浅谈编组站综合自动化(SAM)系统的设计实践

田建芬

浅谈编组站综合自动化(SAM)系统的设计实践

田建芬*

新一代编组站综合自动化(SAM)系统实现了“管控结合”的设计理念,介绍SAM系统技术特点和设计实践,比较新丰镇编组站和兰州北编组站的SAM系统,并展望编组站综合自动化系统的应用前景。

编组站综合自动化;设计;实践

我国铁路网上分布着大大小小的编组站,编组站的生产效率从来都是设计、科研、运营单位最为关注的问题,以提高编组站整体效率为总体目标的设计、研究工作就从未停止过。新一代编组站综合自动化(SAM)系统等技术的应用,在这方面取得了前所未有的成果。下面就SAM系统的设计实践进行总结。

1 SAM系统特点

1.1 结构特点

SAM系统的运营管理与统计分析、调度指挥与管理、货运管理,通过TMIS、TDCS网络,与路局运输信息管理系统连接,充分共享信息,实现“局-站一体化”的设计理念。SAM系统的调度指挥与管理,通过编组站调度集中(集中控制与综合表示),与作业过程自动控制系统连接,充分共享信息,实现“管-控结合”的设计理念。系统网络平台与安全保障为SAM系统提供网络和数据库环境,保证信息交互的实时和流畅,为SAM系统安全、有效地运作提供保证。

1.2 功能特点

1.自动化程度高。SAM系统自动接收路局日班计划,自动编制阶段计划,自动编制解体计划、编组计划、取送车计划,计划自动下达到控制系统,自动接收TDCS的邻站通知,为到达、出发列车、本务机、调机预排进路,实现进路自动控制和推峰速度、溜放速度自动控制。

2.按可靠性划分控制等级。自动控制系统分3个等级,分别是自动控制、集中控制和站控模式。其中,自动控制指在调度楼统一指挥、自动排列进路;集中控制指在调度楼统一指挥、人工排列进路,如果信息系统或接口故障,则进入集中控制模式;站控模式指在各场控制楼分散控制,如果控制网或集中控制系统故障,则进入站控模式。信息系统也有3个等级,分别是自动计划自动反馈、人工计划自动反馈、人工计划人工反馈。自动控制系统和信息系统3个自动化等级可以自动或通过授权、确认等方式进行转换。

3.运行维护的自动化。ITSM对信息系统运行维护提供支持,如发现服务器、网络设备、UPS电源、钩打或检测设备发生问题,及时报警。在信号楼设有机房环境监控系统、信号微机监测系统;调度楼设有编组站集中监测系统,对SAM系统提供维护支持。

1.3 运输组织方式

SAM系统运输组织方式根据控制系统的控制模式确定。

集中自动控制模式:自动分解作业计划、自动生成与调整作业指令,适时自动办理进路,人工办理进路优先。

集中人工控制模式:人工办理和取消进路,自动返回计划执行结果。

人工辅助控制模式:在站调楼通过计算机联锁远程操作终端直接办理进路。

站控模式:值班员可分散于各信号楼,按传统的作业方式办理进路,对站内所有设备手动控制,系统自动返回计划的执行结果。

驼峰控制为现场作业方式,驼峰值班员在驼峰信号楼内接收调车计划,监视驼峰作业情况,实现溜放作业的人工干预。

根据控制系统的控制模式,确定编组站运输组织方式,配置相应的岗位。SAM系统的建成,提供了车务、机务、车辆等部门在生产指挥中心合署办公的条件。

1.4 维护管理模式

SAM系统的维护管理方式根据SAM系统构成特点确定。SAM系统由管理信息系统和自动控制系统二大部分组成,其维护管理一般沿用传统模式,即自动化管理信息系统的维护管理由车站(或路局信息部门)负责,自动控制系统的维护管理由电务部门负责。

2 工程设计实践

1.突破常规、大胆创新。我国编组站控制系统自动化程度高、技术成熟,2003年新丰镇编组站改扩建工程可行性研究方案中信号系统仍维持现有编组站控制系统独立的过程控制自动化模式。2005年10月初步设计审查时,结合成都北编组站综合自动化系统试验工程,设计部门适时提出新建新丰镇编组站综合自动化系统的创新方案,并取得了铁道部鉴定中心的同意,由此揭开了建设新丰镇编组站综合自动化、打造亚洲第一现代化编组站的序幕。

2.科学求是、积极稳妥。在建设单位组织的综合自动化方案征集会上,经专家组充分评审讨论后认为,SAM系统管理与控制相对独立、局站一体,充分利用既有成熟技术的总体架构,是适合于新丰镇编组站改扩建工程和西安局运输组织和维护管理模式的首选方案;设计认为新丰镇编组站是一个繁忙的既有大型路网性编组站,应采取科学的方法、实事求是的态度,制定详细的实施方案,积极稳妥地推动工程实施。为此,设计牵头组织运营、管理、科研等单位和部门,对新丰镇编组站综合自动化系统实施方案进行充分研讨,并编写了《新丰镇编组站综合自动化系统实施方案》、《新丰镇编组站综合自动化系统实施方案(补充材料)》、《新丰镇编组站综合自动化SAM系统功能需求及功能表》、《新丰镇编组站综合自动化SAM系统运输组织方式及维护管理模式》等文件,一并报铁道部鉴定中心。实施方案对新丰镇编组站综合自动化实施方案中交换场的控制方式、既有控制系统的接口方案、TDCS接口方案、电源系统方案、网络及信息安全、系统过渡方案等进行了研究。经铁道部鉴定中心审查后作为综合自动化工程实施的依据。

3.工程科研、措施得当。尽管SAM系统采用成熟技术构建各子系统,但对各子系统进行整合、实现SAM系统的整体功能,是一个集成创新的过程,为此成立了由设计、研制、运用单位组成的新丰镇SAM系统科研课题组,进行结合工程的科研攻关,设计部门全程参加课题科研活动,及时跟踪科研进程,提出工程实施指导意见,保证了科研活动不偏离工程目标,为工程最终实施奠定基础。

4.集成创新、专业融合。以往的工程设计各专业独立性强,各自为政。在新丰镇SAM系统建设中,为满足SAM系统的功能需求,由信号专业牵头组织通信、信息及车、机、工、电、辆、房、暖等专业,实现了管理、控制、检测、服务一体化设计,构建了综合信息网络、综合车辆检测信息、综合调度体系等资源共享平台,提供了车务、机务、车辆、电务等合署办公的环境和条件,共同实现提高编组站整体效益的总体目标。

5.技术总结、建立标准。新丰镇编组站综合自动化SAM系统的实施对全路编组站自动化作业和管理模式的优化具有示范作用,对推进全路编组站综合自动化的建设具有深远的意义。它的成功开通,实现了既定建设目标,大大提高了作业效率,实现了日办理车数由11000辆到23000辆的平稳过渡。新丰镇编组站改扩建设计获得2009年铁道部优秀工程设计一等奖,同时也积累了大量的设计经验和技术资料,其设计内容纳入新修订中的《铁路工程设计技术手册信号》、编写完成《编组站综合自动化设计规范(送审稿)》。

3 应用前景展望

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。

3.1 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、兰州北SAM系统主要功能对照如表1所示。

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。

表1 新丰镇、兰州北SAM系统主要功能对照表

3.2 SAM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2.0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。通辽南、石家庄编组站SAM应用状态见表2。

表2 通辽南、石家庄编组站SAM应用状态

3.3 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。

A new generation of synthetic automation ofmarshalling yard realized the design concepts of combiningmanagementwith control.The paper introduced technical characteristics and design practices of SAM-system,and made a comparison between the SAM system of Xinfengzhen station with that of Lanzhou North station,and gave a prospect of the application of integrated automation of marshalling yard.

Synthetic automation ofmarshalling yard;Design;Practice

*中铁第一勘察设计院集团有限公司高级工程师,710043西安

2011-01-21

(责任编辑:诸 红)