我国铁路编组站综合自动化系统技术述评

刘虎兴

我国铁路编组站综合自动化系统技术述评

刘虎兴*

综述我国已建成的铁路编组站综合自动化系统的实现目标、主要功能和运用效果,分析现状,探讨今后提高和发展方向,指出编组站综合自动化技术必将在我国编组站建设和改造中得到广泛的应用。

编组站综合自动化系统;信息管理;过程控制

在铁路运输组织中,编组站起着货物列车“加工厂”的作用,其主要“产品”是产生新的出发编组货物列车。铁路编组站是铁路枢纽的核心,是车流集散和列车解编的基地,编组站作业停留的时间占货车周转的30%以上。因而,加速编组站的现代化建设,对提高作业效率和缩短车辆周转时间有重大意义,是提高路网运输能力的重要措施。

我国铁路编组站经历了半个多世纪的不懈努力,已经发生了质的变化。各种管理信息系统和单项自动化控制系统相继投入应用,正在从编组站综合自动化的初级阶段向编组站的高度信息化和自动化迈进,形成了新一代编组站综合自动化技术。新一代编组站综合自动化系统是在编组站管理信息系统和计算机联锁系统、驼峰自动化系统、编尾可控停车器自动控制系统、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上述意义上的综合自动化。系统运用效果表明,编组站实现综合自动化取得了明显的社会效益与经济效益。

1 编组站综合自动化系统实现的目标

编组站综合自动化系统的总体目标是将编组站已有的溜放速度控制、进路控制、车辆管理、信息管理、决策管理等集成为一体,通过建立编组站统一的综合信息管理与控制平台,完成计划自动编制与调整、计划自动执行与集中控制、作业过程自动控制,实现作业管理和控制结合、路局调度与车站调度一体化、运输管理与决策支持智能化,以提高编组站作业能力与效率,保证运输安全生产,使编组站信息管理和生产过程全面自动化。

1.与信息系统的信息共享与融合,确保信息的准确、安全、畅通与共享,发挥信息化的整体效益。

2.充分挖掘编组站的站场与股道、调车机和其他设备资源配置的最大潜力;充分协调车站各组成部分及各作业环节的工作。

3.实现编组站作业管理与过程控制结合;适度集中,高效化,即将编组站的调度指挥、管理与作业过程自动控制有机地结合在一起。

4.实现路局与车站计划、调度管理一体化,将路局计划调度和车站调度有机地结合在一起,为最终实现区域(路局)的计划、调度管理一体化奠定基础。

5.实现车站调度指挥与管理信息化、计算机化;实现运营管理与决策支持智能化。

6.实现作业计划自动执行和集中控制。

7.实现作业过程控制自动化。

2 编组站综合自动化系统主要功能

编组站综合自动化系统涵盖了编组站运输生产及管理的各个方面,覆盖编组站的各个工作环节和岗位,在编组站范围内全面实现计算机化管理和作业过程自动控制,完成作业计划编制与调度指挥、作业管理与控制、办公管理与决策支持、资源管理、货运管理、统计与分析等。已投入使用的新一代编组站综合自动化系统基本实现了如下功能。

1.实现编组站的集中控制与作业信息集中表示。全站调度和行车作业人员集中在调度大厅,功能集中、管理集中,不同的作业人员之间的联系更加紧密。调度信息集中表示、视频图像集中显示等对集中后调度大厅人员掌握现场情况起到了重要作用。

2.站调智能专家系统辅助决策与作业计划自动编制。系统与路局计划与调度系统全面结合,自动上报站存车,协同推算车流,实现路局和车站协同编制计划。根据列车到发计划、列车预确报、到发线占用和车流等情况,自动编制车站阶段计划。根据阶段计划完成解体、编组等调车作业计划的编制和调整。

3.管控结合,实现作业计划自动执行与执行结果反馈。系统以接发列车计划、调车钩计划等为依据,将计划自动分解与转换,生成相应的计划指令。根据作业实际情况,自动触发计划指令,将指令下达到过程控制系统执行,实现了通过列车与终到列车进路自动办理和调车作业进路的自动办理。

4.调车机车实现自动化控制。将成熟的驼峰机车遥控技术与调机监控技术结合,采用GPS或点式应答器技术,对全站调车机车进行实时跟踪,实现调机推峰作业遥控、自动控制,对站场调车作业进行安全防护控制,有效防止机车误动、冒进信号、超速连挂、挤岔等事故的发生。

5.车站运输生产实现信息化管理。系统可以完整地记录现车、作业实绩、设备使用信息,准确地统计和分析各类运输指标,自动生成各种统计报表,包括统计与运营指标分析。

3 编组站综合自动化系统运用效果

编组站实现综合自动化以后,主要在提升车站的运输能力、强化安全控制、运输组织改革等方面取得了较大突破,在以下方面取得了综合效益。

1.编组站综合改编能力提高。实现编组站综合自动化以后,集中化、一体化的作业优势,畅通了信息渠道,实现了灵活调度指挥。借助先进的设备与技术、信息的综合利用、科学的智能化、高度的自动化,可缩短到达、编组和出发作业的时间;借助机车/车辆实时跟踪,计划自动编制与自动执行与执行结果实时反馈,可以减少解编作业量和各作业环节间的等待时间,避免资源运用冲突,提高作业效率,达到提高全站改编能力的目的。

得益于局站一体化的设计思路,包括日班计划、阶段计划、准确的列车预确报等路网信息的畅通,路局调度也可以实时掌握编组站作业和存车的实际情况;借助车流集结与推算、计划自动编制等功能,明显压缩车流的集结时间,提高了车站的解编能力,在保证枢纽畅通、提高运输效率中取得了成功经验。

以新丰镇编组站为例,随着业务人员对SAM系统的熟悉和了解,车站能力逐步提高,2008年日均办理17485辆、解体120.9列,2009年日均办理19327辆、解体168.9列。2010年上半年日均办理21164辆、解体178.4列。2010年7月4日,新丰镇编组站创下了日办理25002辆、解体201列的记录;2010年10月5日,再次创下了25828辆的日办理车记录。

2.节省劳动力,生产效率明显提高。编组站综合自动化系统新技术装备使得信息传递更加快捷、准确,人工劳动强度和作业量明显下降,为车站运输组织结构优化与改革提供了良好的基础。各车站结合综合自动化的具体功能和本站的实际情况,积极探索新形势下的劳动组织改革举措,通过合并取消某些作业岗位,达到减员增效的目的。

以新丰镇为例,实施SAM系统以来,推行劳动组织改革,职工劳效明显提升。车站组织对各岗位作业量进行调研、写实,先后取消了到达场、出发场助理值班员岗位,对货检、外勤车号员实行兼职并岗,优化整合了站区及沿线各站列尾作业人员及调度集中楼区长岗位,撤消、合并了上行编尾防护员、下行驼峰楼驼峰作业员等岗位,共节约岗位人员220人、减幅17.4%。通过劳动组织改革,挖潜解决了职工年休假问题,今年车站职工年休假率达到94%以上。

3.编组站的管理水平提高。编组站综合自动化系统为路局调度和编组站之间架起了信息沟通的桥梁,使得信息畅通并充分共享,为提高路局调度、编组站管理和控制的水平,提供了有力的保证。系统为路局和编组站的业务主管人员提供了资源利用和计划调度的决策支持,以发挥编组站的最大效益。实现信息共享、网上办公,使编组站的管理更加便捷。机车/车辆实时跟踪功能可为改善现车管理,计划/调度工作提供有力保证。统计报表与分析计算机化可为编组站的管理者提供准确的、实时的业绩信息,为适时科学地调整编组站的工作提供依据。

4 编组站综合自动化技术发展方向

纵观编组站综合自动化系统在国内的实施历程和运用效果,这项新技术装备已基本实现了提高编组站作业能力与效率,保证运输安全生产,使编组站信息管理和生产过程全面自动化的目标。随着信息技术和控制技术的发展,编组站综合自动化技术必将得到进一步提高与发展,主要集中在以下几个方面。

1.阶段计划和调车计划的智能编制与调整。目前车站阶段计划和调车计划编制的自动化程度水平仍需提高,今后需采取理论与实践相结合的方法,进一步研究阶段计划和调车计划的智能编制与调整技术,减少人工劳动的工作量,提高编制速度,优化编制质量,保证作业按计划完成。

2.计划自动执行的自动化程度。作为编组站综合自动化的一个重要创新功能,通过管控结合,计划自动执行实现了全站进路的自动控制。但在不影响效率的条件下,如何进一步提高计划执行的自动化程度,特别是在大车流密集到达时,如何自动决策和调整计划指令的触发时机,排解冲突,保证最大效率地完成计划,减少人工干预,还需结合实际作业情况,对各种计划指令的分解和触发时机做进一步的分析和研究。

3.计划执行结果自动反馈信息的实时性和准确性。计划执行结果反馈信息是编制和调整后续作业计划的基础。目前综合自动化系统主要采用逻辑跟踪的方法,实现对站内列车、调机及车列的移动进行跟踪,即根据计划,通过轨道电路的进入与出清信息,判断计划的执行情况。除了驼峰溜放过程,其他调车过程均无法实现对钩计划辆数的自动核对。要做到计划执行结果自动反馈信息的实时和准确,需在全站范围内安装可靠的计轴或计辆设备,将逻辑跟踪改为真正意义上的现车实时跟踪。

5 编组站综合自动化系统进一步发展需要注意的问题

虽然编组站综合自动化技术已经有了一些现场的应用,但是后续发展的空间还很大;目前铁道部还没有形成统一的技术条件或标准。在编组站综合自动化技术进一步发展和提高的过程中,尤其是追求减员、增效,不断扩大信息共享范围和深度的过程中,应该注意以下几个问题。

1.安全、可靠永远是第一位的。编组站综合自动化是一个庞大的、复杂的管理、信息和控制相结合的系统,涉及多个专业和站内各个岗位;随着技术的不断发展和进步,今后接入或共享信息来源和种类必将越来越多,系统的功能也越来越强大、越来越复杂;不同的子系统有不同的业务性质和不同的安全等级要求,需要区别对待,便于系统的维护、改造和升级。因此,需要不断探索和优化编组站综合自动化系统整体架构、数据流程和共享方式;在信息充分共享、系统功能越来越强大的同时,子系统间以及与外围系统接口间均应采取有效的隔离手段;过程控制系统应集中管理、分散控制,以提高系统的可靠性、可用性和可维护性;各过程控制系统,包括计算机联锁、驼峰自动化、调机自动化、防雷子系统、电源子系统等,均应该尽量采用先进、成熟、可靠的产品;同时整个综合自动化系统应提供多种后备模式,以便应急使用。

2.加强车站作业人员的培训。采用编组站综合自动化系统后,人员数量大大减少的同时,运输业务人员对先进系统的依赖性增强,一旦系统出现任何故障,都会给正常的编组站作业秩序带来很大的影响,因此必须充分评估和分析系统可能的故障内容和由此导致的可能的影响范围;然后据此制定出合适的故障处理方式和应急运输组织预案,对维护和运输作业人员进行充分的培训。系统开通运用后,将定期的模拟演练和摸索正常的、非正常的作业模式,作为日常学习的重要内容,以保证特殊、紧急情况下,对铁路运输的影响最小化,并尽快恢复正常的运输秩序。

3.尽快形成行业标准,引导技术发展,规范市场秩序。虽然目前编组站综合自动化技术和应用方面已经有了较大的发展,但是除了一些基础的控制系统外,还没有形成铁路行业标准或者规范。为了进一步引领技术的发展,规范市场秩序,使不同厂商之间有效合理竞争、共同持续发展,并符合铁路技术装备发展、铁路运输效益和服务水平提高的基本方向,有必要在合适的时机,对已经应用的系统和技术进行技术审查或鉴定,并组织编写技术标准。这也有利于后续项目建设招投标工作的进行。

6 结束语

编组站综合自动化系统实现了铁路货物运输生产和管理的信息化和自动化,为铁路运输带来了巨大的经济效益和社会效益。同时,这项技术装备存在着巨大的发展空间。相信随着智能化、信息化和自动化技术水平的不断提高,我国的编组站综合自动化技术将得到进一步的完善和提高。这项新技术将在我国编组站建设和改造中得到广泛的应用,为铁路运输生产劳动力的调整、生产力资源的充分利用,提供强有力的技术支持和保证。

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

*中国铁道科学研究院通信信号研究所 研究员,100081 北京

2011-01-21

(责任编辑:诸 红)