编组站综合自动化培训系统的设计与实现

２０１８年３月　铁道通信信号　Ｍａｒｃｈ　２０１８　第５４卷第３期　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　Ｖｏ１．５４　Ｎｏ．３　编组站综合自动化培训系统的设计与实现　刘　青　摘要：伴随着编组站综合自动化系统的普及，为使编组站作业人员能够掌握ＳＡＭ系统的功　能，并对作业人员进行实操培训及上岗考核，基于ＳＡＭ系统设计并实现了ＳＡＭ培训系统。主　要阐述了ＳＡＭ培训系统的整体框架，并重点描述车列走行仿真和教师机的功能设计。　关键词：编组站；综合自动化；ＳＡＭ系统；培训系统　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＡＭ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｒｓｈａｌｌｉｎｇ　ｙａｒｄ），ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　Ｍａｒｓｈａｌｌｉｎｇ　ｙａｒｄ　ｗｏｒｋｅｒｓ　ｃａｎ　ｍａｓｔｅｒ　ＳＡＭ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｏｆ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｅｒ—　ｓｏｎｎｅＩ　ａｎｄ　ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ＳＡＭ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＳＡＭ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＳＡＭ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ｆｏｃｕｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｒａｉｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｆｏｒ　ｔｅａｃｈｅｒｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｍａｒｓｈａｌｌｉｎｇ　ｙａｒｄ；Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ；ＳＡＭ；Ｔｒａｉｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＤＯＩ：１０．１３８７９／ｊ．ｉｓｓｎｌ０００—７４５８．２０１８—０３．１７３８３　近年来伴随着编组站的扩能改造工程，编组站　通过预先设置的特殊作业条件，或模拟现场设备故　综合自动化系统ＳＡＭ已经在全路１０余个编组站　障，进行ＳＡＭ系统作业的应急预案演练。　内投入运行使用，在车站的运输效率、安全生产、　２．通过导入历史数据或人工输入相关数据，　枢纽畅通等方面发挥了关键性的作用。ＳＡＭ系统　模拟现场作业及历史回放分析。历史回放信息的内　是我国铁路编组站综合自动化系统最先进的解决方　容包括全站综合表示信息、作业过程控制信息及操　案之一，不但集成了先进的技术设备，也包含了先　作表示信息等。　进的编组站管理理念。系统在大幅度减轻现场劳动　３．各培训终端可根据需要设置为系统的任一　强度的同时，对行车组织人员的计划能力、指挥能　岗位，可进行多岗位综合培训，也可进行单一岗位　力、协作能力，以及工作的规范性、严谨性也提出　的培训。　了更高要求。为了使编组站作业人员能够掌握　４．系统设置车站调度员终端、场调度员终端、　ＳＡＭ系统的功能，培养职工的实际操作能力，尽　车号员终端、列检与货检终端、到达值班员车务终　快适应新的作业模式，需要采用先进的计算机仿真　端、到达值班员操作终端、出发值班员车务终端、　技术，在已有技术基础上进行深化研究，研发并建　出发值班员操作终端、停车器操作终端、系统维护　设ＳＡＭ培训系统，实现丰富灵活的仿真与培训功　终端和培训总控终端等。　能，提高培训效率与质量，满足员工技术培训与考　５．通过各种预设场景，分岗位在模拟实战界　核的需求。　面上（包括站调终端、助调终端、调车区长终端、　１　ＳＡＭ培训系统功能　各场值班员／信号员终端等）进行操作。　１．模拟现场系统进行日常作业培训，也可以　２　ＳＡＭ培训系统模型架构　ＳＡＭ培训系统以投入运用的ＳＡＭ系统为原　刘青：中国铁道科学研究院通信信号研究所　工程师　１０００８１　北京　型，采用先进的计算机场景模拟技术，实现对作业　基金项目：中国铁道科学研究院基金项目．编组站ＳＡＭ系统　人员的岗前培训和对操作人员的能力考核等。在培　仿真培训系统研究．２０１６ＹＪ０５８　收稿日期：２０１７　０８　２１　训系统环境下，学员将通过操作仿真设备，模拟　ｂ…　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　Ｖｏ１．５４　Ｎｏ．３　２０１８　ＳＡＭ系统所涉及到的各岗位现场作业，从而实现　培训目的。ＳＡＭ培训系统的整体架构如图１所示。　囤圈　嚣嚣曰　［　堕　］　罱　图１　ＳＡＭ培训系统架构　ＳＡＭ培训系统整体架构由ＳＡＭ系统、车列　仿真、教师机、接口模拟等四大部分组成。　１．ＳＡＭ系统：使用各编组站现场实际应用的　系统软件搭建培训学员机，包括作业操作终端、作　业监控终端等，使培训系统的功能、岗位分配、操　作界面、作业步骤、操作方法与现场实际作业完全　一致，达到培训演练的目的。　２．接口模拟：使用原ＳＡＭ系统研发的各类模　拟技术进行部署，实现计算机联锁、驼峰过程控　制、停车器控制、ＣＴＣ／ＴＤＣＳ等系统与ＳＡＭ系　统之间的数据交互。　３．车列仿真：利用仿真技术模拟实现列车、　调车、本务机车在站内的走行，仿真车组的溜放过　程。　４．教师机：设置各类作业场景，实现培训系　统的数据初始化和培训过程的总控功能。　３关键技术的实现　３．１车列仿真功能　车列仿真功能是建立在计算机联锁系统之上，　不需要对真实的列车进行控制，只需要将运行中的　列车在系统中以区段占用、区段空闲的方式正确显　示出来即可。　该功能是在联锁模拟机建立好进路后，根据信　号开放的灯显颜色，区分该进路是列车进路还是调　车进路；依据进路锁闭状态、车列走行速度的设　置，向联锁模拟软件发送区段占用命令，使联锁模　拟软件将该区段置为占用状态；依据车列数量、走　行速度的设置，向联锁模拟软件发送区段出清命　令，使联锁模拟软件将该区段置为空闲状态，从而　达到仿真列车走行时的区段占用状态变化的目的，　实现列车的仿真走行。　当系统判断出是列车进路时，会依据作业计划　在进路起始区段生成车次信息，随时仿真走行过　程，自动修改车次信息的位置，并定时发送股道车　次信息。由于调车进路的主体运行对象为调车机车　或者本务机车，当系统判断出是调车进路，且该进　路起始区段上没有调车机车或本务机车对象时，系　统会默认生成本务机车对象，但系统提供人机界　面，可由人工将该对象设置为调车机车或本务机　车；如果进路的起始区段上已有调车机车或本务机　车对象，系统不再生成对象，该调车进路的仿真走　行状态由此机车对象的设置参数完成。仿真走行过　程中，实时向外发送调车机车或本务机车的位置信　息。车列仿真流程如图２所示。　车列仿真联锁模拟　＜　－ｔ模拟建立ｌｌ　进路　Ｉ　　＿＇１模警罨段ｌ　禽禽击　　１墨Ｉ　模拟区段　－由　出清　图２车列仿真流程图　３．２教师机功能　教师通过在教师机上导人预先设置的场景对学　员进行培训，也可以在培训过程中人工设置场景。　教师机可实现多种复杂场景的预先设置与过程模　拟，根据人机界面操作和场景，自动驱动培训过　程。　１．场景人工管理。操作人员可以通过文件读　取场景数据，或把场景数据保存到指定的文件中；　可以在软件界面上手动添加、删除、修改或排序场　景数据。　２．场景运行监控。操作人员可以通过培训题　铁道通信信号２０１８年第５４卷第３期　目的启动运行或暂停运行、场景的启动与暂停、场　景的复位与强制结束，来控制当前培训题目的执行　进程。　２．ＳＡＭ系统开通前，可以组织车站的作业人　员进行实际操作培训，掌握系统的操作方法，了解　系统功能，全方位保证系统顺利开通。　软件具有场景的自动管理与执行功能，能根据　集中控制实时库中的作业任务数据，在当前运行的　３．ＳＡＭ系统开通后，车站可使用培训系统对　作业人员进行实操培训、技能考核等，还可以作为　新员工的上岗培训及考核装备。　参考文献　培训题目中自动添加、修改或删除对应场景数据，　并根据作业实绩自动控制各场景的执行过程。　Ｅ１］崔炳谋，张朴，陈光伟．编组站综合自动化系统总体框　４结束语　ＳＡＭ培训系统已经应用于现场的教学培训，　架研究ＥＪ］．铁道运输与经济，２００７，２９（５）：４２—４６．　［２３刘青．编组站综合自动化系统模拟技术研究［Ｊ］．铁　道通信信号，２０１ｉ，４７（３）：４７—４９．　Ｅ３］宋宇，王健．编组站综合自动化实验室设计与规划　［Ｊ］．铁道通信信号，２０１ｉ，４７（３）：８４—７．　Ｅ４］柏春燕．构建ＳＡＭ模拟培训系统提升职教培训能力　ＥＪ］．甘肃科技，２０１３，２９（２３）：８２　８４．　［５］蒋熙，于勇，苗建瑞．编组站技术作业过程实时模拟培　训系统的研究＿Ｊ］．铁道学报，２００１，２３（４）：７－Ｉｉ．　在学员培训及员工考核等方面取得了较好的成果，　主要体现在以下３个方面。　１．现场设备安装前，可以组织电务、车站等　部门的相关人员进行系统的全面测试，保证系统功　能满足现场作业需求，并为车站制定作业办法提供　了依据。　（责任编辑：张利）　（上接第５页）　凝土轨枕板和整体道床在冲击作用下的易破损问　题，提高设备寿命预期。低噪声制动梁技术的应用　将有效解决现有制动轨减速器普遍存在高频高声压　级尖叫噪声问题，是环保价值和社会效益极高的新　产品。　进路排列自动化率高达９５　以上，车站基数较大　的信号员、外勤车号等岗位作业人员精简了７Ｏ　以上，有效保障了作业安全、减少事故发生，大幅　提高了编组站作业量。　目前，编组站综合自动化系统已在北京、西　安、成都、兰州、郑州等１Ｏ个路局开通运用，经　在驼峰控制技术方面，根据不同轴重货车的数　量及组合，将进一步研究针对既有编组场，如何保　证溜放车辆的控制精度及安全连挂的技术方案。　在编组站综合自动化技术方面，将借助最新的　济效益和社会效益显著。其中，西安铁路局新丰镇　编组站２０１４年１０月创下单日办理量３２１４８辆，全　路最高记录，为用户带来了可观的经济效益，深得　用户欢迎，具备良好的推广应用前景。　信息化理论与技术，借鉴和利用人工智能方面的研　究成果，深入研究作业安全综合保障技术，作业过　５编组站自动化技术的发展　现代化设备在编组站应用的实践表明：先进的　控制技术和信息技术，为编组站综合能力大幅度提　程的优化控制方法，作业信息的综合集成与利用，　推动编组站作业设备技术水平向着信息化、智能　化、自动化纵深发展。　参考文献　高、调车事故率显著下降、经济效益指标提升，提　供了强有力的技术支撑，为减少作业定员、提高车　站作业量提供了设备保障。编组站自动化技术大大　Ｅ１］林瑜筠，李鹏，李岱峰．铁路信号新技术概论［Ｍ］．北　京：中国铁道出版社，２００５．　［２］李岱峰，郭祥熹，张朴．Ｔ·ＪＫ　Ｔ·ＪＹ系列车辆减速器　ＥＭ］．北京：中国铁道出版社，２００２．　Ｅ３］周群．编组站驼峰自动控制系统的研究与实现ＥＪ］．铁　路计算机应用，２００３，７２（３）：３０—３２．　改善了工人的劳动条件，降低了工人的劳动强度，　提高了劳动效率，人车安全水平有了很大的提高。　随着我国铁路运输重载的不断发展，重载车辆比重　越来越大，为适应重载和环保的要求，多种新技术　将进一步应用于编组站。　Ｅ４］崔炳谋，张朴，陈光伟．编组站综合自动化系统总体框　架的研究［Ｊ］．铁道运输与经济，２００７（５）：４２—４６．　［５］邢科家。王健．新一代编组站综合自动化系统设计基　在驼峰调速设备方面，应用减速器钢台座轨道　板技术将提高钢台座轨道板受力强度，有效解决混　一本原则探讨ＥＪ］．中国铁路，２０１０（９）：４９—５２．　（责任编辑：张利）　８