1 概述

  CIPS是当前世界各国铁路综合自动化发展的趋势,是建立编组站高效、高质量和高优化度的综合集成自动化系统的主流产品。铁路编组站作为我国铁路路网的重要组成部分,信息化和自动化的发展应用是我国铁路整体技术发展水平的重要标志。目前,国内外铁路编组站已经逐步实现全面信息化和自动化的发展过程,作为企业专用铁路车站,研究国铁编组站先进控制系统在企业专用铁路车站的应用具有深远的意义。

2 企业专用铁路车站与国铁编组站的不同点

  与国铁编组站以运输为目的、以列车运行图为基础的运输作业方式不同,企业专用铁路运输生产是围绕企业自身的生产流程顺畅,保证企业正常生产为目的来进行的。以某钢铁企业专用铁路为例,其主要不同点如下。

  1)保证企业生产过程中所需要原料的到卸

  企业专用铁路车站每天到达的列车除特殊情况需要到达空车外,其余到达的皆为企业生产所需的原材料,品类不多,与国铁不同。国铁编组站主要以列车中转为目的,到达列车货物种类繁多。

  2)保证成品外发

  企业专用铁路车站每天发出列车除特殊情况外基本为生产出的成品,如钢轨、热轧板等,主要目的地参考定单而定。而国铁编组站发出的列车只参考目的地,不以货物种类区分。

  3)保证企业内部的特殊作业需求

  如钢铁企业内部的运渣作业,由于生产过程中有残留的杂物需要更换地点进行处理。

3 CIPS系统在企业专用铁路车站的应用方案

  考虑上述企业专用铁路编组站与国铁编组站的不同,CIPS要想应用于企业专用铁路车站,需要在国铁编组站CIPS系统的基础上,结合其特殊作业方式,重新设计开发一系列适用于企业专用铁路车站特点,满足其作业需求,并能够显著提高其作业效率的CIPS系统。

  因此,首先从站场的布局决定了大多数企业专用铁路的货物线较多,而这些货物线大多是以尽头线的形式存在,这就决定平面调车是企业专用铁路中作业的主要方式。

  其次,市场的多样化和阶段性需求决定了企业专用铁路的作业具有不规则性,列车运行图对企业专用铁路来说,仅仅是起到记录的作用,所以在国铁中围绕列车运行图为基础的设计原则在企业专用铁路中不适用,应充分考虑其作业的不规则性,设计特有的企业CIPS系统。

  最后,企业专用铁路车站拥有大量企业自备车,用来完成企业内部的特殊作业。

  3.1 系统组成

  根据企业车站铁路特点及需求,企业CIPS系统应具备信息化部分和控制部分。

  企业车站铁路综合自动化系统的信息化,应提供公共、权威和唯一的共享信息和处理平台,作为整个运输系统综合自动化系统的核心。信息系统综合运用了运输生产技术、运输管理技术、信号自动化技术、计算机技术、网络技术、信息技术和系统工程技术,集成了铁路运输调度、决策、优化、管理、控制等功能。

  企业车站铁路综合自动化系统的控制部分,以区域联锁/集控联锁和驼峰控制系统为基础,负责企业车站铁路的运输调度指挥与控制管理。

  3.2 系统结构

  在国铁编组站CIPS系统结构的基础上,企业车站系统主要由大厅硬件结构和终端设备结构组成,具体内容如下。

  1)调度大厅硬件结构,如图1所示。

  2)终端设备结构,如图2所示。

  3.3 信息系统与控制系统接口

  以某钢铁企业站场为例,其信息系统与控制系统接口如图3所示。

4 企业专用铁路车站CIPS系统功能

  为实现企业铁路车站综合自动化功能,下面分别介绍各子系统及其功能。

  1)调度子系统功能

  根据企业专用车站的实际情况,将全厂划分为若干个区域,区域调度子系统按照企业专用车站生产计划和铁路货车到发列车的信息,分别为各区的运输调度人员提供一个铺画编制/调整修改/下达部署站内阶段计划的管理工具。

  调度阶段计划是指导区域运输生产的综合计划,作为其他子系统单项计划的信息源,并随着行车/调车计划的落实和细化而同步更新。

  2)行车指挥子系统功能

  行车指挥子系统以列车对象,对进/出车站的列车作业进行统一指挥和管理,包括列车接车作业、发车作业计划和执行过程;到达/出发列车预确报作业处理;以列车为单位的企业专用车站与铁路局之间的车辆交接作业;列检、商检作业管理等功能。

  3)现车/调车管理子系统功能

  现车/调车管理子系统集中统一管理站内各存车线的所有现在车,各区域调度台和作业点的人员可随时查看到线路内的现车(计划现车或实际现车),并提供对现车属性随作业需要加以改变的操作手段。

  4)自动执行子系统功能

  基于行车计划、调车作业计划和机车工作计划,自动执行子系统将各种计划的输出组合成统一的调度指令。按进路所在区域向联锁系统或驼峰系统下达指令,各控制系统的PRC模块将指令解析为进路的始终端,并自动按计划要求办理进路。自动执行子系统要具有路径决策和优化功能,以及作业发生冲突时的优选功能。

  5)货运管理子系统功能

  货运管理子系统在货运计划功能方面为有关岗位提供管理待卸/已卸、待装/已装车辆的手段,指挥安排装卸地点,掌握装卸进度。

  6)机车管理子系统功能

  机车管理子系统提供企业专用铁路车站机车的管理功能,不仅具备与调车作业紧密关联的机车作业生产管理,还包括机车上油、检修、待令、整备等非生产管理,为相关人员掌握机车运用动态和机车调度提供管理手段。

  7)设备运营管理功能

  设备运营管理子系统主要功能是铁路运输部门生产设备的台帐管理,包括:

  企业内部车辆管理;

  机车管理;

  室外信号设备管理;

  线路维护/施工管理;

  计算机设备管理。

  8)信息维护子系统

  信息维护子系统用专用的图形界面或表格界面提供一组针对信息系统基础字典的查看、维护手段,而非直接修改数据库字典数据。

  9)表示墙监控子系统

  在调度中心新增DLP表示墙及其服务设备,表示墙监控子系统为调度大厅所有人员提供公共综合站场表示,全面展现整个企业铁路的生产工况。

  10)有线网络子系统

  有线网络子系统采用以太网数据通信,主干网络以调度中心为核心,通过环站场光纤与站内各节点采用星形连接,通道按双冗余设计,并且保证不同主备双通道经由不同的物理光缆。光缆应采用综合布线,即信息系统的生产网、联锁系统的安全局域网、视频监视系统、企业办公系统共用光缆,但同缆不同芯。

  11)无线网络子系统

  无线网络子系统主要用于地面与调机自动化系统的调机设备之间通信,采用无线局域网(WLAN)技术,与有线局域网无缝衔接,在站场各处设置基站,从有线网的各节点处接入,确保无线信号覆盖整个站场。

  12)网络安全子系统

  网络安全子系统包括防火墙、病毒防治等手段,构建安全防护体系。

  13)时钟同步子系统

  时钟同步子系统从调机系统的地面GPS基站获取卫星时钟源,通过授时系统向信息系统内的所有计算机设备,以及与信息系统之间采用以太网接口的其他控制系统统一授时,同步整个综合自动化系统的时钟。

  14)调机自动化子系统

  调机自动化子系统由地面设备、传输设备和车载设备组成。地面设备由信息系统的服务器和GPS基站组成;传输设备由信息系统的有线通信功能和无线通信功能共同组网构成数据传输通道;车载设备包括车载主机、车载显示器、车载网络基站、车载GPS定位、车载打印机、车载测速传感器和车载机电接口。

  调机自动化子系统的功能:

  机车定位功能;

  车载信息化功能;

  车载打印功能;

  推峰遥控功能;

  调车安全防护功能。

5 企业专用铁路车站CIPS系统特点

  因现行企业专用铁路车站信息化的起点较低,信息化改造后,将大大改善调度指挥环境、降低调度的劳动强度、提高调度指挥水平和生产管理的现代化水平。与此同时,基于现代化信息平台调度与指挥的方式与习惯会发生较大改变。

  1)大集中

  在运输组织结构优化的基础上,由分散在各站、各区的现场调度与不同操控点控制,集中为全厂铁路运输在铁路调度控制中心统一调度与集中控制,实现高度集中,优化生产管理模式。

  2)调度扁平化

  由异地三级调度改为同地一级调度,取消基数较大的区域调度,由分散决策改变为高度集中的统一指挥,实现生产指挥结构的扁平化。

  3)指挥数字化

  利用信息化平台实现调度对现场各生产岗位的指挥数字化,代替大量的口头指挥及生产情况的收集与掌控,提高指挥的精细化水平和效率,提高调度计划部署的准确性,在联系环节上降低调度员劳动强度的同时,也减轻现场各岗位的劳动强度。

  4)执行自动化

  有了统一信息平台,并通过管控一体化技术和信息联锁技术驱动各站的联锁,可实现全厂列车、调车进路的自动控制,代替人工操作与办理,大大提高铁路运输的自动化水平,为减员增效和提高劳动生产率创造条件。

  5)减员增效

  在信息化技术和管控一体化技术的支持下,智能化功能代替人的脑力劳动;自动化和信息化技术代替人的体力劳动,为企业铁路车站运输生产流程再造、运输组织结构调整和大幅度减员增效创造有利条件。

6 结论

  综上所述,编组站综合自动化 CIPS系统不仅应用于国铁编组站,也可以应用于企业专用铁路车站,为实现信息化功能,达到信息共享,管控一体等目标提供保障,是企业专用铁路车站发挥更大社会效益和经济效益,完成快速发展的必由之路。

参考文献

  [1]吴长厚.陶德高.铁路编组站自动化概述[J].铁道运输与经济,2006(2):1-3.

  [2]丁昆.编组站CIPS项目在成都北站试验成功[J].铁路通信信号工程技术,2008(5):1-3.

  [3]丁昆.成都北编组站综合集成自动化系统[J].中国铁路,2006(11):46-48.

  [4]刘海珠.CIPS系统环境下编组站运营组织模式研究[J].铁道企业管理,2009(7):8-9.

  [5]耿颖.丁昆.我国铁路编组站综合集成自动化的发展[J].中国铁路,2008(9):18-23.

  [6]丁昆.信息联锁技术[J].铁路通信信号工程技术,2010,7(5):12-16.

  [7]姜志武.基于CIPS的编组站综合集成自动化系统的设计实现与运用[J].科技资讯,2007(3):199-200.

  [8]李力.管理信息系统的开发模式与编组站CIPS特点[J].铁路通信信号工程技术,2006,3(4):29-31.

  [9]杨光伟,宁红军,孙玉富.编组站基于CIPS系统车站技术作业图表自动铺画功能的研发[J].铁路通信信号工程技术,2017,14(1):26-27.

  [10]马小平,丁昆.路编组站综合自动化系统CIPS[J].甘肃科技.2011,27(14):76-78.

  [11]耿颖.智能综合集成自动化是我国铁路编组站现代化的发展方向[J].铁道企业管理.2009(7):8-9.

  [12]丁昆,李力.我国铁路编组站信息化技术发展策略[J].铁道运输与经济,2006,28(7):67-69.

  [13]齐培.CIPS综合管理系统在工矿企业的应用[J].铁路通信信号工程技术,2009,8(6):1-3.

  [14]北京全路通信信号研究设计院.铁路信号设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2006.

  [15]朱宏舟.CIPS系统在武汉北编组站的应用[J].中国新技术新产品,2010(20):9-10.