SAM集中控制子系统下作业自动执行的研究

蒋元华 姚宇峰

SAM集中控制子系统下作业自动执行的研究

蒋元华*姚宇峰**

通过对新一代编组站综合自动化系统(SAM)编组站作业自动执行功能的探讨,提出作业自动执行模块的主要数据与流程,以及重点环节的基本算法思路等。

Through discussing the function ofautomatic operation in the new generation synthetic automation ofmarshalling yard,themajor data structure,process,and basic algorithm of key procedures in the automatic operationmodule of SAM system are put forward.

编组站作业自动化是SAM实现的最核心、最尖端的功能服务之一。SAM提供的作业自动化功能分为2个层面:一是计划调度层,体现为作业计划的自动编制与调整;二是集中控制层,体现为作业计划的自动执行与作业实绩的自动反馈。其中,作业计划自动执行功能由集中控制子系统实现,即自动接收车站计划调度层的接发车计划、调车作业钩计划,以及现场的作业进度与设备状态,运用智能算法确定最优作业执行方案,选择最佳时机进行自动作业。

鉴于编组站作业的复杂性、重要性,对作业计划的自动执行提出了先进性、实时性、安全性、可靠性、适应性和灵活性等方面的较高要求。因此,实现作业计划自动执行的模块应具有以下特点:先进、实时、安全的算法,稳定、可靠、可扩展的内核,灵活、自适应的外部接口。

为此,研究编组站作业自动执行功能,提出了作业自动执行模块的主要数据与流程,以及重点环节的基本算法思路等。

1 主要数据与流程

编组站作业自动执行作为管控结合部的中间模块,上接计划调度层,接收其下达的作业计划与命令;下接过程控制层,向其下达可执行命令。其主要数据与流程如图1所示。

图1 主要数据与流程

1.1 作业计划与命令

计划调度层下达的计划应包括列车接发计划(终到、始发、通过、停站到发等)、调车钩计划(解体、编组、取送、整场等)、本务机行动计划(出入站、转线、入股道挂机等)、调机行动计划(待避、吃饭、加水、加油、机修、转场等)等;下达的命令主要包括作业资源(调机、峰别、股道、牵出线、联络线)分配命令、作业单的传递与打印命令等。

1.2 控制命令

控制命令由作业自动执行模块下达给相应的过程控制系统。具体包括:

1.下达给驼峰场控制系统的命令,如预推、主推、开始溜放、暂停溜放、停止溜放、调机后退等。

2.下达给各场计算机联锁系统的命令,如排列进路、取消进路、钮封与解封、道岔封闭与解封、无岔区段封闭与解封等。

3.下达给停车器控制系统的命令,如制动、缓解等。

1.3 过程控制信息

过程控制信息由过程控制系统上传。具体包括:

1.驼峰场控制信息,如站场设备状态表示(进路、信号机、道岔、减速器等)、推送状态表示、溜放状态表示、股道封锁表示、作业进度报点、作业过程报警等。

2.各场计算机联锁控制信息,主要是站场设备状态表示,如进路排列与取消、道岔转换、信号机开闭与颜色、场联、照查、闭塞等。

3.停车器控制信息,如停车器制动与缓解表示、停车器状态转换表示等。

4.调机监控信息,如调机的位置、速度、行进方向、人控/自控/遥控状态表示、车列连挂状态表示等。

1.4 作业实绩反馈

由集中控制子系统的作业实绩自动反馈模块,根据作业计划、过程控制信息、自动执行信息,以及AEI、计轴器等辅助设备采集信息,经过复合计算产生,供计划调度系统与作业自动执行模块使用。作业实绩反馈信息应包括:接发车开始与结束报点、调车计划开始结束报点、调车计划每钩开始结束报点、调机动态、本务机动态、站内现车动态等。

1.5 自动执行信息

由集中控制子系统的作业自动执行模块产生,对外报告“什么时候为某项作业排列了某条进路或下达了某个控制命令”。作业实绩自动反馈模块使用该信息来校正跟踪匹配数据的误差。列车作业自动执行流程如图2所示。

图2 列车作业自动执行流程

调车作业自动执行流程如图3所示。

图3 调车作业自动执行流程

本务机作业自动执行流程如图4所示。

图4 本务机作业自动执行流程

2 关键算法思路

2.1 列车作业接发方向与股道自动选择算法

列车作业接发方向主要根据运行图与路局行调台的安排来自动选择。

列车作业接发股道的选择,对于经由本站的通过列车,在车站站细规定的正线中选择;对于终到本站或本站始发列车,则根据站细规定、站调指定或者依据场形、近段接发车安排及解编顺序平衡考虑来选择接发股道。

2.2 调车作业调机与峰别、牵出线自动选择算法

调车作业调机的运用是影响车站调车作业效率的重要因素之一。特别是大型编组站,编组场头部或尾部往往各有3～4台调机在轮流作业,这时跟踪作业的实际进度与调机的实际状态,准确推算进行中作业的结束时间,才能做到及时正确地将要执行的作业任务指派给相应调机。SAM中,作业调机的自动选择需要根据作业实绩自动反馈模块的作业报点数据、调机监控子系统采集的调机位置与速度数据、驼峰或计算机联锁的进路准备情况及信号状态数据,来推算调机未来某一时段内是否空闲,并在可能空闲的调机中考虑调机位置等因素进行选择。

对于峰别、牵出线的选择,应分析作业内容,推算作业占用峰别与牵出线的时段,依据就近原则与原路折返原则进行选择。

2.3 本务机机走线、经由线自动选择算法

本务机机走线、经由线的选择,一般在站细中都有详细规定。每台本务机都有其相对固定的交路,因此只需制定出参数表,按照参数表选择即可。

2.4 进路选择与触发时机算法

进路选择与触发时机算法是作业自动执行功能实现的重点与难点。

2.4.1 进路选择的主要算法

1.根据作业任务的起始点与出发端、终止点与进入端,以及站形数据选择可能的路径集。

2.根据安全法则、路径占用、封闭情况筛选可用路径集。

3.根据最短路径原则优化路径集。

4.根据安全法则、平行进路原则协调各作业最终使用路径集。

2.4.2 进路触发时机选择的主要算法

1.检查作业条件是否具备,如接发车预告是否办理成功、调车作业任务是否已经调度人员确认。作业条件不具备则不选择触发时机。

2.接车任务根据站细规定、列车等级选择触发点。如正线通过列车,应尽早排列进路;终到货车根据区间长短可在接近区段中选择某区段占用时作为排列进站进路触发点。

3.发车任务根据站细规定,尽早排列原则选择触发点。

4.调车任务根据作业路径距离、预计摘挂时间、作业顺序选择触发点。

5.本务机任务根据作业路径距离、预计的摘挂机时间、穿插作业原则选择触发点。

3 结束语

目前,SAM作业自动执行功能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。随着SAM的不断推广与完善,作业自动执行功能将不断扩展其内涵,优化其算法,更好地为编组站实际生产服务。

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编组站;综合自动化;作业自动执行

Marshalling yard;Synthetic automation;Automatic operation

中国铁道科学研究院通信信号研究所 100081 北京

*工程师 **助理研究员

2011-01-21

(责任编辑:诸 红)