本文關鍵詞：成都北編組站綜合集成自動化系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

成都北編組站綜合集成自動化系統(tǒng)

丁昆：北京全路通信信號研究設計院，高級工程師，北京，１０００７３

摘　要：新建的成都北編組站通過采用編組站綜合集成自動化系統(tǒng)（ＣＩＰＳ），整合現(xiàn)有成熟的各種過程控制分系統(tǒng)，建立共享信息平臺，從調(diào)度計劃管理著手，將調(diào)度計劃中與站內(nèi)經(jīng)路有關的部分直接下達給控制系統(tǒng)自動執(zhí)行，并采用優(yōu)化決策方法，提供站內(nèi)調(diào)車機、線路與走行徑路等資源的合理分配與優(yōu)化使用方案，實現(xiàn)調(diào)度決策指揮自動化。成都北編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)的核心是編組站信息化的重構，從全面性、一體化、動態(tài)性、實時性、自動化等方面，對編組站信息化重新定位、規(guī)劃、分析、設計與實施，從而實現(xiàn)編組站高度綜合自動化的目的。關鍵詞：鐵路編組站；調(diào)度計劃；自動化系統(tǒng)；信息化；系統(tǒng)集成

１　成都北編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)的總

體目標

按照鐵道部、成都鐵路局、鐵道第二勘察設計院的規(guī)劃與指導意見，北京全路通信信號研究設計院負責完成新建成都北編組站系統(tǒng)整合與集成，計劃在２００６年內(nèi)開通投入使用，目前已完成室內(nèi)全面模擬仿真與測試。編組站綜合集成自動化系統(tǒng)（簡稱編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)）打破了編組站長期以來“條塊分割”、管控脫節(jié)、各系統(tǒng)間信息封閉的格局，在鐵路局各信息系統(tǒng)的指揮下，通過車站內(nèi)部橫向綜合集成隸屬不同信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)站內(nèi)的列、調(diào)車計劃的自動生成與自動執(zhí)行，并達到站內(nèi)計劃與控制執(zhí)行的閉環(huán)互動。該系統(tǒng)作為直接控制運輸生產(chǎn)作業(yè)和保障作業(yè)安全的重要

設備，其手段是通過整合現(xiàn)有已經(jīng)成熟的各種過程控制分系統(tǒng)，建立共享信息平臺，從調(diào)度計劃管理著手，實現(xiàn)編組站決策、優(yōu)化、管理、調(diào)度、控制一體化，達到高度綜合自動化的目的。編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)的結(jié)構見圖１所示。方案

實現(xiàn)以下總體目標。

（１）調(diào)度計劃自動執(zhí)行。編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)首要目標是將調(diào)度計劃中與站內(nèi)徑路有關的部分直接下達給控制系統(tǒng)自動執(zhí)行，即以ＣＩＰＳ管理系統(tǒng)所編制的接發(fā)車計劃、調(diào)車計劃、本務機站內(nèi)折

圖１　編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)結(jié)構

　　該項自主創(chuàng)新技術已獲得國家知識產(chǎn)權局發(fā)明專利，專利號：ＺＬ２００４　１�。埃埃埃埃埃常担�

成都北編組站綜合集成自動化系統(tǒng)　　丁昆

返計劃、調(diào)車機工作計劃等為依據(jù)，產(chǎn)生并向聯(lián)鎖、駝峰、停車器自動化分系統(tǒng)實時下達調(diào)度指令，操控進路自動辦理，使編組站所有的列車進路、調(diào)車進路、機車走行進路和溜放進路自動執(zhí)行，實現(xiàn)作業(yè)過程控制全面自動化。

（２）調(diào)度決策指揮自動化。采用優(yōu)化決策方法，提供站內(nèi)調(diào)車機、線路與走行徑路等資源的合理分配與優(yōu)化使用方案，實現(xiàn)站內(nèi)車站班計劃、階段計劃、車流推算、調(diào)車計劃、本務機折返和調(diào)車機調(diào)動等計劃的自動編制；同時，隨著執(zhí)行過程的自動反饋，閉環(huán)地動態(tài)優(yōu)化調(diào)整各計劃以適應當前情形，從而真正實現(xiàn)調(diào)度決策指揮自動化。

（３）大幅度減員增效。通過調(diào)度計劃的計算機輔助決策指揮，實現(xiàn)計劃統(tǒng)一編制、動態(tài)調(diào)整以及扁平化管理；計劃直接發(fā)布至控制環(huán)節(jié)執(zhí)行，取消正常情況下人為參與控制等手段，可有效地大幅度減少車站作業(yè)人員、調(diào)度人員與管理人員。

（４）集中控制。自動化程度的大幅度提高將站內(nèi)當前所有工況在ＣＩＰＳ直觀地展示出來，使得在調(diào)度大廳集中監(jiān)控與操縱全站到、解、集、編、發(fā)的作業(yè)成為可能、必要和必然，取得單一指揮、統(tǒng)一辦理、流水執(zhí)行、高效運轉(zhuǎn)的效果。

（５）提高編組站整體效率，縮短車輛在編組站作業(yè)周期。通過編組站整體閉環(huán)，優(yōu)化調(diào)度，合理安排各工序間的銜接；加大自動化程度，取消人工計劃布控、作業(yè)人員橫向溝通協(xié)調(diào)及實況匯報等通信聯(lián)絡時間；擴展調(diào)車機司機和作業(yè)人員的信息視野；利用車號、燃軸等檢測信息預告服務于技術作業(yè)等手段，提高編組站的整體作業(yè)效率，有效減少車輛在編組站的中轉(zhuǎn)時間與停留時間，并降低站內(nèi)平均結(jié)存車保有量。

（６）信息資源的充分利用。編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)整合、信息集成，車號識別、軸溫探測、脫軌器表示、電務監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)控、電源監(jiān)測及圖像

監(jiān)視等信息被集成與共享，可提高作業(yè)預見性，使站內(nèi)各個作業(yè)流程更加順暢貫通。

（７）創(chuàng)建新一代編組站現(xiàn)代化模式。編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)是我國編組站綜合自動化發(fā)展史上一次質(zhì)的飛躍，為我國編組站下一輪現(xiàn)代化建設創(chuàng)造新的模式，使我國的編組站整體技術達到世界領先水平。

　　仿真實驗室

（１）全面性。凡是編組站運輸生產(chǎn)流程上的環(huán)節(jié)，特別是與機車車輛運行和進路有關的計劃必須納入信息化管理范疇，缺一不可，否則會出現(xiàn)信息黑洞，發(fā)生信息斷鏈，難以理清相互之間的因果邏輯關系。只有擁有了全部這些計劃信息，并且是正確、詳盡、相互關聯(lián)的信息，才具備自動執(zhí)行的條件。

（２）一體化。雖然編組站的工作可以分門別類定義，也允許不同職能的人員分開管理，但是本質(zhì)上相互間是緊密相連，相互強耦合，穿插套結(jié)在一起的，因此后臺的信息處理不能簡單地分而治之，甚至不是簡單的信息共享概念，而必須采取調(diào)度計劃一體化管理方法。

在工業(yè)領域中，作為貨運列車加工廠的編組站生產(chǎn)屬于典型的流程類工業(yè)，流程工業(yè)自身有特定的信息化發(fā)展規(guī)律，牽一發(fā)而動全身。流程工業(yè)的性質(zhì)決定了編組站信息化必須一體化管理，隨時處理各環(huán)節(jié)調(diào)度計劃相互間的平衡、合理的關聯(lián)與工序間的鏈接。

（３）動態(tài)性。編組站信息化系統(tǒng)應該發(fā)揮計算機存儲信息量大，計算速度快的優(yōu)勢，將過去人工鋪排計劃分時段編制、時段內(nèi)執(zhí)行者自覺執(zhí)行或調(diào)度員口頭通知調(diào)整，改為隨時隨地計劃動態(tài)調(diào)整，滾動調(diào)整。動態(tài)調(diào)整是車站調(diào)度計劃能夠被自動執(zhí)行的先決條件，即調(diào)度計劃不再是不一定能照辦的單方面要求，而是在計劃與執(zhí)行互動基礎上產(chǎn)生的量身定制的即刻調(diào)節(jié)。引起動態(tài)調(diào)整的主要原因一是來自上級計劃的變化，二是來自執(zhí)行過程的偏差，而實際執(zhí)行結(jié)果是引起計劃動態(tài)調(diào)整的最活躍因素，因此計劃的動態(tài)編制與調(diào)整必須建立在過程控制子系統(tǒng)自動反饋的基礎上。動態(tài)調(diào)整應該借用自動化領域的過程調(diào)節(jié)與伺服原理，在計劃與執(zhí)行間形成智能閉環(huán)，即通過結(jié)果反饋，動態(tài)調(diào)節(jié)調(diào)度計劃以適應后期執(zhí)行的需要，在此前提下使計劃執(zhí)行的兌現(xiàn)率達到百分之百。動態(tài)計劃需自動決策與之相配合，在動態(tài)中求優(yōu)化，很難想象完全依

２　編組站信息化重新定位

成都北編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)的核心是編組站信息化的重構。鑒于我國目前編組站信息化起點低，缺乏實現(xiàn)管控一體所需要的信息基礎，沒有改造前景和利用價值，因此成都北站沒有簡單集成目前常規(guī)裝備及正在推行的“統(tǒng)一版”車站信息化系統(tǒng)，而是按照總體目標的需要對編組站信息化重新定位、規(guī)劃、分析、設計與實施，打造了一個全新的編組站綜合信息管理分系統(tǒng)，全面突破了傳統(tǒng)編組站信息化的思維定勢與理念。

２．１　調(diào)度計劃綜合管理

通常情況下，，編組站的調(diào)度計劃包括：站內(nèi)接發(fā)列車工作計劃、現(xiàn)車及調(diào)車工作計劃、本務機折返工作計劃、調(diào)車機工作計劃、站內(nèi)施工計劃、貨運工作計劃。這些計劃的編制以及計劃的執(zhí)行過程，是車站信息化管理的對象。當從一個全新的視角重新定位編組站信息化時，為支撐編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)管控一體、整體閉環(huán)的需要，規(guī)避過去編組站信息化存在的弊端，符合編組站運輸生產(chǎn)的根本需求，強制性地對編組站調(diào)度計劃管理規(guī)定了以下約束條件。

賴人工決策與操作錄入能夠適應現(xiàn)場千變?nèi)f化的情形。

（４）實時性。如果僅僅產(chǎn)生靜態(tài)計劃，可以從容不迫地編制計劃，基本上沒有實時性要求，但是如果要產(chǎn)生動態(tài)計劃，并且計劃要直接輸出去執(zhí)行，那么對于計劃的編制與改變，包括計劃的決策、優(yōu)化、調(diào)整與傳輸時間在內(nèi)，必須限制在一個很短的時間范圍內(nèi)，即有實時性要求，否則時過境遷，喪失了計劃的實效性，并且影響執(zhí)行效率。

（５）自動化。編組站信息管理自動化的另外一種說法是調(diào)度指揮自動化，或者計算機輔助調(diào)度。如前所述，若要將編組站綜合自動化提高到站內(nèi)所有進路類均按計劃自動執(zhí)行的實用化水平，如果沒有信息自動化支撐，對站內(nèi)計劃的編制調(diào)整力度與頻度壓力將大大超出目前對車站調(diào)度人員的要求，甚至突破人的承受極限，因此信息自動化是管控一體的必然。目前編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)定義的自動決策內(nèi)容包括：接發(fā)車場線決策，解體順序、編制解體鉤計劃及解體峰位決策，頭部調(diào)機應用、調(diào)車分類線應用決策，編組順序、牽出線、編組鉤計劃編制、尾部機車應用決策，編制取送調(diào)車鉤計劃決策，出發(fā)列車接續(xù)關系決策和列車、調(diào)車、機車走行徑路決策。

上，基本上不考慮人為介入。過程管理的功能與要點包括以下內(nèi)容。

（１）調(diào)度計劃分解與轉(zhuǎn)化。過程管理的作用主要是由計算機管理取代各個崗位值班員、信號員甚至其他作業(yè)人員的工作，即按照調(diào)度計劃，處理與監(jiān)控其執(zhí)行過程。調(diào)度人員管理計劃的輸出形式通常比較宏觀，若要各個不同作用范圍、不同功能的子系統(tǒng)執(zhí)行，需進一步細化與轉(zhuǎn)化，在后臺形成更為詳盡嚴格的輸出，稱為調(diào)度指令，并輸送給過程控制子系統(tǒng)。其中與進路有關的輸出類別有：列車進路、調(diào)機進路、本務機進路、調(diào)車進路、溜放進路、停車器控制要求、駝峰股道封鎖等等；與進路無關的輸出類別有：列車預告、報點、發(fā)確報、車機聯(lián)控、抄車號、車輛安全檢測、技術作業(yè)通知與完成等等。

（２）計劃指令自動觸發(fā)。如果將過程管理的輸出稱為調(diào)度指令，那么指令的觸發(fā)將決定計劃是否同意被執(zhí)行。指令的觸發(fā)是過程管理的核心功能，通過對指令的觸發(fā)管理決定調(diào)度計劃正確無誤的執(zhí)行時機；通過指令的觸發(fā)管理裁決不同的計劃執(zhí)行中爭搶進路資源時的優(yōu)先權。為了實現(xiàn)觸發(fā)管理智能化，過程管理的信息化深度須達到站內(nèi)各種機車車輛運動的調(diào)程管理（包括調(diào)程計劃與調(diào)程實際信息）。

（３）執(zhí)行結(jié)果反饋信息收集與處理。收集與管理過程控制系統(tǒng)的反饋信息，監(jiān)督計劃的執(zhí)行過程，是過程管理的重要功能之一。各過程子系統(tǒng)自產(chǎn)檢測信息以及獨立的電務檢測與環(huán)境監(jiān)控信息的實時收集與管理也在過程管理范圍之列。

（４）過程信息全方位動態(tài)展現(xiàn)。過程管理的動態(tài)性很強，信息變化多端，瞬間即逝，但必須向有關調(diào)度人員或執(zhí)行人員透明，供有關人員對計劃執(zhí)行過程進行監(jiān)督，因此按照人機工程提供友好的圖示界面展現(xiàn)很重要。

（５）被管理的子系統(tǒng)。在成都北站設計中，過程管理所管轄與服務的執(zhí)行

層子系統(tǒng)共有１１個，其類別有：聯(lián)鎖自動化分系統(tǒng)、駝峰自動化分系統(tǒng)、調(diào)機自動化分系統(tǒng)、尾部停車器自動控制分系統(tǒng)、外勤移動信息分系統(tǒng)、電務監(jiān)測及環(huán)境監(jiān)控分系統(tǒng)。對于直接參與控制的子系統(tǒng)，管理模式分為自動、半自動、站控及維護等四種模式。

２．３　　歷史數(shù)據(jù)管理

計劃信息管理、過程信息管理與歷史信息管理是重新定位的車站信息化的三大支柱，其中歷史信息管理即利用海量數(shù)據(jù)庫技術保存所有的編組站作業(yè)中產(chǎn)生的計劃與過程信息，并通過信息分析與挖掘提供以下重要的服務。

（１）情景再現(xiàn)。通過回放操作控制，真實同步還原再現(xiàn)調(diào)度大廳所有計劃管理與過程管理的界面與操作，追溯調(diào)度計劃與執(zhí)行的動態(tài)過程。

（２）報表管理。按照規(guī)定以及編組站自行發(fā)揮的編制要求，產(chǎn)生數(shù)據(jù)準確的生產(chǎn)統(tǒng)計報表。

（３）統(tǒng)計分析。對生產(chǎn)過程進行統(tǒng)計分析，為車站或車務段對編組站的技術、人員、生產(chǎn)、資源管理提供依據(jù)，包括全天候編組站各個環(huán)節(jié)的動態(tài)能力分析評估結(jié)果。

（４）決策參數(shù)優(yōu)化。在統(tǒng)計分析的基礎上，“學習”與自我適應，自動降低調(diào)度偏差，提高調(diào)度決策的質(zhì)量及智能化水平。

（５）歸檔。實現(xiàn)編組站生產(chǎn)過程中運輸資料的電子歸檔，提供便利的提取手段，利于車站對編組站的管理，代替紙張歸檔。

（６）電務信息與環(huán)境信息監(jiān)測。提供編組站信號設備與檢測檔案管理與分析，為設備的維護與管理提供分析資料。

２．２　　執(zhí)行過程管理

過程管理因管控一體化而誕生，是實現(xiàn)車站調(diào)度計劃自動指揮執(zhí)行的必然產(chǎn)物。過程管理是調(diào)度計劃與過程控制之間的橋梁，是管與控的中間體。作為全新理念的過程管理是某些特定功能的總稱，屬于概念上的定位，這并不說明過程管理是獨立存在的程序或數(shù)據(jù)實體。事實上，過程管理與計劃管理交織在一起，在實現(xiàn)方面很難獨立成章或以獨立結(jié)構而存在。

如果調(diào)度計劃管理尚允許發(fā)揮調(diào)度人員的主觀能動性而提供介入手段，其自動化程度取決于人為干預的多寡，那么過程管理則應建立在全自動基礎之

３　　結(jié)論

編組站信息化是鐵路完成跨越式發(fā)展的必由之路，同時也是實現(xiàn)鐵路貨物運輸管理現(xiàn)代化的必需；編組站信息化的技術方案需兼顧既有（下轉(zhuǎn)第５６頁）

３．４　　鐵路信息標準的主要內(nèi)容

鐵路信息標準主要側(cè)重信息內(nèi)容、信息系統(tǒng)、信息設備、網(wǎng)絡、人員等具體內(nèi)容。具體規(guī)章有：在信息內(nèi)容方面包括《基礎信息采集處理及傳送標準》、《信息統(tǒng)一編碼標準》和《信息共享及綜合應用技術標準》；在信息系統(tǒng)方面包括《系統(tǒng)維護安全標準》、《程序開發(fā)安全標準》、《系統(tǒng)測試和質(zhì)量保證規(guī)范》及《系統(tǒng)開發(fā)和文檔編制規(guī)范》；在信息設備方面包括《軟硬件平臺配置標準》、《機房安全標準》；此外還有《網(wǎng)絡及接口技術標準》和《系統(tǒng)運行、管理定員標準》。

３．５　　中國鐵路信息制度的治理結(jié)構

評價

信息制度治理結(jié)構的合理性應從制度域和要素域分縱向和橫向兩個維度考察。依據(jù)表２列出的內(nèi)容分析，要素域的政策、規(guī)章、標準之間存在不連貫、不平衡的現(xiàn)象。例如，在政策方面信息內(nèi)容是建設重點，但是有關信息內(nèi)容的政策沒有落實到具體的規(guī)章、標準等操作層面；在規(guī)章方面信息系統(tǒng)是規(guī)劃的主體，但是缺乏有關信息系統(tǒng)的政策指導；在信息活動資金方面只有相關政策，在信息管理方面又只有規(guī)章。考察我國鐵路信息治理結(jié)構的要素域和制度

域匹配現(xiàn)狀，可見，尚存在一些空白區(qū)域，兩者尚未形成有效的結(jié)構體系，我國鐵路信息制度體系有待按照上述治理結(jié)構進一步豐富完善。

參考文獻

１　袁京蓉．　企業(yè)信息資源生態(tài)系統(tǒng)核心問　　題研究［Ｄ］．　北京交通大學，２００２２　汪曉霞．　中國鐵路信息資源配置理論與　　應用研究［Ｄ］．　北京交通大學，２００４

責任編輯　　范今

收稿日期　　２００６－０７－１２

（上接第４８頁）作業(yè)習慣，但更需要技術創(chuàng)新，須將編組站作為列車的“加工廠”，編組站信息化就是要實現(xiàn)編組站貨物信息流、車輛信息流、機車與調(diào)機信息流、作業(yè)過程信息流的集成再造，將編組站加工列車的作業(yè)如同對待“自動化工廠”的流水線一樣。編組站ＣＩＰＳ建立在針對流程工業(yè)的計算機集成過程系統(tǒng)理論基礎之上，以信息集成為核心，綜合了管理技術、生產(chǎn)技術、信息技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術，實現(xiàn)了控制、調(diào)度、

管理、經(jīng)營、優(yōu)化、決策一體化，使整個“工廠”形成智能閉環(huán)系統(tǒng)，突出整體效益。ＣＩＰＳ的最高境界是“無人工廠”，按照編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)的遠期規(guī)劃，編組站的所有調(diào)度與監(jiān)控工作量有望減少并集中在一個人的能力范圍內(nèi)。

頗具規(guī)模的編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)是我國自主創(chuàng)新的信息化與自動化雙突破的管控一體系統(tǒng)，在國內(nèi)外編組站技術領域第一次被提出并率先在工程建設中付諸實施，有待經(jīng)受運輸運行實際

的考驗。編組站ＣＩＰＳ系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的專業(yè)壁壘與技術門類，對編組站技術市場構成了沖擊，對編組站過去的運輸組織應用模式與維護體制帶來了變化，仍面臨著很大的挑戰(zhàn)。該項目是我國鐵路管理信息與過程控制構筑為一體、集成創(chuàng)新建設的大膽嘗試，其成功后的意義將影響我國鐵路信息化與自動化發(fā)展的方向。

責任編輯　陳曉云收稿日期�。玻埃埃叮埃叮保�

五星文庫wxphp.com包含總結(jié)匯報、外語學習、黨團工作、文檔下載、旅游景點、辦公文檔、IT計算機、教學研究、行業(yè)論文、考試資料以及成都北編組站綜合集成自動化系統(tǒng)_丁昆等內(nèi)容。

  本文關鍵詞：成都北編組站綜合集成自動化系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。