基于SAM系統的鐵路編組站解體調車計劃仿真實驗

王順利， 劉 杰， 殷 勇

（1.西南交通大學a.交通運輸與物流學院；b.綜合交通運輸智能化國家地方聯合工程實驗室，成都610031；2.重慶工程職業技術學院智能制造與交通學院，重慶400000）

0 引 言

編組站綜合自動化系統（Synthetic Automation of Marshalling yard，SAM）集編組站溜放速度控制、進路控制、現車管理、計劃管理、決策管理等為一體，通過建立編組站統一的綜合信息管理與控制平臺，完成計劃自動編制與調整、計劃自動執行與集中控制、作業過程自動控制，實現計劃管理和控制結合、鐵路集團公司調度與車站調度一體化、運輸管理與決策支持智能化，提高編組站作業能力與效率，保證運輸安全生產，使編組站信息管理和生產過程全面自動化［1-2］。

鐵路編組站解體調車作業是鐵路編組站調車作業的重要一環，解體調車作業計劃的優劣，直接影響整個編組站的作業效率。基于SAM 系統構建編組站作業綜合仿真平臺，把鐵路現場搬進實驗室，學生通過平臺反復演練，熟悉鐵路編組站解體調車作業要求，提高駝峰調車作業計劃編制專業基本能力，適應鐵路現場對人才的需求［3-4］。

1 SAM解體調車作業仿真平臺

1.1 車站選取

仿真車站選用某編組，其布置形式為3 級3 場縱列式，如圖1 所示。隨著我國鐵路路網布局的調整，鐵路編組站為適應能力的要求，大多向縱列式的方向發展，故該編組站的選用具有典型性。

圖1 某編組站示意圖

1.2 SAM仿真系統基本功能

針對編組站解體、編組的核心調車作業環節，構建編組站SAM系統仿真平臺，實現編組站解體區長、編組區長崗位的作業可視化仿真系統。根據系統設定的編組站到達場、調車場、出發場現車情況，實現編組站解體、編組的作業仿真。

2 解體調車計劃仿真實驗

編組站的解體調車作業計劃就是把到達場待解車列，經駝峰按照要求溜往規定的調車線的作業過程。解體調車作業計劃實驗在教學過程中分為原始車流準備、設置調車線使用方案、了解解體計劃要求、解體計劃編制、解體計劃檢驗等作業環節［5-6］。

2.1 原始車流準備

解體計劃離不開車流，需要設置原始車流，以滿足調車作業編制的需要。

（1）車流表現形式。原始車流在某SAM 仿真系統中以毛玻璃現車的形式表達，毛玻璃是沒有計算機時代，車站調度人員在毛玻璃上劃格，每格表示1 個股道，列車到達后用鉛筆把編組內容在格子上寫上，車流變動后及對股道內容進行修改。在進入計算機管理時代后，仍沿用毛玻璃的概念，對編組站的現車進行管理。

解體調車作業計劃的開始就是熟悉毛玻璃現車情況，了解到達場、調車場現車情況。毛玻璃里的現車到站各不相同，編組站要求解體后車輛在調車場內按照去向集結，用方向號（數字形式）來表示車輛的去向，根據編組計劃的要求，各個不同到站的車輛，根據編組站的編組計劃用對應的方向號來表達，在調車作業編制時就不用考慮車輛到站的具體在路網的哪個位置，只要考慮組號就行了，簡化了調車計劃編制的過程。毛玻璃里現車有水平和豎直兩種顯示方法，水平毛玻璃顯示如圖2 所示，某股道現車為“41／20 53／4 51”，分數中分子為方向號，分母為車輛數，如果只有1 輛車就用數字直接表達。

圖2 水平毛玻璃

在毛玻璃里用鼠標單擊股道現車，則出現該股道的編組詳細信息，如圖3 所示。在水平毛玻璃里，如果車輛是特殊車輛，如禁溜車、檢修車、關門車等在方向號的后面用規定的字串表達。豎直毛玻璃1 列是1 股道，只顯示具體每輛車的車輛號，點擊車輛號后出現該輛車的詳細信息。

圖3 股道現車詳細信息

通過毛玻璃了解股道的現車情況，特別要了解到達場待解車列的具體信息，有沒有特殊車輛；了解調車場股道停放的車輛信息，有沒有股道由于尾部編組作業要求駝峰部分進行封鎖，各股道的容車數等信息，為編制解體計劃做好準備工作［7-8］。

（2）難度設置。在實驗教學環節中都避免不了一個問題，針對實驗如果進行難度設置，如何進行差異化設置。對毛玻璃現車進行處理，可以把解體計劃編制實驗的難度和差異化進行區分。SAM 仿真系統的現車根據系統設定難度隨機產生。難度高的到達場待解車列數多、車列編組內容復雜（方向號、禁溜車、關門車多）、調車場股道使用有一定限制；難度低的待解車列數少、車列編組內容相對簡單、調車場使用沒有限制、特殊車輛比較少。難度設定后，可以進入現車修改界面，對股道現車進行再調整，確保實驗教學過程根據學生的掌握情況進行難度區分和差異化教學［9-10］。

2.2 調車線使用方案設定

解體是把到達場的待解車輛按照去向溜往調車線，故在進行作業前，需要確定各調車線具體的使用方案，即各個方向號的車列應溜往哪個調車線。

調車線股道應用設置界面，如圖4 所示，設置對應的股道應用方案。在確定股道應用方案時，注意到達場本次作業都有哪些方向號，調車場里停放的車列都有哪些方向號，哪個股道停放扣修車，哪個股道停放空車，有些方向號車流比較多，還要考慮設置多個股道等等。綜合考慮以上情況，在股道應用表里制定對應的應用方案。

圖4 股道應用表界面

2.3 結合現車掌握調車計劃編制約束條件

解體調車作業計劃編制時，空車按車種，重車按照股道應用設置的股道進行集結，特殊車輛（在毛玻璃現車記事欄有特殊標注）如禁溜車、危險品車輛、關門車、重點車、成組車等需要特殊處理，軍用車要根據上級的調度命令生成軍品方向。同時在溜放過程中，要實時檢查調車線股道容車數、禁溜車、隔離車等約束條件［11-12］。

（1）空重車。根據毛玻璃現車的情況，對空重車進行分開處理，空車按車種、重車按方向去向號集結。

（2）調車場容車數。各調車線的容車數根據具體線路的情況進行設定，在系統內通過查詢確定各股道的容車數限制條件，如圖5 所示。在解體計劃編制時，調車線在解體計劃下落前要滿足容車數限制，在計劃車輛下落后也要滿足容車數條件。

圖5 調車線容車數

（3）禁溜車、禁止過峰車。待解車列有禁溜車、禁止過峰車，在解體計劃編制時，需要把該車輛送往禁溜線（調車線的編號33、34），不能把車輛直接溜往調車線。在調車場最外側的1、32 股道沒設減速器，1、32股道與迂回線相連，不能溜車，用于集結調機牽引的禁溜線上存放的車輛。

（4）車輛隔離。待解車列有關門車或有三角標記的隔離車，按照隔離表的要求檢查車輛溜入對應的股道的最外面的車組是否滿足連掛要求或車輛隔離要求。

（5）檢修車。在調車線22 股道設定為檢修車停留線，如果車輛標記為檢修車，則該車不按去向號溜放，在計劃編制時需溜到22 股道。

（6）調車線封鎖。駝峰解體與峰尾編組同時進行，某調車線峰尾編組進行時，需把駝峰解體部分設為封鎖，防止駝峰向該股道進行溜車，如果還有繼續溜往該股道的車，需臨時溜往活用股道。通過相應菜單進入股道封鎖界面，可以查看調車場哪些股道封鎖，也可以增加設置股道封鎖，股道的封鎖情況不同，駝峰解體計劃編制的難度也有不同。

以上各種約束條件是在編制解體調車作業計劃需要滿足的，同時在仿真系統內這些約束條件也是內置的，如計劃不滿足約束條件，則在解體計劃編制時實時觸發，并出現相應的對話框進行提醒［13-15］。

2.4 下落股道編制解體調車作業計劃

駝峰解體計劃編制有下落股道法和手工編制法兩種，本著從易到難的原則，先進行下落法再進行手工法編制解體調車作業計劃。

（1）選擇解體股道。在系統內進入鉤計劃編制界面，選擇下落法編制界面，在到達場內多條待解車列中選擇具體的車列進行解體。

（2）編制解體調車作業計劃。下落法界面如圖6所示，界面分為左、右兩部分。左面為調車場現車情況、右面為待解車列及需要下落的具體股道。依照車輛的編組順序，在下落股道內根據預先設定股道應用表推薦下落股道，如果下落條件滿足，不需要調整，則在左面調車場現車系統內，根據計劃確定的位置，下落車列在左面調車場現車以粉紅色顯示，同時調車線的車輛數實時變化。在下落時，為確保車輛下落股道正確，用鼠標點擊調車線、待解車輛會出現詳細的車輛信息。

圖6 下落股道法界面

股道下落法輸入具體車輛下落股道時，如違反解體計劃編制的約束條件，則會出現如圖7 所示的提醒對話框，提醒下落股道不正確，需要進行調整，直至下落股道滿足解體計劃編制的約束條件止。

圖7 約束條件違反修改股道界面

按照車列的編組順序，每個車輛的下落股道均輸入且無違反約束條件對話框彈出，表明車列的下落股道都通過了約束條件檢驗，點擊下一步，出現如圖8 所示鉤計劃，可對鉤計劃存盤。同時掌握駝峰解體計劃編制過程中股道的方向S 與W、＋、-、X 等符號的含義，車號是哪個車號。

圖8 下落法解體鉤計劃

2.5 手工編制解體調車作業計劃

手工編制計劃的難度比股道下落法大，但手工編制解體計劃，能讓學生更好掌握解體計劃編制的基本原理和要求。手工編制調車計劃的界面如圖9 所示。

圖9 手工編制解體計劃界面

系統有4 個區，區1 為到達場和調車場現車，黑色字體為解體計劃編制前現車，粉紅色為解體下落車輛；區2 為調車連掛的車輛；區3 為鉤計劃編制時，具體下落股道的現車；區4 為解體計劃編制區。在解體計劃編制時，先確定解體股道，在圖9 中，第1 鉤D2 W ＋51，表明從到達場2 股道的W 方向連掛51 輛車進行解體，根據股道應用表設定的下落股道，以及調連掛的車輛情況，人工編制解體計劃，注意各調車線下落的方向為W、溜放的符號為X、禁溜車符號為-，各計劃在手工編制時，如違反約束條件，則會出現如圖7 所示的提醒對話框，需要及時對解體計劃進行調整。調機連掛的車輛全部下落后，沒出現違反約束的對話框，則表明該解體計劃通過約束條件的檢驗，可以進行存盤。

2.6 解體計劃傳送及執行

解體計劃編制完成后，在系統菜單點擊傳送后進入鉤計劃傳送界面，如圖10 所示，傳送鉤計劃至指定的作業點，仿真系統收到傳送指令后，在指定打印機位置，把解體計劃打印出來。

圖10 解體計劃傳送界面

鉤計劃傳送打印后，在仿真系統內點擊執行命令，出現如圖11 所示的解體計劃執行結果界面，解體計劃執行后的車輛以粉紅色顯示，根據到達場的待解車列及解體后調車場車輛集合情況，指導教師可對實驗結果進行評價打分。

圖11 解體計劃執行結果界面

3 結 語

解體調車作業是鐵路編組站重要的作業環節，基于SAM系統構建解體調車仿真系統，根據不同的作業難度設置不同的解體調車作業初始環境，對解體調車仿真實驗各個作業環節進行精心設計，內置解體作業的各種約束條件，確保解體調車作業按照作業要求編制，編制過程可視并可控，如此使解體調車作業的專業技能得到充分鍛煉，學生到現場后便能更快上手，滿足現場實用型人才的需求。