阿金库尔编组站建议方案.docx
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阿金库尔编组站建议方案
阿金库尔编组站
列车控制系统更改
方案建议书
中国铁路通信信号集团公司
2009年7月
中国北京
目录
1.对AgincourtYard的理解和认识3
1.1.站型整体描述3
1.2.RFP的范围3
1.3.功能要求3
1.4.建议方案的技术声明3
2.列车控制系统组成4
2.1.硬件4
2.2.系统软件4
2.3.应用软件4
2.4.组成特性6
3.列车控制系统功能7
3.1.监控（monitor）7
3.2.进路控制8
3.3.其他操作与控制10
3.4.报警、诊断与维护10
3.5.与调度系统接口10
4.对RFP条款的说明11
4.1.硬件11
4.2.系统软件12
4.3.应用软件12
4.4.服务与技术支持13
4.5.技术支持组织13
4.6.应用/开发计划14
4.7.培训14
4.8.系统的可靠性/持续性15
4.9.实施风险15
4.10.产品/服务的附加价值15
4.11.产品应用16
4.12.其他信息16
5.调度系统（备选方案）17
5.1.CIPS系统组成17
5.2.调度系统特性19
5.3.调度计划管理功能19
5.4.过程管理功能23
5.5.自动执行功能24
5.6.计算机辅助决策功能24
5.7.接口24
5.8.统计报表功能24
5.9.数据字典维护26
APPENDIX27
1.对AgincourtYard的理解和认识
详细阅读了RFP文件后，根据我们的经验对AgincourtYard有了一个初步的认识，并对本次要求更改的内容和范围有一个基本理解，描述如下：
1.1.站型整体描述
AgincourtYard是位于多伦多的一个横列式编组站，中间是驼峰调车场，两侧翼是到达场和到发场。
我们认为AgincourtYard的基本作业过程是，货运列车到达后停留在接车线，由调机牵出并推峰解体。
在调车线内集结车辆，形成新的列车后从驼峰场尾部编组，牵出送至发车线等待发车，然后新的货运列车按时刻表发车。
1.2.RFP的范围
本次改造的范围内有47组道岔和62个轨道电路区段，这些装置与五（5）个控制区域（HumpBungalow,DDCase3A,DDCase3B,DDCase4A,DD2）的现场设备连接，其中5个控制区的现场终端设备是5个Telesafe6000，本次改造这些设备将被继续使用，不在更新范围内。
所要采购的计算机控制系统将替代老的控制系统，通过Modbus与既有Telesafe6000设备通信，实现原有控制系统的功能。
我们理解本次改造涉及的范围不是AgincourtYard的全部，而是靠近驼峰头部一侧的区域。
但是驼峰分路道岔未被包含在内，意味着驼峰溜放进路的控制可能由另一个驼峰控制系统负责。
此外，AgincourtYard可能还有另外一个控制系统支撑靠近驼峰尾部一侧区域的道岔控制。
1.3.功能要求
本次RFP要求新系统替换原有系统的功能，我们理解原有系统软件的主要功能是提供显示和操作的人机界面（MMI），以及列车控制所需的逻辑运算。
不同国家和地区的控制技术规范可能存在差异，因条件所限我们暂时并不确切了解这个差异的细节是什么，该建议方案将很大程度参照中国现行编组站的技术规范进行描述。
但是如果有必要我们会进行软件开发定制以符合和适应CP铁路公司的要求，这应该不成问题。
1.4.建议方案的技术声明
该建议方案推荐我公司最新研究成功并在中国成都北编组站投入使用的编组站综合自动化系统CIPS。
该系统是针对整个编组站的解决方案，不仅能够达到RFP所要求的功能，而且还能做得更多。
因此本建议方案将分为列车控制系统和调度系统两个部分分别进行描述，其中列车控制系统的基本功能完全响应RFP，调度系统的功能则特别被描述出来备选。
CP铁路公司可以根据自身需要仅采纳其列车控制系统，或者对扩展调度系统功能也感兴趣，可供参考和选择。
2.
列车控制系统组成
列车控制系统（图1:
TrainControlSystem结构示意图）对应RFP所要求的基本功能。
2.1.硬件
设备名称
基本数量
PC服务器
3
网络交换机
2
图形工作站
4
防火墙
1
Modbus网桥
2
机柜
1
2.2.系统软件
商品软件名称
基本数量
Windowsserver2008
Enterprise
服务器操作系统
3
WindowsVistaBussiness
工作站操作系统
4
MicrosoftSQLServer2008Workgroup数据库
1
MicrosoftSQLServer2008Standard数据库
Windows终端访问许可
10用户
网络版防病毒软件
1
2.3.应用软件
应用软件名称
基本数量
CIPSControlV5.0
列车控制软件
1
CIPSClientV5.0compress
客户端软件
1
图1:
TrainControlSystem结构示意图
2.4.组成特性
2.4.1.进货渠道
所采用的硬件均为加拿大市场上能够买到的通用商品计算机设备，所采用的系统软件均为加拿大市场能够买到的商品软件，因此本方案建议AgincourtYard所有硬件和系统软件直接从本地购买设备和服务，勿需进口，设备的型号、配置和参考报价详见商务文件。
CRSCD仅销售应用软件和专用服务。
好处是将来所有备品备件都可以由用户自己从市场上购买。
当市场计算机升级时，可采购和使用最新型号的计算机设备，不必担心兼容问题。
2.4.2.冗余方案
CIPS系统列车控制服务采用操作系统提供的集群技术实现冗余，该技术可实现集群组内各种服务的故障诊断、故障自动转移、虚拟IP（集群组共用IP地址）及负载均衡等功能。
2台组成的集群组相当于双机热备，当1台服务器故障时，转移启用另一台。
2.4.3.存储方案
列车控制系统只用单一服务器作为数据库服务，记录维护数据。
数据库服务故障不影响列车控制服务。
2.4.4.应用软件
应用软件由CRSCD开发，基于Microsoft.NetFramework，编程语言C＃。
2.4.5.软件升级
商品系统软件升级/打补丁通过互联网进行，应用软件可以通过互联网进行远程诊断和升级。
CIPS具有一个系统内部安装在不同计算机上的应用软件同步升级，即在维护服务器上控制自动发布与更新的功能，
2.4.6.远程桌面服务
利用Windows操作系统多用户和远程桌面的功能，CIPS客户端软件除安装在工作站外，也部署在维护服务器。
只要给予登录权限，CP公司的管理人员可用自己的办公/家庭电脑借助互联网远程实时监控AgincourtYard的生产，其功能与专用工作站相当，且勿需在远程电脑上额外安装任何软件。
系统设计考虑最大支持10个用户同时在线。
2.4.7.网络方案
CIPS采用双冗余以太局域网连接所有的服务器和工作站，所有服务器和工作站采用双网卡故障切换，网络交换机采用堆叠技术，任何一台网络交换机故障不影响系统的数据通信。
3.
列车控制系统功能
列车控制系统建议方案响应RFP的要求。
3.1.监控（monitor）
按站场形状提供整个控制区域的表示，供操作人员或管理人员监控编组场的实时动态状态。
利用Windows技术，监控界面可以进行任意移动和缩放，以及个性化设置，例如选择背景色、表示轨道的线条宽度等等，内容包括：
图2CIPS站场表示屏幕截图
3.1.1.道岔：
道岔位置表示（定位或反位）；道岔锁闭表示；道岔故障表示；道岔名称
3.1.2.轨道区段：
占用/出清/锁闭表示；区段名称
3.1.3.信号机（如果存在）：
开放/关闭表示；信号机名称
3.1.4.进路：
通过道岔、轨道区段和信号机表示共同组合构成进路表示
3.1.5.说明：
Ø所有道岔/轨道区段的信息来自于Telesafe6000的采集，并通过Modbus通信发送至CIPS系统。
Ø如果Telesafe6000不支持道岔或区段的锁闭状态，则CIPS采用内部软锁闭替代物理锁闭。
ØCIPS监控界面除此之外还有调车机位置移动表示、线路上现在车和/或其他信息窗口、脱轨器状态表示、减速器和停车器表示，取决于是否有必要以及是否有信息来源。
根据需要还可以另外增加显示项目。
Ø界面表示的图例可以根据用户的需要进行调整。
ØCIPS界面上的中文字符可很容易地换成英文。
3.2.进路控制
进路控制指允许人工在监控界面上进行操作，经过软件的逻辑运算实现选路、进路的锁闭、列车的运行与跟踪、进路的解锁。
关键是通过软件检查防止不同进路之间的冲突。
3.2.1.列车进路
列车进路包括列车接车和发车进路的控制。
Ø值班员用鼠标选择进路的始端和终端操纵激活进路的控制。
Ø自动选择进路上所有道岔的动作，向不同的Telesafe6000现场设备发命令信息，控制道岔转辙到与进路同方向的位置，下列情况不允许选路：
⏹进路上有轨道区段/道岔锁闭，表明被其它进路所使用。
⏹进路上有轨道区段被占用
⏹与进路上轨道区段相关的超限轨道区段被占用
⏹相关道岔因维修被单独锁闭
Ø当道岔表示反馈表明其转换成功后，锁闭相关的轨道区段/道岔，未解锁之前不允许再向道岔发控制命令。
如果现场设备具有锁闭功能，则向现场设备发锁闭命令，并等待其锁闭表示。
以下情况将中止进路控制：
⏹道岔位置不正确
⏹轨道区段突变为占用
⏹区段/道岔不能被锁闭
Ø整个进路锁闭后开放有关信号机，指示列车允许进入
Ø当列车压入信号机内方时自动关闭信号
Ø当列车顺序进入并出清进路上的轨道区段，轨道区段/道岔自动解锁，解锁方式可以设定为：
⏹进路使用完毕后一次解锁
⏹轨道区段出清解锁（中国方式）
⏹按出清顺序隔区段解锁
Ø说明：
⏹列车进路上的轨道区段要求连续，不应存在死区段
⏹同一条到发线的两端应相互检查，防止两侧向同一到发线同时办理列车接车进路
⏹为防止轨道电路分路不良，轨道区段出清附加有软件延时
3.2.2.调车进路
调车进路指在车场内低速走行的进路，包括牵出进路、推峰进路、调车机单机折返进路、本务机单机走行进路、取送车进路等。
调车进路的使用方法是值班员集中操纵建立进路，然后对讲机通知司机走行。
有别于列车进路，考虑到调车作业中有中途折返的情况，为了尽可能减少调车走行距离，允许从任意轨道区段开始办理短进路。
折返过程中轨道区段被顺序压入，然后后退反向出清的情况能够被发现，用于区段/道岔的自动解锁。
调车进路与列车进路的冲突通过检查轨道区段锁闭/占用进行防护。
Ø值班员用鼠标选择进路的始端和终端操纵激活进路的控制。
⏹其始端可以是刚出清解锁的轨道区段，打算从该区段开始折返
Ø自动选择进路上所有道岔的动作，向不同的Telesafe6000现场设备发信息，控制道岔转辙到与进路同方向的位置，下列情况不允许选路：
⏹进路上有轨道区段/道岔锁闭，表明被其它进路所使用。
⏹进路上有轨道区段被占用
⏹与进路上轨道区段相关的超限轨道区段被占用
⏹相关道岔被维护锁闭
Ø当道岔表示反馈表明其转换成功后，锁闭相关的轨道区段/道岔，未解锁之前不允许再向道岔发控制命令。
如果现场设备具有锁闭功能，则向现场设备发锁闭命令，并等待其锁闭表示。
以下情况将中止进路控制：
⏹道岔位置不正确
⏹轨道区段变为占用
⏹区段/道岔不能被锁闭
Ø当调车顺序进入并顺序出清，或顺序进入并逆序出清进路上的轨道区段，轨道区段/道岔自动解锁，解锁方式可以设定为：
⏹轨道区段出清立即解锁
⏹进路使用完毕后一次解锁（A，推峰进路，允许溜放中随时后退；B，顺序进入逆序出清）
Ø说明：
⏹只有纳入集中的道岔具有调车进路控制功能
⏹为防止轨道电路分路不良，轨道出清附加有软件延时
3.3.其他操作与控制
3.3.1.道岔单操：
界面选择单独动作某个未被锁闭的道岔
3.3.2.道岔单锁/单解：
为了维护的目的，界面选择单独封锁/解锁某个道岔
3.3.3.区段故障解锁：
列车经过后因轨道区段动作顺序不正常导致区段/道岔未自动解锁，界面选择对其故障解锁。
3.3.4.进路取消：
列车/调车进路办理成功后不再使用，界面操作取消整个进路。
3.4.报警、诊断与维护
列车控制系统采用数据库进路记录所有发生的事由，构成历史数据，并延伸以下功能。
3.4.1.报警：
轨道非法占用；道岔失去表示；道岔选排不一致；
3.4.2.操作日志：
所有人工操纵的记录
3.4.3.事件：
所有现场输入输出的变化信息
3.4.4.测量：
例如道岔转换时间和列车运行速度（利用轨道电路测速）
3.4.5.诊断：
分析数据获得的结论
3.4.6.报告：
根据需要定制各种报告
3.4.7.回放：
选取时间段按不同速度真实再现监控界面的历史，保存期不少于15天
3.5.与调度系统接口
CIPS的列车控制系统可独立使用，响应人工在界面上操作完成进路控制，称为手动模式。
CIPS的另一个独特功能是可以与调度系统（详见备选方案）配合使用，使其工作在自控模式。
在该模式下，所有列车/调车进路的正常操作不再需要人工办理，而是由CIPS的调度系统下达指令自动操作。
3.5.1.自动操作
接收与响应来自调度系统的进路始端/终端操作指令，指令内容包括指令号（列车、调车或单机）、类型、区域、始端、终端、触发、机车号等数据。
3.5.2.自动反馈
按接收到的调度系统指令进行执行状态的反馈，反馈内容包括指令号、执行状态（收到/触发/受理/操作/开始/结束/中止/故障）
4.
对RFP条款的说明
4.1.硬件
4.1.1.采购、保障与运输
对RFP所涉及的所有硬件我公司采取加拿大本地采购的原则，其质量保证、问题硬件/部件的更换、保修期内的免费维护、产品包装及送货上门等服务均由本地专业计算机公司直接对CPR用户负责。
用户可以选择与设备清单上完全不同的计算机制造厂家生产的兼容产品，应用软件设计时已经考虑了对硬件充分的兼容性。
4.1.2.延长保质期
所有硬件的延长质保期也考虑从加拿大本地的专业计算机公司购买服务，为了取得优惠条件，可以在第一次订货时同时购买5年延长期的服务，并选择适合的服务等级。
在保质期间（产品保质期及延长保质期），所有非人为因素的故障计算机/零部件更换、上门服务人工费用和运输费用均应免费。
4.1.3.安装
依我们对RFP的理解，硬件设备是在我们的监督指导下用户的技术人员进行安装。
为此，我们有义务进行安装设计，包括设备的布置图、组装图和配线图。
4.1.4.供电
为了保证系统供电可靠，其服务器均具有冗余电源，需要用户提供来自两路不同的电源供电，其中一路应考虑采用不间断电源（UPS）。
4.1.5.环境
计算机设备的工作环境（温度\湿度\防尘\防雷\接地等）应由用户保障。
4.1.6.设备的可选项
计算机设备的更新换代可能导致买不到原样的设备/零配件，但是只要系统软件能够适应硬件改变，应用软件就能够随之适应，没有额外的要求。
4.1.7.软件对硬件的要求
设备清单提供计算机的配置能够满足应用软件在极限情况下的使用，例如假定预备集群转移将多个不同服务器上的服务合并到同一台服务器上时对计算机CPU/内存性能的要求。
4.1.8.软件更改对硬件的影响
应用软件因克服缺陷更改不会引起硬件的更改。
但是如果应用软件因需求和功能变化需要应用软件进行较大的升级时，不排除引起服务器数量增加，或对原有配置进行调整（例如扩展内存）。
4.2.系统软件
4.2.1.可选性
建议方案推荐的外购的系统软件具有可选性，例如操作系统可以采用WindowsXP、Windowsserver2003等替换产品，应用软件可以适应系统软件的变化。
4.2.2.授权与升级
系统软件的授权信息以生产方的销售规定为准。
系统软件的升级由生产商直接负责。
4.2.3.安装
所有系统软件的安装部署由我公司技术人员负责。
4.2.4.软件故障
系统软件的故障通常由软件制造商，例如Microsoft通过用户反馈发现故障与缺陷，并通过软件升级解决。
CIPS通过采用成熟产品和避免偏生使用来规避系统软件故障对用户系统的影响。
4.3.应用软件
4.3.1.授权
本次由我公司开发并销售的应用软件授权在AgincourtYard使用。
4.3.2.维护与升级方式
应用软件的更新与升级可以选择在用户的同意下我公司的技术人员使用互联网远程操作。
也可以选择将升级包通过电子邮件发送给用户维护技术人员，由用户现场操作升级。
通过版本控制和低版本备份，所有升级均做到可逆。
4.3.3.部署
所有应用软件的安装部署由我公司技术人员负责。
4.3.4.软件故障与处理
应用软件主体经过中国编组站用户长期持续不断的使用和改进，故障率较低。
针对用户的新需求，应用软件可能会有新开发定制的部分，其软件的故障通过室内测试和现场测试发现并克服。
系统交付投产后，若遇有偶发性未被发现的软件故障，请用户直接与我公司联系，我们有责任和义务进行远程人工诊断，查看相关日志，并通过远程软件升级克服缺点，解决故障问题。
软件故障维护免费升级通常不包括因需求和功能改变引起的升级。
4.3.5.软件托管
我公司同意CPR提出的软件托管方案。
4.4.服务与技术支持
我们所推荐的建议方案特点是服务与技术支持集中在应用软件上。
其基本服务内容是：
4.4.1.系统咨询
当用户提出请求时，我们的技术人员可以通过互联网进行远程监控和诊断，对系统运行状态进行判断，帮助定位故障点，给出咨询意见。
在征得用户同意的情况下我公司技术人员可远程维护和处理故障。
在非常必要的情况下，我们可以派技术人员到现场服务。
4.4.2.更换设备/零部件咨询
当用户需要从市场上采购新的计算机设备/零部件备品时，如果需要我们对兼容性进行判断，我们可以给出咨询意见。
4.4.3.软件终身服务
我公司对应用软件的故障维护承诺采取终身制，即只要我们的系统一直在用，我们将义务免费维护与升级。
4.4.4.技术支持周期
从建立商务合同开始，直至系统被停用，在整个系统的寿命期都在我们服务与技术支持的业务范围内。
4.4.5.运行环境变化
系统交付使用后需要增加或改变功能，或者现场设备的变化需要我们配合会产生额外工作量，我们只收取成本费用。
4.4.6.Capabilitiestomakelocalchanges
如果未来的使用中因站场形状局部发生变化引起系统界面显示和处理逻辑的变化，这类变化通常不改变程序，只改变数据字典。
我们有一个离线运行的计算机辅助设计工具专门软件，可简单地实现数据重新配置。
但是该软件不在销售清单中，因此我们承诺未来使用中若发生这类情况，我们免费远程升级，并对升级后的正确性负责。
4.4.7.回访制度
如果用户认为有必要，我们每两年一次到用户所在地进行回访，进行业务跟踪，征求改进意见，面对面总结使用和维护中遇到的问题。
4.5.技术支持组织
本建议书将技术支持分为两部分，其中硬件和系统软件走通用路线，CPR可以直接与当地有能力和较优秀的计算机公司签约，寻求技术支持社会化。
如果有必要可以选择购买7*24小时的服务级别。
我公司主要负责其中应用软件的技术支持，服务地点在北京，采用互联网远程支持。
我们将指定专职联系人，24小时待机，当接获请求（电话、短信、电子邮件）后，迅速组织有关技术人员在100分钟之内上网远程登录进入系统参与诊断，作出判断，排除故障与恢复，并给出专业的处理意见。
在非常情况下，我单位将派技术人员到现场处理。
CRSCD下属编组站所有90多名专业技术人员，涉及编组站驼峰线路设计、机械设计、信号设计、控制系统地面开发、控制系统车载开发等类别，应该是目前全世界规模最大的编组站专业队伍。
其中CIPS项目开发团队技术人员30名，实力雄厚，可解决各种应用中的技术问题。
除开发人员外，另有专职技术支持的团队人员10名，负责中国100多个yards控制系统的售后技术支持，经验丰富。
4.6.应用/开发计划
该项目的推进计划建议如下表。
工作阶段
工作内容
工作周期
地点
现场调查
收集资料、了解用户需求的细节、了解现场设备接口的技术细节
5天
加拿大
定义文件编写
编写定义文件，完成后交付用户
10天
北京
定义文件审查
用户参与共同讨论与修改
10天
加拿大
软件修改
新功能设计与软件开发，并在室内仿真条件下通过测试
85天
北京
室内验收
用户到实验室验收（不多于3人）
5天
北京
硬件安装
指导用户现场安装设备
30天
加拿大
软件调试
现场调试系统和软件，操作培训和维护培训
30天
加拿大
交付
用户现场验收通过后投入使用
3天
加拿大
开通后的现场技术支持
使用中强化培训，解决使用中发现的新问题
90天
加拿大
4.7.培训
我单位为CIPS系统提供的用户资料包括操作手册和维护手册，其培训人员包括现场操作人员和维护人员。
由于AgincourtYard的列车控制系统相对简单，培训安排如下：
培训内容
培训时间
操作培训
8小时
维护培训
30小时
4.8.系统的可靠性/持续性
CIPS构架采用了现代IT技术和设计理念较好地解决了降低平均修复时间（MTTR）和平均故障间隔时间（MTBF）问题，例如：
Ø集群冗余技术
Ø双网冗余和网络交换机堆叠技术
做到了比双机热备更多的冗余，且交叉冗余方式使设备故障不会引起捆绑切换。
软件的可靠性主要依靠大量的室内测试，尤其是室内仿真技术，可最大限度地提前暴露和解决软件可能存在的缺陷。
根据计算和经验评估，考虑到维修中允许随时用市场上新购置的兼容计算机设备替换已发生故障的设备，系统的预期生命期限不少于20年。
4.9.实施风险
我们认为该项目最大的实施风险是关于列车控制系统与现场设备Telesafe6000之间的接口，由于这些现场设备是多年前的系统，其风险是：
4.9.1.执行期间的风险
Ø列车控制系统与现场设备之间的通信协议、数据格式与数据内容是否有足够详细的资料支持新系统与既有设备接口的开发工作？
Ø如果有资料，是否与实际完全一致？
ØCPR是否能提供足够的技术帮助？
Ø在实验室环境下可能无法做到与Telesafe6000进行接口测试。
Ø由于Telesafe6000是使用中的设备，现场调试期间是否能够提供足够的实际联机测试时间。
4.9.2.投产后的风险
按照RFP说明，投产后CPRisplanningtoupgradefieldequipmentin2010，那么新的现场设备是否仍维持按Modbus方式与列车控制系统接口？
如果不是，则使用中的列车控制系统的硬件/软件需要配合新的现场设备同期进行适当修改。
我们承诺，无论下一次现场设备如何更换，我们将免费提供一切技术支持。
4.10.
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