機務段一體化運營方案研究

陳建鑫

(北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070)

1 概述

機務段是機車生產加工流水線，在統一調度指揮下，機車出入段、機車運用、機車整備、機車檢修、司機出退勤等各個生產作業環節有效銜接，共同協作。機務段作為專業站段既有指揮與被指揮的關系，又有流程上下游間的協調關系。

借鑒編組站綜合自動化、聯鎖、調度集中、駝峰自動化等生產業務系統的建設經驗，結合信息聯鎖和管控一體化技術理念，為機務段量身定制一套集機車計劃、出入段控制、整備/檢修作業管理、司機出退勤于一體的機務段一體化運營系統（簡稱LIO），實現從機車整備至檢修作業、機車出入段至機車運用和司乘派班，以及機車履歷管理的全作業鏈條綜合管控，以提高作業效率、加速機車周轉、保障機務段作業安全。

2 機務段現狀

機務段生產作業由機車運用管理、機車整備和機車檢修3大業務組成。對于機務段整備、機車出入段、機車運用、檢修以及司乘派班等作業，由隔離開關控制系統、視頻監控系統、整備作業管理系統、道岔集中控制系統和運安系統等主要業務系統支撐。目前各個業務系統之間均比較獨立，未形成有效的信息共享和信息聯動，具體如圖1所示。

圖1 機務段現狀Fig.1 Current situation of locomotive depot

隔離開關控制系統用于控制電力機車分合閘操作，保證整備作業安全性，隔離開關系統與道岔集中控制系統之間通過數據交換，實現隔離開關狀態與防護信號的聯鎖。

視頻監控系統用于整備人員、股道自動化調度室人員確認機車位置、確認隔離開關狀態。

整備作業管理系統用于整備人員獲取整備計劃、提報整備進度以及整備履歷管理。

道岔集中控制系統用于股道自動化調度室，依據機車運用計劃辦理機車出、入段及轉線調車進路，分配機車臺位，跟蹤機車位置。

運安系統主要面向運轉科和運轉車間，用于接收路局機車階段計劃、編制機車運用計劃和乘務員出勤計劃，并支持司機出退勤和司機銘牌管理。

3 業務流程

機務段生產作業主要涉及技術科、整備場、檢修庫、運用科、股道自動化調度室、運轉車間等部門，各部門相互協作，具體作業流程如圖2所示。

圖2 業務流程Fig.2 Business process

檢修庫是機車檢修作業的實施主體單位，檢修任務來源于兩方面：一是技術科下達的檢修計劃；二是機車入段后，整備場行修組發現無法完成臨修的機車，由整備場推送檢修庫；檢修庫檢修完成后提交運用科，機車重新投入使用。

機車出入段過程中，主要經過輪對及受電弓檢測棚、砂房、自動清洗機、保潔棚，最后進入整備場進行整備。整備場整備進度需及時報送股道自動化調度室和運用科，整備完成后向運用科交車，機車重新投入使用。

運用科接收路局的階段計劃，同時基于階段計劃編制機車運用計劃并發布至運轉車間，運轉車間依據機車運用計劃進行司乘派班；股道自動化調度室依據運轉車間的機車運用計劃安排進出段進路，依據整備場的調車通知單安排調車進路，并協同地勤調車組進行調車作業。

4 現狀分析

結合目前機務段信息化系統現狀和業務流分析，機務段檢修、整備和出入段生產作業仍存在4點問題需要提升優化。

1）部分整備、檢修數據需要人工記錄和分析，工作強度大，無法形成有效的知識積累。如同一臺機車整備數據、檢修數據以及運營數據位于不同的系統中，需要人工進行匯總、整理、分析才能形成一臺機車的全部業務數據。

2）各系統之間信息獨立，無法實現信息共享，造成一些基礎性數據的重復錄入和人力資源的浪費。如機車整備狀態信息通過整備系統查閱，段內信號設備通過道岔集中控制系統進行操控，機車位置通過視頻監控進行確定，計劃歸運安系統管理，各系統目前基本各自為陣，數據共享程度十分有限，無法充分發揮信息化生產作業的優勢。

3）生產過程中業務信息的傳達依賴于電話通信，數據信息依靠人工錄入，數據共享依靠紙張傳遞，大大影響信息的實時性和準確性，降低生產作業效率。如運用科向股道自動化調度室發布機車運用計劃，仍通過電話，值班員把運用計劃記錄在紙質登記簿上，以供后續安排出入段進路，這種作業方式不僅效率低下，而且出現漏聽、錯聽的可能性也很大。

4）自動化水平較低。對于段內出、入段或者轉線進路，仍采用始終端按鈕的選排方式，對機車各類運用信息的統計、機車簽點還需要人工進行。

5 LIO設計理念

信息聯鎖是從車聯鎖技術延伸而來，在編組站綜合自動化系統中成熟運用多年。LIO系統設計基于信息聯鎖技術，對整備作業、檢修作業、出入段作業等各業務流程之間的互綁互鎖關系進行深入分析，構建機務段作業信息聯鎖關系。按照相互透明、信息對稱、流程有序的理念，自上而下動態地采集生產狀況、各崗位工種的預計計劃和即時指令；自下而上的作業實際情況反饋。實現機務整體生產流程的計劃管理與過程控制，將觸角伸到各個生產環節，構建數字化生產管控網。

LIO系統整合整備作業管理、道岔集中控制、運安系統，集成辦公系統部分功能，與隔離開關控制系統、視頻監控系統接口，構建基于統一信息平臺的LIO系統，具體如圖3所示。

圖3 業務范圍Fig.3 Business range

1）出入段自動化，提高作業效率

改變目前靠電話接收計劃、靠紙質作業簿來管理計劃的傳統作業模式，打通機車運用計劃與出入段/轉線調車進路安排之間的信息斷鏈，實現機車計劃的實時發布、進路適時自動選排、計劃與作業進路的一體化聯動。

2）計劃編制精細化，加速機車周轉

打破現有整備/檢修作業進度無法實時掌握的現狀，引入整備和檢修各項作業的標準工時，納入計劃管控，實時采集機車整備/檢修作業進度，推算作業完成機車交付時間，為運用科編制機車運用計劃提供合理、可信依據。

3）機車位置自動定位

機車是機務段業務的核心對象，機車位置和機務段各個主要業務部門（整備車間，檢修車間，運用科，運轉車間）的工作密切相關。目前大多機務段的機車位置依靠信號員人工定位，而且未與生產環節發生系統上的關聯，是一個獨立的站場示意圖界面。機車自動跟蹤定位通過軌道電路邏輯關系和GPS定位技術實現在站場圖上的精確定位和實時自動追蹤。

4）構建機車履歷管理，實現機車全生命周期追蹤

為每個機車建立一個電子檔案，從機車上線之日起對機車運用里程、出入段、整備、檢修等各項信息進行全記錄，對機車各項指標進行綜合分析，對于機車健康狀態進行綜合評估，實現段管內機車全生命周期的追蹤。

5）自動統計，定制化報表

準確辨識、智能捕捉記憶生產實體機車的特征、狀態變化和作業過程信息，統計緊密結合生產數據加工處理與追溯。基于管控一體的執行過程信息，以生產過程各監控崗位操作和執行設備自動反饋的真實數據為依據，使統計報表足夠權威和值得信賴，在提高報表自動化水平的同時最大限度地減少人工操作和人為差錯。

6）安全防護

納入段內作業細則和各項作業規章，構建作業安全防護體系，對作業步驟規范性、作業安全性進行安全檢查和有效防護，從源頭上為機務段內各項作業創造安全條件。

6 LIO系統構成

LIO系統構建雙冗余環網，分別設置段機房設備、生產調度中心設備、場段內作業終端，具體構成如圖4所示。

圖4 系統結構Fig.4 System structure

段機房設備包括控制服務器、接口服務器、業務服務器、數據庫服務器，負責核心運算，部署于段機房內，并配備維護管理終端。

生產調度中心設備包括機車運用調度終端、司乘派班終端、股道自動化終端、整備作業終端、檢修作業終端以及統計分析終端，用于生產指揮人員進行生產作業組織，部署于生產調度大廳內。

場段內作業終端按照整備場和檢修場分別設置，部署于場/段內股道旁，用于整備/檢修計劃接收、查閱以及作業進度上報。

7 結束語

機車是重要的鐵路運輸生產資源，機務段作為機車檢修維護的基地，是提高機車周轉效率的關鍵生產單元，通過管控一體化設計理念，構建機務段一體化運營系統，打通機務段各項生產作業環節，加速機車周轉效率，將大大促進鐵路運輸生產效率的提升。