（交通运输工程专业论文）sam环境下的编组站综合管理信息系统开发研究.pdf

中文摘要 本文在建设新一代编组站综合自动化系统的背景下，对编组站综合自动化系统 的一个重要组成部分综合管理信息系统进行了重点研究。 本文首先概述了编组站综合自动化系统( s 埘) ，给出了其总体结构，并分别 介绍了管理信息系统和控制系统两大组成部分，阐述了系统技术支持、安全检测 和综合监控。 然后，本文针对鼢m 环境下的编组站综合管理信息系统进行了系统分析，主 要分析了系统的信息工作流程及需求，提出了把工作流应用于编组站信息化建设 的思想，并在此基础上对s a m 环境下的编组站综合管理信息系统进行了详细设计， 给出了其总体结构，将综合管理系统划分为调度指挥、现车管理、货运管理、统 计分析、信息接口、调度作业优化等子系统，并分别对各子系统的功能进行详细 设计文中还给出了系统所用数据库的设计原则和逻辑结构。 最后，文中给出了s a m 环境下编组站综合管理信息系统若干主要功能的界面。 关键词：编组站；自动化；管理信息系统 a b s t r a c r u n d c ft h eb a c k g r o u n do fd e v c l o p i n g 幽m ，t h cp a p c rm a i l i l ys t l i d i c st l i ei m p o n a n t p a r t0 fs a m ( s y n t l l c t i ca u t o m a l i 伽o fl l a r s h a l l i n gy a r d ) m 盯s h a l l i l l gy 删 j n t e g r a t c dm a n a g 哪锄ti n f b 咖a l i o ns y s t e m m 矗i s t p a r to f 也c p a p c r 蚴a i i z 船t h e s m d ，h c h l d 址g p 龇n t i n g m e s 仃u c t i i _ 她 o fs a h i n 0 d u d n gt h et w op a no fs a m ，w h i c ha 聆m a 砖h a l l i n gy a r di n t c g r a t c d m 啪g c m e n t 砌咖a t i 咖s y s t c m 柚dj n t e g r a t e da u t o m a i i 蛐s y s t c m n ep a p c ra l p r o p 峭血ct c c b n i c a ls u p 鹏s e c i l r i i yd c t 鳅i o n 蛐di n t c 舯倒m 砌州n go f 也e s y s l 锄 s 哪n m y ，t h cp a p 盯a n a l y s 髓t h ed a t ap m o e 懿i n ga n dt h cr e q u i 他m e n t o fi n t c 乎e d m 姐a g e m c n ti n f o 衄a t i s y s t c m w b r kn o w j sa l i n 响d u dt oa p p l yt ot h cs y s t e j 吐 n e n ，也cp a p c rm a k c sad e t a i l e dd c s 咖f o rm ci n t c g r a t c dm 删喀锄c n t i n 】6 d l m a i i 加s y s l 唧1 ks y s t c mi sd i v 讪甜i l i 沁s i xp a n s ，w h i c ha y a f dd i s p a t c h i n g m 锄a g c m e n to fc 缸i n 向m a t i 伽，m 卸a g c m e n to f 舭i g l l t s t a t i s l i 璐柚d 柚a l y s 趣i n t e 血 o fi n f o 邶a t i 锄do p t i m i z a 曲no fd i s p a t c h i i l go p c 翔t i 鲫f u n h c r ，t h e 咖c t i l r eo ft h c d a t a b a i sp m p o s c di l lt h cp a p c r 1 ki n t e r f a c c so fs 0 吣i m p o r t a n tf h n d i o no ft h ei n t c g r a t e dm 柚a g c m e n t i n f o 皿a t i o ns y s t 锄盯e p r c 5 蜘蜘i n t l l e f i l l a l p a no f t h c p a p e r k e y w o r d s ：m a 礴h a 啦n gy a r d ，a u t o m a 6 0 n ，m a n a g e m 蛐ti n f o 舢d o ns y s t e m 致谢 本论文的工作是在我的导师何世伟教授的悉心指导下完成的，何世伟教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来 何世伟老师对我的关心和指导。 陈光伟教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 同时也特别感谢s a m 项目组的全体同事，在我的工作学习中给予我的关心和 帮助。 感谢曾给予我辛勤培育、关心和教诲。感谢我的家人和朋友，他们给予我前 进的勇气，是我继续奋斗的动力。 1 绪论 1 1 问题的提出 编组站位于铁路路网内的重要支点处，对路网起到重要的支撑作用，同时， 在支点处将有大量的车流产生、消逝，人们习惯称编组站为“列车制造工厂”。所 以，对编组站的运输工作组织会对全路的运输产生极大的影响m 。 目前，铁路编组站的驼峰调车场基本上实现了作业自动化，但这并不能说明 编组站实现了自动化编组站的解体和编组作业，需要车、机、工、电、辆诸多 工种和部门的协调配合，而目前在协同配合方面，仍然要靠人工来链接。虽然在 有关部门的工种和作业过程中实现了计算机信息管理，如现在车信息管理系统、 调车作业、车辆的货车车号自动识别系统、列车进路微机联锁、驼峰溜放车辆进 路和速度微机控制系统等等，这些信息系统的使用，从根本上改变了车站传统的 手工作业方式，改善了作业条件，减轻了劳动强度，强化了运输生产安全，提高 了生产效率，使车站的综合能力有了大幅度的提高，为进一步提高车站综合自动 化水平创造了良好的软硬件环境嘲。但是，现有以及以往的编组站综合自动化系统 存在严重的不足，主要表现在：编组站内部、编组站与路网信息不能共享，管控 脱节，严重影响其综合效益的发挥，编组站自动化程度不高，全员劳动生产率低 下，巨大的潜力还有待于挖掘。因此提出开发和建设新一代编组站综合自动化 ( s y n t h e t i ca u t o 腿t i o no fm a r s h a l l i n gy a r d ，简称为s a m ) 的任务。 编组站综合自动化系统( s a m ) 由综合管理信息系统和综合控制分系统两部分 构成，是在综合控制系统基础上，以编组站综合管理信息系统为核心的集成系统。 管理系统就像大脑，控制系统是躯干，控制系统与管理系统之间有机地结合起 来，组建一个完整的系统，实现新一代编组站综合自动化的目标。达到集中 指挥、数据集成、信息共享、减少作业环节，使运输作业管理更加现代化、 信息化。本文将着重对编组站综合自动化系统中的综合管理信息系统部分进行研 究和分析。 1 2 国内编组站发展与现状 我国铁路编组站1 9 7 0 年在丰台西建成第一座半自动化驼峰后，1 9 8 4 年在南翔 编组站建成了我国第一座采用国产小型机集中控制的调速自动化驼峰，开创了我 盐塞窑通太堂童些匾堂僮监塞 绪i 幺 国自动化的先河；1 9 8 6 年在山海关建成了我国第一个采用微机的驼峰溜放进路自 动控制；1 9 8 7 年我国第一个编组站车辆信息处理系统在株洲驼峰投产；1 9 8 9 年郑 州北编组站综合自动化建成，主要包括上行驼峰自动化、推峰机车遥控、编尾微 机集中及调度信息处理( y i s ) 四个分系统，并实现了调度信息处理系统与驼峰自 动化联机，勾勒出了我国编组站综合自动化的雏形翻；其后1 9 9 3 年开通的石家庄编 组站综合自动化，第一次在编组站站调增加了调度监督系统在引进方面，我国 从1 9 8 7 年到1 9 9 7 年先后在郑州北下行、徐州北、阜阳北、向塘西下行分别引进了 美国g r s 公司和美国u s s 公司的驼峰自动化系统，但是由于对我国编组站运输条件 不了解，造成自动化设备不能满足运输需求的现象巾1 。 到目前为止我国自动化驼峰在4 9 个编组站的状况为：路网型编组站1 5 个，其 中自动化驼峰1 4 个站，占9 4 ；区域型编组站1 7 个，其中自动化驼峰1 1 个站，占 6 5 ；地方性编组站1 7 个，其中自动化驼峰1 2 个站，占7 1 。目前驼峰自动化已经 达到国际先进水平旧与此同时，作为t m i s 最重要子系统之一的车站管理信息系 统建设已经完成了统一软件版本，大中型车站基本完成了车站综合管理信息系统 1 o 版本建设。截至2 0 0 1 年1 0 月底，全路4 9 个编组站全部建成信息系统，9 5 个 大型区段站有8 6 个建成信息系统，3 6 个大型货运站有2 2 个建成信息系统，1 3 6 个中型区段站有1 3 2 个建成信息系统，2 6 7 个中型货运站有1 7 0 个建成信息系统 【1 3 ，目前车站综合管理信息系统2 0 版正在全路全面铺开建设，全路4 9 个路网 编组站已有郑州北、安康东、宝鸡东、哈尔滨南等车站先后切换使用车站系统2 o 。 s a m 系统不仅依托铁道部信息中心主持开发的车站系统2 o 的标准、整个n i i s 的支持和全路两千多个车站推广的经验，还有相关控制系统研制单位的支持，其 研制的驼峰过程控制、计算机联锁、行车调度指挥( 删i s ) 的技术已推广到全路 车站广泛使用。将二者有机的整合实现编组站各作业环节的衔接和信息的完整与 共享、减少信息的重复输入，构建编组站作业的自动化和信息化哪。 1 3 论文研究的意义 本文所研究的编组站综合自动化系统( s a m ) 是通过整合现有的信息管理部分 和过程控制部分，建立共享信息平台，集成创新，实现编组站管理过程透明化、 调度指挥智能化、主要作业自动化，从集成中找效率、要效益，其意义体现在以 下方面： 2 j e 赢窑通去堂童些亟堂僮监塞绪j 金 1 、局站运输管理信息共享，发挥信息化的整体效益 自动接收路局日班、阶段计划；自动铺画日班计划作业大表，推算车流；自 动上报站存车，交互调整车站阶段计划；车流超编解能力提前预报；实时查看机 车周转图和运用计划；实时自动上报列车、车辆状态的变化信息，为实现全路货 车、集装箱、货物追踪和车流推算打下良好基础埘。 2 、车站管控信息共享，提供“管理者驾驶舱”，提高车站运营管理水平。 车站各作业岗位信息、控制系统、安全检测系统，车号识别、脱轨器表示、 电务监测、环境监控、电源监测及图像监视等信息集成、共享，可提高作业预见 性“。 3 、作业过程自动化控制，提高车站的作业能力与效率。 实现车站计划调度、现车、货运，统计等全面信息化管理，信息管理系统和 作业过程控制系统信息共享；信息管理系统向联锁、驼峰、停车器、调机监控等 子系统实时下达调度指令，所有进路自动办理，操控列车、调车、机车走行和溜 放进路的自动执行，实现作业紧接续，作业结果实时反馈，作业计划实时变更与 调整；不仅节约人力，而且提高车站的作业能力与效率“。 4 、适应车站运营管理模式的变更与调整，支持集中式管理。 信息管理系统具有很强的通用性，采用组件搭积木式结构，可构成适应不同 类型、不同管理模式需要的车站信息管理系统；根据体制改革和管理模式变更的 需要，可随时组合功能。支持集中式管理，支持一台服务器运行多个车站，满足 大站带小站运输组织的需要。 5 、作业计划编制优化且科学有效；调度指挥闭环调控、智能决策、实时调整。 系统实时提供编制计划所需的信息，利用数学方法和专家系统预先最优地编 制各种作业计划，并实时地进行技术指标分析；而且随着作业信息的实时反馈和 新信息的加入，辅助调度员调整作业计划和技术指标。实现解体照顾编组，编组 照顾解体，争取多编优质列车。 系统形成多个作业闭环调控。如：计划形成、下达、执行、反馈、调整计划、 再下达的闭环调控；列车到达、解体、编组、出发、运输统计分析的作业闭环； 调车设备的计划、使用、运用分析的闭环调控等“小“”。 6 、系统与现场作业实际同步，提供实时、准确的作业信息，自动生成统计报 3 表及分析。 系统能准确地统计、分析各类运输技术指标，自动生成各种统计报表；还可 根据积累各作业环节的准确数据，辅助车站能力查定及分析。 实现机车和车辆的实时追踪；调度管理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，能随时看到自己所关心的信息。掌控调车机、本务机、 车辆在站内的动态信息；各场线路进路的准备，占用、空闲及信号开放状态；各 岗位的作业进度；各岗位又能及时接收作业计划的变更与调整“州。 7 、消灭责任事故，保证行、调车作业安全。 采取人机联控，人控优先的措施。对错挂，空晚，误接，欠轴，违编，乱道， 失控，错办等进行严格的逻辑检查与卡控。通过接发列车股道的选取、进路的准 备和列车属性等严格的机器匹配，以防止误接、误发：计划自动编制、检查与执 行，可有效地防止错、漏办；由于日班、阶段计划、钩计划自动编制，能有效地 组织出发车流，保证最大的出车量，减免欠轴和晚点，严格违编检查和车辆实时 跟踪，有效地防止违编违流及乱道情况“町。 1 4 论文的主要内容和结构 本文以建设新一代编组站综合自动化系统为目标，对编组站综合自动化系统 的一个重要组成部分综合管理信息系统进行重点研究。 论文首先对s a m 系统进行简要论述，介绍其总体结构以及两大组成部分信息 系统和控制系统，阐述系统技术支持、安全检测和综合监控。然后，论文针对s a m 环境下的综合管理信息系统进行系统分析，包括系统业务及信息流程，并在此基 础上阐述了系统的需求，提出了把工作流应用于编组站的思想。之后，论文基于 上章的分析，完成了系统的总体结构设计、各子系统功能设计以及数据库设计。 最后，论文逐一实现了系统的各项功能并给出了部分主要功能的界面。 论文总体结构如图卜1 ： 4 韭塞銮煎太堂童些亟堂僮论塞 缮 监 i绪论 il 弋夕 i编组站综合自动化系统概述 jl 7 is i l 环境下的综合管理信息系统分析 遗 i s a m 环境下的综合管理信息系统设计 l is 枷环境下的综合管理信息系统的实现 m 罗 i ， 结论 ， 图卜l 论文结构 5 2 编组站综合自动化系统概述 2 1s 棚的总体结构 编组站综合自动化系统( s a m ) 由信息管理系统和过程控制两大部分组成，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，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 控制闭环嗍。系统通过t m i s 、t d c s 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。系统技术支持为编组站综合自动化系统 ( s a l i ) 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综 合自动化系统安全、有效地运行，提供给技术支持与保障。系统层次结构如图2 一l 所示。 图2 - 1s 删系统层次结构 f 培2 1s 咖c h 雠o f & 气m 2 2 编组站综合管理信息系统 编组站综合管理信息系统作为编组站综合集成自动化系统s a l 中的调度层、 6 管理层和决策层，采用现代电子技术、计算机技术、有线与无线网络通信技术、 数据库技术以及大量系统软件与应用软件构成“。在功能层面上覆盖传统的编组 站现车管理、编组站调度表示，包括编组站内接发车、本务机车折返、调机工作 及调车作业等调度计划管理、过程管理与统计管理的处理功能，在此基础上全面 实现计划自动执行与反馈，实现列车进路、调车进路、机车进路等过程控制的自 动办理，并支撑调机自动化的车载信息与各种控制。 2 2 1 调度计划信息管理自动化 s 脒管理系统基本点是以电子信息化的手段管理编组站的站内运转所需要的 各种工作调度计划，包括：站内接发列车工作计划；站内本务机折返工作计划； 站内现车及调车工作计划；站内调车机工作计划；站内线路施工要点计划；站内 货运工作计划。s m 为车站调度与运转提供了优秀的管理工具，力图消除站内各工 种的信息死角，实现无纸化调度。 在此基础上调度计划管理自动化过程是：自动接收来自铁路局下达的日班计 划、阶段计划要求及到达列车预确报，基于站内结存车，自动优化决策，策划站 内各种工作计划，合理应用站内线路与调车机等站内资源，进行车流推算，其结 果通过铺画车站技术作业图表( 运站一) 、车站班计划表( 运站二) 、调车作业 ( 解体、编组与取送车) 计划表体现出来，为调度计划的自动执行提供正确的计 划信息源翻嘲1 。 2 2 2 执行过程管理自动化 编组站综合管理信息系统将调度计划信息交付实施，并在执行过程管理中贯 穿了自动化的理念，体现在以下方面： l 、调度计划的分解与转化 按照执行环节与作业类别，将调度计划分解细化，产生各过程控制分系统可 识别的计划指令，直接动态下达给联锁、驼峰、停车器及调机等自动化分系统付 诸执行嘲。 2 、进路类执行过程管理 凡涉及到机车车辆走行进路的部分，在调度计划分解时，其行车或调车进路 已被转化为计划进路信息，其进路的站内走行经由也同时被自动确定。被管理的 进路类型包括：列车进路( 接发车或通过) ；本务机单机走行进路( 入段、出段 7 或立折) ；调车机单机走行进路( 机车返场返岔) ；平面牵出调车迸路( 推峰、 编组、取送车) ；驼峰溜放进路；平面单溜连溜进路；头部股道封锁解锁；停 车器制动缓解 3 、非进路类执行过程管理 此外，管理系统还对其它执行环节进行了自动化管理，扩大了自动化涉及面， 例如：列车邻站预告的自动申请或响应；车机联控语音播报；技术作业( 列检、商 检等工作) 提前开始结束通知提醒；利用车号识别信息自动核对车号；进站过程 各种车辆探测信息的采集与预告；出发列车确报发报；调车作业通知单打印。 4 、计划指令的自动触发 作为执行过程管理的重要手段，管理系统通过对计划指令的适时触发，调节 控制指令的执行时机，贯彻调度计划的工作流程安捧，管理进路相扰时的优先次 序，协调场间作业与执行的联系。 5 、执行结果反馈信息处理 受控分系统按计划指令执行过程中，随时自动反馈其执行状态。管理系统通 过管理反馈信息，可以实现精确报点；自动获得当前真实现车；提取调车钩分数 据；按执行结果动态调整未执行的调度计划及后续计划指令的触发。 6 、过程信息综合展现 为了便于管理人员及调度人员直观掌控与监督整个车站的计划执行过程，管 理系统提供了组合动态图形界面，展现作业过程信息。组合图示同时融合了全站 场信号表示、调机位置跟踪、实时现车、列车信息等内容删。 2 2 3 历史数据管理 编组站s a m 管理系统对于已经执行过的计划与实际信息作为历史数据进行管 理，可用于：情景再现；报表管理；统计分析；决策参数优化；运输资料电子归 档眦】 2 3 编组站综合控制系统 编组站综合控制系统主要以目前国内技术成熟的各种编组站过程控制分系统 为基础，经进一步开发与改进提升自动化程度，取消正常情况人工操纵介入，并 保留原有手动模式作为降级处理后备手段。目前被集成到编组站s a m 系统中的各 类分系统如下： 8 1 、联锁自动化分系统 在传统的计算机联锁分系统与管理系统之问，设置了程序进路控制模块 ( p r c ) ，将管理系统下达的计划指令解析成为进路始终端信息，实现编组站到达场、 峰尾及出发场各种列车与调车进路的自动选路。 2 、驼峰自动化分系统 不仅仅实现了溜放钩计划的联机储存，而且实现了解体顺序、推峰时机、溜 放时机、套溜、禁溜线取送车、机车上下峰及股道封锁解锁等作业无人参与，自 动按照计划指令的要求执行，达到溜放进路、溜放调速、头部调车的自动控制。 3 、调机自动化分系统 调机自动化子系统不仅限于推峰机车，其范围覆盖全站所有调机，为管理系 统提供机车位置与车况信息，并且在s 删丰富的共享信息平台支撑下，调机自动 化分系统可实现嘲一嘲； ( 1 ) 车载信息服务 通过调机驾驶室内的车载显示器与打印机，向司机提供整个编组站场的表示 信息，包括调车进路与信号；对应调机的当前计划要求；调机自身位置、机车工 况信息；平调灯显对应机车速度要求信息；当前限速和防护距离信息；调车作业 通知单车载打印。 ( 2 ) 推峰速度遥控 该功能等效于传统驼峰机车遥控系统功能，由于推峰过程中可准确、动态地 获知调机的在途车辆长度与重量，控制更加精准。 ( 3 ) 速度防护 利用机车位置及计划指令类型组合所对应的调车速度上限，以及平调灯显对 应的调车速度值，作为调车过程的超速防护门限，调车速度被限制在门限值以下。 ( 4 ) 距离防护 调车过程中接近防护信号机时，若司机未及时采取有效制动措施，系统将根 据至前进方向防护信号机的距离，按照制动曲线主动采取减速措旌，确保不闯入 信号机内方。 4 、停车器自动控制分系统 尾部停车器将按照计划指令要求，紧密配合尾部调车作业，更加智能化地全 9 自动控制尾部停车器制动与缓解 5 、外业移动信息分系统 在s 删管理系统信息支持下，为外勤车号员、商检人员、列检人员、调车组 等外业工作人员提供无线移动数据信息服务。按照工种要求及作业区域划分，外 业人员手持的小型数字移动装置具有业务提醒、作业通知、作业预告、查询、作 业信息反馈等功能洲。 2 4 系统技术支持 l 、计算机网络 车站的计算机网络包括广域网和局域网，广域网使用既有的t m i s 通道，通过 路由器和交换机接车站。局域网由三网组成，包括生产网、办公网和控制网，三 网之间实现分离，三网之间通过安全通道进行连接。在网络设计中，重点考虑一 是网络的高可靠性，尤其是控制网采用双环技术，其他网络也都留有备用通道： 二是高安全性，运用网络安全技术对各个业务子系统进行逻辑隔离，建立多层次的 防御体系，确保应用数据的安全传输和交换；三是保证网络服务质量，根据业务 数据性质的不同，分配相应的网络带宽：四是按照铁路计算机网络i p 地址分配 办法进行网络地址的分配；五是采用先进的网络管理平台和网络设备，对网络 实行集中监测、集中管理渊。 2 、无线网络 车站无线综合通信网路是铁路专用通信的一个重要组成部分，车站中调车安 全监控和机车遥控、商检、列检、工务、信号维修、车号、货运装卸等业务部门 都需要无线通信系统来满足其工作的需要。 综合无线通信系统设计在站调楼设交换控制中心及三载频基站设备，在调车 区长室设调度台，列检、商检、车号值班员室设置固定台，调车机车上配备车载 台，移动作业人员配备手持电台、数据终端( 不含列检台) 为了保证系统的可 靠运行，g s m - r 网络系统供电采用主备用双路电，确保系统2 4 小时不问断工作。 系统关键模块需要热备份。出于对系统安全的考虑，采用双网覆盖的设计方案。 基站布置时要求作到场强交叠覆盖，保证系统的可靠运行嘲。 主要功能包括实现的语音呼叫，实现无线数据通信，具有呼叫、通话、占线、 故障等信息的数字录音及检索查询，具有严格的用户管理和系统监测功能；具有 1 0 功能齐全的故障诊断、网络检测等网络管理和网络维护功能。 3 、网络安全 遵循铁道部计算机网络安全总体方案，车站系统连接互联网必须通过路局的 统一安全平台，本系统可提供和路局统一安全平台的接口，以及到路局门户网站 的接口系统采用路局统一的网络安全管理系统，可及时为系统的漏洞打补丁， 检测非法计算机，定位非法外联。车站网络分成安全生产网、内部服务网和控制 网，实施网络区域保卫策略。使用代理机制，代理上设置防病毒设施，对流经代 理的信息进行消毒；对通过代理的用户请求采用数字证书进行身份认证和授权控 制；对所有访问作记录，并记入日志文件，并进行臼志审计。同时考虑实现设备 共享，提高设备的利用率咖 4 、数据库管理 提供数据库安全管理，制定安全数据库访问策略和权限管理；采用r a c 技术， 保证数据库的并发性和数据一致性；提供备份策略，对历史数据转储与清理；对 应用数据进行定期、异地存储；提供快速、及时的应用系统、环境和数据恢复手 段。 5 、大屏幕调度表示 采用大屏幕调度表示幕墙集中表示站内所有列车、机车、车辆的作业活动 包括列车到发信息、机车活动信息、股道运用信息、站存车流信息、货场信息、 车流推算信息和各种指标完成实绩信息等。因此，在大屏幕前，能看到一个真实 的现场和站场内的所有活动。 6 、时钟同步 在网络中设置统一的时钟同步服务器，将各业务子系统进行精密的时钟同步， 确保整个系统有条不紊地运行。 7 、基础数据复制 基础数据经常发生变化，不及时维护就会影响这个系统工作的准确性，本系 统将提供基础数据的复制功能，铁道部将有专人根据铁道部的文电和运输专刊， 对基础数据进行维护，将维护信息直接复制到车站数据库，并通过多种手段通知 车站的系统维护人员。 8 、系统的技术支持 1 1 和路局技术组成联合攻关小组，对路局技术人员进行培训；提供多种联机技 术支持，包括远程登录，9 0 8 0 0 熟线支持，内部网上的在线支持，问题论坛等：提 供7 2 4 小时电话响应，提供远程诊断，如果发现潜在问题，系统会通过网管系 统自动报告给值班人员，通知技术人员及时解决系统问题；提供系统软件终身维 护和硬件的维护支持。 2 5 安全检测与综合监控 1 、信号设备微机检测 对所有信号设备进行微机检测，设备测量和报警信息可以集成到管理系统的 数据库内，电务部门相关人员的个人计算机可通过办公网访问管理系统的数据库， 查询和统计相关数据。源于控制子系统的电务维护信息可以在管理系统内集成， 其中电务关心的编组站所有站场( 包括驼峰头部) 的当前和历史状态信息( 道岔、 区段、信号机) 均已全部集成在了综合管理信息系统内，只需要共享即可 此外，独立的信号监测子系统的设备测量和报警信息可以从各个站机汇集和 集成到管理系统的数据库内，主要包括：电源屏输出、转辙机监测、轨道电路监 测、电缆绝缘监测、电源对地漏泄电流监测、主灯丝断丝报警、熔丝报警、站内 电码化设备模拟量及开关量监测、补缺的开关量在线监测。电务部门相关人员( 工 区、领工区、段调度、段技术室) 的计算机可通过管理系统局域网和o a ( 办公室 自动化) 网络路由访问管理系统的数据库，查询和统计相关数据。 2 、机房环境与电源监控 对主机、存储、电源等设备进行视频和计算机监控；对机房温度、湿度、静 电( 烟雾报警、自动灭火、站场照明) 等环境进行监控，实现智能化监控和处理， 建立预警、报警、自动( 人工) 处理的监控系统；提供错误分析手段与解决方案； 提供异常情况的自动上报与转发功能 3 、全站视频监控 采用分布式网络化集中监控管理，能够实时、真实地反映现场的操作过程、 接发列车作业和调车作业、编组站解编车辆的溜放是否安全准确；实时跟踪监视、 异常报警提示和同步图像硬盘记录，为特殊事件的故障分析和处理提供方便条件 及重要依据。系统内的任何计算机工作站打开图像窗口，显示任意摄像头的图像 信息。 4 、雷电综合防护 为了保证整体信号综合控制系统的安全可靠运行，必须采用综合防雷技术来 解决雷电及电磁干扰影响造成的损害。针对上( 下) 行到达场、出发场、驼峰、 编尾信号楼及站调楼内的信号设备和控制系统，建立和实施标准化的综合防护系 统。 编组站综合自动化系统的雷电防护是一个系统工程，而不是靠简单添加某种 设备便可一劳永逸，应采用分级、分区的综合防护方法，防止雷电电磁脉冲诱发 的危险电压影响电气、电子设备系统的正常运行车站电气、电子设备所处建筑 物应当有良好的雷电电磁环境为减少雷电电磁脉冲干扰的感应影响，应在建筑 物和机房采取外部防护和内部防护及在电气、电子设备与外线的接口处设置防雷 保安器等防雷措施，实现。均压( 均衡系统电位，即在雷击时系统相关部位处于 局部等电位) 、分流( 外部防护、内部防护及防雷保安器结合分别泄放雷电流) 、 屏蔽( 建筑物或机房、入户电力线和通信线屏蔽) 、接地( 规范的接地系统) ” 的目的。 5 、车辆安全综合检测 利用行车安全综合监控系统判断超限与否、超限级别以及超限位置；可检测 列车超载、偏载、车轮扁疤、以及车辆运行状态；可检测货物装载全断面尺寸超 限状态、棚车和敞车车门的开闭状态及施封锁状态、能够提供图像信息；和超偏 载检测系统、车号自动识别结合，形成一个较完整的货运安全综合监测系统，检 测车辆是否超载、偏载，并提供具体数据；对车辆通过情况实时录像，便于回放， 人工核实装载状态；提供检测结果的远程网络查询和检索；通过接收激光扫描仪 的反射的灰度信号，对棚车、敞车车门的开闭状态进行成像，判别车门开闭状态 及棚车旋封锁状态；红外线轴温探测系统采用多级分层管理的结构；红外轴温监 测设备自动监测运行中各种货车辆的热轴故障，并将监测结果通过红外轴温传输 网络传至红外轴温监测中心，对故障热轴进行跟踪预报和集中管理；具有自动计 轴计辆、自动判别滑动滚动轴承、自动测量轴箱温度、自动预报热轴、系统自检 和人机对话等功能。预防热轴、燃轴，及时处理故障车辆，防止由切轴造成的列 车颠覆事故的发生。 结合车号识别装置，使红外线轴温跟踪、热轴预报实现与车次、车号相对应， 不论列车的车次、编组情况发生变化，都能准确地实现对某一辆车的信息跟踪， 提高热轴预报的准确性，为列车的轴温全程跟踪奠定基础。 1 4 j e 塞銮煎太堂壹些亟堂擅论毫墨丛至撼工殴绽金蟹堡信基丕蕴筮叛 3s 棚环境下的综合管理信息系统分析 3 1 系统的流程分析 为了便于对编组站这一复杂大系统进行分析和研究，有必要采用抽象原理对其 信息处理流程和输入输出实体进行概括和归纳。通过对编组站作业分析，可以将 编组站现有处理系统分为站调指挥系统、现车系统、统计及分析系统、货运管理 系统四大系统 3 1 1 编组站基本作业流程 铁路编组站是一个动态系统，各作业功能和实体状态变量之间关联性强，作 业流程和信息交换接口多、界面不明确，采用结构化方法对其流程进行分析和定 义，可以构造编组作业处理模型，如图3 1 所示： 图3 1 编组站作业处理流程图 f i 昏3 一l 凡o wo f m 硌h a l 蜘g 啪曲n so p e m t i 衄 l 、确报处理 列车到达之前，负责接收列车编组顺序表的确报，并按照列车编组计划标记每 一去向的车辆数，然后将其送交调度室、调车计划室和到达场接车车号员：当列车 出发时，负责发送列车编组顺序表的确报到下一个到站和分局调度所。 2 、到达列车处理 列车到达之后，预到达列车车长办理货运单据及列车编组顺序表的交接手续： 对列车进行三核对( 现车、货车及编组顺序表内容互相一致) ，将核对结果通知调 度室、调车计划室和统计室；标记本站作业车：接收小运转确报。 3 、调度计划处理 负责编制班计划、阶段计划和完成车流推算。 4 、调车计划处理 根据列车编组顺序表及调度计划编制调车作业通知单，并将其传送到驼峰指挥 楼、执行楼和峰顶，同时交给调车助理。 5 、调车处理 按照调车作业计划顺序表记载每条调车线上存放车辆的车号，同时管理相应的 货票：根据每一调车线上车辆集结情况，及时计算集结满轴的车列重量，通知调车 计划编制人员：根据调车计划编制人员编制的编组调车计划挑选好货运单据，消去 该线上相应的车辆的记载，并将货运单据交出发车号员。 6 、列车接发 负责掌握列车到达、出发的准确时间，编制下达行车计划 7 、货运管理 负责编制、下达货运计划；完成本站作业任务：制票及货物交付。 8 、统计分析 对本站到达、出发车辆的车数、车流及车辆在本站的停留时间进行统计：对本 站作业车情况进行统计：把统计结果上报分局。 9 、出发列车处理 列车出发之前，由出发车号员根据货票编制列车出发顺序表：按顺序表对出发 列车进行三核对：并将列车出发顺序表送交统计室和发往前方站；与出发列车车长 办理交接手续。 3 1 2 调车作业计划详细流程 与信息处理系统相关的编组站调车系统流程如图3 2 、图3 3 所示 1 、列车到达解体 图3 2 列车到达解体流程 f 嘻3 2h o o ft f 洳，sb r e a k 如g u pp i j 嘲s 2 、列车编组出发 图3 3 列车编组出发流程 f 培3 3h o w o f 衄j n ，sm a l 【i n g - 叩p l e 龉 1 8 3 1 3 车站计划作业信息流程 车站计划作业如图3 4 所示： 图3 - 4 车站计划作业信息流程 f i 晷3 - 4h 删o fs t a t i 蛐o p e m 蛞伽p l 卸i n ：f o 瑚a 酊o n 1 9 3 1 4 统计系统信息流程 统计是编组站信息系统的重要组成部分，其总体流程如图3 5 所示。 图3 5 统计系统信息流程 f i g 3 - 5r a wo f 咖t i 疵缸f o 珊a t i o n 3 2 系统的需求分析 系统的总体目标是突出“局站、管控、运维”一体化的设计思想，以信息 整合、完善、流畅与共享为核心，实现运输生产指挥智能化、信息化和自动化。 将编组站建成技术先进、功能完善、结构合理、管理科学、经济适用、安全可靠 的编组站系统。使编组站的总体技术达到世界先进水平。为实现这一日标，系统应 做到以下几点： 3 2 1 实现全面信息共享实现车站和路局一体化 系统实现路局调度与车站调度一体化，即将路局计划和车站站调、路局货调 与车站货调有机地结合在一起，着眼于车站系统与路局调度、货车追踪等相关系 统的有机的联系，在优化车站本身作业的同时，更将车站系统融入整个大的运输 j e 瘟銮通太堂童些亟堂位论塞曼丛珏撞工的绽金管理信息丕统盆扳 系统之中，衔接车站和路网，实现点面结合的全局性运输组织，争取全局的最优， 从而更好的为运输管理与决策服务 3 2 2 实现编组站集中控制指挥，作业过程全面自动化 1 、以站调系统为核心，以车站作业技术大表为工具，实现编组站作业的集中 指挥。自动接收路局的计划，自动协助路局进行车流推算。根据实际到发车流， 运用现代数学理论，建立优化的数学模型及算法，自动完成各种作业计划的编制 和调整。将计划和命令下达到车站相关岗位，随时监督各岗位作业的完成情况。 2 、根据站内各项作业计划，自动排列计划的执行顺序，协调列车调车进路控 制，自动生成进路指令，适时将进路指令下传给微机联锁和驼峰控制设备执行， 并能预排进路对列车的到达和出发、调车机作业、本务机车出入库、驼峰调车、 尾部调车、取送调车等进路实行集中控制。 3 、将控制系统的执行结果返回到车站作业技术大表，准确地掌握现场情况， 计划和实际的兑现率，实现车辆实时跟踪。 3 2 3 机车车辆自动实时跟踪与现车管理 1 、实现站内机车车辆自动实时跟踪；保证实际现车和信息系统现车的一致性； 2 、采用综合显示墙集中表示站内所有列车、机车、车辆的作业活动。包括列 车到，发信息、机车活动信息、股道运用信息、站存车流信息、货场信息、车流推 算信息和各种指标完成实绩信息等。 3 2 4 全站资源管理与运用决策 构建办公自动化基础平台，对车站运营、人事、技术、财务、安全设备资源 进行科学管理，使车站和路局业务主管人员能够随时查询车站的资源运用情况、 计划调度方案、任务完成分析、潜在问题报警，车站领导可以对现场一目了然， 参与现场决策心中有数；系统还提供运营指标统计分析及重要事项提示功能，挖 掘编组站的列车编解能力和到发能力，增加收入、提高安全生产的决策支持。 3 3 基于工作流的编组站综合管理信息系统 工作流管理系统是一项快速发展的技术，其主要特点是过程的自动化处理， 这些过程包含由人与机器为基础相结合的活动。工作流本身起源于生产组织过程， 为确保恰当的人借助恰当的工具在恰当的时间执行恰当的活动。 工作流( w 酬m o w ) 是指全部或者部分由计算机支持或自动处理的业务过程， 是针对工作中具有固定程序的常规活动而提出的一个概念。通过将工作活动分解 成定义良好的任务、角色、规则和过程来进行执行和监控，达到提高生产组织水 平和工作效率的目的。工作流技术为企业更好地实现经营目标提供了先进的手段。 然而结构化的工作流不能适用于复杂多变的编组站管理系统，业务流程繁多且差 别很大，需要编组站管理系统有足够的柔性。柔性是表示w f m s 动态地适应变化 的能力，是工作流管理系统发展的基础和关键。柔性是提高工作流管理系统适应 能力的基本条件，也是实现经营过程重组( b p r ) 的必要条件柔性工作流的应用 范围：对于非结构化过程应用柔性工作流；对于结构化过程应用结构化工作流。对 于短期的结构化过程应用工作流管理；对于长期的结构化过程应用项目管理 工作流属于计算机支持的协同工作( c c 粕p u t e rs u p p 眦c dc c o p e r a t i v cw b f k ， c s c w ) 的一部分，就是将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则在 计算机中以恰当的模型进行表示并对其实施计算。工作流要解决的主要问题是： 为实现某个业务目标，在多个参与者之闻，利用计算机，按某种预定规则自动传 递文档、信息或者任务。编组站其主要任务是根据列车编组计划的要求，大量办 理货物列车的解体和编组作业。对货物列车中的车辆进行技术检修和货运检查整 理工作，并且按照运行图规定的时刻，正点接发列车。具有调度指挥集中、车场 分工严密、作业复杂和综合自动化程度高的特点。所有这些特点与工作流的本源 有密切的关系，而工作流管理正是现有编组站管理系统所缺乏的。 4s 圳环境下的综合管理信息系统设计 4 1 系统结构 通过上文的分析，s a m 环境下的编组站综合管理信息系统可以划分为若干个子 系统，具体结构如图4 1 ： 幽幽内幽南肉 图4 - l 综合管理信息系统结构 f i 吕4 1 鼬啪o f t h e 缸t 唧t c d 蚴弛声皿曙n ti n f o 咖6 0 n 奶博咖 4 2 系统功能设计 4 2 1 调度指挥 1 日班计划及总调系统 日班计划管理流程如图4 2 。 图4 - 2 日班计划管理 啦4 - 2 m a g e m to f d a n y a n ds h m p l a n ( 1 ) 接收日班计划 系统可以自动接收路局日班计划、本务机运用计划及其他相关计划。 ( 2 ) 日班计划的编制 编制的内容主要包括：各方向到达的列车车次、时分、机车型号、编组内容 去向别重车数、车种别空车数、本站作业车数；发往各方向的列车车次、时分、 机车交路及型号、编组内容( 去向别重车数、车种别空车数、直达、成组装车数、 编组要求、车流来源、特种车辆及货物的编挂限制；摘挂列车的装卸甩挂作业计 划；按发货单位、品名、到站别的装车计划和空车来源；卸车数及捧空任务；施 工封锁计划；重点任务、指示。 ( 3 ) 施工与线路停用信息管理 调度人员根据站工务、电务或供电等维修、养护等要求，对线路或设备施工 进行管理。系统提供以下功能：施工与线路停用信息管理根据路局日班计划及车 站的运输组织的安排，制定合理的施工计划，指明施工性质、类别、停用线路、 调车设备，及停用的起讫时间等；调整施工封锁计划；检查列车、调车、机车等 各种作业计划，使得被停用的线路在停用期间禁止安排计划。 2 阶段计划自动编制与实时调整 阶段计划管理流程如图4 3 。 图4 - 3 阶段计划管理 f 蟾4 - 3m a g a m n to f s t a g cp l 姐 阶段计划编制与调整的内容如下； 各方向列车到发列车车次、时分、机车型号、到、发场别占用到发线顺序、 线别、编组内容、出发列车车流来源；调机运用整备计划；各场区交换车、检修 车、倒装车、整理车的取送计划；货场作业车地点取送车数、时间及挂运要求； 中转列车成组甩挂作业的车数及时间；超重、超长列车注意事项，特殊或重点军 用、超限等特种货物和车辆加挂的车次、辆数、编挂限制；单机挂车车次、时分、 机型、辆数、重车去向、空车车种、管内到站、挂运要求。 阶段计划编制功能主要有如下几个组成部分： ( 1 ) 自动编制到发线使用计划 根据车站日班计划和列车到发计划，以及列车等级、牵引类型、是否超限、 车站咽喉布局及到发线有效长及其它线路设备条件，借助于最优化理论和人工智 能方法合理安排到发线的使用，主要解决到发线的紧密使用、各种作业交叉干扰 的问题，协调驼峰解体作业计划，保证不问断的接发列车 ( 2 ) 自动编制调车作业顺序 根据调车机、驼峰、牵出线、到发线的占用情况、列车到发计划、出发车流 配流情况，运用现代数学方法，建立数学模型、设计算法，合理安排调车作业顺 序。主要包括： 列车解体的作业顺序；列车编组的作业顺序；列车取送的作业顺序，根据经 路、时间、车辆情况等因素，自动编制取送车计划。 ( 3 ) 自动编制调车设备的使用计划 调车设备主要包括驼峰、牵出线及调车机车在满足解编任务的前提下，调 机由分散调配变为集中调配，调机的调度是完全按照调车计划的要求进行的，调 机的调度主要是对一个作业区域多台调机情况下的安捧和分工，涉及到作业的流 畅、平行作业干扰性尽可能小、工作量均衡；各区机车相互配合、相互创造条件、 相互支援，形成一个解体、编组、取送车都高效率完成任务；同时要合理安排机 车整备和司机吃饭时间、机车走行距离短、燃料节省等因素。主要包括： 驼峰及其调车机的使用；编尾及其编组调车机的使用；取送调车机的使用； 调车机的使用依据车站调车机的分工，统一优化，协调作业，使机车最有效的作 业。 ( 4 ) 车流推算 系统将站在全站的角度，采用智能集中推算技术，主要考虑以下因素： 列车到发计划；编组计划；