从人机界面设置角度分析SAM系统特点

甘 露 许展瑛

从人机界面设置角度分析SAM系统特点

甘 露*许展瑛**

对于一个以操作监控为主的自动化系统而言,了解其性能的最直接的途径是从人机界面开始。通过人机界面的设置即可了解系统的基本功能,岗位职能设置,以及其自动化水平。从人机界面设置角度,结合车站实际作业情况,阐明编组站综合自动化(SAM)的设计思想和实现方法,并总结SAM系统人机界面设置集中、智能、灵活的特点。

编组站综合自动化系统;人机界面;特点

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。

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。

1 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。

TMT是作业监控终端,它将传统TDCS行车终端、信息系统SMIS值班员终端和自动控制界面融为一体,将界面按照作业类型,划分为列车作业、调车作业、本务机作业和技术作业管理等功能,如图1所示。

图1 SAM系统作业监控终端示意图

通过自动化的信息处理方法,SAM系统TMT可以自动根据当前作业内容的进度,调整界面显示的内容。如在列车接车时,系统会对该列车涉及的技术作业岗位进行自动通知,并将通知结果显示在界面;车辆进入股道后,会将对应本务机入库作业触发为待执行状态;当列车编组完成进入出发场后,系统会自动触发对技术作业岗位的通知;在技术作业报点完成后,系统会提示本务机挂机安排,准备发车。

在整个自动控制过程中,SAM系统均根据作业进度,辅助操作人员按照行车规定的步骤进行作业。只要作业条件满足,且无人工干预,自动控制设备就会根据当前作业计划安排顺序执行。如果遇到作业问题,如进路冲突、技术作业超时、本务机无安排则提示用户进行解决。

2 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。

1.作业状态跟踪服务器是负责采集全站实时进路信息,并根据进路信息和当前计划信息匹配,自动产生作业计划报点的设备。该设备不仅可以跟踪计算机自动办理的进路,还可以跟踪人工办理的进路。同时结合AEI等设备,对于跟踪数据的校正,作业状态跟踪服务器群可以实现很高的计划识别率,真正通过计算机做到对现场情况了如指掌。2.自动控制服务器是根据现场作业状态和预先下达的计划,计算自当前时间起,到后续一段时间内的进路办理方法的决策设备。该服务器内置的一套运用程序可以主动分析当前阶段计划和行调计划中的待执行计划,根据计划类型的不同,采用不同的安全卡控规则,对执行该计划进路的条件进行判断,如发车前机车是否已经到位、技术作业是否完成、计划方向信息是否与图定方向一致等等。若缺少条件,则触发相应应用提示用户进行处理;若已满足条件,则进入办理准备状态。只要用户在界面上操作与邻站的预告操作,即可触发计算机自动完成整个发车过程。

3.接口服务器是负责与其他外部系统沟通的设备。SAM系统为能全面辅助用户进行作业办理,就需要获取作业所需的各种信息,如作业计划信息、现场进路状态、停车器状态、机车位置信息、股道现车信息等。同时自动控制系统产生的控制命令以及状态回复,则需要发送给各个执行机构和信息系统。以上功能均是由多台不同功能的接口服务器实现,同时屏蔽了外部系统的差异,使得SAM系统可与市场上多种规格的联锁系统、停车器系统、驼峰系统、机车控制系统以及TDCS系统连接。

3 特点三:灵活

SAM系统的技术人员认为: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。

此外,在维护方面,SAM系统也在设计时有充分的考虑。由于SAM系统分为信息部分和控制部分,信息系统使用2Mb/s通道接入整个车站办公网络,控制部分使用封闭的双环控制网,信息系统与控制系统之间通过一个防火墙通道交互数据,这样既保证了车站对于信息共享灵活性的需要,又维护了系统执行机构网络安全性。同时清晰的界线划分有利于车站和电务段分别维护其设备,以防火墙为界,车站维护从路局信息系统到车站信息系统的全部设备和数据安全,电务段则负责集中控制系统到所有现场联锁、驼峰、机车遥控、TDCS等设备的工作稳定。

综上所述,SAM系统做为一套专门为编组站设计的综合自动化系统,具有很强的专业针对性。从SAM系统人机界面看见的不仅仅是一个操作界面,更是了解SAM系统全面功能的窗口,是感受其集中、智能、灵活特点的最直接途径。

As for an operation-monitoring-oriented automatic system,themost directway to recognize its performance is through its human-machine interface.The basic functionality of the system,organization structure and post responsibility,as wellas the level ofautomation all could be demonstrated through the con figuration of itsman-machine interface.From the perspective of human-machine interface configuration,the design ideas and implementationmanners of the synthetic automation ofmarshalling yard were clarified in combination with the actuality of station operations and itwas summarized that the human-machine interface of SAM was characteristic of being centralized in configuration,intelligent,flexible.

SAM;Human-machine interface;Characteristics

中国铁道科学研究院通信信号研究所 100081 北京

*助理研究员 **研究实习员

2011-01-21

(责任编辑:温志红)