《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２０）—第五部分 綜合《鐵路大型編組站計(jì)劃智能執(zhí)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用》

本期項(xiàng)目簡(jiǎn)介

完成單位: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司; 北京華鐵信息技術(shù)有限公司

主要完成人: 姚宇峰、 蔣元華、 劉青、 甘露、 田志春、 王振宏、 宋宇、 許展瑛、 胥昊、 王晶

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　(一)項(xiàng)目背景

　　編組站是鐵路貨運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,擔(dān)負(fù)樞紐或區(qū)域內(nèi)車流、貨流的匯集、疏解功能。

　　本項(xiàng)目突出強(qiáng)調(diào)“信息化、自動(dòng)化、智能化冶三大技術(shù)路線,將現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)或方法滲透到編組站管理決策、調(diào)度指揮、執(zhí)行控制等多個(gè)業(yè)務(wù)層面,進(jìn)一步強(qiáng)化技術(shù)體系能力,以達(dá)成技術(shù)先進(jìn)、功能完善、結(jié)構(gòu)合理、管理科學(xué)、經(jīng)濟(jì)適用、安全可靠的目標(biāo)。本項(xiàng)目解決了以下幾個(gè)問(wèn)題:

　　(1)路局、車站、站區(qū)之間調(diào)度與作業(yè)信息交互不充分、不融通,聯(lián)勞協(xié)作成效不彰。

　　(2)站內(nèi)作業(yè)管控系統(tǒng)分立,作業(yè)信息流轉(zhuǎn)不暢,缺乏一體化綜合作業(yè)平臺(tái)。

　　(3)作業(yè)計(jì)劃編制與調(diào)整主要依靠人工,水平參差不齊,質(zhì)量無(wú)法保證,準(zhǔn)確性不高,精細(xì)度不足。

　　(4)作業(yè)資源運(yùn)用與控制智能化、自動(dòng)化水平與層級(jí)較低,計(jì)劃執(zhí)行偏差較大,兌現(xiàn)率較低。

　　(5)作業(yè)數(shù)據(jù)碎片化嚴(yán)重,無(wú)法為編組站作業(yè)決策分析提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　(6)未實(shí)現(xiàn)編組站作業(yè)全領(lǐng)域、全流程的安全防護(hù)。

　　(二)技術(shù)概況

　　本項(xiàng)目基于信息綜合集成的理念,通過(guò)構(gòu)建局站、站區(qū)、管控信息匯聚與綜合的信息集成平臺(tái)和一體化綜合作業(yè)平臺(tái)完成編組站整體作業(yè)的信息化,在此基礎(chǔ)上運(yùn)用自動(dòng)化、智能化技術(shù)手段對(duì)編組站管理決策、調(diào)度指揮、執(zhí)行控制等多個(gè)層面業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化改造、挖潛革新、提質(zhì)增效,實(shí)現(xiàn)設(shè)備、人員、信息的大集中、大融合,實(shí)現(xiàn)編組站技術(shù)裝備的整體升級(jí)換代,實(shí)現(xiàn)作業(yè)計(jì)劃智能編制與調(diào)整、作業(yè)過(guò)程集中自動(dòng)控制、作業(yè)實(shí)績(jī)自動(dòng)跟蹤與反饋、作業(yè)安全綜合防護(hù)、高質(zhì)量作業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)等功能,最終達(dá)到“提高作業(yè)效率,保障作業(yè)安全,減輕作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度冶的總體目標(biāo)。

　　(三)適用范圍

　　(1)全國(guó)大中型編組站。目前全國(guó)路網(wǎng)性、區(qū)域性、地方性編組站共49個(gè)。

　　(2)全國(guó)區(qū)段站。

　　(3)全國(guó)路港接駁站。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)路港接駁站共87個(gè)。

　　(4)支線鐵路。

　　(四)獲獎(jiǎng)情況

　　本項(xiàng)目獲授權(quán)發(fā)明專利9項(xiàng),軟件著作權(quán)2項(xiàng),技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng),論文?？?部,公開發(fā)表論文幾十篇,培養(yǎng)博士碩士十余人。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　(一)局-區(qū)-站立體化設(shè)計(jì),管控?zé)o縫化融合,構(gòu)建全站統(tǒng)一的綜合信息集成平臺(tái)

　　基于信息綜合集成技術(shù)與理念,建立局區(qū)站管控信息立體化交互平臺(tái),通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)升華等技術(shù)手段從整體上全方位提升數(shù)據(jù)與控制質(zhì)量,為鐵路生產(chǎn)“提效益、保安全冶提供有力的技術(shù)支撐。

　　(二)建立一體化的綜合作業(yè)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)信息融合展示與即時(shí)交互

　　基于管控信息融合交互平臺(tái),集計(jì)劃、調(diào)度指揮、列車、機(jī)車、車輛、技術(shù)作業(yè)通知與進(jìn)度、設(shè)備狀態(tài)與控制等信息于同一個(gè)展示界面,建立能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)進(jìn)行車站作業(yè)動(dòng)態(tài)刷新的綜合作業(yè)平臺(tái)。

　　(三)運(yùn)用先進(jìn)人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)編制與實(shí)時(shí)調(diào)整,提高計(jì)劃精準(zhǔn)率和可執(zhí)行度

　　利用管控智能融合技術(shù)掌握完整的管控信息,利用機(jī)器學(xué)習(xí)獲取最優(yōu)化模型自動(dòng)編制作業(yè)計(jì)劃,有效地指揮車站各種作業(yè);根據(jù)作業(yè)信息實(shí)時(shí)反饋對(duì)各項(xiàng)作業(yè)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,進(jìn)行計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整。

　　(四)智能優(yōu)化車站運(yùn)輸資源運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)全站作業(yè)集中自動(dòng)控制,提高作業(yè)執(zhí)行成效

　　基于管控信息融合交互平臺(tái),使用運(yùn)籌學(xué)與人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)作業(yè)任務(wù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成控制指令流,實(shí)現(xiàn)控制指令的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化與控制指令自動(dòng)適時(shí)下達(dá)。

　　(五)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的多來(lái)源、多視角數(shù)據(jù)聚合與聚類計(jì)算,為車站管理與決策分析提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)服務(wù)

　　基于管控信息融合交互平臺(tái),實(shí)現(xiàn)車站作業(yè)實(shí)績(jī)的自動(dòng)追蹤與反饋。以列車、機(jī)車、車輛、站區(qū)、咽喉、線路、信號(hào)設(shè)備、作業(yè)班組等多種視角進(jìn)行數(shù)據(jù)聚合、聚類計(jì)算,建立各層級(jí)作業(yè)數(shù)據(jù)檔案,為車站決策分析提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)服務(wù)。

　　(六)實(shí)現(xiàn)全領(lǐng)域、全流程的編組站作業(yè)安全

　　綜合防護(hù),切實(shí)保障作業(yè)安全全領(lǐng)域、全流程的安全防護(hù),將進(jìn)路的錯(cuò)辦、誤辦降低為零,有效防止機(jī)車誤動(dòng)、冒進(jìn)信號(hào)等事故的發(fā)生,全面實(shí)現(xiàn)了編組站作業(yè)過(guò)程安全綜合防護(hù)。并提供對(duì)部分卡控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行編輯的人機(jī)接口,車站技術(shù)人員根據(jù)車站站型及作業(yè)流程的特點(diǎn)對(duì)卡控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行定制化維護(hù),平衡車站作業(yè)安全和作業(yè)效率。

同類項(xiàng)目比較

　　與本項(xiàng)目相關(guān)的同類產(chǎn)品有調(diào)度集中系統(tǒng)(CTC), 微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) (CBI) 等, 本項(xiàng)目與其他系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能對(duì)比詳見(jiàn)表 1。

應(yīng)用案例

　　本研究始于2011年3月,該技術(shù)最初應(yīng)用于蘭州北鐵路局集團(tuán)有限公司蘭州北站,目前已推廣應(yīng)用到柳州南、豐臺(tái)西、襄陽(yáng)北、哈爾濱南等十多個(gè)編組站,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。該技術(shù)為我國(guó)鐵路編組站技術(shù)裝備和運(yùn)營(yíng)理念全面創(chuàng)新的核心成果,是編組站減員、增效、保安全的關(guān)鍵技術(shù),是我國(guó)鐵路技術(shù)體系和裝備現(xiàn)代化的重要組成部分,標(biāo)志著我國(guó)編組站自動(dòng)化技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　主要應(yīng)用案例情況見(jiàn)表2。

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　(一)社會(huì)效益

　　該技術(shù)可以有效地壓縮編組站貨車中轉(zhuǎn)時(shí)間,縮短貨物運(yùn)輸時(shí)間,大幅改進(jìn)鐵路貨物運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量和安全保障,對(duì)加速貨物流動(dòng)、社會(huì)資金周轉(zhuǎn)具有重要的意義。以該技術(shù)為核心的編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)作為我國(guó)鐵路編組站技術(shù)裝備和運(yùn)營(yíng)理念全面創(chuàng)新的核心成果,是編組站減員、增效、保安全的關(guān)鍵技術(shù)裝備,是我國(guó)鐵路技術(shù)體系和裝備現(xiàn)代化的重要組成部分,標(biāo)志著我國(guó)編組站自動(dòng)化技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　(二)經(jīng)濟(jì)效益

　　該技術(shù)應(yīng)用后,車站各項(xiàng)運(yùn)輸指標(biāo)明顯提升,生產(chǎn)人員、用房等大大減少。以株洲北站為例,日均辦理車數(shù)增加909輛,車站年均收入增加2106萬(wàn)元;生產(chǎn)作業(yè)人員減少82人,按照每人18萬(wàn)元/年費(fèi)用計(jì)算,每年降支1476萬(wàn)元以上。目前,該系統(tǒng)成功運(yùn)用于全國(guó)16個(gè)編組站,如果每個(gè)車站增收降耗按照3000萬(wàn)元計(jì)算,每年節(jié)支增收48000萬(wàn)元以上。隨著系統(tǒng)在全路編組站、區(qū)段站以及干支線鐵路上逐步投產(chǎn),每年將為鐵路節(jié)支增收高達(dá)數(shù)十億元,經(jīng)濟(jì)效益良好。