《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）—第五部分 综合《铁路大型编组站计划智能执行关键技术研究及应用》

本期项目简介

完成单位: 中国铁道科学研究院集团有限公司; 北京华铁信息技术有限公司

主要完成人: 姚宇峰、 蒋元华、 刘青、 甘露、 田志春、 王振宏、 宋宇、 许展瑛、 胥昊、 王晶

项目简介

　　(一)项目背景

　　编组站是铁路货运网络的重要组成部分,担负枢纽或区域内车流、货流的汇集、疏解功能。

　　本项目突出强调“信息化、自动化、智能化冶三大技术路线,将现代先进技术或方法渗透到编组站管理决策、调度指挥、执行控制等多个业务层面,进一步强化技术体系能力,以达成技术先进、功能完善、结构合理、管理科学、经济适用、安全可靠的目标。本项目解决了以下几个问题:

　　(1)路局、车站、站区之间调度与作业信息交互不充分、不融通,联劳协作成效不彰。

　　(2)站内作业管控系统分立,作业信息流转不畅,缺乏一体化综合作业平台。

　　(3)作业计划编制与调整主要依靠人工,水平参差不齐,质量无法保证,准确性不高,精细度不足。

　　(4)作业资源运用与控制智能化、自动化水平与层级较低,计划执行偏差较大,兑现率较低。

　　(5)作业数据碎片化严重,无法为编组站作业决策分析提供高质量数据服务。

　　(6)未实现编组站作业全领域、全流程的安全防护。

　　(二)技术概况

　　本项目基于信息综合集成的理念,通过构建局站、站区、管控信息汇聚与综合的信息集成平台和一体化综合作业平台完成编组站整体作业的信息化,在此基础上运用自动化、智能化技术手段对编组站管理决策、调度指挥、执行控制等多个层面业务进行优化改造、挖潜革新、提质增效,实现设备、人员、信息的大集中、大融合,实现编组站技术装备的整体升级换代,实现作业计划智能编制与调整、作业过程集中自动控制、作业实绩自动跟踪与反馈、作业安全综合防护、高质量作业数据服务等功能,最终达到“提高作业效率,保障作业安全,减轻作业人员劳动强度冶的总体目标。

　　(三)适用范围

　　(1)全国大中型编组站。目前全国路网性、区域性、地方性编组站共49个。

　　(2)全国区段站。

　　(3)全国路港接驳站。据不完全统计,全国路港接驳站共87个。

　　(4)支线铁路。

　　(四)获奖情况

　　本项目获授权发明专利9项,软件著作权2项,技术标准2项,论文专刊3部,公开发表论文几十篇,培养博士硕士十余人。

项目创新点

　　(一)局-区-站立体化设计,管控无缝化融合,构建全站统一的综合信息集成平台

　　基于信息综合集成技术与理念,建立局区站管控信息立体化交互平台,通过数据挖掘、数据融合、数据升华等技术手段从整体上全方位提升数据与控制质量,为铁路生产“提效益、保安全冶提供有力的技术支撑。

　　(二)建立一体化的综合作业平台,实现信息融合展示与即时交互

　　基于管控信息融合交互平台,集计划、调度指挥、列车、机车、车辆、技术作业通知与进度、设备状态与控制等信息于同一个展示界面,建立能够实时自动进行车站作业动态刷新的综合作业平台。

　　(三)运用先进人工智能技术,实现作业计划自动编制与实时调整,提高计划精准率和可执行度

　　利用管控智能融合技术掌握完整的管控信息,利用机器学习获取最优化模型自动编制作业计划,有效地指挥车站各种作业;根据作业信息实时反馈对各项作业指标进行实时分析,进行计划动态调整。

　　(四)智能优化车站运输资源运用,实现全站作业集中自动控制,提高作业执行成效

　　基于管控信息融合交互平台,使用运筹学与人工智能技术,实现作业任务自动转换成控制指令流,实现控制指令的实时动态优化与控制指令自动适时下达。

　　(五)实现自动化的多来源、多视角数据聚合与聚类计算,为车站管理与决策分析提供高质量数据服务

　　基于管控信息融合交互平台,实现车站作业实绩的自动追踪与反馈。以列车、机车、车辆、站区、咽喉、线路、信号设备、作业班组等多种视角进行数据聚合、聚类计算,建立各层级作业数据档案,为车站决策分析提供高质量数据服务。

　　(六)实现全领域、全流程的编组站作业安全

　　综合防护,切实保障作业安全全领域、全流程的安全防护,将进路的错办、误办降低为零,有效防止机车误动、冒进信号等事故的发生,全面实现了编组站作业过程安全综合防护。并提供对部分卡控数据进行编辑的人机接口,车站技术人员根据车站站型及作业流程的特点对卡控数据进行定制化维护,平衡车站作业安全和作业效率。

同类项目比较

　　与本项目相关的同类产品有调度集中系统(CTC), 微机联锁系统 (CBI) 等, 本项目与其他系统的实现功能对比详见表 1。

应用案例

　　本研究始于2011年3月,该技术最初应用于兰州北铁路局集团有限公司兰州北站,目前已推广应用到柳州南、丰台西、襄阳北、哈尔滨南等十多个编组站,社会经济效益显著。该技术为我国铁路编组站技术装备和运营理念全面创新的核心成果,是编组站减员、增效、保安全的关键技术,是我国铁路技术体系和装备现代化的重要组成部分,标志着我国编组站自动化技术达到世界领先水平。

　　主要应用案例情况见表2。

社会效益与经济效益

　　(一)社会效益

　　该技术可以有效地压缩编组站货车中转时间,缩短货物运输时间,大幅改进铁路货物运输的服务质量和安全保障,对加速货物流动、社会资金周转具有重要的意义。以该技术为核心的编组站综合自动化系统作为我国铁路编组站技术装备和运营理念全面创新的核心成果,是编组站减员、增效、保安全的关键技术装备,是我国铁路技术体系和装备现代化的重要组成部分,标志着我国编组站自动化技术达到世界领先水平。

　　(二)经济效益

　　该技术应用后,车站各项运输指标明显提升,生产人员、用房等大大减少。以株洲北站为例,日均办理车数增加909辆,车站年均收入增加2106万元;生产作业人员减少82人,按照每人18万元/年费用计算,每年降支1476万元以上。目前,该系统成功运用于全国16个编组站,如果每个车站增收降耗按照3000万元计算,每年节支增收48000万元以上。随着系统在全路编组站、区段站以及干支线铁路上逐步投产,每年将为铁路节支增收高达数十亿元,经济效益良好。