編組站CIPS系統(tǒng)

1、編組站綜合集成自動化系統(tǒng)（CIPS）摘要:本文通過對編組站綜合集成自動化系統(tǒng) CIPS的發(fā)展歷史、基本構(gòu)成、功能目的、應(yīng)用 成果和意義等方面的描述介紹編組站自動化的一些知識，突出自動化技術(shù)在編組站及我國鐵路事業(yè)建設(shè)中起到的巨大作用。引言：（編組站自動化總體介紹）我國鐵路編組站雖然局部技術(shù)領(lǐng)域比如駝峰自動化技術(shù)已經(jīng)達到了世界先進水平，但是，這些分門別類的系統(tǒng)往往是單獨開發(fā)建設(shè)，自成體系，系統(tǒng)間連通性互操作性差；各自為陣，難以互通信息，無法統(tǒng)一調(diào)度；信息化與自動化嚴重脫節(jié)，整體自動化程度不高，處 于編組站設(shè)備核心地位的編組站信息化技術(shù)落后于形勢與運輸生產(chǎn)需求的矛盾尤為突出。針對現(xiàn)有矛盾，編組站綜合

2、自動化系統(tǒng)CIPS應(yīng)運而生。CIPS系統(tǒng)的核心是編組站信息化的改造。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，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”，編組站工作完全由計算機自動完成，實現(xiàn)自動化，將作業(yè)效率提升至最高。CIPS簡介CIPS C Computer Integrated Process System ）是編組站內(nèi)整體的企業(yè)管理信息系統(tǒng) 和自動化控制系統(tǒng)。CIPS不僅管理了編組站內(nèi)決策層、管理層、調(diào)度層、執(zhí)行層等各個崗位的所有專業(yè)信 息；而且

3、針對調(diào)度層的管理特點，自動決策安排調(diào)度計劃；與自動控制系統(tǒng)相連接，直接控 制自動化系統(tǒng)并接受處理反饋信息，并且根據(jù)反饋信息自動調(diào)整決策，從而實現(xiàn)了編組站內(nèi)的全面信息化與自動化。CIPS系統(tǒng)由中國鐵路專業(yè)信號控制公司，北京全路通信信號研究設(shè)計院（CRSCD研發(fā)。系統(tǒng)包含了四項專利技術(shù)，和所有計算機應(yīng)用軟件的自主知識產(chǎn)權(quán)。發(fā)展歷'史：2003年初，成都鐵路局與鐵路第二設(shè)計院在新建成都北路網(wǎng)性編組站項目過程中不滿 足現(xiàn)有技術(shù)，提出了從加強車站信息化切入，管控結(jié)合，集中辦理，取消現(xiàn)場值班員的設(shè)計思想，得到了鐵道部建設(shè)部門的支持，開展了成都北建設(shè)新技術(shù)方案競選，北京全路通信信號研究設(shè)計院上報 C

4、IPS方案勝出，并確定為成都北編組站系統(tǒng)集成商。2004 年，CIPS系統(tǒng)在鐵道部科技司立項研究，包括二大部分：其一是CIPS車站綜合信息管理分系統(tǒng)，采用自主創(chuàng)新研究路線；其二是CIPS集成控制分系統(tǒng)，采用了集成創(chuàng)新研究路線，主要包括 CIPS環(huán)境下的調(diào)機自動化、聯(lián)鎖自動化、駝峰自動化、停車器控制自動 化、外勤移動信息化以及信號監(jiān)測等子系統(tǒng)研究。2005年，CIPS系統(tǒng)在北京研發(fā)基地進入室內(nèi)仿真模擬階段；2005年12月通過鐵道部科技司支持的專家室內(nèi)審查，同意進入工程實施。2006年初，開始研發(fā)綜合管理后備系統(tǒng)（人工決策系統(tǒng)）。2006年系統(tǒng)在成都北站安裝調(diào)試。2007年4月18日，CIPS人

5、工決策系統(tǒng)及 CIPS集成控制系統(tǒng)首先投入正式使用。 CIPS以集成為核心 1.信息集成圍繞編組站整個生產(chǎn)加工流程，用統(tǒng)一的共享數(shù)據(jù)平臺取代TMIS TDC嘗信息分管模式，提高信息質(zhì)量，達到信息流與車流、作業(yè)流同步。2 .技術(shù)集成綜合應(yīng)用運輸生產(chǎn)技術(shù)、運輸管理技術(shù)、信號自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)，搭建跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的集成技術(shù)平臺。3 .功能集成實現(xiàn)編組站調(diào)度、決策、優(yōu)化、管理、控制功能的一體化，在功能的結(jié)合部開創(chuàng)更新、 更高的功能。4 .管控集成從治理管控分離著手，以管控結(jié)合為切入點，創(chuàng)造編組站列車、調(diào)車等各種進路在無人 參與下按計劃自動執(zhí)行的高級模式。5 .系

6、統(tǒng)集成CIPS =綜合管理系統(tǒng)+集成控制系統(tǒng)集成控制系統(tǒng)=（聯(lián)鎖+駝峰+停車器+機車遙控）X集成創(chuàng)新綜合管理系統(tǒng)=（TDCS + TMIS + , ） X原始創(chuàng)新編組站綜合自動化的內(nèi)容1 .地面系統(tǒng)自動化接車、發(fā)車、通過進路自動控制推峰、溜放進路與調(diào)速自動控制編組牽出與取送車進路自動控制調(diào)車機單機折返進路（頭部、尾部）自動控制本務(wù)機出、入庫進路自動控制駝峰股道封鎖、解鎖自動控制停車器制動、緩解自動控制2 .車載系統(tǒng)自動化推峰速度自動控制推峰停車、啟動、頓勾手臺遙控距離防護（阻擋信號或停車點）自動控制速度防護自動控制進路故障防護自動控制（檢查區(qū)段內(nèi)道岔表示正確與鎖閉 ）連接作業(yè)手持臺遙控編組站綜

7、合控制系統(tǒng)CIPS的構(gòu)成編組站綜合控制系統(tǒng)主要以目前國內(nèi)技術(shù)成熟的各種編組站過程控制分系統(tǒng)為基礎(chǔ)， 經(jīng)進一步開發(fā)與改進提升自動化程度，取消正常情況人工操縱介入，并保留原有手動模式作為降級處理后備手段。目前被集成到編組站CIPS系統(tǒng)中的各類分系統(tǒng)如下：1 .聯(lián)鎖自動化分系統(tǒng)在傳統(tǒng)的計算機聯(lián)鎖分系統(tǒng)與管理系統(tǒng)之間，設(shè)置了程序進路控制模塊（PRC,將管理系統(tǒng)下達的計劃指令解析成為進路始終端信息，實現(xiàn)編組站到達場、峰尾及出發(fā)場各種列車與調(diào)車進路的自動選路。2 .駝峰自動化分系統(tǒng)不僅僅實現(xiàn)了溜放勾計劃的聯(lián)機儲存，而且實現(xiàn)了解體順序、推峰時機、溜放時機、套溜、禁溜線取送車、機車上下峰及股道封鎖/解鎖等作業(yè)

8、無人參與，自動按照計劃指令的要求執(zhí)行，達到溜放進路、溜放調(diào)速、頭部調(diào)車的自動控制。3 .調(diào)機自動化分系統(tǒng)調(diào)機自動化子系統(tǒng)不僅限于推峰機車，其范圍覆蓋全站所有調(diào)機， 為管理系統(tǒng)提供機車位置與車況信息，并且在 CIPS豐富的共享信息平臺支撐下，調(diào)機自動化分系統(tǒng)可實現(xiàn)： 4.車載信息服務(wù)系統(tǒng)通過調(diào)機駕駛室內(nèi)的車載顯示器與打印機，向司機提供整個編組站場的表示信息，包括調(diào)車進路與信號；對應(yīng)調(diào)機的當(dāng)前計劃要求；調(diào)機自身位置、機車工況信息；平調(diào)燈顯對應(yīng)機車速度要求信息；當(dāng)前限速和防護距離信息；調(diào)車作業(yè)通知單車載打印。 5.推峰速度遙控系統(tǒng)該功能等效于傳統(tǒng)駝峰機車遙控系統(tǒng)功能，由于推峰過程中可準(zhǔn)確、動態(tài)地獲知

9、調(diào)機的在途車輛長度與重量，控制更加精準(zhǔn)。6.速度防護系統(tǒng)利用機車位置及計劃指令類型組合所對應(yīng)的調(diào)車速度上限，以及平調(diào)燈顯對應(yīng)的調(diào)車速度值，作為調(diào)車過程的超速防護門限，調(diào)車速度被限制在門限值以下。 7.距離防護系統(tǒng)調(diào)車過程中接近防護信號機時，若司機未及時采取有效制動措施，系統(tǒng)將根據(jù)至前進方向防護信號機的距離，按照制動曲線主動采取減速措施，確保不闖入信號機內(nèi)方。編組站CIPS系統(tǒng)的總目標(biāo)和意義編組站CIPS系統(tǒng)以信息集成為核心，將零散割裂的單元設(shè)備整合為統(tǒng)一的集成系統(tǒng)， 達到?jīng)Q策智能化、指揮數(shù)字化和執(zhí)行自動化，實現(xiàn)編組站大幅度減員增效，推動運營組織流程再造，提高生產(chǎn)的整體效率和效益，創(chuàng)建新一代編組

10、站現(xiàn)代化模式。擬通過整合現(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，結(jié)合調(diào)度計劃管理，集成創(chuàng)新，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，從集成中找效率、 要效益。其總體目標(biāo)體現(xiàn)在以下方面：1 .調(diào)度計劃自動執(zhí)行編組站CIPS系統(tǒng)首要目標(biāo)是將調(diào)度計劃中與站內(nèi)經(jīng)路有關(guān)的部分直接下達給控制系統(tǒng) 自動執(zhí)行，亦即以 CIPS管理系統(tǒng)所編制的接發(fā)車計劃、調(diào)車計劃、本務(wù)機站內(nèi)折返計劃、 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

11、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、人工智能、專家系統(tǒng)等方法，提供站內(nèi)調(diào)車機、線路與走行經(jīng)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(wù)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，動態(tài)優(yōu)化調(diào)整各計劃以適應(yīng)當(dāng)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；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與作業(yè)人員的大幅度減少

12、，以及站內(nèi)當(dāng)前所有工況盡收眼底，被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，獲得單一指揮、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；加大自動化力度；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(luò)時間；擴展調(diào)機司機和外業(yè)人員的信息視野；利用車號、燃軸等檢測信息預(yù)告服務(wù)于技術(shù)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

13、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(wù)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(yù)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)的飛躍和里程碑，為我國編組站下一輪現(xiàn)代化建設(shè)創(chuàng)造新的典范和模式，使我國的編組站整體技術(shù)達到世界領(lǐng)先水平。 編組站CIPS系統(tǒng)的應(yīng)用成果 成都北編組站自控效果1 .日辦理輛數(shù)1300輛，有調(diào)比93%2 .日自動辦理列車進路 340條，人工干預(yù)率 < 1%3 .日自動辦理調(diào)車進路 1100條，人工干預(yù)率 < 6%4 .日自動辦理溜放進路 1100條，人工干預(yù)率 < 0.2%5 .值班員平均每人每班，干預(yù)次數(shù)< 10次從以上數(shù)據(jù)看來，成都北編組站在應(yīng)用CIPS系統(tǒng)后作業(yè)已很高程度上實現(xiàn)了無人化，自動化，大大提高了作業(yè)效率，極大地降低了工作人員的負擔(dān)，體現(xiàn)了編組站自動化系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢。結(jié)束語編組站自動系統(tǒng) CIPS,引進了多項新技術(shù)、新方法，極大地提高了工作效率。隨著新 技術(shù)的不斷出現(xiàn)和應(yīng)用， 在我國鐵路事業(yè)未來的發(fā)展規(guī)劃中，