新一代编组站综合自动化系统.doc

编组站自动化论文新一代编组站综合自动化系统-SAM系统的介绍摘要: 近年来我国编组站自动化技术取得了长足的进步，编组站的建设也在稳定快速的发展着。本文首先对编组站自动化进行了相关介绍，接着着重介绍了SAM系统的背景、目的、意义，然后阐述了SAM系统的特点与应用效果，最后作了总结。关键词：编组站自动化系统；SAM；特点；应用0. 引言编组站自动化系统(Yard Automatic Control System，YACS)，是指利用计算机控制编组站的作业过程和处理货车信息的系统。比较全面和综合的编组站自动化系统包括各种列车从到达至出发的全部站内作业过程的自动控制和作业计划的自动编制，以及货车信息的自动处理。整个系统可以划分为两大部分：货车信息处理系统和作业过程控制系统，后者又可分为货车控制和进路控制两个子系统。编组站综合自动化技术是在成熟的编组站管理信息系统和计算机联锁系统、驼峰自动化系统、编尾可控停车器控制系统、调机自动化系统等控制系统基础上，通过信息集成与整合，实现编组站高度自动化。目前，我国已有成都北、新丰镇、武汉北、贵阳南等大型编组站，实现了综合自动化，并取得了明显的社会效益和经济效益。近年来我国编组站自动化技术取得了长足的进步，先后启动了编组站集成自动化系统（CIPS）和编组站综合自动化系统（SAM）建设1. SAM系统的背景目的及意义 背景随着计算机技术和信息技术的发展，承担着铁路货运任务的编组站先后进行了一系列信息化和自动化改造，许多车站重新调整了作业岗位，将具备条件的岗位进行职能合并，从而减少作业人员。如利用站调楼集中办公的方法，将各个信号楼的设备集中到站调楼，以减少值班员和信号员数量。从严格意义上讲，这种单纯岗位合并缩减作业人员的方法存在局限性，因为职能的重新调配不等于工作量的减少。相反，一些岗位的工作强度反而会因为新内容的加入而更加繁重。长期在这种条件下从事行车工作，存在极大的安全隐患。从维护角度上讲，岗位合并后，许多不同功能的设备混放在一起，甚至有些车站的机房设备也受到实际条件的限制，将不同类型设备填塞入综合设备机械室，由综合工区负责日常维护。由于设备类型繁多、信息来源复杂，给工区维护带来极大难度。目的SAM系统的核心是遵循铁路信息化总体规划要求，从编组站整体效益出发，建成功能完善、结构合理、技术先进、管理科学、经济适用、安全可靠，具有中国特色的铁路编组站智能化、信息化、自动化的管理和控制系统，实现编组站全面的信息化和高度的自动化。(1)提高编组站解编能力，使我国编组站的总体技术达到世界先进水平。(2)将编组站内已经成熟的各种管理和控制系统集成为一个整体，实现信息的整合、完善、准确、安全、畅通和共享。(3)管控一体化：将编组站现车管理、作业计划、调度指挥与作业过程自动控制有机地结合在一起实现站内各子系统间的信息共享消灭编组站内部的信息孤岛。(4)局站一体化：把编组站融入路网，将SAM系统与TDCS、TMIS、上级管理部门以及其它相关系统有机地结合在一起，建立开放的信息平台。(5)在信息化的基础上，实时统计和分析各类运营技术指标及时发出预警信息，支持编组站经营、管理、决策科学化。(6)提高编组站各项作业的自动化程度：实现站内机车、车辆实时跟踪，计划的自动编制与自动执行，接、发车和调车进路的自动排列。(7)采用集中管理、分散控制的模式，实现编组站作业的适度集中和人机互动。(8)提高系统的可靠性、可用性、可维护性、安全性(RAMS)确保系统能长期不问断地运行。 (9)实现系统监测、环境监控、系统在线诊断、设备工况评估、自动校准、远程诊断、远程监控、作业过程回放等功能，支持维修科学化。意义编组站综合自动化系统(简称SAM系统)是一套面向编组站各行车岗位日常作业的自动化系统。该系统从设计阶段就将编组站内各行车岗位职能进行综合考虑，以信息共享为基础，以计算机辅助为主要手段，通过功能模块化的设计，实现了具有集中、智能、灵活特点的，适用于编组站综合管理和作业运用的自动化系统。SAM作为新一代编组站综合自动化系统，其提供的核心功能服务就是作业自动执行，即自动接收车站的阶段计划、调车作业钩计划、施工计划、调度命令等，收集控制设备的状态属性，解释命令、计划，运用智能算法及人工智能方法来完成计划及任务的最优分解、最佳路径选择，协调作业的先后关系，解决冲突确定作业的最佳执行顺序、执行时机，作业异常处理及计划智能调整。编组站被称为铁路上“列车工厂”，但与普通工厂又有很大的区别，特别是标准化程度不如普通工厂。普通工厂一般都有一套详尽的标准、规范、工艺来保证生产效率、产品质量。铁路编组站虽然也有一些作业规章，但各站情况千差万别，作业方式、工作岗位设置、作业装备配置站站不同，而且普遍适用于人工作业，自动化、信息化方面的考虑不够。因此，在实现编组站作业自动执行之前，必须对编组站内的信息流进行整理、补充、开发，使之适应自动化、信息化要求。2. SAM系统内容介绍SAM系统的基本结构体现了两个合作单位的分工和责任划分。SAM系统有两个信息与处理平台，其中一个平台是车站2.0系统，以处理现车和渊车计划信息为主。该系统是在铁道部信息中心开发的车站1.0基础上发展而来，存新丰镇编组站试验过程中获得进一步优化和改进。2007年恢车站2.0系统在哈尔滨南站单独通过审查，之后在我国多个编组站装备投入使用。SAM系统可理解为三层结构，其特点是处于上层的2.0系统已提前在部分编组站实施，技术上具有继承性，使编组站综合自动化升级相对简化。SAM系统结构的“管”与“控”相对独立，信息、控制和无线通道三网独立，保留传统产业结构的分工与传统维护管理体制易对接，推行相对容易。路局与编组站的信息交互SAM系统与路局18个子系统接口，交换相关信息，从而实现局站一体化的设计思想。运营管理与决策支持(1)决策支持：支持车站领导对全站资源、安全和技术运营方案进行科学管理。(2)计划与统计分析：在计算机中检查日班和阶段计划的完成情况并进行计划的调整。(3)资源管理：实现对各种资源(含：人力、设备)的管理。(4)技术管理：建立车站作业细则数据库，使站细文本电子化。作业过程自动控制在SAM系统中。计算机联锁通过控制系统安全信息网。接收编组站调度集中给出的进路始终端控制命令，实现在站调楼控制中心集中、自动控制进路。计算机联锁系统能完成全部联锁功能人机界面信息处理功能，输入、输出和执行控制功能。自动检测与诊断功能，其他功能(非进路调车控制、平面溜放调车控制、站内道口控制、与调度集中、调度监督和其它系统接口、设备工作状态监测等)。货运管理SAM系统为编组站货运管理搭建计算机网络平台，保证路局货调、车站站调、货调、货运车问各岗位间信息畅通；实现计算机辅助编制货运计划：调度、管理和作业的计算机化；运价的自动计算，票据的计算机编制与打印；客户查询和到货自动通知；统计报表的自动编制等功能。3. SAM系统特点特点一: 集中SAM系统从设计初期就从信息源头入手，梳理编组站作业所需的数据，寻找合理数据来源，通过网络共享和数据库技术将作业数据重新整合，提供给需要数据的岗位。SAM系统的集中操作终端(COT)和作业过程监控终端(TMT)做为系统的主要人机界面，充分体现了信息集中的特征。COT将传统的联锁系统、停车器、调机监控、TDCS行车图形界面和自动控制图形界面融为一体，在具备联锁系统集中控制的前提下，将丰富的信息提供给用户。特点二: 智能SAM系统不仅仅是一个人机系统，其核心技术是自动作业功能。通过对编组站各岗位日常工作的分析，SAM系统技术人员找出其中属于重复性的，以及可以通过计算机设备完成的事务性工作，如办理信号、抄记车号、制作编组解体计划等，交由计算机辅助操作人员完成。这样不仅减轻操作人员的工作强度，还通过计算机的安全监控功能，卡控了操作人员的行为，消除了安全隐患。SAM系统为了实现自动作业功能，研究设计出作业状态跟踪服务器、自动控制服务器，以及多种接口服务器。特点三: 灵活不同的车站会有不同的站型结构、不同的作业偏重点及不同的组织形式。岗位设置的合理性会对今后该站的运营能力有很大的影响，只有适当的岗位设置才能最大程度地提高其作业效率。在车站SAM系统前期设计阶段，技术人员会与设计单位，以及车站技术管理单位充分交流，将SAM系统的各岗位功能进行详细划分，并根据车站技术部门基于其站型和组织特点提出的建议，以作业安全为第一位，秉承从效率上找效益的思路，对SAM系统相应的功能模块进行组合，对系统自动控制功能的控制特性进行专门配置。并在设备开通使用后，根据实际使用情况对自动控制功能的关键参数进行修正，以适应运用站的实际作业特征。编组站综合自动化SAM系统较传统编组站管理与控制系统有以下特点:(1)局站一体化设计，发挥信息化整体效益。(2)车站生产过程信息化，提高车站的自动化水平。(3)适应新的管理模式，全面支持集中式管理。(4)充分信息共享，提高作业效率。(5)防止车站责任事故，保证调车安全。(6)形成闭环控制，完整准确的统计分析。(7)提高作业的智能化，实现编车优化。(8)计算机和现场同步，提供准确的实时信息4. SAM系统应用及效果SAM系统在新丰镇成功应用，成为编组站现代化技术装备的示范，吸引了多个铁路局建设、运营、管理部门现场观摩和研讨。继新丰镇之后，兰州北编组站SAM系统也正在建设中。5.1兰州北编组站SAM系统的主要特点与新丰镇SAM系统相比较，兰州北SAM系统设计有了进一步优化和扩展。1. 资源优化。管理信息系统和控制系统是SAM系统的二大子系统，新丰镇2个子系统接口采用MQ(Message Queue)模式，分界清晰、独立性强，但各子系统的软件升级受到限制，影响了系统的整体流畅性。兰州北SAM信息系统与控制系统的接口采用数据库共享模式，本子系统的内部程序升级对对方子系统不产生影响。新丰镇各车场设置信号楼操作终端作为场控终端，兰州北结合运输组织方式及资源优化方案，取消车场信号楼终端设备。兰州北站调楼值班员岗位取消了信息系统点调终端，其功能合入值班员监控终端。2. 功能扩展。新丰镇SAM系统人工方式实现车机联控，兰州北SAM系统实现了车机联控按计划、按进路自动呼叫功能。兰州北SAM系统还增加了系统的能力查定功能，即对系统资源、现场咽喉、股道、道岔的占用统计与分析功能。新丰镇SAM实施后取消岗位104人，兰州北SAM系统则使生产岗位更加简化，与系统自动化程度的提高相适应。5.2SAM系统在其他编组站的应用2010 年10月全面开通的通辽南编组站和2010年12月6日开通的石家庄南编组站，建设标准为传统管控模式。建设过程中根据新丰镇SAM的工程经验，集成现有设计标准和综合自动化技术，实施的车站210管理信息系统、调度中心集中控制与显示、人工集中控制方式办理进路等局站融合、管控共享的综合自动化架构已经初步形成，多部门合署办公的效益已经初步显现。5.3前景展望迄今为止，我国已实施综合自动化系统的编组站仅有成都北、新丰镇、武汉北、贵阳南和兰州北等5处，大部分编组站仍为管控分离的传统信息管理与控制系统。随着我国经济发展、物流细分需求的增长，既有编组站生产组织模式难以充分发挥编组站整体效率，建设新一代编组站自动化系统具有强大的技术需求；随着铁路运力的调整，将有新建和改扩建大型编组站工程分步实施，提供了新一代编组站综合自动化系统的应用平台；SAM系统将因其集中分布式架构，局站融合、管控结合、智能决策，以及集成成熟技术、功能丰富操作灵活的优势，具有广阔的应用前景。5. 结束语目前SAM已在西安局新丰镇编组站成功实施并投入运用，使用效果良好。在新丰镇编组站SAM中，初步实现了编组站信息流程的整合，包括SAM与路局计划调度的一体化、SAM与路局行车调度通过TDCS接口、车站与机务段、车辆段交换信息计算机化、SAM内部管控一体化，实现了作业计划的自动生成与下达、作业实绩的自动反馈、站内现车数据的自动采集与校验等。通过SAM平台对车站信息流程的整合，满足了车站作业自动执行的要求，实现了车站作业各环节的自动执行。随着新一代编组站综合自动化系统