株洲北站编组站综合自动化系统应用研究

马 灿，虎 强

(1.中国铁路广州局集团有限公司 株洲北站，湖南 株洲 412000；2.北京市华铁信息技术开发总公司 编组站事业部，北京 100081)

1 概述

铁路编组站综合自动化系统(Synthetic Automation of Marshalling yard system，SAM)是集编组站信息管理、决策管理、现车管理、进路控制、溜放速度控制、机车安全监控等为一体的综合信息管理与控制平台。信息管理系统主要包含调度指挥、现车管理、货运管理、统计分析等子系统，作业过程控制部分包括编组站集中控制系统与综合表示、计算机联锁、驼峰自动控制、停车器控制、无线调车机车信号和监控(STP)等子系统。SAM系统因其良好的管控结合及人机交互功能正在全路各大编组区段站相继应用。

株洲北站处于京广(北京—广州)、沪昆(上海—昆明)两大干线交汇处，站型为双向纵列式三级七场，车站等级为特等站；2016年查定能力日均解体121列、编组120列，办理车18 038辆，主要办理旅客列车及无技术作业货物列车通过、有技术作业货物列车的到、解、集、编、发及周边专用线的取送作业，行车作业门类齐全且作业组织复杂，防控多方向接发列车错办及调车作业事故压力巨大。株洲北站为全路第9个开通SAM系统的编组站，其SAM系统改造项目由于将站管中间站—田心站纳入集中控制，因而相比其他编组站自动化改造项目周期略长。项目于2013年10月由中国铁路总公司批复立项，2014年6月21日正式启动，2016年11月开通集中人工控制模式，2017年8月31日开通集中自动控制模式。SAM系统开通以来，车站运输组织顺畅，现场生产安全有序。

2 株洲北站SAM系统应用情况研究

2.1 劳效及减员情况

（1）职工劳动强度进一步降低。一是SAM系统技术作业通知下达及反馈功能替代了列车技术作业使用电话布置的人工作业方式。经测算，每接发一列车，车站值班员与货检、列检、防溜、排风、列尾等岗位电话联系减少10次以上。二是编尾停车器实现自动控制，系统根据机车车列占用及出清股道外方道岔时机，自动下达“制动/缓解”指令；除人工干预外，编尾区长不再需要与调车组联控及人工操作停车器。三是接发列车及调车进路实现自动控制，除人工办理外，不再需要人工点击始终端信号按钮。四是编尾区长与驼峰调车长可利用系统办理越区手续，人工电话联系次数减少。

（2）作业衔接时间进一步压缩。一是实现全站作业信息综合复示，压缩了作业接续空费时间。作业人员通过站场复示软件实时掌握各场列车到发、股道运用、调车机车动态等信息，能够及时准确地完成各项作业，避免耽误生产。二是系统功能设计合理，作业效率得到一定提高。接发列车及调车进路实现自动排列，一定程度上节约了进路准备时间，特别是在列车密集到发时段，系统办理每条进路比人工方式平均可节约8 s。三是行车与计划人员合署办公，运输生产调度指挥便利。接发列车及调度计划人员集中管理，到、解、编、发作业过程衔接更加紧密，作业联系更加紧凑。例如，值班站长向各场布置班计划、阶段计划作业，原来需逐一布置到各场信号楼电话抄收(每个信号楼平均花费3 min)，现在仅需书面交付至各场行车控制台，全部5个场的交付时间不超过4 min。四是优化出发列车作业流程，出发进路建立后由行车控制台直接发车，取消了外勤助理值班员发车作业，平均每列车可压缩2 min出发作业接续时间。

（3）运输生产布局进一步优化。一是上下行到发场及编尾、田心站信号控制权实现集中控制，作业人员整体转隶调度车间，取消编尾作业楼作业员、信号楼内勤助理值班员及信号员岗位。二是上下行编尾停车器改造后制动效能可靠，取消了编尾铁鞋防溜组岗位。三是上下行出发场实现行车控制台直接发车，取消了助理值班员岗位。

（4）减员增效目的进一步体现。根据编组站自动化系统开通后的行车作业人员岗位配置一般性规则[1]，系统开通后通常出现减员情况。车站依据铁路局集团公司批准的生产布局设置，在SAM系统开通后分阶段整合了相关作业岗位，其中，将接发列车室内行车及调度计划岗位人员搬迁至新调度大楼，内勤助理值班员、信号员岗位由建设前的56人减少至24人，增设总值班员岗位，增加4人；取消编尾铁鞋防溜制动员岗位，每班减少5人；取消编尾楼作业员岗位，每班减少2人；取消外勤岗位，每班减少4人；考虑备班等情况，共计减员86人，按平均每人税前年工资总额10万元计，每年可减少用工成本860万元。

2.2 运输效率情况

车站2017年中停时等指标较2016年有所改善，全年中时完成6.6 h，较2016年同比压缩1.4 h；停时完成40.5 h，较2016年同比压缩4.3 h；日均办理车16 110车，较2016年日均15 201车同比增加6.0%；有调8 643车，同比增加6.6%；无调7 467车，同比增加5.2%。虽然SAM系统开通后，2017年运输指标完成情况比2016年要好，但从历史数据来看，由于车站作业车办理量受外部宏观条件及车流调整影响较大，很难体现SAM系统运用与运输效率变化之间的直接关系，考虑从中停时、办理车及解编效率等方面对呈现趋势进行分析。

2.2.1 中停时指标方面

查阅车站历史运输数据可知，2011—2018年车站累计完成中停时总体趋势为压缩状态。由于停时指标受专用线及货场等货物装卸作业效率的影响，SAM系统的运用效果较难反映，在此暂不讨论。中时为有调中时及无调中时的加权平均，影响中时的首要因素为有调中时，无调比为重要影响因素[2-4]。可以看出株洲北站近年来中时指标的逐年压缩主要受益于无调车流(无调比)的逐年增长，但SAM系统集中自动控制模式开通以来，中时指标比2016年(无调车数相近)同期完成较好，中时压缩效果明显，说明SAM系统接发列车及调车作业自动化功能有益于缩短中转车停留时间，一定程度上促进了作业组织的有序衔接。

2.2.2 办理车指标方面

2011年1月—2018年7月，车站日均办理车数总体呈“V”型走势，2014年触底后在2017年迎来新高点(2017年5次突破20 000车大关，2017年12月23日创造历史记录21 446车)，但2018年旋即回落，可见车站办理车数与SAM系统运用并无直接关系，办理车数的波动与车流调整及宏观经济环境变化密切相关。

2.2.3 解编效率方面

2011—2017年车站解编列数总体趋势为逐年下降，选择有调比相近的2015年与SAM系统开通后的列车解编数据比较如表1所示。

表1 2015年与SAM系统开通后的列车解编数据比较Tab.1 Comparison of train disintegration and marshalling data between 2015 and Using SAM

由表1可见，SAM系统开通后比2015年日均解体多0.6列、日均编组少0.4列，SAM集中自动模式开通后比2015年日均解体多0.3列、日均编组少0.5列；总体情况为SAM系统开通后解多编少，解编总列数基本持平，而2015年的有调车数少500多车，在运行图技术数据未发生明显变化的情形下，说明2015年各场日均交换车流较多，调机作业钩数及车辆周转次数相应增多，导致中时相对较大。另一方面，与办理车数相近的2013年相比，SAM系统开通后的解编列数下降了近1/6，下降原因主要为无调车流的增长，2013年全年办理车无调比为33.1%，而开通SAM系统后为45.2%。因此，综合考虑车流调整等因素影响，SAM系统的运用与解编效率升降并无明显关联。

2.3 作业卡控情况

SAM系统主要包括信息管理系统(SMIS)及集中控制系统2个大类，由于SMIS系统为整合纳入且功能提升幅度不大，因而SAM系统的现实安全效用主要体现在集中控制系统。

（1）具备进路自动办理功能，消解人工错排进路风险。开通SAM系统集中自动模式后，除人工干预的情况，办理进路的方式均由系统跟据列车及调车计划自动办理，人工错误排列进路的问题得到有效遏制。对处于京广、沪昆两大干线交汇地区且衔接多条枢纽联络线的株洲北Ⅰ场、Ⅲ场、Ⅳ场、Ⅵ场及田心站而言，多方向接发列车错办风险历来是安全卡控的重点，SAM系统自动办理进路时具备图定运行径路校核功能，能够有效防止列车进错车场、进错方向等进路错排问题发生。

（2）具备施工标识及安全卡控功能，增强施工组织安全控制。对于规定区域的施工维修项目，如枢纽地区接触网停电行车限制卡及电务维修分区，在规章上要求对施工范围内的相关信号机及道岔予以封闭及单锁。株洲北站每日施工维修任务繁重，仅信号机、道岔的加封加锁及核对工作，足以耗费作业人员大量精力，同时还要确保施工过程安全及非施工区的正常作业，作业人员的劳动强度及安全压力非常大。SAM系统具备施工区域标识及安全卡控功能，能够有效防止人工漏封、漏锁施工区域相关信号机及道岔的问题，同时系统设定不能向标识区域自动办理进路的卡控条件，既减轻了作业人员劳动强度，也确保了施工组织过程安全可控。

（3）具备丰富的进路自动触发条件校验功能，实现作业过程闭环可控。SAM系统设置了较为完备的进路自动触发校验条件：列车运行计划与实际运行车次的一致性检查、调车计划作业条件确认(调机、峰别、牵出线、股道、车次等)、分路不良区段作业的空闲检查、终到解体列车解体作业条件确认(列检作业是否完成、本务机车是否停留等)、出发列车技术作业状态检查、超限运行条件检查等，不仅体现了规章要求，而且强化了作业关键的安全控制。

（4）纳入STP系统(含推峰机车无线遥控系统)，降低调车作业风险。全站13台调车机车均安装了STP设备，有效防止调机闯蓝灯、超速连挂等安全问题的发生。另一方面， SAM综合显示系统实时显示STP调机位置、速度等信息，便于作业人员掌握调车作业动态，合理安排下一阶段股道及调机运用。

（5）纳入编尾停车器控制系统，确保编尾作业有序。系统根据调车作业实绩自动控制停车器动作[5]，避免了人工错误操作的作业问题发生。另一方面，编尾停车器采用“2+1”设置且制动效能可靠，取消编尾防溜制动员岗位后，编尾铁鞋制动作业的人身风险彻底消除。

（6）站场综合复示系统全面覆盖，增强岗位互控力度。各岗位人员实时掌握接发列车及调车作业进度，发现问题能够相互联系确认，岗位间联防互控实时有效，车站值班员作为作业组织者的安全压力得到一定程度的缓解，有益于集中精力搞好作业标准的“贯标、落标”，从而使现场作业安全得到进一步强化。

3 结束语

SAM系统运用2年来，株洲北站在减员增效及安全卡控方面取得了实效，但在生产力布局调整并实现岗位减员的同时，进路指令计划确认及调车钩计划报点等工作仍然需要人工完成，加大了部分岗位人工劳动强度，因而人工劳动强度的有效降低与SAM系统自动化程度密切相关。另外，随着SAM系统功能日趋完善[6-9]，能够实现常见的安全风险卡控，一定程度上减轻了作业强度。然而，SAM系统功能目前仅仅停留在“为人代劳”层面，还不能做到“替人思考”，作为铁路编组站复杂作业自动化的“私人订制”服务，还应进一步构建大数据运算平台，不断提升智能化水平。