編組站CIPS系統(tǒng)

1、編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)（CIPS）摘要：本文通過對(duì)編組站綜合集成自動(dòng)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(dòng)化的一些知識(shí)，突出自動(dòng)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(dòng)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(dòng)化技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，但 是，這些分門別類的系統(tǒng)往往是單獨(dú)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(dòng)化嚴(yán)重脫節(jié)，整體自動(dòng)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(shì)與運(yùn)輸生產(chǎn)需求的矛盾尤為突出。針對(duì)現(xiàn)有矛盾，編組站綜

2、合自動(dòng)化系統(tǒng)CIPS應(yīng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)編組站貨物信息流、車輛信息流、機(jī)車與調(diào)機(jī)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(duì)待“自動(dòng)化工廠”的流水線一樣，使整個(gè)“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(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，將作業(yè)效率提升至最高。CIPS簡(jiǎn)介CIPS（ 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(dòng)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(gè)崗位的所有專業(yè)信 息；而且針對(duì)

3、調(diào)度層的管理特點(diǎn)，自動(dòng)決策安排調(diào)度計(jì)劃；與自動(dòng)控制系統(tǒng)相連接，直接控 制自動(dòng)化系統(tǒng)并接受處理反饋信息，并且根據(jù)反饋信息自動(dòng)調(diào)整決策，從而實(shí)現(xiàn)了編組站內(nèi)的全面信息化與自動(dòng)化。CIPS系統(tǒng)由中國鐵路專業(yè)信號(hào)控制公司，北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院 （CRSCD研發(fā)。系統(tǒng)包含了四項(xiàng)專利技術(shù)，和所有計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的自主知識(shí)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(jì)院在新建成都北路網(wǎng)性編組站項(xiàng)目過程中不滿 足現(xiàn)有技術(shù)，提出了從加強(qiáng)車站信息化切入，管控結(jié)合，集中辦理，取消現(xiàn)場(chǎng)值班員的設(shè)計(jì)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(jìng)選，北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院上報(bào) CIPS方案勝

4、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(xiàng)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(jī)自動(dòng)化、聯(lián)鎖自動(dòng)化、駝峰自動(dòng)化、停車器控制自動(dòng) 化、外勤移動(dòng)信息化以及信號(hào)監(jiān)測(cè)等子系統(tǒng)研究。2005年，CIPS系統(tǒng)在北京研發(fā)基地進(jìn)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(jìn)入工程實(shí)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人工決策系

5、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(gè)生產(chǎn)加工流程，用統(tǒng)一的共享數(shù)據(jù)平臺(tái)取代TMIS TDCS等信息分管模式，提高信息質(zhì)量，達(dá)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(yùn)輸生產(chǎn)技術(shù)、運(yùn)輸管理技術(shù)、信號(hào)自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(tái)。3. 功能集成實(shí)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(diǎn)，創(chuàng)造編組站列車、調(diào)車等各種進(jìn)路在無人 參與下按計(jì)劃自動(dòng)執(zhí)行的高級(jí)模式。5系統(tǒng)集成CIPS

6、 =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(jī)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(dòng)化的內(nèi)容1. 地面系統(tǒng)自動(dòng)化接車、發(fā)車、通過進(jìn)路自動(dòng)控制推峰、溜放進(jìn)路與調(diào)速自動(dòng)控制編組牽出與取送車進(jìn)路自動(dòng)控制調(diào)車機(jī)單機(jī)折返進(jìn)路（頭部、尾部）自動(dòng)控制本務(wù)機(jī)出、入庫進(jìn)路自動(dòng)控制駝峰股道封鎖、解鎖自動(dòng)控制停車器制動(dòng)、緩解自動(dòng)控制2. 車載系統(tǒng)自動(dòng)化推峰速度自動(dòng)控制推峰停車、啟動(dòng)、頓勾手臺(tái)遙控距離防護(hù)（阻擋信號(hào)或停車點(diǎn)）自動(dòng)控制速度防護(hù)自動(dòng)控制進(jìn)路故障防護(hù)自動(dòng)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(tái)遙控編組站綜合控制系統(tǒng)CIP

7、S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(jìn)一步開發(fā)與改進(jìn)提升自動(dòng)化程度，取消正常情況人工操縱介入，并保留原有手動(dòng)模式作為降級(jí)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(dòng)化分系統(tǒng)在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖分系統(tǒng)與管理系統(tǒng)之間，設(shè)置了程序進(jìn)路控制模塊（PRC,將管理系統(tǒng)下達(dá)的計(jì)劃指令解析成為進(jìn)路始終端信息，實(shí)現(xiàn)編組站到達(dá)場(chǎng)、峰尾及出發(fā)場(chǎng)各種列車與調(diào)車進(jìn)路的自動(dòng)選路。2. 駝峰自動(dòng)化分系統(tǒng)不僅僅實(shí)現(xiàn)了溜放勾計(jì)劃的聯(lián)機(jī)儲(chǔ)存，而且實(shí)現(xiàn)了解體順序、推峰時(shí)機(jī)、溜放時(shí)機(jī)、套溜、禁溜線取送車、機(jī)車上下峰及股道封鎖/解鎖等作業(yè)無人參與，自動(dòng)按照

8、計(jì)劃指令的要求執(zhí)行，達(dá)到溜放進(jìn)路、溜放調(diào)速、頭部調(diào)車的自動(dòng)控制。3. 調(diào)機(jī)自動(dòng)化分系統(tǒng)調(diào)機(jī)自動(dòng)化子系統(tǒng)不僅限于推峰機(jī)車，其范圍覆蓋全站所有調(diào)機(jī)，為管理系統(tǒng)提供機(jī)車位置與車況信息，并且在 CIPS豐富的共享信息平臺(tái)支撐下，調(diào)機(jī)自動(dòng)化分系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)：4. 車載信息服務(wù)系統(tǒng)通過調(diào)機(jī)駕駛室內(nèi)的車載顯示器與打印機(jī)，向司機(jī)提供整個(gè)編組站場(chǎng)的表示信息，包括調(diào)車進(jìn)路與信號(hào)；對(duì)應(yīng)調(diào)機(jī)的當(dāng)前計(jì)劃要求；調(diào)機(jī)自身位置、機(jī)車工況信息；平調(diào)燈顯對(duì)應(yīng)機(jī)車速度要求信息；當(dāng)前限速和防護(hù)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(jī)車遙控系統(tǒng)功能，由于推峰過程中可準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)地獲知調(diào)機(jī)的在途車輛長(zhǎng)度與

9、重量，控制更加精準(zhǔn)。6. 速度防護(hù)系統(tǒng)利用機(jī)車位置及計(jì)劃指令類型組合所對(duì)應(yīng)的調(diào)車速度上限，以及平調(diào)燈顯對(duì)應(yīng)的調(diào)車速度值，作為調(diào)車過程的超速防護(hù)門限，調(diào)車速度被限制在門限值以下。7. 距離防護(hù)系統(tǒng)調(diào)車過程中接近防護(hù)信號(hào)機(jī)時(shí)，若司機(jī)未及時(shí)采取有效制動(dòng)措施，系統(tǒng)將根據(jù)至前進(jìn)方向防護(hù)信號(hào)機(jī)的距離，按照制動(dòng)曲線主動(dòng)采取減速措施，確保不闖入信號(hào)機(jī)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(dá)到?jīng)Q策智能化、指揮數(shù)字化和執(zhí)行自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)編組站大幅度減員增效，推動(dòng)運(yùn)營(yíng)組織流程再造，提高生產(chǎn)的整體效率和效益，創(chuàng)建新一代編組站現(xiàn)代化模式。擬通

10、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(tái)，結(jié)合調(diào)度計(jì)劃管理，集成創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)編組站決策、優(yōu)化、管理、調(diào)度、控制一體化，達(dá)到高度綜合自動(dòng)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(jì)劃自動(dòng)執(zhí)行編組站CIPS系統(tǒng)首要目標(biāo)是將調(diào)度計(jì)劃中與站內(nèi)經(jīng)路有關(guān)的部分直接下達(dá)給控制系統(tǒng) 自動(dòng)執(zhí)行，亦即以 CIPS管理系統(tǒng)所編制的接發(fā)車計(jì)劃、調(diào)車計(jì)劃、本務(wù)機(jī)站內(nèi)折返計(jì)劃、 調(diào)車機(jī)工作計(jì)劃等為依據(jù)，產(chǎn)生并向聯(lián)鎖、駝峰、停車器自動(dòng)化分系統(tǒng)實(shí)時(shí)下達(dá)調(diào)度指令， 操控進(jìn)路自動(dòng)辦理， 使編組站所有的列車進(jìn)路、調(diào)車進(jìn)路、機(jī)車走行進(jìn)路和溜放進(jìn)路自動(dòng)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程控制全面自動(dòng)化。2.

11、調(diào)度決策指揮自動(dòng)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(jī)、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(shí)現(xiàn)站內(nèi)車站班計(jì)劃、階段計(jì)劃、車流推算、調(diào)車計(jì)劃、本 務(wù)機(jī)折返和調(diào)車機(jī)調(diào)動(dòng)等計(jì)劃的自動(dòng)編制；同時(shí)，隨著執(zhí)行過程的自動(dòng)反饋，動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整各計(jì)劃以適應(yīng)當(dāng)前情形，從而真正實(shí)現(xiàn)調(diào)度決策指揮自動(dòng)化。3. 大幅度減員增效通過調(diào)度計(jì)劃的計(jì)算機(jī)輔助決策指揮；計(jì)劃統(tǒng)一編制、動(dòng)態(tài)調(diào)整以及扁平化管理；計(jì)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(dòng)化程度的大幅度提高與作業(yè)人員的大幅度減少，以及站內(nèi)當(dāng)前所有工況盡收

12、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(yùn)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(dòng)化力度；取消 人工計(jì)劃布控、作業(yè)人員橫向溝通協(xié)調(diào)及實(shí)況匯報(bào)等通信聯(lián)絡(luò)時(shí)間；擴(kuò)展調(diào)機(jī)司機(jī)和外業(yè)人員的信息視野；利用車號(hào)、燃軸等檢測(cè)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(shí)間與停留時(shí)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

13、號(hào)識(shí)別、軸溫探測(cè)、脫軌器表示、 電務(wù)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)控、電源監(jiān)測(cè)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(gè)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(dòng)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(dá)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(dòng)辦理列車進(jìn)路 340條，人工干預(yù)率 < 1%3. 日自動(dòng)辦理調(diào)車進(jìn)路 1100條，人工干預(yù)率 < 6%4日自動(dòng)辦理溜放進(jìn)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(shí)現(xiàn)了無人化，自動(dòng)化，大大提高了作業(yè)效率，極大地降低了工作人員的負(fù)擔(dān)，體現(xiàn)了編組站自動(dòng)化系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢(shì)。結(jié)束語編組站自動(dòng)系統(tǒng) CIPS，引進(jìn)了多項(xiàng)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，我