孟灵全，宋宇

（1.中国铁路武汉局集团有限公司襄阳北车站，湖北襄阳 441058；2.中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，北京 100081）

1 SAM系统应用现状

编组站综合自动化（SAM）系统是集计算机软件技术、网络技术、信息技术、运输调度技术、自动化技术、管理技术等技术手段于一体，以信息整合、完善、流畅与共享为核心，以“局站融合”“管控结合”“运管维一体化”为目标，强化铁路运输计划、调度管理智能化，实现铁路运输生产指挥体系信息化的大型综合系统［1］，已在全路14个大中型编组站投入应用。

近年来，随着中国国家铁路集团有限公司货运体制改革的不断深入和铁路信息化建设的稳步推进，各大编组站对于SAM系统功能升级的需求越来越强烈，主要反映在以下3个方面：

（1）系统覆盖范围需要扩展到机务段。SAM系统的覆盖范围仅局限在车站，没有把机务段纳入管理和控制［2］。SAM系统与机务段运用安全管理信息系统之间虽然具备信息交互功能，但该信息接口仅实现了信息分享，没有实现信息互动，信息发生变化时不仅不能自动通知对方，而且需要人工盯控并人工转录到各自系统中，工作量大且容易出错。

（2）系统的自动化控制功能强大，但自动化调度功能还需提高。SAM系统由控制系统和信息系统2部分组成，控制系统提供了强大的进路自动控制、驼峰溜放自动控制、编尾停车器自动控制、调机安全自动防护、机车车辆自动跟踪、设备状态自动监测功能；信息系统虽然具备调度指挥、现车管理、货运管理和统计分析功能，但每个作业环节都需要人工确认，过于繁琐。信息系统与控制系统在自动化程度上不匹配，使得SAM系统自动化仍然停留在子系统自动化的层面上，对调度员和值班员劳动强度的改善作用不明显［3］。

（3）系统对现场特殊需求的满足程度不够。由于历史原因，各编组站在建设SAM系统之前普遍都建设了一些本地化的信息系统，这些本地化信息系统除通用的运输生产功能外，几乎都有针对该站特殊作业条件、作业模式和作业习惯而开发的功能。SAM系统建成后，这些本地化信息系统全部要被替换。然而，SAM系统是按照编组站的通用功能进行设计的，不可能满足所有特殊需求，导致本地化信息系统中一些较为复杂的特殊功能从此不能使用。

为此，通过科研与工程相结合的方式，在襄阳北编组站（简称襄阳北站）工程实施过程中试点了SAM系统本地化定制方法，从本地化需求调研开始，对系统进行结构和功能的再设计，较好地解决了SAM系统通用性与现场作业特殊性之间的矛盾。

2 襄阳北站SAM系统本地化需求分析

襄阳北站位于汉丹、焦柳、襄渝3条干线的交汇处，是连接华中地区与西南地区、西北地区的铁路枢纽，由于车流量大，运输能力长期处于饱和状态［4-5］。襄阳北站对SAM系统的本地化需求主要有4个方面：

（1）将机车精确叫班系统的功能整合到SAM系统。襄阳北站从2008年开始实行机车精确叫班模式，由车站总调度员根据日班计划、阶段计划、机车交路计划、实际作业进度、车流情况、运行图、施工计划等综合信息，科学合理地编制机车计划，向机务段传达，实行站段平行作业［6］。襄阳北站自主研发的机车精确叫班系统设置车站总调度员、车站值班员、机务段外勤值班员、闸楼房值班员等操作岗位，提供机车计划编制、机车出入库登记与统计功能；同时，车站和机务段通过互设终端显示器的方式，将各自的管理信息系统界面复示给对方［7］。截至SAM系统实施前，襄阳北站是全路唯一实行机车精确叫班模式的编组站。由于襄阳北站机车精确叫班系统仅实现了车站与机务段之间的信息堆积式共享，没有实现真正的信息互联互通，人工操作和人工盯控的工作量依然很大。如何完善机车精确叫班系统的功能，提高操作效率，精简盯控界面，需要SAM系统来实现。

（2）将驼峰作业安全预想系统的功能整合到SAM系统。襄阳北站自主研发的驼峰作业安全预想系统，其核心是襄阳北站驼峰作业安全预想方法，该方法采取“将人的作业经验与自动化的精确控制相结合，变峰下被动的应急处理为峰上有目的的速度控制”的指导思想［8］，针对同股道隔钩车组、同线束连续车组、难易组合车组、长短组合车组等情况，在驼峰溜放调车作业通知单中标记“停止推峰”“减速推峰”“停止减速”预想符号，通过改变驼峰主体信号的显示，达到控制推峰机车推送速度的目的。驼峰作业安全预想方法自2002年开始实行，保障了襄阳北站驼峰安全溜放17年无责任事故。SAM系统实施后，必须保留驼峰作业安全预想系统的功能。

（3）将接发列车技术作业交互系统的功能整合到SAM系统。襄阳北站自主研发的接发列车技术作业交互系统于2011年投入使用。该系统设置了调度、行车、车号、拉风、货检、列检、列尾等终端，功能涵盖阶段计划展示、股道占用展示、列车信息展示、技术作业进度管理、本务机车出入库及摘挂机车管理、股道防溜管理、重点事项展示、技术作业分析、中停时统计等方面［9］。尽管该系统的所有信息都需要人工录入，但所有信息均以股道为中心，在同一个显示界面上展示，简洁直观，深受现场人员欢迎。SAM系统虽然也具备上述功能，且信息自动化的程度更高，但却按照接发列车、股道占线板、技术作业、阶段计划、统计分析等多个界面展示，不够直观。SAM系统实施后，必须保留接发列车技术作业交互系统的优点。

（4）SAM系统必须适应襄阳北站的运输组织变化。襄阳北站SAM系统于2014年开始建设，先后经历襄阳北站增建上行系统工程、上行系统能力补强及扩能改造工程、上行系统应急改造工程［10］3次大规模站场改造，每次站场改造后，车站的运输组织方法都会发生变化，车站作业量也会有较大幅度提升，SAM系统必须在不增加调度岗位的前提下，与站场改造工程实现同步，提高车站的运输组织效率，降低调度人员的作业风险和劳动强度。

3 襄阳北站SAM系统本地化定制研究

为了兼顾工程工期和本地化需求，SAM系统在襄阳北站采取本地化定制的技术方案，按照工期安排和本地化需求的轻重缓急程度，采取工程与科研相结合的方式，分4个阶段进行建设（见图1）。

图1 襄阳北站SAM系统本地化定制实施路线

（1）2014年与襄阳北站增建上行系统工程同步，依次开通SAM系统通用功能。根据襄阳北站增建上行系统的工期安排，依次开通SAM系统管理信息系统、上行各场SAM系统集中人工模式、下行各场SAM系统集中人工模式、开通全站SAM系统集中自动模式［10］；不改变机车精确叫班模式；完整保留机车精确叫班系统、驼峰作业安全预想系统和接发列车技术作业交互系统，SAM系统与之重叠的功能均不启用。在此期间，襄阳北站可同步进行调度大厅装修工程、信息机房改造搬迁工程和安全调度指挥中心建设工程，有利于减小施工过渡期间停用SAM系统所带来的影响。

（2）2016年开通SAM系统集中自动模式后，融合襄阳北站自主研发信息系统功能。驼峰作业安全预想系统分2部分进行改造，一部分是纸质调车作业计划的生成与打印，另一部分是驼峰自动化控制系统的调车作业计划处理。对于纸质调车作业计划，由SAM系统的信息系统提供调车作业计划和编组车辆的数据源，保留现有驼峰安全预想系统的安全预想符号自动添加和打印功能；对于驼峰自动化控制系统的调车作业计划，在SAM系统的控制系统中开发独立的应用程序，同步改造上/下行驼峰自动化控制系统，使之均能识别安全预想符号。

继续保留接发列车技术作业交互系统，不再启用SAM系统中与之相同的功能，把接发列车技术作业交互系统作为SAM系统不可分割的一部分进行升级改造，将其定位为沟通计划层与执行层的桥梁。接发列车技术作业交互系统的前台界面全部保留，与SAM系统共享后台数据库，从SAM系统读取阶段计划、技术作业通知、列车到发等自动化信息，向SAM系统推送技术作业进度、本务机车出入库及摘挂机车管理、技术作业分析、中停时统计、重点事项。

（3）2018年与襄阳北站上行系统能力补强及扩能改造工程同步，研发编组站运输调度自动化系统。编组站运输调度自动化系统是在保留既有SAM系统信息系统现车管理、货运管理、统计分析功能的基础上，将调度指挥功能独立出来，重新设计并重新研发的SAM系统子系统。在系统研发期间，襄阳北站仍然使用既有SAM系统的调度指挥功能；系统研发成功后，采用与既有系统并机运行的方式进行验证；待功能全部验证完毕，一次性替换既有系统。

编组站运输调度自动化系统充分考虑SAM系统“局站融合”的特点以及将机务段也纳入SAM系统的新需求，以襄阳北站的精确叫班模式为基础，摈弃既有系统局限在车站的系统框架，采用跨调度所、车站、机务段系统平台的设计，将铁路局集团公司运输调度管理系统（TDMS）、车站SAM系统和机务段运用安全管理信息系统融合为一个整体，统一管理编组站的列车、机车、车辆、线路、人员、运行线资源［11］。系统设置车站总调度员、车站调度员和机务段调度员终端，并将车站和机务段的计划及作业情况复示给调度所。

编组站运输调度自动化系统以调度所下达的日（班）计划和调度命令为依据，推定编组站各阶段的车流、机车、乘务员和运行线情况，依次生成列车到发阶段计划、到发线和调机运用计划、机车和乘务员运用计划，在此基础上进一步生成调车作业计划。系统最终目标是实现调度计划的全自动编制，并保留特殊情况下人工干预的条件。为了让现场尽快感受到调度自动化变革所带来的优势，系统上线采用2步走的策略，首先解决信息来源不全的问题，将调度所、车站、机务段有关信息集中展示，让信息查询和作业盯控简洁化；然后解决计划自动编制问题，根据可用资源自动推荐阶段计划和调车作业计划方案，让调度员的工作逐步从计划编制模式转变为计划决策模式。

（4）2019年襄阳北站实施上行系统应急改造工程后，启动车站和机务段智能协同调度指挥平台建设工作。站机智能协同调度指挥平台是由SAM系统提供平台支持的本地化二次创新项目，目标是把车站和机务段的调度指挥融合为一个有机整体，全面升级和完善襄阳北站机车精确叫班模式。建设站机智能协同调度指挥平台，难点不在于开发一套平台管理信息系统，而在于研发配套的信息自动化采集设备。按照先易后难的方案，站机智能协同调度指挥平台也分2步进行建设，首先依托SAM系统作为平台核心，通过系统集成和数据深加工的方式实现平台功能；然后通过完善信息自动化采集设备，最终取消人工录入信息的环节，以减轻作业劳动强度、提高信息采集质量。

4 结束语

襄阳北站SAM系统2014年开始建设，2016年11月开通SAM系统通用功能，2017年4月完成对襄阳北站自主研发信息系统的融合，2018年12月编组站运输调度自动化系统投入试运行，2019年8月站机智能协同调度指挥平台启动科研立项。与此同时，襄阳北站的日均办理车数大幅提升，从2016年增建上行系统工程后的16 902辆，到2018年实施上行系统能力补强及扩能改造工程后的19 561辆，再到2019年实施上行系统应急改造工程后的22 143辆，最高日办理车数达到28 036辆。3年来，襄阳北站调度员和值班员人数不仅没有增加，劳动强度还稳步下降，安全风险也得到有效控制；编组站运输调度自动化系统的上线，极大地改善了襄阳北站的调度指挥条件，把SAM系统的“局站融合”提高到“局站机一体化”的新高度。实践证明，SAM系统在襄阳北站的本地化定制工作很好地兼顾了现场特殊需求，有力配合了编组站扩能改造，为SAM系统功能升级做出了积极探索，该研究成果将在其他编组站SAM系统工程中推广。