编组站综合自动化的发展分析
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编组站综合自动化系统控制技术及其扩展应用探微摘要:将建设新一代的编组站综合自动化系统作为首要目标,首先分析目前编组站自动化系统当中存在的问题,并提出自动化系统构建工作进行的过程当中,应当使用到的措施,希望可以在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候,起到一定借鉴性作用,最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中,做出一定贡献。
关键词:编组站;自动化系统;控制技术;拓展应用;分析1.问题研究背景及意义现阶段铁路编组站的驼峰调车场基本已经实现了作业自动化这个目标,但是并不意味着编组站实现了自动化,编组站的解体以及编组作业工作进行的过程当中,需要车、机以及工协调配合,但是在现阶段的协调配合领域当中,仍然需要使用到人工将其链接起来,虽然在有关部门公众以及作业流程当中已经实现了计算机信息管理,但是仍然不能说已经在编组站中全面实现了自动化目标。
因为以往的编组站综合自动化系统当中存在一定缺陷,因此应当构建出来崭新的编组站综合自动化系统,这个问题应当得到充分地重视。
编组站综合自动化系统构建工作进行的过程当中,不单单会将提到不信息中心主持开发的车站2.0标准作为基础内容,也会借鉴以往的实际工作经验,并得到了科学研究员的大力支持,其所研发的驼峰过程控制,行程调度指挥系统,逐步在全路车站当中得到较为广泛的应用,将上文中所说的两种内容有机的相互整合在一起,可以让编组站各个作业环节有效地相互衔接在一起,也可以实现信息数据的共享,让信息重复输入问题发生几率得到有效地控制,促使编组站各项工作逐步向着自动化和信息化的方向发展。
2.CIPS系统实际应用过程中存在的问题自从CIPS系统得到应用之后,确实是让各项工作效率得到大幅度提升,与此同时让工作人员的负担得到有效地控制,将编组站自动化系统的优势呈现在人们的眼前,但是在实际应用的过程当中,其实也暴露出来了一系列的问题。
2.1作业计划以往车站调度员做出的计划并没有任何问题,但是在和调度所的计划合并之后就会出现计划不相适应以及计划点不精准等问题,因此没有办法依据原定计划按时发车,从而也就会对发车工作的效率及精准性造成一定影响。
编组站综合⾃动化的发展分析编组站综合⾃动化的发展分析摘要通过分析未来运输指挥对编组站的需求,确⽴了编组站综合⾃动化的研究⽅向,展望了未来的技术发展。
关键词:编组站综合⾃动化;数据集成;决策集中编组站是铁路货运运输组织的核⼼单元,是保证路⽹畅通、提⾼运输效率的关键。
如何通过先进的技术⼿段,提⾼编组站的作业效率,是铁路⼯作者的重要研究⽬标之⼀。
本世纪前,编组站的研究主要划分为⼆⼤领域,⼀是以信息管理技术为核⼼的信息系统研究,其⽬标是如何⾼效管理信息,加快信息传递速度,加⼤传播范围,使运输指挥⼈员更快捷、更准确、更及时地掌握现场情况,提升运输组织⽔平,提⾼编组站效率;另⼀个是以⾃动控制技术为核⼼的控制系统研究,其⽬标是如何更安全、更⾼效地执⾏现场作业,使现场作业更安全、更⾼效,通过缩减单项作业时间来提⾼整体效率。
进⼊21世纪后,铁路运输供需关系的⽭盾更加尖锐,编组站的编解任务不断加重,郑州北、新丰镇等路⽹性编组站的实际办理辆数已远远⾼于设计能⼒,传统的技术⼿段已难以满⾜⽇益迫切的市场需求。
技术⽅⾯,经过⼏⼗年的研究、探索,编组站的管理系统、控制系统也逐步成熟,并已呈现出相互融合的趋势,综合管、控的新⼀代⾃动化系统呼之欲出。
在此形势下,北京全路通号设计院、铁道科学研究院、铁道部信息中⼼开始了编组站综合⾃动化系统的设计和研发,并分别推出了“计算机集成过程系统”(ComputerIntegratedProcessSystem,简称CIPS)和“新⼀代编组站⾃动化系统”(SyntheticAutomationofMarshallingyard,简称SAM) 两个解决⽅案。
⼀、编组站综合⾃动化产品现状编组站综合⾃动化是管理信息系统和计算机联锁系统、驼峰⾃动化系统、峰尾停车器⾃动控制系统、调机安全监控系统等各种过程控制系统,以及安全监测、闭路电视监控、微机监测等监控系统,通过信息集成与整合,加上智能决策和调度信息综合运⽤,实现编组站⾼度⾃动化的复杂系统。
互通,统筹运力资源,协调区域运输,全面提高机车、车辆运用效率,全面释放运输能力,成为和谐铁路建设中的一项创新发展工具。
2.提高系统的动态优化管理功能。
将日班计划、阶段计划与TDCS 相结合,使计划编制同车站的设备、解编能力等有效结合,计划动态调整。
目前已经做了不少前期工作,还需要不断完善和优化,真正实现自动计划、动态调整,发挥调机、车站的最大效能,实现车流超过编解能力提前预报和控制。
3.完善管控一体化功能。
/管控一体化0主要集中在优化调车进路算法上,提高自动执行功能在作业、单穿插作业时自动进路的实用性,进一步提高驼峰解体作业的自动化程度,实现溜放命令自动下达,场间联系和进路自动控制及本务机进路自动控制功能。
局站(段)一体化在车站运输生产方面的优化和提升,将依托这个平台,继续分析、发现日常组织中存在的问题以及需要完善的地方,加强和信息部门的沟通,落实和业务部门信息建设的工作机制,不断提高计划的准确性,优化和完善局站(段)一体化,使之和SAM 系统无缝结合,实现局站(段)一体化、管控一体化。
(责任编辑:温志红)*西安铁路局新丰镇车站 工程师,710608 西安收稿日期:2011-01-21编组站综合自动化技术发展探讨邵泽展*摘 要:结合编组站综合自动化系统的实施和应用情况,指出实现管控结合、局站一体是编组站综合自动化技术的基本条件,提高作业效率和自动化程度、扩展辅助生产决策功能是编组站综合自动化进一步提高和发展的需要,其目标是达到当今国际先进水平。
关键词:综合自动化;信息管理;过程控制Abst ract :o m b i n ed w ith the i m p l e m en tation and applicati o n of integrated au to m ation o f m arsha lling yard,it is pointed out that co mb i n ation ofm anage m ent and control and convergence of ra il w ay bureau and station is the basic conditions for i n tegrated auto m ati o n o f m arshalli n g yard .I m pr ov i n g operati o na l eff-i ciency and auto m ation leve,l ex tend i n g assistant production decision functi o n is requ isite to further i m -prove and develop i n teg rated au to m ation ofm arsha lli n g yard w ith the goal to reach i n ter national advanced leve.lK ey w ords :Integ rated auto m ation ;Infor m ati o n m anage m en;t Process contr o l1 编组站综合自动化技术目标和现状编组站综合自动化技术是在成熟的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。
新丰镇编组站综合自动化系统电务处王耀杰摘要:从设计思路、设计目标和系统构成、系统实现功能、系统创新、实施步骤等方面简要介绍了由西安局、中国铁道科学研究院和铁道部信息中心联合研制开发的新一代编组站综合自动化系统(SAM)。
关键词:编组站信息控制自动化元月6日西安局组织了近万人的新丰镇编组站站改大会战,开通了新建陇海线和相关的联络线、发车线,同时开通了通信信号、接触网设备。
随后,经SAM 课题组连续两昼夜的奋战,开通了新丰镇编组站综合自动化系统(简称为SAM:Synthetic Automation of Marshalling yard)中的人工集中操作模式,迈开了新丰镇SAM系统建设的第一步。
一、SAM系统的设计思路1、编组站自动化系统现状1989年,我国建成第一个编组站(郑州北上行场)自动化系统。
包括:驼峰作业过程自动控制、编组站货车管理信息系统、枢纽调度监督、编组场尾部平面调车微机集中联锁、站内无线通信五大系统。
近年来编组站自动化又有了较大的改进,但是,依然存在以下严重的不足:1) 编组站内部及与路网之间信息不能共享,严重影响其综合效益的提高。
2) 编组站计划和调度管理,以及不少作业环节的自动化程度不高。
3)未做到管控一体化。
4)没有决策与优化。
2、SAM系统实现的目标SAM系统的核心是遵循《铁路信息化总体规划》要求,从编组站整体效益出发, 建成功能完善、结构合理、技术先进、管理科学、经济适用、安全可靠,具有中国特色的铁路编组站智能化、信息化、自动化的管理和控制系统,实现编组站全面的信息化和高度的自动化。
1)提高编组站解编能力,使我国编组站的总体技术达到世界先进水平。
2)将编组站内已经成熟的各种管理和控制系统集成为一个整体,实现信息的整合、完善、准确、安全、畅通和共享。
3)管控一体化:将编组站现车管理、作业计划、调度指挥与作业过程自动控制有机地结合在一起,实现站内各子系统间的信息共享,消灭编组站内部的信息孤岛。
新一代编组站综合自动化系统----SAM系统的介绍摘要: 近年来我国编组站自动化技术取得了长足的进步,编组站的建设也在稳定快速的发展着。
本文首先对编组站自动化进行了相关介绍,接着着重介绍了SAM系统的背景、目的、意义,然后阐述了SAM系统的特点与应用效果,最后作了总结。
关键词:编组站自动化系统;SAM;特点;应用0.引言编组站自动化系统(Yard Automatic Control System,YACS),是指利用计算机控制编组站的作业过程和处理货车信息的系统。
比较全面和综合的编组站自动化系统包括各种列车从到达至出发的全部站内作业过程的自动控制和作业计划的自动编制,以及货车信息的自动处理。
整个系统可以划分为两大部分:货车信息处理系统和作业过程控制系统,后者又可分为货车控制和进路控制两个子系统。
编组站综合自动化技术是在成熟的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,实现了综合自动化,并取得了明显的社会效益和经济效益。
近年来我国编组站自动化技术取得了长足的进步,先后启动了编组站集成自动化系统(CIPS)和编组站综合自动化系统(SAM)建设1.SAM系统的背景目的及意义背景随着计算机技术和信息技术的发展,承担着铁路货运任务的编组站先后进行了一系列信息化和自动化改造,许多车站重新调整了作业岗位,将具备条件的岗位进行职能合并,从而减少作业人员。
如利用站调楼集中办公的方法,将各个信号楼的设备集中到站调楼,以减少值班员和信号员数量。
从严格意义上讲,这种单纯岗位合并缩减作业人员的方法存在局限性,因为职能的重新调配不等于工作量的减少。
相反,一些岗位的工作强度反而会因为新内容的加入而更加繁重。
长期在这种条件下从事行车工作,存在极大的安全隐患。
从维护角度上讲,岗位合并后,许多不同功能的设备混放在一起,甚至有些车站的机房设备也受到实际条件的限制,将不同类型设备填塞入综合设备机械室,由综合工区负责日常维护。
《编组站自动化》课程论文姓名:班级:学号:日期:北京交通大学编组站综合自动化系统概述一、CIPS系统简介CIPS(Computer Integrated Process System)系统由北京全路通信信号研究设计院研发,该系统将编组站作为一个整体系统进行统一规划、设计和研究,通过系统整合或集成,进一步提高了编组站信息化和自动化程度。
CIPS编组站自动化系统已形成规范标准功能体系。
该系统适用于编组站,尤其是路网性或重要区域性编组站,同时也适用于调车作业繁忙的区段站、工矿企业及港口等铁路车站的综合自动化。
二、CIPS功能和作用传统意义上的编组站综合自动化是在一个编组站建设配套车辆管理信息、驼峰自动化、机车遥控等主要系统,各子系统相对独立,安装和使用通常分散在不同的作业地点,信息化程度相对较低,并未构成统一集中的系统。
编组站综合自动化系统由管理信息和信号控制集中两部分组成。
通过技术、功能、管控的集成,人员、设备的集中,信息的共享,实现运输生产指挥智能化、信息化和自动化,满足编组站建设、管理、运用、安全、维护等方面的需要。
编组站综合自动化系统包括调度指挥管理、现在车管理、货运管理、统计分析、站内设备集中控制、自动控制、作业过程跟踪、综合信息显示、系统监控与维护等功能。
系统为所设置的业务岗位提供技术手段,实现列车接发、解编、调车、取送车、货运管理、技检作业、统计分析、调度命令等业务流程。
三、CIPS系统架构编组站综合自动化系统由管理信息和信号控制集中两部分组成(图3.1)。
设置独立的信息网和集中控制网,信息网和集中控制网均应采用双环形自愈网。
分别设置信息机房、信号机房,系统结构如下图所示。
管理信息系统设备包括数据库服务器、应用服务器、接口服务器、存储设备、终端设备、网络设备、网络安全设备、打印设备、不间断电源设备等;信号控制集中系统设备包括数据库服务器、应用服务器、接口服务器、存储设备、终端设备、网络设备、网络安全设备、打印设备、不间断电源设备等。
编组站综合集成自动化系统随着现代物流技术的不断发展,编组站作为铁路运输的重要组成部分,其运营效率和管理水平直接关系到整个铁路运输系统的运行状况。
为了提高编组站的运营效率和管理水平,综合集成自动化系统应运而生。
本文将介绍编组站综合集成自动化系统的基本概念、系统构成、应用优势以及发展趋势。
一、基本概念编组站综合集成自动化系统是指利用先进的计算机技术、通信技术、控制技术和传感器技术等,将编组站的各种设备、设施和信息系统进行有机整合,实现信息共享、设备互控、运营自动化和管理智能化的综合系统。
该系统可以大幅提高编组站的运营效率和管理水平,降低运营成本,提高铁路运输系统的整体竞争力。
二、系统构成编组站综合集成自动化系统主要由以下几个子系统组成:1、调度指挥系统:该系统主要负责全站的列车运行计划和调车作业计划的编制和执行,以及现场作业情况的监控和调度。
2、信号控制系统:该系统主要负责编组站内的信号设备控制,包括信号机的点灯、道岔转换、轨道电路的占用和空闲等。
3、作业调度系统:该系统主要负责编组站内的作业调度和作业流程控制,包括车辆的解体、编组、转场、取送车等作业流程的控制。
4、设备监控系统:该系统主要负责编组站内各种设备的状态监控和故障检测,包括电力设备、机械设备、电气设备等。
5、通信联络系统:该系统主要负责编组站内各岗位之间的通信联络和信息传递,包括无线通信、有线通信、计算机网络等。
三、应用优势编组站综合集成自动化系统的应用优势主要体现在以下几个方面:6、提高运营效率:通过自动化控制和智能化管理,可以大幅提高编组站的作业效率和设备利用率,减少作业时间和等待时间,提高整体运营效率。
7、降低运营成本:通过综合集成自动化系统的应用,可以减少人力成本和物资消耗,降低运营成本。
8、提高管理水平:综合集成自动化系统可以实现信息共享和设备互控,方便管理者对运营过程进行全面监控和管理,提高管理水平。
9、提高安全性:综合集成自动化系统可以对设备状态和作业情况进行实时监控和预警,及时发现和处理安全隐患,提高安全性。
编组站CIPS系统编组站综合集成自动化系统(CIPS)摘要:本文通过对编组站综合集成自动化系统CIPS的发展历史、基本构成、功能目的、应用成果和意义等方面的描述介绍编组站自动化的一些知识,突出自动化技术在编组站及我国铁路事业建设中起到的巨大作用。
引言:(编组站自动化总体介绍)我国铁路编组站虽然局部技术领域比如驼峰自动化技术已经达到了世界先进水平,但是,这些分门别类的系统往往是单独开发建设,自成体系,系统间连通性互操作性差;各自为阵,难以互通信息,无法统一调度;信息化与自动化严重脱节,整体自动化程度不高,处于编组站设备核心地位的编组站信息化技术落后于形势与运输生产需求的矛盾尤为突出。
针对现有矛盾,编组站综合自动化系统CIPS应运而生。
CIPS系统的核心是编组站信息化的改造。
信息化就是要实现编组站货物信息流、车辆信息流、机车与调机信息流、作业过程信息流的集成再造,将编组站加工列车的作业如同对待“自动化工厂”的流水线一样,使整个“工厂”形成智能闭环系统,突出整体效益。
CIPS的最高境界是“无人工厂”,编组站工作完全由计算机自动完成,实现自动化,将作业效率提升至最高。
CIPS简介CIPS(Computer Integrated Process System)是编组站内整体的企业管理信息系统和自动化控制系统。
CIPS不仅管理了编组站内决策层、管理层、调度层、执行层等各个岗位的所有专业信息;而且针对调度层的管理特点,自动决策安排调度计划;与自动控制系统相连接,直接控制自动化系统并接受处理反馈信息,并且根据反馈信息自动调整决策,从而实现了编组站内的全面信息化与自动化。
CIPS系统由中国铁路专业信号控制公司,北京全路通信信号研究设计院(CRSCD)研发。
系统包含了四项专利技术,和所有计算机应用软件的自主知识产权。
发展历史:2003年初,成都铁路局与铁路第二设计院在新建成都北路网性编组站项目过程中不满足现有技术,提出了从加强车站信息化切入,管控结合,集中办理,取消现场值班员的设计思想,得到了铁道部建设部门的支持,开展了成都北建设新技术方案竞选,北京全路通信信号研究设计院上报CIPS方案胜出,并确定为成都北编组站系统集成商。
铁路编组站自动化车站工作是铁路运输工作的基础。
为了提高效率,减轻劳动强度,保证运输工作的安全,实现车站工作自动化,一直是世界各国铁路重点研究的问题之一。
编组站是制造列车的工厂,铁路运输工作的好坏,编组站的工作是决定性因素之一。
编组站的工作自动化,包括驼峰解体作业自动化、车站作业计划的编制和信息处理自动化及进路自动控制等。
一、驼峰解体作业自动化驼峰解体作业自动化的基本目标,是取消铁鞋制动员,实现准确的目的制动,保证溜放车组安全地钩钩连挂,以提高作业效率。
它的基本设备包括:控制计算机、溜放进路电子自动集中控制装置、制动工具、测试设备(包括雷达测速器、电子秤、风速计、温度计、距离测定器)、驼峰机车遥控设备等。
解体作业自动化的基本原理,是由测试设备将溜放钩车的各种参数(包括速度、重量、溜放距离及风速、温度等)送人计算机,经过计算后发出控制信息去控制制动工具的制动力和驼峰机车的推峰速度,计算机同时还根据预先编制的,存在机器内的解体作业钩计划,去控制电子自动集中控制装置自动转换道岔、排列溜放进路。
峰下的电子扫描装置,将进入线束的车号、辆数记录下来送人电子计算机,以核对其正确性。
在驼峰解体自动化中,溜放车的速度控制是一个中心问题。
目前所采用的基本方式是减速器,即在峰下加速坡和道岔区配置减速器。
在编组场股道里面的制动方式则有多种,有的采用减速顶,有的仍然采用辅助减速器进行目的制动,有的则采用加减速装置(如以线性电机为动力的速度控制装置)来控制钩车速度。
当钩车速度大于连挂速度时予以制动,当钩车达不到连挂要求时给予加速,以保证钩钩连挂。
从理论上讲这是理想的装置,但这种装置结构较复杂,负载能力有限,对大车组往往无能为力,还需进一步改进。
驼峰自动化的运营效果:1.由于取消了车场的铁鞋制动员,就保证了人身安全。
2.减少了撞车事故。
实践证明比较完善的自动化系统可避免绝大部分撞车事故。
3.提高了驼峰解体能力,从而提高了编组站的编解能力。
从铁路车流的变化分析编组站的发展趋势第一篇:从铁路车流的变化分析编组站的发展趋势从铁路车流的变化分析编组站的发展趋势(呼和浩特职业学院,内蒙古呼和浩特 010000)摘要:分析了铁路货物运输车流的流量和流向的变化,并将影响铁路枢纽中编组站的设置及其作业特点、车流组织方法和编组站的布局、站型选择、能力协调和优化列车运行组织进行了探讨,同时还在此基础上提出相应的对策建议。
关键词:车流;编组站;站型;布局;能力;组织;铁中图分类号:U292 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(XX)06—0338—02我国煤炭、石油、粮食、木材等资源的分布及区域经济发展的不平衡,产生了流量及流向比较明显而稳定的铁路货流,其主要流向是由北向南,由西向东,比较稳定而且主要集中在主要大干线上,货流的特点决定了大宗车流主要集中在大干线上,对始发直达列车和技术直达列车的组织极为有利。
目前全路直达的比例接近50%,随着近几年铁路运输货物主要品类和流量、流向的变化,车流结构将发生较大变化,这必将影响编组站的数量和规模。
大宗物资的比重有所下降,由于国家能源政策的调整,铁路的煤炭运输量不可能再出现大幅度的增长,据预测,XX年的铁路煤炭运输量将占总运量的43、2%,较1997年的43、5%下降了0、3个百分点,其次我国的钢铁工业已有追求量的扩张转向质量的提高和产品结构的调整,量的增长十分有限,冶炼物资的铁路运输不会有较大变化,其他诸如石油、粮食、矿建的运输量的增幅十分有限。
总之,在今后的几年中,铁路大宗货物的增长速度将明显趋缓,其铁路运输量占总量的比重有所下降,初步预测,到XX年,将从目前的90%左右下降至85%高附加值快运货物运输量和集装箱增长加快,预计至XX年将分别占铁路运输量的5%左右,受货流变化的影响,车流结构亦发生较大变化,预计至XX年全路日均装车数91 300辆,集装箱和高附加值快运货物车流分别增加到8 200辆和5 000辆,煤炭的装车量达35 000辆左右,按现有的空重车比28%~28.5%计算,至XX年日产空车为25 000~26 000量,日产总车流为11、65万辆。
编组站综合自动化的发展分析摘要通过分析未来运输指挥对编组站的需求,确立了编组站综合自动化的研究方向,展望了未来的技术发展。
关键词:编组站综合自动化;数据集成;决策集中编组站是铁路货运运输组织的核心单元,是保证路网畅通、提高运输效率的关键。
如何通过先进的技术手段,提高编组站的作业效率,是铁路工作者的重要研究目标之一。
本世纪前,编组站的研究主要划分为二大领域,一是以信息管理技术为核心的信息系统研究,其目标是如何高效管理信息,加快信息传递速度,加大传播范围,使运输指挥人员更快捷、更准确、更及时地掌握现场情况,提升运输组织水平,提高编组站效率;另一个是以自动控制技术为核心的控制系统研究,其目标是如何更安全、更高效地执行现场作业,使现场作业更安全、更高效,通过缩减单项作业时间来提高整体效率。
进入21世纪后,铁路运输供需关系的矛盾更加尖锐,编组站的编解任务不断加重,郑州北、新丰镇等路网性编组站的实际办理辆数已远远高于设计能力,传统的技术手段已难以满足日益迫切的市场需求。
技术方面,经过几十年的研究、探索,编组站的管理系统、控制系统也逐步成熟,并已呈现出相互融合的趋势,综合管、控的新一代自动化系统呼之欲出。
在此形势下,北京全路通号设计院、铁道科学研究院、铁道部信息中心开始了编组站综合自动化系统的设计和研发,并分别推出了“计算机集成过程系统” (ComputerIntegratedProcessSystem,简称CIPS)和“新一代编组站自动化系统”(SyntheticAutomationofMarshallingyard,简称SAM) 两个解决方案。
一、编组站综合自动化产品现状编组站综合自动化是管理信息系统和计算机联锁系统、驼峰自动化系统、峰尾停车器自动控制系统、调机安全监控系统等各种过程控制系统,以及安全监测、闭路电视监控、微机监测等监控系统,通过信息集成与整合,加上智能决策和调度信息综合运用,实现编组站高度自动化的复杂系统。
编组站综合自动化的核心是管理系统和控制系统的集成,是编组站自动化技术的质的飞跃。
从管理系统的角度看,由于共享了控制系统反馈的丰富信息,使信息系统对站场车辆、设备的状态掌握更加及时、准确,综合自动化已不再局限于简单的信息管理,而是从资源规划的角度,去辅助决策者统筹安排全站运输资源和生产计划,向智能化的方向发展。
从控制系统的角度看,由于共享了管理系统的阶段计划等信息,控制的范围从针对单项作业的简单自动化,扩展为整个流程联控的综合自动化,使自动选择执行时机成为可能,理论上可以不再需要人工干预,自动化的程度大幅提高。
当前的编组站综合自动化产品,包括铁科院、铁道部信息中心联合研发的SAM和通号院研发的CIPS两个解决方案。
1.1 SAM特点SAM通过管控结合来集成信息和控制系统,兼顾智能化和自动化两个方向,注重编组站和其他信息系统的信息共享,强调局站融合,其特点可归纳如下。
1.1.1兼顾智能化和自动化两个方向智能化是传统管理信息系统的发展目标,自动化是传统控制系统的发展目标。
SAM的管控结合方式既保留了部中心车站系统的最佳实践,又继承了铁科院在驼峰、峰尾、调机等自动控制领域的丰富经验,因此,能够兼顾智能化、自动化两个方向,既注重通过宏观计划优化资源使用,又注重通过微观计划提高作业效率,从二方面促进编组站作业效率的提升。
1.1.2强调信息共享和局站融合由于部中心肩负了全路信息化的使命,因此能够从更大的视角来看待编组站系统,能够把编组站工作融入到全局运输指挥的大局来统一考虑,注重车站计划在全局日/班、阶段计划中的位置和作用,提倡局站融合的计划编制方式,并注重车站系统与货票等其他应用的信息共享,从全局角度定位车站信息化的目标。
1.2 CIPS特点CIPS通过管控一体化来实现综合自动化,所谓管控一体,是以控制系统为核心,通过扩大控制的外延,包容信息系统,形成的一体化系统,CIPS勇于创新,抛弃了传统的车站信息系统设计理念,带来了全新的设计思路;提出了“信息联锁”的概念,把编组站看成了一个大的联动机,编组站的所有活动,都按照预先排定的指令,一环扣一环的执行,因此, CIPS在自动化方面的贡献更加突出。
其特点归纳如下。
1.2.1强调计划的具体化和可执行性。
CIPS的计划更接近控制系统的指令集,强调对计划细节的掌控和可执行性验证。
尤其是调车计划,在编制计划时就预排执行进路,不允许编制当前无法执行的计划。
因此, CIPS的计划都是可以转化为控制指令的真实计划,这是系统自动化的重要保证。
1.2.2更加侧重自动化按照“大联控机”的思路, CIPS理论上可以实现无人编组站,在自动化方面独树一帜,进行了较大创新,尤其在解放现场作业人员的手工劳动方面,取得了显著效果。
综上所述, SAM和CIPS虽各辟蹊径,但异曲同工,都为编组站的综合自动化做出了成功的尝试,取得了长足的进步。
但是,从运输组织对编组站自动化的要求来看,目前的编组站综合自动化研究还只是刚刚起步,远未达到成熟的水平,发展空间非常大。
在当前铁路建设高速发展的大形势下,编组站自动化如何发展,才能适应未来运输组织的要求,是不可回避的问题。
为此,从运输组织对编组站自动化的需求分析入手,阐述对编组站综合自动化发展方向的设想。
二、编组站综合自动化发展需求随着以客专建设为代表的铁路建设的高速发展,中国将进入高铁时代,既有线的货运能力将得到较大释放,铁路运输的供需关系将趋于平衡。
在此情况下,铁路的行车秩序将逐步得到改善对计划兑现率的要求也将不断提高。
另一方面,随着计算技术的不断进步,机器的处理能力、存储能力成倍增长,云计算、虚拟存储等技术为今后的应用软件体系结构提供了全新的模式这些趋势,将对编组站的计划体系提出全新的要求。
具体地说,可以归结为以下几类。
2.1业务流程随着计算技术的不断发展和铁路信息应用的不断成熟,集中、整合的要求越来越强烈,信息系统已经不满足于现在的信息共享方式,建立路局级数据中心,统一管理全局运输数据已成必然趋势。
在技术上,云计算、虚拟存储等理念也为组织集中化数据服务提供了可能,软件即服务、信息即服务的时代已经到来,路局级的数据中心甚至并不需要设备的集中,而仅仅是逻辑上的集中。
在此环境下,编组站所能获取的信息将得到极大丰富,信息的准确性、及时性也将得到极大提升。
例如,在阶段计划、运行实绩、编组内容(确报)、货票等数据成功集成后,编组站的到达车流将非常准确,精确编制阶段作业计划成为可能。
因此,未来的编组站自动化研究,首先要探索新的信息环境下,如何进一步再造业务流程,以适应新运输组织模式的需要。
2.2计划评价体系随着生产力布局的不断调整,目前的运输组织模式,已明显向集中化方向发展。
数据中心模式下,路局和车站所掌握的信息是完全相同的,形成现有局、站分工模式的基础已不存在,决策必然要向路局端上移,车站将更多地扮演执行者而不是决策者的角色。
在此模式下,编组站的计划体系将发生根本性的变化,局站融合是发展的必然趋势。
因此,编组站自动化要把握住新布局下车站系统的地位,侧重计划评价体系的研究,从辅助者的角度去配合路局阶段计划智能编制的研究,实现更深层次的局站一体化。
2.3智能化智能化是发达国家铁路信息化研究的最主要内容。
随着我国铁路运能的不断提高、信息质量的不断加强,行车秩序的不断改善,智能化必然也成为主要的研究方向。
编组站的智能化研究必须考虑局站一体的前提,更多侧重具体作业计划的安排。
2.4控制方面伴随着物联网技术的不断发展,RFID等技术将广泛应用于铁路运输,将引发编组站控制系统新的技术进步,对现场信息的掌握将更加快捷准确,对自动化的要求也将大幅提高。
如何引领编组站进入物联网时代,以及在物联网环境下,如何发展控制系统,进一步加强编组站作业的自动化程度和安全保障,是未来编组站综合自动化研究的另一个重要内容三、编组站综合自动化发展展望综上所述,未来编组站综合自动化的发展方向,可概括为数据集成、决策集中、智能化、自动化4个方面。
数据集成的核心是全局数据中心。
全局数据中心可提供集成的列车阶段计划、运行实绩、编组内容,以及货票、机车状态、车辆检修等数据。
数据集成就是要研究在新的数据条件下,如何改进编组站综合自动化系统,使之更充分地利用集成信息,简化作业流程,发挥更大效益。
研究内容包括:如何调整岗位分工、作业流程,如何实现精确的车流推算,如何提高计划质量,等等。
决策集中是研究局站一体化方式下如何实现车站的阶段作业计划编制,研究方向是更深入地与路局计划系统配合,共同完成计划编制。
具体研究内容包括:如何重新确定局、站双方在阶段计划编制过程中的分工;如何建立有效的计划评价体系;需要为编制计划提供哪些数据,如何提供;如何整合货调、机车、车辆信息,编制一体化的车站阶段计划;如何将阶段计划转换为具体的作业计划、作业指令;如何更有效地提供执行反馈信息;如何更有效地进行计划调整,保证计划对具体作业的指导作用。
智能化是研究如何利用计算机的人工智能辅助计划编制,减少人工作业量,提高计划的准确性。
智能化研究涉及的内容包括:如何确定解编顺序,保证车站的综合指标更优;如何分配调机、驼峰、股道等运输资源,保证计划的成功完成;如何自动生成解体、编组钩计划;如何动态推算,掌握阶段内任意时刻的车流,为智能编制提供决策依据。
智能化研究的几个内容是密切相关,缺一不可的,其核心是解编顺序的确定。
这是编组站综合自动化的一个难题,几十年来无数专家为此付出了艰辛的探索和努力,目前仍无获得普遍认可的可行方案。
因此,在编组站智能化研究中,应注重理论和实践相结合的思路,既注重算法、理论的研究,也要注重经验的运用,从多方面入手解决问题。
自动化是编组站系统永恒的目标,与智能化密切相关。
在概念上,智能化是试图代替人的脑力劳动,更合理地规划资源运用,以提高整体作业效率;自动化是试图代替人的体力劳动,缩短现场作业时间,提高局部作业效率。
自动化的研究内容,就是如何将计划转换为可以操作设备的指令集,以控制设备自动工作,完成运输任务。
自动化要解决三个问题:如何确定任务的启动时机;如何验证计划的内容是安全的、可行的;如果无法按计划执行,如何调整计划,保证任务的完成。
三个问题的关键,是如何更全面、更准确、更及时地掌握现场的设备状态。
四、总结未来的研究,应考虑如何将物联网技术运用到编组站系统,使设备具有智能感知功能,实现数字化编组站,实现设备状态的精确掌握。
编组站综合自动化是一个非常复杂的系统,SAM和CIPS对这一领域的探索,还只是刚刚起步,今后还有很长的路要走,我们要抓住机遇,认清形势,加紧编组站综合自动化的研究,赶上铁路发展的步伐,建设世界一流的编组站系统。