编组站综合自动化系统的体系结构设计
铁路信号SAM集中控制系统改造
《装备维修技术》2021年第7期铁路信号SAM集中控制系统改造姚 魁（中铁二十三局集团电务工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150070）摘 要：随着社会发展对铁路运输需求的不断增大，近年来铁路在加快新建铁路的同时，对营业线铁路的技术改造也投入了大量资金，特别对车站编组及通过能力有了更高的要求，针对既有综合自动化改造（SAM）系统改造施工大大提高了作业效率，减轻了现场作业人员的劳动强度，实现了各种安全卡控保障功能，保证了车站的运输安全。
讲述自动化扩能改造工程中对编组站综合自动化SAM系统的作用，系统的结构、运行职能，SAM系统对实现自动化编组的作用，对我国建设区域自动化铁路的深远影响。
关键词：TDCS系统；SMIS系统；集中控制系统；计算机联锁系统；调车中和安全监控系统引言随着我国铁路事业的高速发展，单点、单站间的联系作业方式已不能完现代化建设的需求。
编组站自动化SAM系统将在越来越多的编组站、区域联锁站建设和改造中应用。
编组站的核心设备是驼峰调车场，SAM系统整合现有单方面的执行系统（联锁系统、减速系统、监测系统）在综合自动化环境下优化计划编制、集中控制、提高了运输作业能力；缩短了作业时间，提高了调车效率；为铁路自动化发展提供了技术支持。
1 系统的结构、功能、运行职能1.1 SAM系统功能：系统功能包括以下2点：1.SAM系统自动接收路局日班计划，自动编制阶段、解体、编组、取送车等计划，计划自动下达到控制系统，自动接收TDCS的邻站通知，为到达和出发列车、本务机、调机预排进路，实现进路自动控制和推峰速度、溜放速度自动控制。
2.自动控制系统分为3个等级，分别是自动控制、集中控制和站控模式。
其中自动控制指在编组站调度楼统一指挥、自动排列进路，在信息系统和接口故障情况下，进入集中控制的模式；站控模式指在各场信号楼分散控制，如果控制网络或集中控制系统故障，则进入站控模式。
信息系统分3个等级，分别是自动计划、人工计划、人工反馈。
CIPS简介
• 2003年初，成都铁路局与铁路第二设计院在新建成都北路网性编组 站项目过程中不满足现有技术，提出了从加强车站信息化切入，管控 结合，集中办理，取消现场值班员的设计思想，得到了铁道部建设部 门的支持，开展了成都北建设新技术方案竞选，北京全路通信信号研 究设计院上报CIPS方案胜出，并确定为成都北编组站系统集成商。 • 2004年，CIPS系统在铁道部科技司立项研究，包括二大部分：其一 是CIPS车站综合信息管理分系统，采用自主创新研究路线；其二是 CIPS集成控制分系统，采用了集成创新研究路线，主要包括CIPS环 境下的调机自动化、联锁自动化、驼峰自动化、停车器控制自动化、 外勤移动信息化以及信号监测等子系统研究。 • 2005年，CIPS系统在北京研发基地进入室内仿真模拟阶段；2005 年12月通过铁道部科技司支持的专家室内审查，同意进入工程实施； 2006年初，开始研发综合管理后备系统（人工决策系统）。 • 2006年系统在成都北站安装调试；2007年4月18日，CIPS人工决 策系统及CIPS集成控制系统首先投入正式使用。
编组站基本业务流程
• 到达 • 解体 • 编组 • 出发
CIPS中的一个重要概念 CIPS中的一个重要概念
• 实际现车与计划现车。 • 在实际场中，实际现车描述的是当前情况 下，系统中记录下的存车场中各条存车线 上的现车状况和位置； • 在计划场中，计划现车描述的是当前系统 中已经编制好勾计划后各条存车线的状况。
• CIPS（编组站综合集成自动化系统）是编组站内整体的 企业管理信息系统和自动化控制系统。 • CIPS不仅管理了编组站内决策层、管理层、调度层、执 行层等各个岗位的所有专业信息；而且针对调度层的管理 特点，自动决策安排调度计划；与自动控制系统相连接， 直接控制自动化系统并接受处理反馈信息，并且根据反馈 信息自动调整决策，从而实现了编组站内的全面信息化与 自动化。 • CIPS由中国铁路专业信号控制公司，北京全路通信信号 研究设计院（CRSCD）研发。系统包含了四项专利技术， 和所有计算机应用软件的自主知识产权。
CIPS系统在武汉北编组站的应用
CIPS系统在武汉北编组站的应用摘要：本文介绍了武汉北编组站综合集成自动化系统(CIPS)的构成和功能。
总结实施综合自动化对提高编组站作业安全性、编组站作业能力起到一定的作用。
关键词：鳊组站；CIPS系统；武汉北1概述武汉北编组站位于武汉铁路枢纽长江北岸京广铁路与沪汉蓉快速通道的交汇处，武汉市黄陂区横店镇、滠口镇之间，在路网中处于“沟通南北、承启东西”的中心位置。
该编组站采用双向三级七场站型布置，上、下行系统均一次建成纵列三级三场，两编组场间设交换场。
作为目前一次建成国内规模最大的路网性编组站。
武汉北编组站采用先进的编组站综合集成自动化系统(CIPS系统)以提高武汉北编组站的解、编能力，实现“技术一流，全路先进、适度朝前”的目标，并使编组站作业在信息化、自动化、管理水平及作业效率四个方面达到了国际最高水平。
2武测北编组站CIPS系统的建设武汉北编组站作为全路实施CIPS系统的第二个路网性编组站，其CIPS系统功能及结构除满足铁道部的相关规定外，还借鉴了已经完成项目的的成功经验和教训，并适应武汉北编组站的特点进行了改进。
武汉北编组站CIPS系统属于《铁路信息化总体规划》“运输组织”中基本的生产单元，是一个“管控一体化”的实时系统，主要为车站运输生产服务，涵盖整个编组站运输生产的多个部门，其物理范围为编组站管辖的所有场、线。
武汉北编组站CIPS系统的主要功能包括了调度计划管理、执行过程管理、现场设备操控及历史数据管理四个功能层面。
2.1武汉北编组站CIPS系统的构成武汉北编组站CIPS系统定位为一个管控―体化的自动化系统，它的设计思路是成熟系统的优化集成，从而形成一个以控制系统为基础，管理系统为核心的完整系统，达到集中指挥、自动控制的现代化运营目标。
武汉北编组站CIPS 系统由综合管理信息系统和过程控制系统两个层面组成，两者之间通过统一的高速数据网络平台集成为―个完整的―体化系统。
同时还具备与其他信息系统接口的能力。
CIPS系统在武汉北编组站的应用
CIPS系统在武汉北编组站的应用作者：朱宏舟来源：《中国新技术新产品》2010年第20期摘要：本文介绍了武汉北编组站综合集成自动化系统(CIPS)的构成和功能。
总结实施综合自动化对提高编组站作业安全性、编组站作业能力起到一定的作用。
关键词：鳊组站；CIPS系统；武汉北1概述武汉北编组站位于武汉铁路枢纽长江北岸京广铁路与沪汉蓉快速通道的交汇处，武汉市黄陂区横店镇、滠口镇之间，在路网中处于“沟通南北、承启东西”的中心位置。
该编组站采用双向三级七场站型布置，上、下行系统均一次建成纵列三级三场，两编组场间设交换场。
作为目前一次建成国内规模最大的路网性编组站。
武汉北编组站采用先进的编组站综合集成自动化系统(CIPS系统)以提高武汉北编组站的解、编能力，实现“技术一流，全路先进、适度朝前”的目标，并使编组站作业在信息化、自动化、管理水平及作业效率四个方面达到了国际最高水平。
2武测北编组站CIPS系统的建设武汉北编组站作为全路实施CIPS系统的第二个路网性编组站，其CIPS系统功能及结构除满足铁道部的相关规定外，还借鉴了已经完成项目的的成功经验和教训，并适应武汉北编组站的特点进行了改进。
武汉北编组站CIPS系统属于《铁路信息化总体规划》“运输组织”中基本的生产单元，是一个“管控一体化”的实时系统，主要为车站运输生产服务，涵盖整个编组站运输生产的多个部门，其物理范围为编组站管辖的所有场、线。
武汉北编组站CIPS系统的主要功能包括了调度计划管理、执行过程管理、现场设备操控及历史数据管理四个功能层面。
2.1武汉北编组站CIPS系统的构成武汉北编组站CIPS系统定位为一个管控—体化的自动化系统，它的设计思路是成熟系统的优化集成，从而形成一个以控制系统为基础，管理系统为核心的完整系统，达到集中指挥、自动控制的现代化运营目标。
武汉北编组站CIPS系统由综合管理信息系统和过程控制系统两个层面组成，两者之间通过统一的高速数据网络平台集成为—个完整的—体化系统。
变电站综合自动化系统结构设计(报告)
变电站综合自动化系统结构与功能综述关键词：变电站综合自动化系统结构功能---综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。
随着这些高科技的不断发展，综合自动化系统的体系结构也不断发生变化，其性能和功能以及可靠性等也不断提高。
从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看，其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。
1.集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统，指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关俩个和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。
多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的卫星计算机完成的，只是每台微计算机承担的任务多些。
例如监控机要负担数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务：担负微机保护的计算机，可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。
随着微处理器的发展、微型计算机的性能价格比迅速优于小型机后，才开始发展以微处理器为核心的变电站自动化系统。
图2.1 集中式结构的综合自动化系统框图这种集中式的结构式更具变电站的规模，配置相应容量的集中式保护装置和监控主机及数据采集系统，它们安装在变电站中央控制室内。
主便延期和各进出线及站内所有电器设备的运行状态，通过TA、TV经电缆传送到忠言控制室的保护装置和监控主机。
继电保护动作信息往往是取保护装置的信号继电器的辅助触点，通过电缆送给监控主机。
这种系统的主要功能即特点是：1）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。
2）完成对变电站主要设备和进出线的保护任务3）集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。
4）造价低，尤其是对35kV或规模较少的变电站更为有利。
新建武汉北编组站综合集成自动化系统
１ 武 汉 北 编 组 站 概 述
２ ０ 年 ５月 １ ０９ ８日， 国规 模 最 大 、 代 化 程 度 全 现
２ 系 统 结 构 及 组 成
Ｃ Ｐ 系统 由联锁 自动化 子系统 、 ＩＳ 驼峰 自动化子 系 统、 停车 器控 制子 系统 ， 机 自动化 子系 统 以及 信 号 调 监 测子 系统 组 成 。所 有 控制 子 系统 在 ＣＰ 环境 下 ， ＩＳ
赵 文 武 渭南 ７ ４０ ） １０ ０
要 ：介 绍 了 我 国 一 次 整 体 建 成 的亚 洲 规 模 最 大 、现 代 化 程 度 最 高 的武 汉 北 编 组 站 及 其 所 采 用 的综 合 集 成 自动 化 系 统 ＣＰ 功 能 ，并对 Ｃ Ｐ 系统 各 控 制 子 系 统 的结 构 及 组 成 进行 了描 述 。 ＩＳ ＩＳ
关 键 词 ：武 汉 北 编 组 站 ；综 合 集 成 自动 化 系统 ；联 锁 子 系 统 ；驼 峰 子 系统 ；停 车 器 自动 控 制 子 系统 ；调 机
自动化 子 系 统
中 图分 类 号 ：Ｕ ２ ． ４ ２ ４２
文 献 标 识 码 ：Ｂ
文 章编 号 ： １ ０ — ６ ６ （ ０ ２ ２ ０ ４ — ３ ０ ６ ８ ８ ２ １ ）０ — ０ ０ ０
就变 得十分 必要 。武 汉北 编组 站综合 集 成 自动 化 系
统 Ｃ Ｐ （ ｏ ｕｅ ｔｇａ ｄＰｏｅｓ ｙｔｍ） 核 心 ＩＳ Ｃ ｍｐ ｔｒ ｎｅｒｔ ｒｃ ｓ Ｓ ｓ Ｉ ｅ ｅ 的
全 性 和高连 挂率 。该 编组站 运用 了编 组站综 合 集成 自动 化 系 统 ＣＰ 、 路 专 用 移 动 通 信 系 统 Ｇ Ｍ— ＩＳ 铁 Ｓ Ｒ
变电所综合自动化系统的结构和硬件配置ppt课件
S E L
110kV进 线 一
S E L
110kV进 线 二
S E L
110kV进 线 三
S E L
110kV进 线 四
进 线 开 关 柜
通 信 管 理 机
S E L
通 信 管 理 机
S E L
通 信 管 理 机
S E L
R S -232
P R O F IB U S
232 485
R S -232
M O D B U S
集中式结构框图
显示器
打印机
各保护装置
监控主机
调度 键盘 中心
MODEM
模入接口 开入接口 输出接口 A/D模块 输入接口 输出接口
TV TA
TV TA
主线 变路
断 路
器
与
与
状
态
保 护 出 口
模 拟 量 输 入
断 开路 信继 关器 息电 状和 输保 态隔 入护
离
出 口 继 电 器
➢采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
➢采 用 PP管 及 配 件： 根据给 水设计 图配置 好PP管 及配件 ，用管 件在管 材垂直 角切断 管材， 边剪边 旋转， 以保证 切口面 的圆度 ，保持 熔接部 位干净 无污物
（二）、数据与信息的采集和处理
➢ 在变电所系统中．数据信息的采集和处理是变 电所综合自动化系统的主要功能之一。
➢ 供电系统中数据信息的采集主要有模拟量和开 关量。
2、变电站综合自动化系统结构
结构形式：集中式、分布集中组屏和分布分散式。
MSTP+VRRP在编组站中的设计与实现
TECHNOLOGICAL INNOVATIONMSTP+VRRP在编组站中的设计与实现张峻赫（北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）摘要：在编组站网络的规划设计中，不仅要保证网络的可靠性，还要考虑到链路带宽的利用率，达到既实现冗余切换功能又能满足负载分担的目的。
针对单一网关部署、生成树协议（STP）和快速生成树协议（RSTP）已经不能满足编组站的网络要求的问题，结合编组站综合自动化系统（CIPS）在宝鸡东站的建设实施，提出采用MSTP+VRRP 双协议联动的方法，实现冗余切换和负载分担，保证编组站网络的高可靠性和充分的资源利用率。
关键词：MSTP ；VRRP ；综合自动化；CIPS 中图分类号：U284.67+3 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2023)10-0043-05Design and Implementation ofMSTP+VRRP Technology in Marshaling YardZhang Junhe(CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd., Beijing 100070, China)Abstract: In the network planning and design of marshaling yards, it is necessary to not only ensure network reliability, but also consider the utilization rate of link bandwidth, so as to achieve both redundancy switching and load sharing. Single gateway deployment, Spanning Tree Protocol (STP) and Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) can no longer meet the network requirements of marshaling yards. Building on the construction and implementation situation of Computer Integrated Process System (CIPS) in Baoji East Station, this paper proposes a double-protocol interaction method based on MSTP+VRRP technology to achieve redundancy switching and load sharing, and ensure high network reliability and full utilization of network resources in marshaling yards.Keywords: MSTP; VRRP; integrated automation; CIPSDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2023.10.008收稿日期：2022-07-04；修回日期：2023-08-16基金项目：国家重点研究计划项目（2022YFB4300500）作者简介：张峻赫（1996—），男，助理工程师，本科，主要研究方向：C I P S 编组站综合自动化系统，邮箱：*****************。
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阶段
手工作业
初步现代化作业
现代化作业
确报处理
☆通过电报网收发确报 ☆手工译报
☆通过电报网收发确报 ☆计算机自动译报
☆TMIS
列车到达处理
☆人工核车 ☆手工标记确报 ☆手工抄写确报 手工完成 ☆班计划制定 ☆阶段计划制定 ☆车流推算 ☆手工编制调车计划 ☆人工抄写，传递钩计划 ☆电话回报执行结果 ☆有毛玻璃记录调车场现在车 ☆手工计算车列重量、换长
☆人工核车 ☆人机结合修改，标记确报 ☆人工输入确报 人机结合完成 ☆班计划制定 ☆阶段计划制定 ☆车流推算 ☆自动编制解体钩计划 ☆人机结合编制其他钩计划 ☆自动回报执行结果 ☆计算机记录，显示现在车信息 ☆自动计算车列重量、换长
☆人机结合核车 ☆自动修改确报 ☆自动接收小运转确报 人工智能决策支持，完成 ☆班计划制定 ☆阶段计划制定 ☆车流推算 ☆自动编制解体、编组钩计划 ☆人机结合编制其他钩计划 ☆自动回报执行结果 ☆计算机记录，显示现在车信息 ☆自动计算车列重量、换长
一、编组站的管理体制
编组站各级管理机构（或岗位设置）的 职责权限（或作业分工）及其相互关系确定 了编组站的管理体制。 二、编组站站场类型及规模 三、自动化程度
第三节
编组站信息系统信息模式的类型
计算机技术的发展，大大改变了计算机在管理中应 用的信息模式，也使得编组站信息系统的信息模式从单 一的集中模式拓宽为集中式、分布式和集中与分布式混 合等模式。 一、计算机信息模式类型简介 （一）集中式 集中式的信息系统，是指信息的存储、控制、管理 和处理都相对集中的系统。在集中式中，又可分为简单 集中式、复合集中式和多级集中式三种。 1、简单集中式 它是指信息的存储、控制、管理和处理完全集中于 一处的系统，其模式如图4－3－1所示。
☆自动下达任务 ☆自动上报统计结果 有 有 有 有 无
调 车 作 业
与路局接口 与TMIS接口 与CTC接口 与RCT接口 与PCS接口 确 报 网
☆电话下达任务 ☆电话上报统计结果 无 无 无 无 有
☆电话下达任务 ☆自动上报统计结果 无 一部分 无 有 有
第二节
影响编组站信息系统信息模式的主要因素
三、三、信息传输
信息传输是指将从信息源来的数据或资料传输到处
理中心或将处理中心输出的信息传送到信息接收者的过
程。 四、信息存储 信息存储是指将数据或资料按不同要求存储起来， 以便能随时按不同需要查询、检索和调用。
五、信息处理
向接收者提供信息。
☆ 列车跟踪系统自动报点 ☆自动编制行车计划 ☆自动下达行车计划 ☆计算机制票 ☆自动完成货物交付 ☆人机结合编制货运计划 ☆自动下达货运计划
货 运 管 理
特点 处理
阶段
手 工 作 业
☆电话核对统计原始数据 ☆人工计算统计结果 ☆手工填写统计报表 ☆电话上报统计结果
初步现代化作业
☆人机结合收集统计原始数据 ☆自动机算统计结果 ☆自动打印统计报表 ☆自动上报统计结果
主
机
主
机
主
机
图 4－3－1 简单集中式
简单集中式是信息系统发展初期的一种信息模式。
随着计算机和信息技术的发展，这种模式暴露了许多缺点 和问题： ①这种模式往往需要庞大的主机，一旦主机出现故障 就影响全局造成很大损失，因此可靠性差。 ②该模式要在一个处理中心完成多种不同的作业和任 务，造成系统无效开销较大，系统响应也不会很及时。 ③一旦信息源距处理中心很远，需要增加传输信息的 费用。 2、复合集中式 它与简单集中式一样，其模式如图4－3－2所示
现代化作业
☆人机结合手机统计原始数据 ☆自动计算统计结果 ☆自动打印统计报表 ☆自动上报统计结果
统 计 分 析
列车出发处理
☆手工抄写列车出发顺序 表 ☆人工核车 ☆手工搬道 ☆人工铁鞋防护
☆自动编制，打印列车出发顺 序表 ☆人工核车 ☆人工预排进路 ☆人工控制减速器，减速点防 护，少量人工铁鞋防护
☆自动编制，打印列车出发顺 序表 ☆人机结合核车 ☆自动预排进路 ☆自动控制减速器 ☆机车推峰遥控 ☆减速点防护
调 度 计 划
调车计划处理
调 车 处 理
列 车 接 发
☆人工电话报点 ☆手工编制行车计划 ☆电话下达行车计划 ☆手工制票 ☆人工完成货物交付 ☆人工编制货运计划 ☆电话下达货运计划
☆人工报点，且录入道计算机中 ☆人机结合编制行车计划 ☆自动下达行车计划 ☆计算机制票 ☆人工完成货物交付 ☆人机结合编制货运计划 ☆自动下达货运计划
编组站信息系统的各种信息模式对应于系统
的逻辑设计，而计算机系统模式则是对应于系
统的物理设计。
物理设计包括系统的总体结构设计、计算机
系统和通信网络的设计。
信息系统的信息模式是计算机系统模式的逻
辑原型，计算机系统模式则是信息系统信息模
式的物理实现。它们是信息系统总体设计中的
两个重要组成部分。
特点 处理
第一节
编组站信息系统的信息模式概念
编组站信息系统模式是编组站信息模式和计算机系 统模式的统称。编组站信息系统的信息模式是指编组站 根据本身信息管理需要而选用的信息收集、传递、存储 和加工处理的逻辑方式。因此，它与信息系统的下列主 要元素直接相关。 一、信息源 信息源是指被采集和录入的数据（或信息）的来 源。按地点的不同，信息源可分为内源和外源。内源即 编组站内活动或作业的信息源，如编组站现车、作业计 划、统计分析、作业报告、驼峰溜放进路状况、股道占 用情况等信息的出处；外源是由本编组站外部环境得到 信息的来源，如日班计划、列车预确报等信息的出处。
第四章
编组站综合自动化系统 的体系结构设计
编组站运营管理现代化发展趋势，从单 项作业自动化走向综合作业自动化。采用电 子计算机逐步实现由编组站信息处理、驼峰 调车作业自动化、站内无线通讯、编组站尾 部道岔微机集中联锁、枢纽地区调度监督、 站内车辆实时跟踪系统构成的综合自动化系 统，其中编组站信息系统实现信息集中处理 ，并向车站各级运营人员提供决策支持。 信息处理自动化是编组站综合自动化系 统的基础和核心。
二、信息接收者 信息接收者是指信息系统内外信息的接收者。系统
发出的信息一般有三个去向：一是存储起来，即发向存
储地点。二是信息直接使用者，即用户；用户又可以分 为不同的层次，如领导层、管理层、业务层。三是发往 本编组站以外的其他计算机系统，如路局、相邻站、铁 道部的计算机系统。由于接收信息不同，所需信息的内 容、方式、手段、时间等各有区别。