新建武汉北编组站综合集成自动化系统

赵文武

（陕西铁路工程职业技术学院，助教，陕西 渭南 714000）

武汉铁路枢纽位于京广通道和沪汉蓉沿江经济带“十”字形的交叉点上，现为衔接京广、武九、汉丹、麻武4条铁路干线、一江相隔的客货顺列式十字形枢纽。随着京广客运专线、沪汉蓉快速客运通道及汉丹线增建二线的引入，将形成“客货分线、径路顺畅、能力强大、机动灵活”的特大型环形铁路枢纽。

为缓解日渐增加的铁路货运带来的压力，并提高铁路枢纽的运输能力，提高编组站的自动化程度就变得十分必要。武汉北编组站综合集成自动化系统 CIPS（Computer Integrated Process System）的核心是编组站信息化的重构，从全面性、一体化、动态性、实时性、自动化等方面，对编组站信息化重新定位、规划、分析、设计与实施，从而实现编组站高度综合自动化的目的。

1 武汉北编组站概述

2009年5月18日，全国规模最大、现代化程度最高的武汉北编组站建成并试运营。武汉北编组站采用双向三级七场站型布置，上下行系统均一次建成三级三场，2个调车场间设交换场。日办理车最初为1.17万辆，现在办理车为2.1万辆，设计最终目标高峰期可达3万辆。目前上行驼峰解体车列白天约45列、晚上约55列。该工程除新建双向三级七场站场工程外，还改建与武汉北编组站衔接的京广线、麻汉联络线、阳逻电厂专用线；新建京广线和麻汉线上下行货车到达线及发车线、上行环发线、武康上下行联络线及各场间联络线；新建武汉北机务段及派驻机车折返段、站修所、整倒装线、军用站台等，同步建设南湖—大花岭联络线。武汉北编组站站坪长7 km，占地约4.5 km2，最终设到发线68条，上下行调车场各设调车线48条，全站设道岔677组[1]。

编组站采用先进的四推双溜自动化驼峰和点连式两级间隔制动位，即一级车场采用制动位减速器加减速顶调速系统，编尾采用内撑式可控停车器，配合先进的控制技术，实现了整个解体作业推峰、溜放的自动化，溜放车辆速度的可控化及车辆连挂的安全性和高连挂率。该编组站运用了编组站综合集成自动化系统CIPS、铁路专用移动通信系统GSM-R及车辆安全动态检测等先进技术，设计理念新，自动化程度高，实现了编组站运输组织决策智能化、指挥数字化和执行自动化。

2 系统结构及组成

CIPS系统由联锁自动化子系统、驼峰自动化子系统、停车器控制子系统，调机自动化子系统以及信号监测子系统组成。所有控制子系统在CIPS环境下，通过综合管理系统的共享平台进行丰富的信息交互，以及执行结果反馈，实现了武汉北编组站作业的全面自动化及高效化，系统运行至今，一直都很稳定。

2.1 联锁子系统 联锁子系统采用125 Mb/s安全局域网互连的DS6-K5B区域集中联锁系统，上下行到达场和上下行出发场编尾各1套DS6-K 5B联锁子系统，交换场由下行出发场编尾联锁子系统控制，并配置程序进路控制（PRC模块）。PRC模块根据管理分系统提供的指令集向联锁装置发送办理进路的控制命令并接收联锁装置的表示信息后，向管理分系统反馈指令的执行情况。在编组站CIPS环境下，基于各车场的本地操纵被取消，联锁机集中到站调楼控制中心，联锁控制由调度大厅集中完成，各个场只设置了联锁设备的电子终端。联锁机与电子终端之间通过光纤传递各种信息，来实现武汉北站各场之间行车作业的办理。

2.2 驼峰自动化子系统 驼峰自动化子系统采用TW-2型驼峰自动化系统，编组站采用先进的四推双溜自动化驼峰和点连式两级间隔制动位。武汉北TW-2系统实现从CIPS综合管理系统自动获取比解体作业计划内容更丰富的驼峰指令集，实现推峰机车自动推峰及推送进路、钩车溜放进路自动排列和钩车溜放速度自动控制，使溜放钩车在调车线上安全连挂。TW-2系统在执行调度指令的同时，将执行结果和执行中遇到的异常情况，尤其是影响现车的控制结果及时反馈给CIPS综合管理系统[2]。

TW-2系统在CIPS环境下，设有CIPS自动模式、CIPS维修模式和TW-2站控模式。

2.3 停车器自动控制子系统 武汉北编组站调车场分别设置了96股道停车器设备。上下行停车器控制均采用TWT型驼峰尾部停车器自动控制系统，并与武汉北编组站综合集成自动化系统进行有机融合。停车器控制子系统通过管理系统局域网从中心数据库中获取尾部和头部的调车计划和执行情况，并直接获取是否越区及作业方法（取送、单溜、连溜）的信息，通过解析计划和确定计划的执行步骤来确定停车器输出，并将控制结果反馈给CIPS综合管理系统。在CIPS环境下，停车器的控制全部集中在站调楼，因此现场不设手动应急盘。在自控模式下，车站值班员可通过调度大厅的微机联锁子系统控显机屏幕，观察停车器的作业状态并进行人工干预。在站控模式下，停车器子系统将不再接收来自CIPS综合管理系统向停车器子系统下发的调度指令集，而是根据采集到的作业信息，自行对停车器的制动、缓解时机进行判断。

2.4 调机自动化子系统 调机自动化子系统采用BDZ型编组站调机自动化系统。该系统集推峰机车信号、推峰机车速度控制、调车作业信息（包括进路、地面信号和调车计划等）车上显示、平面调车遥控作业、调车作业过程监控以及安全防护等功能为一体。该系统采用调机的地面服务系统通过CIPS的无线局域网络AP设备与调机的车载系统以及上层的CIPS系统进行信息交互传递，将获取、记录到的各个场全部调机信息，通过工作站和综合表示墙的图形界面，实时反映给调度指挥人员，从而高效地实现编组站内的调车、解体、编组、摘挂和取送等各种作业[2]。

2.5 电务监测子系统 武汉北编组站电务监测子系统采用TJWX-2006版监测系统，各场均设有微机监测站机，站调楼设有微机监测终端，主要实现对现场信号设备的模拟量和开关量等信息的采集，并监测信号设备的运行状态。值班人员通过对微机监测的分析，及时发现信号设备隐患，从而更好地指导现场进行信号设备的维修，有效地确保了武汉北编组站信号设备运行的稳定[2]。

3 系统功能

3.1 CIPS环境下的主要作业流程 在CIPS环境下的主要作业流程：有接车、机车入库、达到作业、解体、集结、编组、出段、出发作业、发车、运站-管理、班计划管理、统计报告。CIPS自动接收铁路局调度所行调下达的阶段计划，并根据到达场占线情况自动决策接车场线，并提前自动办理接车进路。接车结束后，CIPS自动向机务段发出入段申请，自动下发机车入库指令，最后还可以自动生成报表。上述从接车到生成统计报表一系列作业流程都是CIPS自动完成，并且在每一环节，值班员都可以干预。

CIPS系统的运用，大量的自动化和信息化功能在许多方面可以用机器代替人工作业，人工参与生产的工作量锐减，因此，CIPS系统较传统的管理流程有了很大的突破。它取消了到达外勤车号员，取消了头尾部调车区长，减少了驼峰作业员，取消信号员并减少了值班员，还减少了调度员和报告员。

3.2 信息化共用 CIPS将车务、机务、电务、车辆部门的信息汇总在一起，结合人性化、综合化、图形化界面风格建立对应关系，以实现信息共享和信息综合。实现信息共享后，各个部门在查看到自己岗位信息的同时，也清楚其他工种的相互配合情况。同内容的信息绝对避免重复录入，所有岗位的操作均大大简化，也防止了不一致造成的差错。在车务系统内部，行车、调车、货检、车号、列尾等工种的信息也采取相同的整合手段。在这种情况下，TM IS和TDCS的概念在武汉北编组站已不复存在，没有了这道界限，消除了行车与调车之间的信息隔阂，用户真正体会到了一个统一的信息管理系统带来的好处。

调度大厅的多功能站场表示，不仅能显示本站、相邻站与区间的信号设备状态，还有实际现车、列车车次、本务机挂头、停车器、脱轨器等信息，以及调车机走行位置与方向信息，大厅所有人员均能对当前全站作业工况一目了然。

3.3 运输管理 CIPS设计模型分为控制、监控、调度、决策与管理5个层次。作为金字塔“塔尖”的管理层具有许多实用功能，可为运输生产管理提供强有力的支持。

3.3.1 运输生产实时分析 CIPS提供实时综合指标与分析功能，可用其指导运输生产，所设定的指标有保有量、老牌车、重点车、折角车、集结车、各车场占线时间、各车场占线数、待卸/已卸车、已装车、阶段中时、阶段停时、阶段办理列/辆数、阶段解/编列数、阶段正点率、阶段查定能力等。其显示的数值可根据预警值改变颜色，还可用详细展开聚焦到具体细节上，并可用曲线、棒图等描述其发展趋势，可为管理者及时、及早发现运输生产的偏离，准确抓住生产薄弱环节，快速调配与组织运输资源提供综合评定数据。

3.3.2 班生产分析 CIPS采用信息集成手段建有强大基础数据平台，可以按照车站职能管理部门、专管人员的需要提供多种维度的统计与分析资料，即站段报表。研发单位自开通以来，按照车站提出的分析数据需求做了大量工作，解决了包括运技报-10和运站报-12在内的各种自动报表，还有大量车站自定义报表，目前该项工作还在不断向纵深推进。

3.3.3 专题分析 除综合分析外，CIPS还可结合自身特点提供有深度的专题组合分析。如中时分析，CIPS本身按照号码制计算车辆在编组站的停留时间，在此基础上，还能够进一步按车流组号分别计算中时，直接突出影响综合中时的车流，分析单项原因，突显站内集结时间对中时影响程度，便于有针对性地采取措施。同时，还能够以班为阶段计算中时，反映班时间段内到达、出发与积留车辆的停留时间，为车站考核与促进调度工作提供定量数据。此外，CIPS还能够将站内或离站车辆中影响车辆小时数较突出的车辆，即“老牌车”单独提取出来，并跟踪车辆在站内移动时间与地点轨迹，进一步调查其滞留原因，总结归纳指导调车工作。

3.3.4 情景再现 CIPS具有针对所有管理、调度、监控界面的记录与还原回放功能，回放数据可以下载到客户端本地保存与播放。回放内容包括多功能站场表示、综合行车表、技术作业大表、毛玻璃及指令表等，这些界面均能同步再现。该功能是运输安全分析及运输生产分析的强大工具。由于从多角度、全方位再现，所有生产过程的细节均可以暴露无遗。开通以来，该功能在追溯作业过程中的疑难问题方面发挥了关键性作用。

3.4 CIPS环境下的集中控制 全站大集中是CIPS在武汉北编组站运用的设计目标值，从运输组织的角度看，集中不是简单的位置集中，更重要的是功能集中、管理集中，围绕同一个运输生产过程，使分工不同的人员之间联系更加紧密，不同作业之间的工序接续更加平滑，达到了“无缝链接”的程度。CIPS信息化首先为集中作出了重要贡献，调度大厅的所有人员掌握的信息完全对称，克服了过去分治情况下掌握信息不对称、信息延误、信息死角给运输生产带来的不利因素。

目前，电务在武汉北编组站设置了信号楼、站调楼、驼峰楼、南部信号、中部信号、北部信号、上行驼峰信号、下行驼峰信号、上行缓行器、下行缓行器10个工区，信号员工仅140人。在综合信息化和人员减少、职责范围相对扩大的背景下，面对新运输生产模式，不仅联系方便，而且减少了人员通信时间。

4 结束语

编组站CIPS建立在针对流程工业的计算机集成过程系统理论基础之上，以信息集成为核心，综合了管理技术、生产技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术，实现了控制、调度管理、经营、优化、决策一体化，使整个“工厂”形成智能闭环系统，突出整体效益。以 CIPS 系统统领“到、编、发”、“机、辆、电、工”等各生产子系统及各工种，节约投资、提高效率，对后续编组站的设计有较强的指导性、示范性作用。

[1]彭文盛，吴若玉.武汉北编组站设计特点及技术创新[J].铁道运输与经济.2010，31（12）.

[2]沈新龙.武汉北编组站CIPS系统简介及维护[J]，铁路通信信号，2010（10）.

[3]邹少文.贵阳南编组站综合集成自动化系统工程设计特点[J]，中国铁路，2009（12）.