铁路货运枢纽综合自动化系统设计

2022-02-11李志兵王文泓

铁路通信信号工程技术 2022年1期

李志兵，王文泓，许扬

（1.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2.中国铁路沈阳局集团有限公司，沈阳 110001）

1 概述

铁路枢纽是连接铁路干、支线的中枢，是为城镇、港埠和工业区服务以及与国民经济各部门联系的重要纽带，是交通运输枢纽的主要组成部分，由各种铁路线路、专业车站以及其他为运输服务的设备组成的总体。

铁路编组站是铁路货物运输网络的重要节点，担负铁路枢纽或区域内车流、货流的汇集、疏解功能。编组站综合自动化改造是以信息集成为核心，将零散割裂的单元设备整合为统一的集成系统，达到决策智能化、指挥数字化、执行自动化和管理现代化，实现编组站大幅度减员增效，推动运营组织流程再造，提高生产的整体效率和效益，创建新一代编组站现代化模式。2007年，编组站综合自动化系统在成都北编组站开通使用，揭开了铁路编组站综合自动化发展的序幕，全国的编组站陆续开始进行编组站综合自动化改造。

基于编组站综合自动化的理念，在综合自动化系统的基础上，实施铁路货运枢纽的综合自动化（简称枢纽综合自动化）改造，实现铁路枢纽区域内包含编组站、周边站的计划、行车、调车管控一体化，统筹机车、车辆、车站、货运等资源，编制统一的列车、调车、机车运用、货运计划等，指挥监督实际的作业按计划执行，实现调度所宏观调控和枢纽精细化管理的两级管控，使运输资源利用最大化，适应新时代铁路运输发展的需要。

2 系统需求及系统目标

2.1 系统需求

加强枢纽的整体协调，充分发挥以编组站为核心的运输组织和协调牵头作用，通过车流透明、集中管控，变站间为场间，以点带线，构建枢纽综合自动化系统。

在路局货物列车开行计划的基础上，充分考虑中间站与编组站车流衔接、枢纽内小站车流与运行图合理匹配、区段通过能力充分利用，充分运用各站股道，提高办理直通列车的通过能力；通盘考虑运输组织整体情况，尽量做到列车均衡接发，及时上线；实现枢纽内小运转列车计划自动编制；枢纽内各站作业计划与编组站统一自动编制；有效解决枢纽集结车流时间长、小运转机车运用浪费等问题，提高计划编制质量及兑现率。

增加编组站的容车能力，在到达场不扩容的情况下，利用中间站股道，实现编组站到解列车的存放，提高“点-线”能力的匹配。

枢纽各站纳入统一管控，实现列车进路自动触发、各站的安全卡控及流程卡控，减轻劳动强度，提高“技防”水平。

枢纽各站准确掌握枢纽车流动向、机车动态、预确报，合理使用调车线及机车动力，避免调车作业交叉干扰影响调车效率问题。

实现枢纽各站的自动统计，满足各站管理决策对于分析的需求。

2.2 系统目标

1）实现调度决策智能化、生产组织精准化、运力调配精益化、应急处置科学化。

2）达到辅助决策、高效调度、动态配能、精准运输的调度指挥目标。

3）建立枢纽各站运输生产信息统一平台。

4）计划协同编制，涵盖货运、列车、机车等工作计划编制全过程，提高计划编制质量，实现列车开行计划的高水平兑现。

5）提高枢纽车流流动的有序性和目的性。

6）充分发挥编组站的技术优势，减少中间站的调车作业，减轻周边车站的作业压力，降低中间站的作业车停时。

7）保障编组站重点列车的组流上线。

8）均衡使用各车场到发线能力。

9）从计划源头上为调车作业、施工作业、特种车作业创造安全条件。

10）集中统一指挥。

11）调度大厅内设置枢纽各站站场多功能表示大屏，显示枢纽内所有车站与区间，包括各车站信号、道岔、轨道电路、调机动态走行位置、列车编组、列车车次等。

3 系统设计

3.1 系统方案

枢纽综合自动化与路局运输管理信息系统、调度指挥系统接口，统一管理枢纽各站的现车，实现枢纽内货物列车计划、小运转开行计划、各站调车计划自动编制，枢纽内自动推流，各站作业信息共享；将枢纽各站的联锁控制系统、驼峰控制系统、停车器控制系统、调机系统统一纳入枢纽综合自动化的集控平台，综合自动化接收路局的阶段计划和调度命令，实现对集控站（场）的集中管理、自动控制。

3.2 系统结构

枢纽综合自动化总体结构如图1所示。

图1 枢纽综合自动化总体结构示意Fig.1 Schematic diagram of overall structure of integrated automation system for railway hub

3.3 枢纽调度中心岗位划分及职责

枢纽综合自动化需要对枢纽调度中心的岗位及职责进行重新划分。

值班站长：全面负责组织协调枢纽内各站的运输生产组织，根据车站日班计划内容督促枢纽总调度员、编组站车站调度员按规定时间、内容及时编制下达枢纽与编组站阶段计划，检查施工命令的执行情况，监视各岗位的作业进度，对车站作业指标进行分析与汇总。

枢纽总调度员：掌握枢纽内各站的车流情况和装卸进度，编制枢纽内部列车工作计划，安排枢纽小运转列车、直达列车开行计划，编制各站摘挂列车的轮廓计划，编制与下达枢纽阶段计划，并监视计划执行进度。

枢纽助理调度员：协助枢纽调度员编制中间站调车作业计划，掌握各站调车进度，掌握枢纽内各站现在车。

编组站调度员：指挥编组站调车工作，对阶段计划负责，预测与组织实施阶段始发车；协调与安排上、下行系统间的交换车流。

编组站上、下行系统调度员：编制与下达编组站上、下行系统的解体、编组调车计划，安排作业顺序和调车机运用；枢纽作业车按卸线成组安排小运转列车编组；掌握编组站调车进度，指挥尾部调车长和驼峰值班员按计划执行调车。

枢纽总值班员：指挥枢纽行车工作，掌握行车阶段计划，必要时办理到发列车的加开与停开；签收与分发调度命令；干预列车的接发车场别；全面负责对外施工要点与故障登记；协调线路/各站值班员间的作业联系；站控时监督值班员办理列车进路。

编组站上、下行车站值班员：在总值班员领导下安排所辖系统的接车线路，指挥与掌握技术作业进度；办理邻站预告；车机联控；监督指令执行及指令必要的操作；必要时人工另选走行方案或变更进路；负责停车器人工控制；站控时负责办理各自范围的列车或调车进路。

线路车站值班员：在总值班员领导下安排所辖系统的接发车作业，指挥与掌握技术作业进度；办理邻站预告；车机联控；监督指令执行及指令必要的操作；必要时人工另选走行方案或变更进路；站控时负责办理各自范围的列车或调车进路。

机车调度员：结合车站需求合理安排本务机运用，管理站区内调度机车交接班、整备、上油等，编制与下达编组站本务机机车交路计划，掌握枢纽地区小运转机车的运转情况，为枢纽总调度员编制的枢纽列车工作计划合理安排机车。

车辆调度员：根据车站需求合理安排列检作业及掌控作业进度，安排车辆技检顺序，协调安排取送站修，根据站修作业进度，向车站提供取送站修车时机与辆数信息。

货运调度员：管理枢纽内所有办理货运业务的车站，安排卸线及掌握装卸车作业进度，枢纽内各货运营业站装卸车计划的下达及实绩计算上报，对于在编组站内的车辆设置卸车线。

枢纽调度中心岗位布置建议如图2所示。

图2 枢纽调度中心岗位布置示意Fig.2 Schematic diagram of post layout of hub dispatching center

4 系统功能

1）实现枢纽管内计划统一编制

系统根据各站的车流情况、技术作业情况、作业进度，统一编制枢纽管内的列车计划。

系统统一编制调小机车运用计划和管内调车计划。

2）集中管理管内现车

系统集中管理枢纽现车。

枢纽小运转列车离开车站后，编组站与车站的现车变化实现无缝衔接。

枢纽货运调度员录入的作业车卸线、收/发货人、卸车要求等信息也随现车一起转入枢纽综合自动化。

3）统一确报管理功能

接收所有含枢纽内各站作业车的货物列车预确报并进行管理，枢纽内列车发出后其他车站自动接收到相应确报。

4）统一枢纽行车管理功能

系统根据枢纽各站车流需求及列车车流内容自动决策接车场别及股道。

系统根据枢纽具体情况，确定集中控制的站场范围，重新划分值班员数量和控制区域，量身定制新的值班员操作界面。

枢纽行车与枢纽现车、调车和货运统一管理，融入枢纽现车和调机跟踪的动态信息，实现枢纽行车管理集中控制、自动控制功能，实现作业通知与反馈功能，自动推送安全风险，实现站内作业安全卡控与预警功能，系统完整、正确反映整个枢纽的生产当前工况。

5）编组站列车计划协同

系统根据车流组成、调机作业情况、编组站尾部编组车流需求、枢纽各站车流需求以及设备使用情况，自动决策解体顺序。

系统根据货物品名、收货人、专用线用途，给出编组站摘挂列车编组最佳顺位，甩挂信息车站录入、系统根据钩分自动生成合理的列车出发时刻，根据车站作业进度自动调整摘挂（小运转）列车出发时刻；编组站综合自动化提供读取中间站承认车，根据配空时机、一次作业时间、摘挂（小运转）列车作业时机，自动收集中间车流并推算编组站开车时机。

6）车流推算

系统实现中间站车流与编组站车流有效衔接，中间站向编组站提供车流挂运计划。以列车编组计划为基础，根据枢纽各站列车编组需求及配空需求，智能推算车流、编制站内阶段计划。

7）枢纽调车生产统一管理功能

系统统一管理枢纽各站的现在车和取送车计划。

8）枢纽机车的统一调度

系统建立统一的小运转机车平台，枢纽机车调度统一安排机车运行，为小运转列车配置机车，并实时掌握小运转机车的当前状态。及时掌握站内解编情况，灵活叫班，避免车列长时间等待占用股道。

将编组站调机自动化技术扩展到枢纽调车机上，提供地面调车机动态跟踪和车载信息化功能，实现整个地区内调车安全防护和平面调车连接遥控功能。

9）枢纽货运作业的统一管理

对枢纽各站的作业车进行统一管理，包括批卸线、作业进度等，为枢纽总调编制列车工作计划提供数据源。

10）信息共享

系统透明相邻站作业信息。

支持枢纽调度室、车站货运部门、货运营销部门统一管理与监督整个枢纽内各站的生产情况。