劉虎興

我國鐵路編組站綜合自動化系統(tǒng)技術(shù)述評

劉虎興*

綜述我國已建成的鐵路編組站綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)目標、主要功能和運用效果,分析現(xiàn)狀,探討今后提高和發(fā)展方向,指出編組站綜合自動化技術(shù)必將在我國編組站建設(shè)和改造中得到廣泛的應(yīng)用。

編組站綜合自動化系統(tǒng);信息管理;過程控制

在鐵路運輸組織中,編組站起著貨物列車“加工廠”的作用,其主要“產(chǎn)品”是產(chǎn)生新的出發(fā)編組貨物列車。鐵路編組站是鐵路樞紐的核心,是車流集散和列車解編的基地,編組站作業(yè)停留的時間占貨車周轉(zhuǎn)的30%以上。因而,加速編組站的現(xiàn)代化建設(shè),對提高作業(yè)效率和縮短車輛周轉(zhuǎn)時間有重大意義,是提高路網(wǎng)運輸能力的重要措施。

我國鐵路編組站經(jīng)歷了半個多世紀的不懈努力,已經(jīng)發(fā)生了質(zhì)的變化。各種管理信息系統(tǒng)和單項自動化控制系統(tǒng)相繼投入應(yīng)用,正在從編組站綜合自動化的初級階段向編組站的高度信息化和自動化邁進,形成了新一代編組站綜合自動化技術(shù)。新一代編組站綜合自動化系統(tǒng)是在編組站管理信息系統(tǒng)和計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)、駝峰自動化系統(tǒng)、編尾可控停車器自動控制系統(tǒng)、調(diào)機自動化系統(tǒng)等控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上,通過信息集成與整合,實現(xiàn)編組站高度自動化。目前,我國已有成都北、新豐鎮(zhèn)、武漢北、貴陽南等大型編組站實現(xiàn)了上述意義上的綜合自動化。系統(tǒng)運用效果表明,編組站實現(xiàn)綜合自動化取得了明顯的社會效益與經(jīng)濟效益。

1 編組站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的目標

編組站綜合自動化系統(tǒng)的總體目標是將編組站已有的溜放速度控制、進路控制、車輛管理、信息管理、決策管理等集成為一體,通過建立編組站統(tǒng)一的綜合信息管理與控制平臺,完成計劃自動編制與調(diào)整、計劃自動執(zhí)行與集中控制、作業(yè)過程自動控制,實現(xiàn)作業(yè)管理和控制結(jié)合、路局調(diào)度與車站調(diào)度一體化、運輸管理與決策支持智能化,以提高編組站作業(yè)能力與效率,保證運輸安全生產(chǎn),使編組站信息管理和生產(chǎn)過程全面自動化。

1.與信息系統(tǒng)的信息共享與融合,確保信息的準確、安全、暢通與共享,發(fā)揮信息化的整體效益。

2.充分挖掘編組站的站場與股道、調(diào)車機和其他設(shè)備資源配置的最大潛力;充分協(xié)調(diào)車站各組成部分及各作業(yè)環(huán)節(jié)的工作。

3.實現(xiàn)編組站作業(yè)管理與過程控制結(jié)合;適度集中,高效化,即將編組站的調(diào)度指揮、管理與作業(yè)過程自動控制有機地結(jié)合在一起。

4.實現(xiàn)路局與車站計劃、調(diào)度管理一體化,將路局計劃調(diào)度和車站調(diào)度有機地結(jié)合在一起,為最終實現(xiàn)區(qū)域(路局)的計劃、調(diào)度管理一體化奠定基礎(chǔ)。

5.實現(xiàn)車站調(diào)度指揮與管理信息化、計算機化;實現(xiàn)運營管理與決策支持智能化。

6.實現(xiàn)作業(yè)計劃自動執(zhí)行和集中控制。

7.實現(xiàn)作業(yè)過程控制自動化。

2 編組站綜合自動化系統(tǒng)主要功能

編組站綜合自動化系統(tǒng)涵蓋了編組站運輸生產(chǎn)及管理的各個方面,覆蓋編組站的各個工作環(huán)節(jié)和崗位,在編組站范圍內(nèi)全面實現(xiàn)計算機化管理和作業(yè)過程自動控制,完成作業(yè)計劃編制與調(diào)度指揮、作業(yè)管理與控制、辦公管理與決策支持、資源管理、貨運管理、統(tǒng)計與分析等。已投入使用的新一代編組站綜合自動化系統(tǒng)基本實現(xiàn)了如下功能。

1.實現(xiàn)編組站的集中控制與作業(yè)信息集中表示。全站調(diào)度和行車作業(yè)人員集中在調(diào)度大廳,功能集中、管理集中,不同的作業(yè)人員之間的聯(lián)系更加緊密。調(diào)度信息集中表示、視頻圖像集中顯示等對集中后調(diào)度大廳人員掌握現(xiàn)場情況起到了重要作用。

2.站調(diào)智能專家系統(tǒng)輔助決策與作業(yè)計劃自動編制。系統(tǒng)與路局計劃與調(diào)度系統(tǒng)全面結(jié)合,自動上報站存車,協(xié)同推算車流,實現(xiàn)路局和車站協(xié)同編制計劃。根據(jù)列車到發(fā)計劃、列車預(yù)確報、到發(fā)線占用和車流等情況,自動編制車站階段計劃。根據(jù)階段計劃完成解體、編組等調(diào)車作業(yè)計劃的編制和調(diào)整。

3.管控結(jié)合,實現(xiàn)作業(yè)計劃自動執(zhí)行與執(zhí)行結(jié)果反饋。系統(tǒng)以接發(fā)列車計劃、調(diào)車鉤計劃等為依據(jù),將計劃自動分解與轉(zhuǎn)換,生成相應(yīng)的計劃指令。根據(jù)作業(yè)實際情況,自動觸發(fā)計劃指令,將指令下達到過程控制系統(tǒng)執(zhí)行,實現(xiàn)了通過列車與終到列車進路自動辦理和調(diào)車作業(yè)進路的自動辦理。

4.調(diào)車機車實現(xiàn)自動化控制。將成熟的駝峰機車遙控技術(shù)與調(diào)機監(jiān)控技術(shù)結(jié)合,采用GPS或點式應(yīng)答器技術(shù),對全站調(diào)車機車進行實時跟蹤,實現(xiàn)調(diào)機推峰作業(yè)遙控、自動控制,對站場調(diào)車作業(yè)進行安全防護控制,有效防止機車誤動、冒進信號、超速連掛、擠岔等事故的發(fā)生。

5.車站運輸生產(chǎn)實現(xiàn)信息化管理。系統(tǒng)可以完整地記錄現(xiàn)車、作業(yè)實績、設(shè)備使用信息,準確地統(tǒng)計和分析各類運輸指標,自動生成各種統(tǒng)計報表,包括統(tǒng)計與運營指標分析。

3 編組站綜合自動化系統(tǒng)運用效果

編組站實現(xiàn)綜合自動化以后,主要在提升車站的運輸能力、強化安全控制、運輸組織改革等方面取得了較大突破,在以下方面取得了綜合效益。

1.編組站綜合改編能力提高。實現(xiàn)編組站綜合自動化以后,集中化、一體化的作業(yè)優(yōu)勢,暢通了信息渠道,實現(xiàn)了靈活調(diào)度指揮。借助先進的設(shè)備與技術(shù)、信息的綜合利用、科學的智能化、高度的自動化,可縮短到達、編組和出發(fā)作業(yè)的時間;借助機車/車輛實時跟蹤,計劃自動編制與自動執(zhí)行與執(zhí)行結(jié)果實時反饋,可以減少解編作業(yè)量和各作業(yè)環(huán)節(jié)間的等待時間,避免資源運用沖突,提高作業(yè)效率,達到提高全站改編能力的目的。

得益于局站一體化的設(shè)計思路,包括日班計劃、階段計劃、準確的列車預(yù)確報等路網(wǎng)信息的暢通,路局調(diào)度也可以實時掌握編組站作業(yè)和存車的實際情況;借助車流集結(jié)與推算、計劃自動編制等功能,明顯壓縮車流的集結(jié)時間,提高了車站的解編能力,在保證樞紐暢通、提高運輸效率中取得了成功經(jīng)驗。

以新豐鎮(zhèn)編組站為例,隨著業(yè)務(wù)人員對SAM系統(tǒng)的熟悉和了解,車站能力逐步提高,2008年日均辦理17485輛、解體120.9列,2009年日均辦理19327輛、解體168.9列。2010年上半年日均辦理21164輛、解體178.4列。2010年7月4日,新豐鎮(zhèn)編組站創(chuàng)下了日辦理25002輛、解體201列的記錄;2010年10月5日,再次創(chuàng)下了25828輛的日辦理車記錄。

2.節(jié)省勞動力,生產(chǎn)效率明顯提高。編組站綜合自動化系統(tǒng)新技術(shù)裝備使得信息傳遞更加快捷、準確,人工勞動強度和作業(yè)量明顯下降,為車站運輸組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改革提供了良好的基礎(chǔ)。各車站結(jié)合綜合自動化的具體功能和本站的實際情況,積極探索新形勢下的勞動組織改革舉措,通過合并取消某些作業(yè)崗位,達到減員增效的目的。

以新豐鎮(zhèn)為例,實施SAM系統(tǒng)以來,推行勞動組織改革,職工勞效明顯提升。車站組織對各崗位作業(yè)量進行調(diào)研、寫實,先后取消了到達場、出發(fā)場助理值班員崗位,對貨檢、外勤車號員實行兼職并崗,優(yōu)化整合了站區(qū)及沿線各站列尾作業(yè)人員及調(diào)度集中樓區(qū)長崗位,撤消、合并了上行編尾防護員、下行駝峰樓駝峰作業(yè)員等崗位,共節(jié)約崗位人員220人、減幅17.4%。通過勞動組織改革,挖潛解決了職工年休假問題,今年車站職工年休假率達到94%以上。

3.編組站的管理水平提高。編組站綜合自動化系統(tǒng)為路局調(diào)度和編組站之間架起了信息溝通的橋梁,使得信息暢通并充分共享,為提高路局調(diào)度、編組站管理和控制的水平,提供了有力的保證。系統(tǒng)為路局和編組站的業(yè)務(wù)主管人員提供了資源利用和計劃調(diào)度的決策支持,以發(fā)揮編組站的最大效益。實現(xiàn)信息共享、網(wǎng)上辦公,使編組站的管理更加便捷。機車/車輛實時跟蹤功能可為改善現(xiàn)車管理,計劃/調(diào)度工作提供有力保證。統(tǒng)計報表與分析計算機化可為編組站的管理者提供準確的、實時的業(yè)績信息,為適時科學地調(diào)整編組站的工作提供依據(jù)。

4 編組站綜合自動化技術(shù)發(fā)展方向

縱觀編組站綜合自動化系統(tǒng)在國內(nèi)的實施歷程和運用效果,這項新技術(shù)裝備已基本實現(xiàn)了提高編組站作業(yè)能力與效率,保證運輸安全生產(chǎn),使編組站信息管理和生產(chǎn)過程全面自動化的目標。隨著信息技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,編組站綜合自動化技術(shù)必將得到進一步提高與發(fā)展,主要集中在以下幾個方面。

1.階段計劃和調(diào)車計劃的智能編制與調(diào)整。目前車站階段計劃和調(diào)車計劃編制的自動化程度水平仍需提高,今后需采取理論與實踐相結(jié)合的方法,進一步研究階段計劃和調(diào)車計劃的智能編制與調(diào)整技術(shù),減少人工勞動的工作量,提高編制速度,優(yōu)化編制質(zhì)量,保證作業(yè)按計劃完成。

2.計劃自動執(zhí)行的自動化程度。作為編組站綜合自動化的一個重要創(chuàng)新功能,通過管控結(jié)合,計劃自動執(zhí)行實現(xiàn)了全站進路的自動控制。但在不影響效率的條件下,如何進一步提高計劃執(zhí)行的自動化程度,特別是在大車流密集到達時,如何自動決策和調(diào)整計劃指令的觸發(fā)時機,排解沖突,保證最大效率地完成計劃,減少人工干預(yù),還需結(jié)合實際作業(yè)情況,對各種計劃指令的分解和觸發(fā)時機做進一步的分析和研究。

3.計劃執(zhí)行結(jié)果自動反饋信息的實時性和準確性。計劃執(zhí)行結(jié)果反饋信息是編制和調(diào)整后續(xù)作業(yè)計劃的基礎(chǔ)。目前綜合自動化系統(tǒng)主要采用邏輯跟蹤的方法,實現(xiàn)對站內(nèi)列車、調(diào)機及車列的移動進行跟蹤,即根據(jù)計劃,通過軌道電路的進入與出清信息,判斷計劃的執(zhí)行情況。除了駝峰溜放過程,其他調(diào)車過程均無法實現(xiàn)對鉤計劃輛數(shù)的自動核對。要做到計劃執(zhí)行結(jié)果自動反饋信息的實時和準確,需在全站范圍內(nèi)安裝可靠的計軸或計輛設(shè)備,將邏輯跟蹤改為真正意義上的現(xiàn)車實時跟蹤。

5 編組站綜合自動化系統(tǒng)進一步發(fā)展需要注意的問題

雖然編組站綜合自動化技術(shù)已經(jīng)有了一些現(xiàn)場的應(yīng)用,但是后續(xù)發(fā)展的空間還很大;目前鐵道部還沒有形成統(tǒng)一的技術(shù)條件或標準。在編組站綜合自動化技術(shù)進一步發(fā)展和提高的過程中,尤其是追求減員、增效,不斷擴大信息共享范圍和深度的過程中,應(yīng)該注意以下幾個問題。

1.安全、可靠永遠是第一位的。編組站綜合自動化是一個龐大的、復雜的管理、信息和控制相結(jié)合的系統(tǒng),涉及多個專業(yè)和站內(nèi)各個崗位;隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,今后接入或共享信息來源和種類必將越來越多,系統(tǒng)的功能也越來越強大、越來越復雜;不同的子系統(tǒng)有不同的業(yè)務(wù)性質(zhì)和不同的安全等級要求,需要區(qū)別對待,便于系統(tǒng)的維護、改造和升級。因此,需要不斷探索和優(yōu)化編組站綜合自動化系統(tǒng)整體架構(gòu)、數(shù)據(jù)流程和共享方式;在信息充分共享、系統(tǒng)功能越來越強大的同時,子系統(tǒng)間以及與外圍系統(tǒng)接口間均應(yīng)采取有效的隔離手段;過程控制系統(tǒng)應(yīng)集中管理、分散控制,以提高系統(tǒng)的可靠性、可用性和可維護性;各過程控制系統(tǒng),包括計算機聯(lián)鎖、駝峰自動化、調(diào)機自動化、防雷子系統(tǒng)、電源子系統(tǒng)等,均應(yīng)該盡量采用先進、成熟、可靠的產(chǎn)品;同時整個綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)提供多種后備模式,以便應(yīng)急使用。

2.加強車站作業(yè)人員的培訓。采用編組站綜合自動化系統(tǒng)后,人員數(shù)量大大減少的同時,運輸業(yè)務(wù)人員對先進系統(tǒng)的依賴性增強,一旦系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障,都會給正常的編組站作業(yè)秩序帶來很大的影響,因此必須充分評估和分析系統(tǒng)可能的故障內(nèi)容和由此導致的可能的影響范圍;然后據(jù)此制定出合適的故障處理方式和應(yīng)急運輸組織預(yù)案,對維護和運輸作業(yè)人員進行充分的培訓。系統(tǒng)開通運用后,將定期的模擬演練和摸索正常的、非正常的作業(yè)模式,作為日常學習的重要內(nèi)容,以保證特殊、緊急情況下,對鐵路運輸?shù)挠绊懽钚』?并盡快恢復正常的運輸秩序。

3.盡快形成行業(yè)標準,引導技術(shù)發(fā)展,規(guī)范市場秩序。雖然目前編組站綜合自動化技術(shù)和應(yīng)用方面已經(jīng)有了較大的發(fā)展,但是除了一些基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)外,還沒有形成鐵路行業(yè)標準或者規(guī)范。為了進一步引領(lǐng)技術(shù)的發(fā)展,規(guī)范市場秩序,使不同廠商之間有效合理競爭、共同持續(xù)發(fā)展,并符合鐵路技術(shù)裝備發(fā)展、鐵路運輸效益和服務(wù)水平提高的基本方向,有必要在合適的時機,對已經(jīng)應(yīng)用的系統(tǒng)和技術(shù)進行技術(shù)審查或鑒定,并組織編寫技術(shù)標準。這也有利于后續(xù)項目建設(shè)招投標工作的進行。

6 結(jié)束語

編組站綜合自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了鐵路貨物運輸生產(chǎn)和管理的信息化和自動化,為鐵路運輸帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。同時,這項技術(shù)裝備存在著巨大的發(fā)展空間。相信隨著智能化、信息化和自動化技術(shù)水平的不斷提高,我國的編組站綜合自動化技術(shù)將得到進一步的完善和提高。這項新技術(shù)將在我國編組站建設(shè)和改造中得到廣泛的應(yīng)用,為鐵路運輸生產(chǎn)勞動力的調(diào)整、生產(chǎn)力資源的充分利用,提供強有力的技術(shù)支持和保證。

The author summarized the goal,major functionsand application results of synthetic automation ofmarshalling yard,and analyzed the actuality of synthetic automation ofmarshalling yard,explored how to improve new technologiesand equipment in the future.It is pointed out that integrated automation technologies would bewidely used in the construction and renovation of Chinese railwaymarshalling station.

Synthetic automation ofmarshalling yard;Informationmanagement;Process control

*中國鐵道科學研究院通信信號研究所 研究員,100081 北京

2011-01-21

(責任編輯:諸 紅)