上海局编组站综合自动化CIPS与SAM系统应用对比

赵 光 中国铁路上海局集团有限公司科技和信息化部

编组站综合自动化系统是利用计算机将铁路编组站各相关管理系统、各控制系统集成与整合，在编组站范围内实现计算机化管理和作业过程的自动控制。当前我国的编组站综合自动化系统主要有综合集成自动化（Computer Inte⁃grated Process System，简称CIPS 系统）和编组站综合自动化系统（Synthetic Automation of Marshalling yard，简称SAM 系统），分别由通号公司和铁科院研发。

上海局的编组站综合自动化改造于2016 在徐州北开通CIPS，随后又于2017 年在合肥东开通SAM 系统，两站先期开通的都是管理系统和集中人工控制系统功能。这两种模式的系统架构、设计理念、实现方式各不相同，在其他编组站的综合自动化改造逐步推进的过程中，有必要对两种模式做个对比，明确各自的优势及存在的问题，提升现场用户使用水平。

1 系统功能与目标

编组站综合自动化系统主要由管理系统和信号集中控制系统两部分组成，系统通过管控的集成、人员和设备的集中、信息的共享，实现运输生产指挥的自动化。信号集中控制系统不参与既有计算机连锁系统、驼峰自动控制系统的信号联锁逻辑运算，但直接与相关的控制系统交互控制命令与信息。总公司于2018年发布了《编组站综合自动化系统需求暂行规范》，规定了编组站综合自动化系统的需求，包括系统构成、功能和接口等。CIPS 和SAM 均以此为指导原则，但实现方式各不相同。

1.1 设计理念

CIPS系统和SAM系统两者设计的初始出发点不同，CIPS系统以自动控制技术为核心，目的是安全高效地执行现场作业，通过缩减单项作业时间来提高整体效率。SAM 系统则以管理系统为核心，目标是高效管理信息，使运输人员更快捷准确地掌握现场情况，提升运输组织水平。CIPS 通过管控一体，以控制系统为核心，通过信息的外延，实现综合自动化，强调计划的具体化和可执行性，侧重于自动化。SAM 则通过管控结合强调信息共享以及局站间的融合。两者都是管理系统与控制系统的高度集成。

1.2 系统架构

上海局徐州北站CIPS管理系统采用多台服务器，多个群集方式，分别安装WindowsServer2008 或2003 操作系统，数据库采用SqlServer 数据库。合肥东站SAM 系统采取独立的管理系统网和集中控制网，两者各自采用不同的物理路径与环路，SAM 管理系统采用IBM 小型机作为后台数据处理核心设备，安装AIX 操作系统，双机CLUSTER 模式，数据库采用OR⁃ACLE 11G。

徐州北站CIPS管理系统采用的这种处理方式，在编组站数据量较大时，如果处理不好程序及数据库SqlServer 的优化，可能会发生终端响应慢的现象。合肥东SAM 管理系统的后台小型机处理速度要明显强于服务器模式，且ORACLE 采取RAC方式，现场用户使用SAM系统终端可能感觉快一些。

1.3 网络架构

徐州北CIPS 系统采用172.X.X.X 网段，独自成网。合肥东SAM 管理系统和控制系统分别单独双环方式组网，管理系统仍采用路局统一规划的10.X.X.X 地址，现场使用的PC 终端与路局综合计算机网直接联通。两者的管理系统与控制系统均通过隔离设备相连。

CIPS 对外以接口服务器的方式与外界交换信息，符合其以控制为核心的设计理念。SAM 管理系统与路局直接互联，方便信息交互。

1.4 控制系统间信息交换

编组站综合自动化的集控系统涉及编组站集中控制、计算机联锁、驼峰自动化控制、编尾停车器控制、调机自动化、微机监测系统。各控制系统间交换的数据主要有：站场基础信息、现在车、作业计划及其执行情况、股道封锁数据等。

控制系统与计算机联锁系统的接口，CIPS 与SAM 均采用双机方式通过串口与计算机联锁系统在调度楼的操作表示机接口，接口方式见图1。

图1 接口方式

SAM 系统列车信息来源于TDCS，CIPS 系统则设计有协议层，通过与驼峰、停车器等系统的协议，利用串口或MQ 等进行数据交换。

比较两者的集控系统，其中CIPS 集控以集控程序为核心，在应用层利用联锁集控程序、驼峰集控程序、停车器集控程序通过串口或MQ或TCP连接的方式与相关控制系统进行通讯。SAM 系统则以进路控制系统为依托，采用两台高可靠工业专用服务器，通过冗余双环网与计算机联锁、调机综合监控等实现控制信息及表示信息的可靠传输。

1.5 病毒防范

病毒防范最重要的是管理系统。徐州北CIPS 管理系统现场终端采用瘦客户机方式，系统引导后，瘦客户机从后台读取数据、装载程序，管理系统后台设有防病毒服务器，防病毒服务器安装赛门铁克（Symantec）防病毒软件，系统连通至北京通号公司进行补丁及病毒库升级。合肥东SAM 管理系统终端用户采用路局统一安装的防病毒软件，防病毒库的升级由终端自动从路局下载，统一管理，方便简单。

由式(5)、式(6)和表1中计算的子弹质点在坐标轴中的位置和子弹的分速度,带入弹道方程(7),解微分方程可得各枚子弹弹道。

从实际使用以及路局检查来看，徐州北CIPS防病毒服务器的补丁升级及端口封闭等并不及时，当然可以对通号公司进一步提出要求。

1.6 对外数据交换

把编组站管理系统涉及到与外部较多的信息交换。由于CIPS 自己独立成网，决定了CIPS 的对外接口复杂度要高于SAM 系统。两者均涉及到与路局的预确报、清算运统一、路局集成平台、运统八、日班计划、路局调度TDMS 系统等数据交换，还与车站的货检系统、轨道衡、超偏载、货管系统、运输效益分析、车号识别等信息交换，接口较多。

合肥东SAM 管理系统由于与路局综合计算机网直接相连，且系统以原SMIS2.0 为蓝本，接口相对成熟，在相应的接口服务器运行对应的程序即可。徐州北CIPS 管理系统的数据交换在实施时进行了全新对接，接口采用的方式主要是利用了原车站的小型机，在该机器上安装中间库，CIPS 管理系统利用对该中间库的写入或读取数据进行对外交互。

1.7 调机系统

CIPS 系统和SAM 系统配套的调机运用系统使用效果均较好，均实现了驼峰调机的推峰遥控和调车安全防护，SAM系统采用GSM-R 技术实现，在地面安装有相应的应答器，辅助调车机进行定位。CIPS 系统采用GPS定位，站场无需安装传感装置，同时实现了与平调灯显系统通过车载通信接口的结合。两者都深受现场用户喜爱。

1.8 勾传系统

调车勾计划传输系统是编组站综合自动化系统的重要组成部分，调车勾计划作业单是现场工作人员提勾与拉风作业的重要依据。SAM 和CIPS 两者采取的实现方式不同，合肥东SAM 系统沿袭了原SMIS2.0 系统的勾传方式，即通过外接的勾传控制器，利用网络实现调车作业单的传输，现场具备重打功能。CIPS 则采取的是利用网络打印机和打印服务的实现方式，相比较而言，CIPS勾计划传输容易实现，而SAM勾计划传输则更灵活，对打印机要求较低，但加了控制器，增加了成本。

1.9 基础数据维护

编组站相关数据变动频繁的是管理系统，主要有车种、站名、方向等信息。SAM 系统承袭SMIS2.0系统的方式，相关的基础数据的维护通过数据字典维护界面进行，简单方便，特别是对于新出现的站名、车种以及方向定义的修改等，修改立即生效。CIPS系统也有相关的维护界面，但相对于SAM系统，基础数据的维护相对较繁琐，基础数据维护完毕，需要重新启动CIPS服务器端和客户端程序方能起作用。

1.10 其他方面

根据上海局实际，鉴于上海局车站原十八点统计软件使用的是华方公司的统计软件版本，且经过多年的现场磨合，这次两站综合自动化改造过程中，均未采用其系统自身提供的统计软件，车站十八点统计采用读取CIPS接口的中间库作为数据源，SAM 系统沿袭原SMIS2.0的方式，统计软件直接读取管理系统数据源。

从实际情况来看，两者提供的车站统计软件功能距目前在用的华方统计均有一定距离，与总公司刚颁布的《编组站综合自动化系统需求暂行规范》也有差距，相关的统计功能使用还需要磨合。

徐州北CIPS 和合肥东SAM 系统均提供网络监控功能，监控主机的网络连接状态、交换机的端口、系统资源的使用等、提供设备的异常报警。

2 存在问题与对策

截止目前，无论是徐州北站CIPS 还是合肥东SAM 系统，集控调车进路自动排列功能还都仍未开通，CIPS 还存在调度命令格式不能识别等问题与隐患，合肥东SAM 还存在与临站TDCS（CTC）不兼容等。相关厂商正在组织进行技术攻关实施。

合肥东SAM 管理系统在开通使用的初期，故障频发，笔者参与了2018 年年初该站SAM 管理系统的重构论证与现场实施，该管理系统原设计以第三方管理软件为平台，利用图形界面动态管理应用系统及数据库状态，但该第三方软件增加了可能的故障点，复杂了用户的操作，合肥东SAM 管理系统已摒弃该第三方管理软件。

从两站这一段时间的运行使用来看，由于北京通号公司实施CIPS系统的编组站相对较多，技术能手散布在全路不同的编组站现场，不利于车站发生问题的快速响应与通用问题的集中解决。徐州北就曾发生与路局的现车交换接口因程序bug 中断约24 h，同时CIPS 管理系统维护界面的友好性不如SAM，车站管理系统程序使用的部分参数（如确报的记事栏等）直接写到了应用程序里，给维护带来不便，与路局的数据交换程序有待优化。

按照网络安全等级保护及铁路总公司有关规定，信息系统实施时，需坚持网络安全防护措施与系统同步规划、同步使用的原则，在系统建设的需求分析阶段，开展等级保护工作。对于统一部署的系统，各级可分别作为等级保护对象，相同系统的安全保护等级原则上保持一致。对照相关规定，编组站综合自动化系统宜定为三级，级别相对较高，但截止目前，CIPS 和SAM 均未有定级和备案，按照相关规定，定级、等级保护测评、公安备案等是必不可少的环节，且要求每年组织相关检查，由于综合自动化涉及面多，是维护单位还是使用单位组织，亦或路局专业处室或总公司组织，有待进一步明确。

编组站综合自动化系统实施涉及路局建设、车务、机务、电务、车辆、信息等多专业，还涉及相关的厂商与施工单位，各单位之间需相互配合，加强综合协调。使用单位要发挥主体作用，工程实施前各子系统方案均需经充分论证，严格把关，杜绝子系统的重构，避免类似合肥东SAM 管理系统开通后的重部署操作。同时厂商还需要做好相关文档资料的移交，不能以技术保密为由拒绝提供相关资料，给后期的系统运维带来困难。

截止目前，路局电务部门已发布《编组站综合自动化集控系统维护管理办法》，适用于CIPS 和SAM 系统，但管理系统的相关使用管理办法、综合自动化系统使用后对行车和调车的作业标准的改变要求等相关管理规定有待进一步明确。

3 结束语

由于SAM 系统采用了搭积木的方式，管理系统沿袭了原SMIS2.0 系统的软件架构与操作方式，实施起来，现场相对更容易接受，培训工作量相对较小。但CIPS系统的一体化程度更高，两者均通过计算机系统提高了编组站的解编能力和效率，提高了编组站劳动生产率。两者都是编组站系统比较成功的应用，且系统功能还在不断完善中，相信随着人工智能AI、云计算、物联网技术的发展，相关的技术必然会逐步融入到编组站综合自动化系统中，同时随着货运票据电子化的实施、路局调度系统的完善与功能延伸、指挥决策的上移与集中，编组站相关的指挥决策体系与现场作业系统必将发生较大的变化，同时控制系统也将朝智能化方向更进一步。