了两网独立并通过协议相互沟通,极大地保护了各自的安全,不因某一系统的修改而造成对另一系统的影响。特别是信息系统,随着技术、规章等的变化,经常需要进行参数调整,两网分离不需要修改协议,只对信息的相关部分进行修改,发挥了信息化的整体效益。

2.提高了信息系统的完整性。SAM系统自动接收路局的日班计划/阶段计划,铺画日班计划大表,并自动推算车流,自动上报站存车,交互调整车站阶段计划;实时进行机车交路调整和运用计划。车站作业后,列车、车辆的状态信息自动上报,为货车实时追踪和车流推算打好基础。实现货车和调车机的追踪,各岗位指挥人员能随时了解相关的信息,通过作业可视化调度信息集中表示、技术作业图表等,掌控调机、本务机在站内的动态;各场线进路准备、占用、空闲及信号开放状态;各岗位的工作进度;各岗位及时接收掌握计划的变更与调整情况。为调度管理人员提供“管理者驾驶舱”。

3.提高了系统效能。车站管控信息共享,作业过程自动化控制,提高了车站的作业能力与效率,实现了车站调度指挥、现车、货运、统计生产过程全面的信息化。信息系统采用组件搭积木的方式,构成适应不同类型、不同管理需要的车站系统,适应车站运营管理模式的变更与调整,支持集中式管理,根据体制改革和管理的需要灵活组合功能。支持集中式管理,一台服务器运行多个车站,满足大站带小站的需要。信息共享,作业更加顺畅,车站各岗位的信息共享包括确报、货票、现车、货运、车辆、调度、统计、控制系统、安全检测系统。车号识别、电务监测、集成与共享,提高作业预见性,使站内各个作业流程更加顺畅贯通。目前正在进行的信息系统和控制系统信息共享,向联锁、驼峰、停车器、调机监控子系统实时下达调度指令,操控进路自动办理,使编组站所有的列车进路、调车进路、机车走行进路和溜放进路自动执行,实现作业紧接续,作业结果立即反馈,随需应变,快速适应,作业计划编制优化、科学有效;调度指挥闭环调控,智能决策、实时调整,形成多个作业闭环;系统能够实时提供编制计划所需的信息,利用数学方法和专家经验预先最优地编制各项计划,并实时地进行指标分析;随着作业信息的实施反馈和新信息的加入,辅助调度员调整计划和指标。实现解体照顾编组,编组照顾解体,提高超编组优质列车的数量。不仅节约人力,而且提高运输作业的效率。

4.为岗位整合、优化资源配置提供了条件。由于采用综合自动化系统,车站的自动化水平提高很多,减少了人工信息传递,使信息更加准确、快速,不仅节约人力资源,更重要是通过无缝的信息连接,拓宽了信息收集渠道,得到准确的信息。系统采用智能算法编制日班计划、阶段计划、钩计划等,并将其用于车站作业组织调度及车站进路调度,完善了计划质量,提高机车有效工作时间,使到发线及驼峰、牵出线等设备的应用更加合理,车流接续合理,作业衔接紧密,平行作业最大,提高作业效率及能力。而通过信息互通,信息与控制相互结合,使传统的作业模式发生了变化,为进行人员整合、资源利用提供有力的技术支持和保证。

5.科学的维护体系为信息系统的稳定运行奠定了基础。近几年计算机技术飞速发展,许多行业步入信息化时代,各类的MIS蜂拥而至,大量的人力和物力投入,但部分投人使用的系统运行后不久就夭折了,原因在于严重忽视软件工程的最后也是最重要的环节——维护。任何系统的设计和应用都是建立在目前的体系下,随着企业的发展和运营模式的变化,MIS必有不适应发展的缺陷,因此为了保证MIS的有效工作,前期设计的模式和后期的人力物力的投入是必要的,而且是直接影响MIS系统的高成功率和高效率。

5 小结

目前,新丰镇车站采取定期例会制度,集中操作人员和课题组人员对系统的功能进行总结和分析,对设计存在的问题进行汇总和完善,对使用人员操作的问题进行定期培训,使系统的作用发挥达到极致。

新丰镇车站SAM系统投入使用后,在现场实际应用中取得非常明显的作用,车站的各项指标均有突破。当然任何系统都会随着企业的发展有不相适应的地方,需要认真研究,充分发挥各级人员的作用,认真执行现有部分,完善缺陷部分,积极探索新技术,充分发挥设备保安全、信息化促发展的优势,使信息化在新丰镇站得到充分的体现。

Now,Xinfengzhen station is one of 12 railway network-wide yards,which is playing a very important role in Chinese railway network.In order to adapt to the development of the station and play more roles,a new generation of Synthetic Automation ofmarshalling yard for the station was designed and developed in 2007.The system fully took advantages ofadvanced equipmentand facilitated the adaptability of information systems to transportation production,fully embodying transport capacity of the station and entering a new era of railway information.

Railway information;Equipment safety;Construction and applications

*西安铁路局新丰镇车站 工程师,710608 西安

2011-01-21

(责任编辑:诸 红)