新建武漢北編組站綜合集成自動化系統

趙文武

（陜西鐵路工程職業技術學院，助教，陜西 渭南 714000）

武漢鐵路樞紐位于京廣通道和滬漢蓉沿江經濟帶“十”字形的交叉點上，現為銜接京廣、武九、漢丹、麻武4條鐵路干線、一江相隔的客貨順列式十字形樞紐。隨著京廣客運專線、滬漢蓉快速客運通道及漢丹線增建二線的引入，將形成“客貨分線、徑路順暢、能力強大、機動靈活”的特大型環形鐵路樞紐。

為緩解日漸增加的鐵路貨運帶來的壓力，并提高鐵路樞紐的運輸能力，提高編組站的自動化程度就變得十分必要。武漢北編組站綜合集成自動化系統 CIPS（Computer Integrated Process System）的核心是編組站信息化的重構，從全面性、一體化、動態性、實時性、自動化等方面，對編組站信息化重新定位、規劃、分析、設計與實施，從而實現編組站高度綜合自動化的目的。

1 武漢北編組站概述

2009年5月18日，全國規模最大、現代化程度最高的武漢北編組站建成并試運營。武漢北編組站采用雙向三級七場站型布置，上下行系統均一次建成三級三場，2個調車場間設交換場。日辦理車最初為1.17萬輛，現在辦理車為2.1萬輛，設計最終目標高峰期可達3萬輛。目前上行駝峰解體車列白天約45列、晚上約55列。該工程除新建雙向三級七場站場工程外，還改建與武漢北編組站銜接的京廣線、麻漢聯絡線、陽邏電廠專用線；新建京廣線和麻漢線上下行貨車到達線及發車線、上行環發線、武康上下行聯絡線及各場間聯絡線；新建武漢北機務段及派駐機車折返段、站修所、整倒裝線、軍用站臺等，同步建設南湖—大花嶺聯絡線。武漢北編組站站坪長7 km，占地約4.5 km2，最終設到發線68條，上下行調車場各設調車線48條，全站設道岔677組[1]。

編組站采用先進的四推雙溜自動化駝峰和點連式兩級間隔制動位，即一級車場采用制動位減速器加減速頂調速系統，編尾采用內撐式可控停車器，配合先進的控制技術，實現了整個解體作業推峰、溜放的自動化，溜放車輛速度的可控化及車輛連掛的安全性和高連掛率。該編組站運用了編組站綜合集成自動化系統CIPS、鐵路專用移動通信系統GSM-R及車輛安全動態檢測等先進技術，設計理念新，自動化程度高，實現了編組站運輸組織決策智能化、指揮數字化和執行自動化。

2 系統結構及組成

CIPS系統由聯鎖自動化子系統、駝峰自動化子系統、停車器控制子系統，調機自動化子系統以及信號監測子系統組成。所有控制子系統在CIPS環境下，通過綜合管理系統的共享平臺進行豐富的信息交互，以及執行結果反饋，實現了武漢北編組站作業的全面自動化及高效化，系統運行至今，一直都很穩定。

2.1 聯鎖子系統 聯鎖子系統采用125 Mb/s安全局域網互連的DS6-K5B區域集中聯鎖系統，上下行到達場和上下行出發場編尾各1套DS6-K 5B聯鎖子系統，交換場由下行出發場編尾聯鎖子系統控制，并配置程序進路控制（PRC模塊）。PRC模塊根據管理分系統提供的指令集向聯鎖裝置發送辦理進路的控制命令并接收聯鎖裝置的表示信息后，向管理分系統反饋指令的執行情況。在編組站CIPS環境下，基于各車場的本地操縱被取消，聯鎖機集中到站調樓控制中心，聯鎖控制由調度大廳集中完成，各個場只設置了聯鎖設備的電子終端。聯鎖機與電子終端之間通過光纖傳遞各種信息，來實現武漢北站各場之間行車作業的辦理。

2.2 駝峰自動化子系統 駝峰自動化子系統采用TW-2型駝峰自動化系統，編組站采用先進的四推雙溜自動化駝峰和點連式兩級間隔制動位。武漢北TW-2系統實現從CIPS綜合管理系統自動獲取比解體作業計劃內容更豐富的駝峰指令集，實現推峰機車自動推峰及推送進路、鉤車溜放進路自動排列和鉤車溜放速度自動控制，使溜放鉤車在調車線上安全連掛。TW-2系統在執行調度指令的同時，將執行結果和執行中遇到的異常情況，尤其是影響現車的控制結果及時反饋給CIPS綜合管理系統[2]。

TW-2系統在CIPS環境下，設有CIPS自動模式、CIPS維修模式和TW-2站控模式。

2.3 停車器自動控制子系統 武漢北編組站調車場分別設置了96股道停車器設備。上下行停車器控制均采用TWT型駝峰尾部停車器自動控制系統，并與武漢北編組站綜合集成自動化系統進行有機融合。停車器控制子系統通過管理系統局域網從中心數據庫中獲取尾部和頭部的調車計劃和執行情況，并直接獲取是否越區及作業方法（取送、單溜、連溜）的信息，通過解析計劃和確定計劃的執行步驟來確定停車器輸出，并將控制結果反饋給CIPS綜合管理系統。在CIPS環境下，停車器的控制全部集中在站調樓，因此現場不設手動應急盤。在自控模式下，車站值班員可通過調度大廳的微機聯鎖子系統控顯機屏幕，觀察停車器的作業狀態并進行人工干預。在站控模式下，停車器子系統將不再接收來自CIPS綜合管理系統向停車器子系統下發的調度指令集，而是根據采集到的作業信息，自行對停車器的制動、緩解時機進行判斷。

2.4 調機自動化子系統 調機自動化子系統采用BDZ型編組站調機自動化系統。該系統集推峰機車信號、推峰機車速度控制、調車作業信息（包括進路、地面信號和調車計劃等）車上顯示、平面調車遙控作業、調車作業過程監控以及安全防護等功能為一體。該系統采用調機的地面服務系統通過CIPS的無線局域網絡AP設備與調機的車載系統以及上層的CIPS系統進行信息交互傳遞，將獲取、記錄到的各個場全部調機信息，通過工作站和綜合表示墻的圖形界面，實時反映給調度指揮人員，從而高效地實現編組站內的調車、解體、編組、摘掛和取送等各種作業[2]。

2.5 電務監測子系統 武漢北編組站電務監測子系統采用TJWX-2006版監測系統，各場均設有微機監測站機，站調樓設有微機監測終端，主要實現對現場信號設備的模擬量和開關量等信息的采集，并監測信號設備的運行狀態。值班人員通過對微機監測的分析，及時發現信號設備隱患，從而更好地指導現場進行信號設備的維修，有效地確保了武漢北編組站信號設備運行的穩定[2]。

3 系統功能

3.1 CIPS環境下的主要作業流程 在CIPS環境下的主要作業流程：有接車、機車入庫、達到作業、解體、集結、編組、出段、出發作業、發車、運站-管理、班計劃管理、統計報告。CIPS自動接收鐵路局調度所行調下達的階段計劃，并根據到達場占線情況自動決策接車場線，并提前自動辦理接車進路。接車結束后，CIPS自動向機務段發出入段申請，自動下發機車入庫指令，最后還可以自動生成報表。上述從接車到生成統計報表一系列作業流程都是CIPS自動完成，并且在每一環節，值班員都可以干預。

CIPS系統的運用，大量的自動化和信息化功能在許多方面可以用機器代替人工作業，人工參與生產的工作量銳減，因此，CIPS系統較傳統的管理流程有了很大的突破。它取消了到達外勤車號員，取消了頭尾部調車區長，減少了駝峰作業員，取消信號員并減少了值班員，還減少了調度員和報告員。

3.2 信息化共用 CIPS將車務、機務、電務、車輛部門的信息匯總在一起，結合人性化、綜合化、圖形化界面風格建立對應關系，以實現信息共享和信息綜合。實現信息共享后，各個部門在查看到自己崗位信息的同時，也清楚其他工種的相互配合情況。同內容的信息絕對避免重復錄入，所有崗位的操作均大大簡化，也防止了不一致造成的差錯。在車務系統內部，行車、調車、貨檢、車號、列尾等工種的信息也采取相同的整合手段。在這種情況下，TM IS和TDCS的概念在武漢北編組站已不復存在，沒有了這道界限，消除了行車與調車之間的信息隔閡，用戶真正體會到了一個統一的信息管理系統帶來的好處。

調度大廳的多功能站場表示，不僅能顯示本站、相鄰站與區間的信號設備狀態，還有實際現車、列車車次、本務機掛頭、停車器、脫軌器等信息，以及調車機走行位置與方向信息，大廳所有人員均能對當前全站作業工況一目了然。

3.3 運輸管理 CIPS設計模型分為控制、監控、調度、決策與管理5個層次。作為金字塔“塔尖”的管理層具有許多實用功能，可為運輸生產管理提供強有力的支持。

3.3.1 運輸生產實時分析 CIPS提供實時綜合指標與分析功能，可用其指導運輸生產，所設定的指標有保有量、老牌車、重點車、折角車、集結車、各車場占線時間、各車場占線數、待卸/已卸車、已裝車、階段中時、階段停時、階段辦理列/輛數、階段解/編列數、階段正點率、階段查定能力等。其顯示的數值可根據預警值改變顏色，還可用詳細展開聚焦到具體細節上，并可用曲線、棒圖等描述其發展趨勢，可為管理者及時、及早發現運輸生產的偏離，準確抓住生產薄弱環節，快速調配與組織運輸資源提供綜合評定數據。

3.3.2 班生產分析 CIPS采用信息集成手段建有強大基礎數據平臺，可以按照車站職能管理部門、專管人員的需要提供多種維度的統計與分析資料，即站段報表。研發單位自開通以來，按照車站提出的分析數據需求做了大量工作，解決了包括運技報-10和運站報-12在內的各種自動報表，還有大量車站自定義報表，目前該項工作還在不斷向縱深推進。

3.3.3 專題分析 除綜合分析外，CIPS還可結合自身特點提供有深度的專題組合分析。如中時分析，CIPS本身按照號碼制計算車輛在編組站的停留時間，在此基礎上，還能夠進一步按車流組號分別計算中時，直接突出影響綜合中時的車流，分析單項原因，突顯站內集結時間對中時影響程度，便于有針對性地采取措施。同時，還能夠以班為階段計算中時，反映班時間段內到達、出發與積留車輛的停留時間，為車站考核與促進調度工作提供定量數據。此外，CIPS還能夠將站內或離站車輛中影響車輛小時數較突出的車輛，即“老牌車”單獨提取出來，并跟蹤車輛在站內移動時間與地點軌跡，進一步調查其滯留原因，總結歸納指導調車工作。

3.3.4 情景再現 CIPS具有針對所有管理、調度、監控界面的記錄與還原回放功能，回放數據可以下載到客戶端本地保存與播放。回放內容包括多功能站場表示、綜合行車表、技術作業大表、毛玻璃及指令表等，這些界面均能同步再現。該功能是運輸安全分析及運輸生產分析的強大工具。由于從多角度、全方位再現，所有生產過程的細節均可以暴露無遺。開通以來，該功能在追溯作業過程中的疑難問題方面發揮了關鍵性作用。

3.4 CIPS環境下的集中控制 全站大集中是CIPS在武漢北編組站運用的設計目標值，從運輸組織的角度看，集中不是簡單的位置集中，更重要的是功能集中、管理集中，圍繞同一個運輸生產過程，使分工不同的人員之間聯系更加緊密，不同作業之間的工序接續更加平滑，達到了“無縫鏈接”的程度。CIPS信息化首先為集中作出了重要貢獻，調度大廳的所有人員掌握的信息完全對稱，克服了過去分治情況下掌握信息不對稱、信息延誤、信息死角給運輸生產帶來的不利因素。

目前，電務在武漢北編組站設置了信號樓、站調樓、駝峰樓、南部信號、中部信號、北部信號、上行駝峰信號、下行駝峰信號、上行緩行器、下行緩行器10個工區，信號員工僅140人。在綜合信息化和人員減少、職責范圍相對擴大的背景下，面對新運輸生產模式，不僅聯系方便，而且減少了人員通信時間。

4 結束語

編組站CIPS建立在針對流程工業的計算機集成過程系統理論基礎之上，以信息集成為核心，綜合了管理技術、生產技術、信息技術、自動化技術、系統工程技術，實現了控制、調度管理、經營、優化、決策一體化，使整個“工廠”形成智能閉環系統，突出整體效益。以 CIPS 系統統領“到、編、發”、“機、輛、電、工”等各生產子系統及各工種，節約投資、提高效率，對后續編組站的設計有較強的指導性、示范性作用。

[1]彭文盛，吳若玉.武漢北編組站設計特點及技術創新[J].鐵道運輸與經濟.2010，31（12）.

[2]沈新龍.武漢北編組站CIPS系統簡介及維護[J]，鐵路通信信號，2010（10）.

[3]鄒少文.貴陽南編組站綜合集成自動化系統工程設計特點[J]，中國鐵路，2009（12）.