TW-2駝峰自動化系統(tǒng)發(fā)展設想(需求篇)

TW—2駝峰自動化系統(tǒng)發(fā)展設想需求篇

丁昆根據(jù)本次TW—2系統(tǒng)升級原則，針對本次上層部分升級提出以下新的需求，這些需求主要是面向TW系列設備長期在現(xiàn)場應用中反應最強烈，來自于用戶呼聲最高的問題；有些需求是根據(jù)現(xiàn)代計算機技術發(fā)展而過去不能實現(xiàn)但現(xiàn)階段可實現(xiàn)的。原有功能與邏輯如果沒有發(fā)生變化，不列入新的需求中重新描述。1，調速業(yè)務需求(1)超速的對策駝峰自動化應用中調速方面現(xiàn)場呼聲最高的莫過于勾車在減速器上超速出口，雖然就局部控制而言，這類超速是由于針對該勾車的減速器制動能高不夠引起的，超出了系統(tǒng)的調節(jié)范圍，但是從整體上我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^提高系統(tǒng)的智能化程度采取最大限度的補救措施，使超速現(xiàn)象較現(xiàn)狀有所改善。當二部位超速出口時，意味著三部位有可能超速入口，同時該勾車可能制動摩擦系數(shù)較低導致三部位上的制動能高也不足。由于超速入口而導致的勾車不能闖開口，使得問題勾車在三部位上的制動能力不夠問題被放大了。如果出二部位超速的勾車在進入三部位之前提前制動(提前到減速器控制器JB接收到該勾車命令并且進入準備執(zhí)行狀態(tài)時)，確保勾車“闖開口”，改善其在三部位上的控制效果，即超速車使得后續(xù)減速器提前進入制動狀態(tài)，不必等到踏板進軸或軌道電路壓入開機。如果某勾車的車輪與減速器制動軌間的摩擦系數(shù)偏小，往往同一勾車在不同部位的減速器有一致的制動能高偏低的表現(xiàn)，那么當勾車通過二部位時，即便出口不超速(二部位減速器自身的制動能高較大，并且通常需要被“吃掉”的能高也不大)，也可以通過統(tǒng)計其勾車在二部位的制動能高的利用程度與制動減速效果，綜合評估勾車的制動摩擦系數(shù)，確定是否必要減少或取消該勾車在三部位減速器放頭攔尾量，加強后續(xù)減速裝置的制動效果。勾車當前位置動態(tài)數(shù)據(jù)勾車前部走行中的動態(tài)距離(以峰頂光擋為原點或以一分路入口為原點)勾車后部走行中的動態(tài)距離(以峰頂光擋為原點或以一分路入口為原點)精確二部位間隔調速進路異常邏輯情況下的極限調速在側沖或追勾檢查計算中考慮減速度因素計算二部位目標速度由查表法改為數(shù)學模型計算法回歸統(tǒng)計調整三部位目的調速氣象參數(shù)參與模型計算勾車溜放阻力等級估算與應用2，溜放業(yè)務需求溜放上層跟蹤與控制上下層重新分工勾車跟蹤從峰頂光擋開始，包括進路上的所有區(qū)段速度跟蹤、位置跟蹤結合到邏輯跟蹤中勾車長度峰頂測量誤報警的對策系統(tǒng)報警多及誤報警是TW-2系統(tǒng)受到評說較多的另外一個問題，涉及到溜放進路部分的原因是系統(tǒng)對勾車溜放跟蹤的唯一信息源是軌道電路，沒有類似于其他駝峰自動化系統(tǒng)加裝道岔計軸等手段獲得冗余信息。當軌道電路本身在溜放過程中工作不正常或者車輛輪軸導電性不好造成分路不良時，可能會導致系統(tǒng)誤判斷而誤報警，甚至可能誤處理，例如我們常見的誤報釣魚等，這似乎是我們系統(tǒng)的缺陷，但我們系統(tǒng)室外探測裝置安裝數(shù)量少又是一個突出的優(yōu)勢，此前我們已經(jīng)利用了分路道岔的雙區(qū)段軌道電路，使系統(tǒng)具有了特別的智能化判斷，有限的信息得到了充分的利用。我們?nèi)匀粦摫３治覀兿到y(tǒng)的風格，但是我們可以進一步不僅僅局限在某組道岔的軌道電路信息作出判斷，而是擴大至利用相關的軌道電路(其他分路道岔雙區(qū)段軌道電路、背向道岔軌道電路、警沖標軌道電路、減速器軌道電路等)在溜放時的聯(lián)動規(guī)律獲得冗余探測信息，進一步挖掘探測信息的利用率，使得個別軌道電路誤動作能夠被識別出來，避免或減少誤動作引起的誤報警乃至誤處理。防側沖判斷與處理邏輯完善上級道岔防護邏輯發(fā)生道岔恢復或失去表示后，操作上級道岔規(guī)避后續(xù)勾車沖突的防護邏輯盡量延伸的道岔控制轉轍邏輯3，計劃處理業(yè)務需求勾可細化至車輛的計劃數(shù)據(jù)處理4，聯(lián)鎖業(yè)務需求軌道電路故障的智能判別，更加嚴格或合理的解鎖機制基于走行速度的檢查機制(3)進路編排ID信息的應用(4)進路類型的細化與個性化聯(lián)鎖邏輯列車進路分為客車進路、貨車進路、單機進路調車進路包括車列長度參數(shù)進路中包括是否超限參數(shù)(5)作業(yè)中特殊情況的防護越過防護信號的預先防護闖入關閉信號的應急防護5，信息化需求本次升級我們涉及一個重要主題——按照信息化的理念重新設計與實施上層管理系統(tǒng)，大家可能很快聯(lián)想到是指采用數(shù)據(jù)庫技術，但是僅有這個意識還不夠，第一是要采用信息化的理念解決過去無法實現(xiàn)甚至不敢設想的實際問題，其次才是在設計與實現(xiàn)中采用信息化的方法、手段與工具。那么，信息化到什么程度？駝峰自動化的信息化具體涉及到哪些方面？如何運用信息化？這是我們在升級過程中要研究的問題。根據(jù)我們多年的經(jīng)驗涉及信息化我們提出如下問題：(1)分析故障大家都有現(xiàn)場故障分析的經(jīng)歷與經(jīng)驗，即現(xiàn)場反饋問題時通過遠程診斷查取數(shù)據(jù)，或遙控現(xiàn)場查詢，將資料傳回，分析研究資料后給出現(xiàn)場結論性意見，并向現(xiàn)場解釋為什么。我們常利用系統(tǒng)提供的有限資料信息推理現(xiàn)場遇到問題的實質，這些問題涉及溜放、聯(lián)鎖或調速等所有可能發(fā)生的情況；問題起因可能來自車輛、作業(yè)方式、操作、設備故障或缺陷、系統(tǒng)軟件處理等；涉及的技術可能是邏輯方面的，也可能是數(shù)值方面的；推導得出的結論通常是唯一的，即使不唯一，可能性也在一個很小的范圍內(nèi)?？梢哉f判別我們一線服務員工技術水平高低的重要方面就是看誰分析得又快又準。過去我們分析的數(shù)據(jù)大都是文本記錄，按照發(fā)生事件的時間排序，各種信息混雜在一起，說實話閱讀起來很費勁。雖然我們提供了查詢界面試圖過濾掉某些無用的信息，但是如何正確選擇過濾條件則是另外一個大有學問的問題，弄不好丟失點關鍵信息分析起來就難了。我們要問：記錄的數(shù)據(jù)是否足夠詳細？記錄的數(shù)據(jù)是否足夠準確？是否有更好的辦法對數(shù)據(jù)準確提取與排序？是否能提供基于原始數(shù)據(jù)經(jīng)計算得到的中間數(shù)據(jù)，便于分析？是否對數(shù)據(jù)有規(guī)范易懂的表現(xiàn)方式，包括數(shù)據(jù)的圖形化，利于分析？是否可以通過軟件程序智能分析，自動得出正確的結論？特別是系統(tǒng)智能分析功能，我們有理由相信，面對相同的數(shù)據(jù)來源，人能夠做到的分析，利用計算機編程也應該能夠分析出來，且一定比人快，并能始終保持統(tǒng)一的分析水準。如果系統(tǒng)具有準確深刻的智能分析功能，那么對現(xiàn)場人員的技術素質就可以不要求那么高；就不會因我們技術隊伍人員的水平而影響服務水平；也不會因為分析原因過于神秘而影響現(xiàn)場各個責任部門對事態(tài)的把握。如果系統(tǒng)對所有的作業(yè)均通過智能分析過關，一些問題可能在有預兆時就能被及時發(fā)現(xiàn)與克服；不足以引起注意的小問題也能被及時發(fā)現(xiàn)，并得到進一步的統(tǒng)計與總結歸納。但是，我們過去的文本信息格式很難支持這類智能分析，也很難讓當今現(xiàn)成的數(shù)據(jù)分析軟件工具有用武之地。(2)測長測長不準是我們系統(tǒng)被指責的問題之一，但是當我們派人到現(xiàn)場處理時，現(xiàn)場反映的問題很難捕捉，搞不清楚到底怎么回事。如果我們擁有對股道測長數(shù)值(包括走長、鑒停長度與計算長度)變化的長期跟蹤記錄數(shù)據(jù)，并可以通過直觀的方式展現(xiàn)出來將會如何？如果這些數(shù)據(jù)與進入股道的溜放勾車或調車數(shù)據(jù)關聯(lián)起來將會如何？如果通過這些數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)測長存在問題，是否可以通過軟件進行分析，并具體給出超臨界值警告、調整建議甚至調整參數(shù)？記得我們曾經(jīng)專項提出并實踐過記錄股道的測長值變化，并圖示出來，但因為功能較單一而沒有正式投入使用。那是因為我們有信息化的需求但沒有信息化的系統(tǒng)知識與認識高度。道岔動作次數(shù)當我們駝峰微機進路控制在第一個試點站投產(chǎn)時，現(xiàn)場就有了記錄道岔轉轍機轉換次數(shù)，并作為轉轍機狀態(tài)修數(shù)據(jù)依據(jù)的需求，我們也曾經(jīng)搞了一個可清零的計數(shù)器實時記錄，并可通過維護命令手段讀取，但是不實用，因為沒有可按日、月、年查詢的報表報告。如果具有定期報表，報表中除動作次數(shù)外，還可以有平均轉轍時間、平均定至反轉轍時間、平均反至定轉轍時間等參數(shù)。用戶提出減速器狀態(tài)南京東駝峰自動化改造時，上海鐵路局電務處曾經(jīng)建議我們統(tǒng)計減速器的動作次數(shù)、累積制動時間、累積通過的車輛數(shù)，累積通過的勾車數(shù)、其中超速的勾車數(shù)，并按日、月、年進行報告，用于現(xiàn)場掌握減速器狀態(tài)，對比大修前后或調整前后的效果。按照這個思路，是否可以進一步通過分析計算出車輛的平均制動時間、平均減速度、平均推算制動能高、平均緩解時間、平均出口控制誤差等等，并按年、月、日畫出其變化曲線，觀察其性能變化規(guī)律，設定其維護調整或大修的臨界值。這是一件非常有意義的事情，可用于主動評估減速器的狀態(tài)及其對調速的定量影響，指導維護，具有這項獨特功能的駝峰自動化系統(tǒng)定會加大與競爭對手的差距。(5)回放問題當前系統(tǒng)回放已經(jīng)屬于駝峰自動化的基本功能，我們原有的TW-2系統(tǒng)回放不好用，曾經(jīng)關鍵時刻掉鏈子，而且僅有的圖形回放中只有邏輯部分，缺失數(shù)值部分(速度、長度、重量、計軸等)。在CIPS開發(fā)中，我們采用了對送往客戶端的通信數(shù)據(jù)(多波數(shù)據(jù))截獲、壓縮入庫、還原技術，更加真實且全面，除站場圖外還有指令集、技術作業(yè)圖表、列車表等動態(tài)界面的同步回放，達到了情景再現(xiàn)的更高層次。CIPS采用的方法具有通用性，與送往客戶端的數(shù)據(jù)結構設計本身關系不密切，可值得駝峰自動化借鑒。(6)智能處理如果說我們前面提到的故障智能分析屬于事后分析，并且可以得出正確的結論，那么這種分析是否可應用在控制過程實時處理中？如果分析的結論是確定無疑的，是否可以智能處理，導向安全、可用，將事態(tài)的影響降低到最小程度？我們系統(tǒng)過去已經(jīng)具有故障報警或安全處理功能，但是主要來源于當時的現(xiàn)狀在狹窄的取數(shù)范圍內(nèi)進行簡單的邏輯判斷，沒有追朔之前發(fā)生的歷史數(shù)據(jù)，沒有廣泛地利用信息資源，因此智能化程度不高，發(fā)生誤報警乃至誤處理。如果不僅僅使用當前數(shù)據(jù)，而且當前已經(jīng)消失的歷史數(shù)據(jù)；不僅僅使用邏輯數(shù)據(jù)，還結合數(shù)值數(shù)據(jù)；不僅僅使用單一設備或單一勾車的數(shù)據(jù)，還利用了其他設備或結合了其他勾車的數(shù)據(jù)，那么系統(tǒng)的智能化程度將大大提高，利用周邊信息識別減少探測信息的不正確導致的誤報警與誤處理，這種新思維可以用于聯(lián)鎖、溜放進路、調速等各個方面。當系統(tǒng)智能化程度不高時，一旦發(fā)生異常我們往往簡單地導向安全從而降低了系統(tǒng)的可用性，如果有了基于信息化與信息分析處理的智能，到底是作業(yè)中的客觀事實還是探測設備的錯誤輸入可以被發(fā)現(xiàn)與識別出來，那么我們就可以正確報警與正確處理，避免因輸入錯誤導致的錯誤處理，提高系統(tǒng)的可用性。信息化對精調的作用曾經(jīng)布置過一個改進題目，即通過三部位入口速度的統(tǒng)計計算二部位出口速度要求的修正量，但是最后由于種種原因不了了之。我們開通的站場經(jīng)常由于二部位目的調速出口目的定速要求給定不合適而影響現(xiàn)場使用效率，這種情況發(fā)生在了新豐鎮(zhèn)駝峰、阜陽駝峰等站，遺憾的是面對這種情況如果調試人員的經(jīng)驗不夠，往往聽之任之，即便發(fā)現(xiàn)不對勁或現(xiàn)場作為問題反映上來，也沒有定量調整依據(jù)。該需求的是根據(jù)早先我們二部位對不同股道、不同重量等級有一個基本速度表，通過分股道、分重量等級、識別其二部位的實際出口速度接近基本速度、剔出不合理數(shù)據(jù)的情況下分別統(tǒng)計三部位平均入口速度，并且根據(jù)統(tǒng)計實際平均人口速度與期望的三部位入口速度值(例如18公里/小時)的偏差值計算二部位基本定速修正偏移量。早期信息化的嘗試經(jīng)驗TW-2系統(tǒng)曾經(jīng)應用過低端數(shù)據(jù)庫保存勾車數(shù)據(jù)、車輛通過減速器數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)變量數(shù)據(jù)(用于回放)，實現(xiàn)基本的運營統(tǒng)計、維護統(tǒng)計、調速曲線繪制、減速器控制精度統(tǒng)計、回放等應用，這是一種嘗試與經(jīng)驗，今天回頭看存在如下問題。受到當時對信息化認識的局限，數(shù)據(jù)庫設計不合理，數(shù)據(jù)太寬，數(shù)據(jù)庫提供的數(shù)據(jù)檢索與處理能力無法發(fā)揮出來；數(shù)據(jù)庫設計不合理,數(shù)據(jù)之間的關系不當，因此許多應用應該發(fā)生關聯(lián)的沒有發(fā)生關聯(lián)，例如回放沒有減速器的參數(shù)就是一個例子；數(shù)據(jù)不是從源頭、從一開始就入庫，而是事后整理，因此過程處理所應用的信息與后期應用的信息不是同一個數(shù)據(jù)，即過程中沒有用到數(shù)據(jù)庫技術，而事后整理的二手數(shù)據(jù)有失真和遺漏，數(shù)據(jù)保存、傳輸冗余嚴重且發(fā)生不一致。二手數(shù)據(jù)的整理過程上層、下層程序處理沒少費盡，例如上層組裝的永遠難以準確客觀的勾車記錄；下層組裝勾車通過減速器的記錄等等；>分而治之，難以替代文本記錄，即以文本方式記錄文件信息不能完全被數(shù)據(jù)庫記錄所覆蓋；>數(shù)據(jù)的不規(guī)范、不合理導致所保存的數(shù)據(jù)再分析與再應用功能受到限制，滿足一種用途就難以滿足另外的用途。綜上所訴，這些問題和教訓不應該帶入新的升級中。升級后對信息化的要求健全的基礎數(shù)據(jù)