CN108182841A - 铁路编组站综合自动化仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，包括：应用服务设备、终端设备与模拟设备；其中：所述应用服务设备，用于实现编组站综合自动化系统SAM各项功能；所述终端设备为SAM系统人机界面设备；所述仿真模拟设备包括：总控模拟机、上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机；所述总控模拟机用于产生模拟场景；所述上行过程设备模拟机与下行过程设备模拟机，用于与所述应用服务设备通信，并根据模拟场景来模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统、停车器控制系统、机车安全监控系统STP的接口功能。该系统可以根据需要生成培训所需的场景，并能够根据当前车站的数据为基础进行各项接口功能的模拟。

Description

铁路编组站综合自动化仿真培训系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统。

背景技术

编组站综合自动化系统(SAM)已在全路十多个大中型编组站建设或投入运用。由于系统为综合集成性项目，涉及信息、信号、通信等多个专业和路局调度、车站、电务、机务、车辆等多个部门，采用了计算机、网络、数据库等多种技术，功能繁多、技术复杂，需要系统的管理、运用、维护单位加强岗位日常培训，努力提高职工的运用与维护水平。目前对SAM系统用户的培训主要是通过下述方法与过程实现：

方案一：由于编组站综合自动化系统涉及岗位众多，作业内容负责，岗位直接协调操作较多。所需要的外围接口设备类型广泛。短时间内搭建专用培训系统存在难度。

1、对于部分新建系统，会利用处于调试阶段的生产系统进行培训。即在设备已经安装在现场并具备部分功能时，在系统正式开通前，利用未开通设备连带各调试状态的接口设备进行培训；在站内没有真实作业的情况下，进行界面操作讲解和作业人员适应性训练。

2、对于既有改造站系统，会利用在用生产系统进行培训。即组织学习人员到正式作业系统上，在有经验作业人员陪同的条件下，采取现场听讲，然后上手办理作业的方法进行学习。

然而，该方案的缺陷在于：1)上述培训方法受到环境限制严重，譬如该系统正在调试时，由于微机联锁系统通常已与现场设备接通，联锁界面上均是无区段占用状态。在操作界面上模拟开放信号后，由于现场不会有真实机车运行，故界面上无法出现机车走行的情况。因此无法比照现场实际作业方法模拟连续的作业内容。2)该培训方法的时间收到限制。由于培训所用的系统与生产系统为一套系统，培训过程必须不影响生产系统调试或生产系统正常使用，因此培训过程必须充分考虑与系统开通调试过程或正常生产过程的结合；造成培训周期长，单次能培训人员数量有限的问题。3)由于该培训方法使用的是真实系统，培训过程中对系统的操作会真实带来对现场设备的影响；如果在室外人员进行开通前设备检查时操作系统功能，道岔动作可能引起人员安全事故；如在既有生产系统上培训，在正常接发车作业中，如出现疏忽的误操作，则可能引起意想不到的生产事故。

方案二：利用与生产系统同规模设备，搭建标准站方式的专用培训系统(如图1所示)，进行全岗位的培训。所谓生产系统同规模设备是包括利用实际工控机和服务器，按照实际提交给用户的真实系统的配置进行设置，该环境的规模和实际系统的规模近似。由于采用的是实际生产系统的硬件和软件，培训系统操作和维护均与生产系统一致。提供给车站用户后，用户不具备对培训系统软件和硬件维护能力，培训过程必须由厂家专业人员负责制作仿真条件，操作设备开关机，以及系统数据导入与恢复。

目前培训系统只能使用一个标准三级七场作业站各岗位功能，具体包括：

1、模拟标准站的联锁系统站场联锁功能操作；

2、模拟标准站的上下行驼峰系统功能；

3、模拟标准站的SAM系统集中操作终端COT功能；

4、模拟标准站的SAM系统作业监控终端TMT功能；

5、模拟标准站的停车器系统操作；

6、模拟标准站的STP设备在SAM系统上显示。

上述系统只能进行标准站的模拟，方法陈旧，培训场景单一，只能培训SAM系统界面操作功能，主要存在如下两个方面的缺陷：

1、现有模拟系统不能与用户所在站站场保持一致，现有仿真培训系统操作只能按照标准站进行设置，用户在培训系统上无法根据本站实际站型进行教学。现有模拟系统只能在出厂时由厂家预制特定的现场场景，如用户想设置特定的现场设备异常或站场布置情况，以满足对于员工进行课程化的培训要求，则需要由厂家制作场景再添加到预制场景的目录中，供用户调阅使用；该方法效率低，效果不好；难以实时满足用户多样化培训的要求。现有模拟系统只能在系统上人工操作实践，不能利用现场作业的实况记录，在模拟系统上运行回放过程，功能单一，不能用于对已发生事件的分析与对应处置措施的教学。

2、对于生产单位需求无法满足的缺陷：

1)现有模拟环境设备与实际现场环境不一样，厂家人员在熟练本站实际系统后，还需要熟悉模拟系统的标准站功能。研发人员在通过仿真培训系统与用户交流的过程中无法细致的审查设备提供的功能，难以通过培训系统获得用户返回系统完善的建议。

2)现有模拟环境单套编组站综合自动化系统使用的设备较多，搭建一个系统投入的设备成本高昂。而各个产品使用的设备和配置均近似，不能混合在一套系统中进行测试。譬如：系统的数据库配置均完全一致，如混用则会造成各系统无法区分自身的数据库。造成目前一套试验环境在一个阶段仅可以进行一套系统的测试，测试前须有特定技术人员对设备进行导入导出工作，费时费力。

3)现有模拟环境设备维护难度大、成本高。模拟环境设备较多，需要设备机房有充分空间；设备包括工控机和服务器数台。设备使用时功率消耗大，机房需安装大功率空调保持运行环境恒温。设备之间功能相关，且模拟系统测试时均需要测试冗余双机功能软件。故任何设备故障后，均影响模拟系统正常使用。硬件设备故障后需及时更换新硬件，受设备采购周期影响，通常设备故障后均会对日常模拟环境上的测试工作造成影响。

4)现有模拟环境配置过程中，需要修改的参数众多。在共用的硬件设备上布置多套不同场测试软件，人工在使用前切换启动对应系统的测试软件的方法进行配置。使用该方法配置系统存在的问题是，经常出现错误打开测试软件，造成试验平台不能正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，可以根据需要生成培训所需的场景，并能够根据当前车站的数据为基础进行各项接口功能的模拟。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，包括：应用服务设备、终端设备与模拟设备；其中：

所述终端设备为SAM系统人机界面设备，用于在人工控制模拟仿真过程中生成进路命令，以及在自动控制模拟仿真过程中编辑站调计划或者调车作业，以及根据任务请求生成请求报文；还用于显示相应的进路并产生报点提示；

所述应用服务设备能够实现编组站综合自动化系统SAM各项功能，包括：在人工控制模拟仿真过程中，根据进路命令生成接口命令下发给微机联锁系统，或者同时发送给微机联锁系统与驼峰自动化系统；以及在自动控制模拟仿真过程中，根据请求报文计算自动执行命令下发给微机联锁系统，或者同时发送给微机联锁系统、停车器控制系统与驼峰自动化系统；还用于在仿真模拟设备进行仿真模拟时，跟踪进路并产生车辆到达报点；

所述仿真模拟设备，用于模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统、停车器控制系统、机车安全监控系统STP的接口功能；包括：在自动控制模拟仿真过程中，如果是针对列车或者调车进行自动控制模拟，则根据终端设备编辑的站调计划或者调车计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口对应的将仿真作业单发送给终端设备，或者同时发送给终端设备与驼峰自动化系统；还用于模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，并转动道岔生成对应的进路；或者模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路，以及模拟停车器控制系统的接口来驱动停车器的状态；之后，进行全站车列模拟；在人工控制模拟仿真过程中，模拟微机联锁系统接口响应接口命令，并转动道岔生成对应的进路；或者模拟微机联锁系统接口响应接口命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路；之后，进行全站车列模拟；同时，在人工与自动控制模拟仿真过程中，还模拟站内调车机车安全监控系统的接口管理调车机车状态。

所述应用服务设备包括：

集中控制服务器，用于提供进路分解与自动控制方案，该集中控制服务器接收终端设备发送的请求报文，并结合计划接口服务器与TDCS接口服务器输出的结果计算自动执行命令，下发给微机联锁系统，或者同时下发给微机联锁系统、停车器控制系统与驼峰自动化系统；

计划接口服务器，用于提供计划信息接收与分解，该计划接口服务器响应终端设备要求执行的任务对该任务对应的计划信息进行分解，生成计划作业股道信息；

现车跟踪服务器，用于提供站内列车与调车作业进度跟踪和自动报点功能，该现车跟踪服务器跟踪作业进路，产生列车、调车和本务机作业过程的报点；

TDCS接口服务器，用于提供与TDCS系统接口功能，该TDCS接口服务器接收并解析接发列车阶段计划和调度命令，以及传输行车闭塞信息；

数据库服务器，用于提供SAM系统核心数据库业务，该数据库服务器为系统提供数据记录和交互平台。

应用服务器设备均以虚拟机方式运行在服务器集群中，服务器集群设置在机柜中，包括四台高性能服务器、磁盘阵列以及万兆交换机；四台高性能服务器通过光纤通道分别与磁盘阵列连接，实现服务器共享磁盘阵列存储；四台服务器各有一个网口与万兆交换机通过网线连接，实现服务器之间网络互联；服务器集群过三层交换机与仿真模拟设备中的上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机连接，通过远程访问和桌面虚拟化方式发布到各岗位的上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机中。

所述终端设备包括：

COT终端为提供SAM系统信号集中操作与显示功能的终端；

TMT终端为提供SAM系统行车闭塞手续办理，以及自动执行操作的终端；

车站调度岗位操作终端为自动控制模拟仿真过程中SAM系统站调计划和调车作业计划编辑的终端。

仿真模拟设备包括：总控模拟机、上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机；

所述总控模拟机用于产生模拟场景，还模拟站内调车机车安全监控系统管理的调车机车状态；

所述上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机，用于根据模拟场景模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统以及停车器控制系统的接口功能；其中，在自动控制模拟仿真过程中，如果是针对列车或者调车进行自动控制模拟，根据终端设备编辑的站调计划或者调车计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口对应的将仿真列车作业单发送给终端设备，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口将仿真调车作业单同时发送给终端设备与驼峰自动化系统；还用于模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，并转动道岔生成对应的进路，或者模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路，以及模拟停车器控制系统来驱动停车器的状态；之后，由总控模拟机进行全站车列模拟，生成模拟列车、调车或者本务机车走行对象，均匀行进；在人工控制模拟仿真过程中，模拟微机联锁系统接口响应接口命令，并转动道岔生成对应的进路，或者模拟微机联锁系统接口响应接口命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路；之后，由总控模拟机进行全站车列模拟，生成模拟列车、调车或者本务机车走行对象，均匀行进；所述总控模拟机还模拟调车综合监控系统来管理的调车机车状态。

模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统、停车器控制系统、机车安全监控系统STP的接口功能包括：

驼峰自动化系统接口功能模拟：模拟驼峰自动化系统与SAM系统接口机之间以标准通信协议交互，模拟驼峰自动化系统接收调车作业单、两峰别的溜防以及调车进路办理功能；

微机联锁系统接口功能模拟：模拟微机联锁系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟微机联锁系统办理进路、操作信号机和道岔设备、模拟轨道电路占用和出清；

停车器控制系统接口功能模拟：模拟停车器控制系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟停车器控制系统驱动停车器制动和缓解，以及设备故障和锁闭状态；

TDCS系统接口功能模拟，模拟TDCS系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟路局行调台下达给本站阶段计划和调度命令，模拟邻站站场显示和行车闭塞功能。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，1)可以车站的实际数据为基础实现TDCS系统、微机联锁系统、驼峰自动化系统、停车器控制系统、机车安全监控系统STP的接口功能；2)基于总控模拟机可以实现对整个仿真培训环境的设置与综合管理：包括各个接口的操作与设置，模拟场景的初始化等功能。3)整个系统可以采用虚拟环境做为载体，通过虚拟设备的划分，实现在一套虚拟环境下运行多个规模完整、结构完全一样的各个站仿真培训系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明背景技术提供的方案二中的培训系统示意图；

图2为本发明实施例提供的一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的服务器集群与操作终端连接示意图；

图4为本发明实施例提供的采用虚拟化技术构建的仿真模拟环境示意图；

图5为本发明实施例提供的服务器集群组成示意图；

图6为本发明实施例提供的人工控制模拟仿真过程示意图；

图7为本发明实施例提供的自动控制模拟仿真过程示意图；

图8为本发明实施例提供的仿真培训系统的软件结构示意图；

图9为本发明实施例提供的仿真模拟的驼峰自动化系统主窗口示意图；

图10为本发明实施例提供的TDCS系统仿真模拟过程示意图；

图11为本发明实施例提供的总控模拟机对场景进行管理与监控的界面示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，如图2所示，其主要包括：终端设备、应用服务设备与仿真模拟设备；其中：

所述终端设备为SAM系统人机界面设备，用于在人工控制模拟仿真过程中生成进路命令，以及在自动控制模拟仿真过程中编辑站调计划或者调车作业，以及根据任务请求生成请求报文；还用于显示相应的进路并产生报点提示；

所述应用服务设备能够实现编组站综合自动化系统SAM各项功能，包括：在人工控制模拟仿真过程中，根据进路命令生成接口命令下发给微机联锁系统，或者同时发送给微机联锁系统与驼峰自动化系统；以及在自动控制模拟仿真过程中，根据请求报文计算自动执行命令下发给微机联锁系统，或者同时发送给微机联锁系统、停车器控制系统与驼峰自动化系统；还用于在仿真模拟设备进行仿真模拟时，跟踪进路并产生车辆到达报点；

所述仿真模拟设备，用于模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统、停车器控制系统、机车安全监控系统STP的接口功能；包括：在自动控制模拟仿真过程中，如果是针对列车或者调车进行自动控制模拟，则根据终端设备编辑的站调计划或者调车计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口对应的将仿真作业单发送给终端设备，或者同时发送给终端设备与驼峰自动化系统；还用于模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，并转动道岔生成对应的进路；或者模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路，以及模拟停车器控制系统的接口来驱动停车器的状态；之后，进行全站车列模拟；在人工控制模拟仿真过程中，模拟微机联锁系统接口响应接口命令，并转动道岔生成对应的进路；或者模拟微机联锁系统接口响应接口命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路；之后，进行全站车列模拟；同时，在人工与自动控制模拟仿真过程中，还模拟站内调车机车安全监控系统的接口管理调车机车状态。

为了便于理解，下面对系统中各种设备做详细介绍。

1、终端设备。

终端设备为SAM系统人机界面设备，其主要包括：

COT终端为提供SAM系统信号集中操作与显示功能的终端；

TMT终端为提供SAM系统行车闭塞手续办理，以及自动执行操作的终端。

车站调度岗位操作终端为自动控制模拟仿真过程中SAM系统站调计划和调车作业计划编辑的终端。

2、应用服务设备。

应用服务设备用于实现编组站综合自动化系统SAM各项功能，与之通信的各个系统(微机联锁系统、驼峰自动化系统等)均可由仿真模拟设备模拟；其主要包括：

集中控制服务器，用于提供进路分解与自动控制方案，该集中控制服务器接收终端设备发送的请求报文，并结合计划接口服务器与TDCS接口服务器输出的结果计算自动执行命令，下发给微机联锁系统，或者同时下发给微机联锁系统、停车器控制系统与驼峰自动化系统。

计划接口服务器，用于提供计划信息接收与分解，该计划接口服务器响应终端设备要求执行的任务对该任务对应的计划信息进行分解，生成计划作业股道信息。

现车跟踪服务器，用于提供站内列车与调车作业进度跟踪和自动报点功能，该现车跟踪服务器跟踪作业进路，产生列车、调车和本务机作业过程的报点。

TDCS接口服务器，用于提供与TDCS系统接口功能，该TDCS接口服务器接收并解析接发列车阶段计划和调度命令，以及传输行车闭塞信息。

数据库服务器，用于提供SAM系统核心数据库业务，该数据库服务器为系统提供数据记录和交互平台。

现车管理服务器，用于现车自动转换功能，该服务器为车站调度岗位操作终端提供数据记录和交互平台。

本发明实施例提供的上述仿真培训系统的核心设备为服务器集群，应用服务器设备均以虚拟机方式运行在服务器集群中。如图3所示，服务器集群过三层交换机与系统内仿真培训终端机(即上行过程设备模拟机与下行过程设备模拟机)连接，通过远程访问和桌面虚拟化方式发布到各岗位的仿真培训终端机。

示例性的，如图4所示，通过三层交换机允许设置在实验室操作台上的ThinPC接收端指定向该vlan，仿真模拟系统即可通过虚拟桌面服务将该vlan中的终端投射到任意一台ThinPC上。从而实现在实验室操作台上根据现场操作岗位的数量，一比一的投射操作界面，以提供完全逼真的仿真模拟环境。

服务器集群设置在机柜中，包括四台高性能服务器、磁盘阵列以及万兆交换机；如图5所示(相关设备的连接线未示出)，四台高性能服务器通过光纤通道分别与磁盘阵列连接，实现服务器共享磁盘阵列存储；四台服务器各有一个网口与万兆交换机通过网线连接，实现服务器之间网络互联；该网络用于运行在该组服务器组成集群，并提供集群内虚拟交换机的网络连接。

本发明实施例中，采用了虚拟化技术，一方面可以实现软、硬件兼容；另一方面，可以实现在有限物理设备上，创建多套虚拟计算机在一个物理终端上运行，从而实现一台计算机代替多台计算工作的目的；同时，将虚拟化技术与信息集中技术结合可以在一台计算机上实现对全部仿真培训环境的试验开关机管理等。

3、仿真模拟设备

仿真模拟设备是仿真模拟系统的接口和场景的模拟设备，其主要包括：总控模拟机、上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机；所述总控模拟机用于产生模拟场景，在人工与自动控制模拟仿真过程中，还模拟站内调车机车安全监控系统管理的调车机车状态；所述上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机，用于根据模拟场景模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统以及停车器控制系统的接口功能；其中，在自动控制模拟仿真过程中，如果是针对列车或者调车进行自动控制模拟，根据终端设备编辑的站调计划或者调车计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口对应的将仿真列车作业单发送给终端设备，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口将仿真调车作业单同时发送给终端设备与驼峰自动化系统；还用于模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，并转动道岔生成对应的进路，或者模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路，以及模拟停车器控制系统的接口来驱动停车器的状态；之后，由总控模拟机进行全站车列模拟，生成模拟列车、调车或者本务机车走行对象，均匀行进；在人工控制模拟仿真过程中，模拟微机联锁系统接口响应接口命令，并转动道岔生成对应的进路，或者模拟微机联锁系统接口响应接口命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路；之后，由总控模拟机进行全站车列模拟，生成模拟列车、调车或者本务机车走行对象，均匀行进；所述总控模拟机还模拟调车综合监控系统来管理的调车机车状态。

下面结合附图6-7来介绍人工控制模拟仿真过程与自动控制模拟仿真过程。图6-图7中，演示功能这一列可以理解为对应的终端设备中反馈的显示结果。

如图6所示，为人工控制模拟仿真过程；在人工控制模拟仿真过程中终端设备实现各项信息的显示，并响应相应指令来产生进路命令，进路命令所涉及的对象可以是列车、调车或者本务机车；同时，还会显示相关的进路信息，并在应用服务设备产生车辆达到报点时，通过界面显示相应的报点提示。应用服务设备主要根据终端设备发出的命令进行计算，来产生接口命令并下发给特定的系统，例如，进路命令所涉及的对象是列车或者本务机车时，产生的接口命令下发给微机联锁系统，进路命令所涉及的对象是调车时产生的接口命令下发给微机联锁系统与驼峰自动化系统；同时，还在仿真模拟设备进行仿真模拟时，跟踪进路并产生车辆到达报点。仿真模拟设备主要实现各系统接口的仿真模拟；例如，模拟微机联锁系统响应自动执行命令，并转动道岔生成对应的进路；或者模拟微机联锁系统响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路；之后，进行全站车列模拟，生成模拟列车、调车或者本务机车走行对象，均匀行进。同时，仿真模拟设备在进行上述系统接口的仿真模拟时，还涉及产生模拟场景的操作，以及模拟调车综合监控系统来管理的调车机车状态等。

如图7所示，为自动控制模拟仿真过程；该过程中，主要包含三种情况，分别对应与列车、调车、本务机车控制模拟：1)根据终端设备编辑的站调计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS将仿真列车作业单发送给终端设备中的TMT终端，类似的，TMT终端将根据相关作业单产生相应的请求报文，经过应用服务设备处理后，产生相应的自动执行命令下发给微机联锁系统，同样的，由仿真模拟设备实现微机联锁系统接口的仿真模拟，从而转动道岔生成对应的进路，之后还由仿真模拟设备进行全站车列模拟，生成模拟列车走行对象，均匀行进。后续过程与人工控制模拟仿真过程类似。2)根据终端设备编辑的调车计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS的接口将仿真列车作业单发送给终端设备中的TMT终端和驼峰自动化系统(生成调车计划)，类似的，TMT终端将根据相关作业单产生相应的请求报文，经过应用服务设备处理后，产生相应的自动执行命令下发给微机联锁系统、停车器控制系统和驼峰自动化系统，同样的，由仿真模拟设备模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，从而转动道岔生成对应的进路；同时，还模拟停车器控制系统的接口来驱动停车器的自动开闭；后续过程与第1)种情况类似，区别在于此时全站车列模拟生成的是调车模拟对象。3)这种情况对应的是本务机车自动控制模拟，该情况下的模拟过程与第1)种情况类似，区别在于，无需生成仿真作业单，也无需模拟TDCS向其他设备或系统发送，以及全站车列模拟生成的是本务机车模拟对象。

另一方面，可以结合软件结构来进一步介绍上述仿真培训系统中各硬件设备所实现的功能，该软件结构搭载在相关的硬件设备中，整个仿真培训系统的软件结构如图8所示。

软件结构主要分为综合管理信息子系统、集中控制子系统、仿真模拟子系统三个子系统。

其中，综合管理信息子系统是以一个编组站综合自动化实际作业站的综合管理信息系统的标准配置管理信息数据，并配置车站调度岗位的操作终端软件。实现模拟现场作业站的调度员岗位计划编制界面、现车管理界面，以及后台自动现车转换等功能。上述软件安装在终端设备和应用服务器设备中。

集中控制子系统是以一个编组站综合自动化实际作业站的集中控制系统的标准配置的终端软件、应用服务器软件的集合，该子系统完整的实现了综合自动化系统的主要功能：人工操作办理进路、办理相应行车预告与同意手续、启动系统列车进路与调车进路自动执行、调整自动执行方案。上述软件安装在终端设备和应用服务器设备中。

仿真模拟子系统是根据集中控制系统所对应的需要仿真的功能所开发。根据该站SAM系统所需要模拟站型所要求的外部接口设备型号，以及从接口层面可以识别的功能。分别编制TDCS仿真、计算机联锁系统仿真、停车器控制系统仿真、驼峰控制系统仿真、调机监控系统仿真、全站车列模拟，以及用于统筹管理上述仿真软件的仿真模拟总控软件。上述软件安装在仿真模拟设备中。

下面针对软件结构中对应于仿真模拟设备所实现的各仿真模拟功能进行介绍。

1、驼峰控制系统仿真：模拟驼峰自动化系统与SAM系统接口机之间以标准通信协议交互，模拟驼峰自动化系统从接收作业单到控制站内道岔自动转换的全过程。仿真模拟的驼峰自动化系统主窗口如图9所示，主要实现功能如下：

仿真控制模式转换。

仿真站场表示、驼峰报点、报警上传。

仿真作业单、解体现车接收处理。

仿真控制命令接收办理，包括：调机后退；预推；主推；开溜；暂停溜；封锁股道；调车进路建立、取消；道岔封锁、解锁、单操。

仿真作业单池管理，包括作业单调阅、编辑，以及作业单修改内容上传。

仿真驼峰作业过程自动控制，包括作业单调入、道岔位置自动变换、道岔自动封锁或解锁、作业命令的自动传递、信号的自动变化。

通过接收手工或自动下达的区段占用、出清命令的处理，模拟区段的占用与出清。

2、计算机联锁系统仿真：模拟微机联锁系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟微机联锁系统根据站内联锁关系，响应界面的操作命令，进行联锁运算后驱动站内道岔转换。

主要实现功能如下：

实现集中控制系统中过程控制接口与计算机联锁系统接口通信机制。

仿真控制模式转换。

仿真站场表示上传。

仿真控制命令接收办理，包括：进路建立、取消、总人解；区段故障解；信号重开、封闭；道岔封锁、解封、单锁、解锁、单操；闭塞办理。

仿真进路占用过程中，信号、照查根据联锁关系自动变化。

通过接收手工或自动下达的区段占用、出清命令的处理，模拟区段的占用与出清。

3、停车器控制系统仿真：模拟停车器控制系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟停车器控制系统根据界面控制命令，驱动站内停车器制动和缓解。

主要实现功能如下：

实现集中控制系统中过程控制接口与停车器控制系统接口通信机制。

仿真控制模式转换。

仿真站场表示上传。

仿真控制命令接收办理，包括制动、缓解。

4、TDCS仿真，模拟TDCS系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟路局行调台和邻站对本站的所有功能。TDCS系统仿真模拟过程如图10所示，主要实现功能如下：

实现SAM系统与TDCS接口通信机制。

仿真列车计划、调度命令的编制、下达。仿真行车预告的办理。

仿真车次跟踪与报点。

仿真无线机车号传送。

仿真邻站表示传送。

仿真同步时钟传送。

仿真车次、报点修正消息接收处理。

仿真站存车、小编组接收处理。

仿真路局层T-D结合。

5、调车综合监控系统仿真，设置在模拟仿真设备的总控模拟机中，模拟站内调车机车安全监控系统管理的调车机车状态。

实现集中控制系统网路共享与调机综合监控系统接口通信机制。

仿真调机实时数据上传。

仿真调机综合监控系统维护数据上传。

仿真作业单接收与打印。

6、全站车列模拟设置在模拟仿真设备的总控模拟机中，模拟微机联锁区域列车、调车(包括编尾单溜)车列走行过程(区段的占用出清、车次窗的移动、调机的移动)。

模拟驼峰场区域的溜放、送禁溜、送迂回、调机上下峰等过程(区段的占用出清、调机的移动)。

模拟方式有两种：人工触发，直接向相应仿真设备下达区段的占用出清命令；接收总控模拟机的仿真指令自动模拟，适时向相应仿真设备下达区段的占用出清命令。

7、仿真模拟总控，设置在模拟仿真设备的总控模拟机中，能够根据自动产生对应场景，能够模拟列车、机车、车列走行，模拟车组溜放；还能够预先构造特定的场景(例如设置道岔状态、信号机状态、机车位置等)，特别是复合故障现象，供培训对象进行各种技能训练。

如图11所示，为总控模拟机对场景进行管理与监控的界面示意图；主要包括对场景的增加、修改与删除；驱动场景的选择、载入、启动以及暂停场景项目执行；

此外，总控模拟机还可以以及对特定场景模拟过程进行回放，回放功能与当前车站真实系统所使用的回放系统兼容，可以将真实生产系统的作业过程回放数据通过文件方式保存并导出。导出后文件可以直接在本仿真培训系统回放功能上调用导入，仿真培训系统可以在全岗位各自终端上，同步回放作业过程。满足全岗位学习教程的要求。

以上为本发明实施例提供的铁路编组站综合自动化仿真培训系统所能够实现的功能，相对于现有技术而言其主要具有如下优点：

1、以当前车站实际系统数据为基础，利用该仿真培训系统提供的接口模拟软件模拟该站铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁、驼峰自动控制系统、停车器自动控制系统、机车安全监控系统STP设备接口与功能。实现仿真培训系统操作与功能与本站真实系统完全对应。

2、设置了总控模拟机，该总控模拟机具有设置全站任何设备当前状态的功能，如：设置TDCS阶段计划、设置联锁占用和信号故障、设置驼峰溜放途停、设置停车器默认状态或故障状态、设置调车机车默认位置。

3、具有回放功能，且与本站真实系统所使用的回放系统兼容，可以将真实生产系统的作业过程回放数据通过文件方式保存并导出，导出后文件可以直接在本仿真培训系统回放功能上调用导入，仿真培训系统可以在全岗位各自终端上，同步回放作业过程；满足全岗位学习教程的要求。

4、采用虚拟化技术，实现系统的软件和硬件兼容性、以及网卡配置可以与现场真实作业系统一致；在实验室布置仿真培训系统时，可以直接使用真实系统的软件进行布置。

5、采用虚拟化技术，实现在有限台物理设备上，创建多套虚拟计算机在一个物理终端上运行，从而实现一台计算机代替多台计算工作的目的。通过该技术可以在既有实验室设备规模的条件下，对每个系统独立布置一套完整的仿真培训环境。并且通过相互独立的网络设置，可以实现多套系统同时运行的要求，免除了系统间需经常切换的问题。

6、采用计算机集群和虚拟化技术结合的设计，系统具备极高的可靠性和防灾特性；采用四套高性能服务器做为硬件平台，服务器组成一个集群，系统集群任意三台机器出现问题时，仍可以保证系统使用，仅系统硬件运行负担接近性能极限，因此本仿真培训系统实现无检修时间的持续运行能力。

7、采用虚拟化技术和信息集中技术，通过仿真培训环境配备的平台管理机和总控管理程序，可以在一台计算机上实现对全部仿真培训环境的试验开关机管理，并支持培训环境内虚拟机的导入、导出和克隆安装等功能，方便用户对培训系统的管理和布置工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，其特征在于，包括：应用服务设备、终端设备与模拟设备；其中：

所述终端设备为SAM系统人机界面设备，用于在人工控制模拟仿真过程中生成进路命令，以及在自动控制模拟仿真过程中编辑站调计划或者调车作业，以及根据任务请求生成请求报文；还用于显示相应的进路并产生报点提示；

所述应用服务设备能够实现编组站综合自动化系统SAM各项功能，包括：在人工控制模拟仿真过程中，根据进路命令生成接口命令下发给微机联锁系统，或者同时发送给微机联锁系统与驼峰自动化系统；以及在自动控制模拟仿真过程中，根据请求报文计算自动执行命令下发给微机联锁系统，或者同时发送给微机联锁系统、停车器控制系统与驼峰自动化系统；还用于在仿真模拟设备进行仿真模拟时，跟踪进路并产生车辆到达报点；

所述仿真模拟设备，用于模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统、停车器控制系统、机车安全监控系统STP的接口功能；包括：在自动控制模拟仿真过程中，如果是针对列车或者调车进行自动控制模拟，则根据终端设备编辑的站调计划或者调车计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口对应的将仿真作业单发送给终端设备，或者同时发送给终端设备与驼峰自动化系统；还用于模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，并转动道岔生成对应的进路；或者模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路，以及模拟停车器控制系统的接口来驱动停车器的状态；之后，进行全站车列模拟；在人工控制模拟仿真过程中，模拟微机联锁系统接口响应接口命令，并转动道岔生成对应的进路；或者模拟微机联锁系统接口响应接口命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路；之后，进行全站车列模拟；同时，在人工与自动控制模拟仿真过程中，还模拟站内调车机车安全监控系统的接口管理调车机车状态。

2.根据权利要求1所述的一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，其特征在于，所述应用服务设备包括：

集中控制服务器，用于提供进路分解与自动控制方案，该集中控制服务器接收终端设备发送的请求报文，并结合计划接口服务器与TDCS接口服务器输出的结果计算自动执行命令，下发给微机联锁系统，或者同时下发给微机联锁系统、停车器控制系统与驼峰自动化系统；

计划接口服务器，用于提供计划信息接收与分解，该计划接口服务器响应终端设备要求执行的任务对该任务对应的计划信息进行分解，生成计划作业股道信息；

现车跟踪服务器，用于提供站内列车与调车作业进度跟踪和自动报点功能，该现车跟踪服务器跟踪作业进路，产生列车、调车和本务机作业过程的报点；

TDCS接口服务器，用于提供与TDCS系统接口功能，该TDCS接口服务器接收并解析接发列车阶段计划和调度命令，以及传输行车闭塞信息；

数据库服务器，用于提供SAM系统核心数据库业务，该数据库服务器为系统提供数据记录和交互平台。

3.根据权利要求1或2所述的一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，其特征在于，应用服务器设备均以虚拟机方式运行在服务器集群中，服务器集群设置在机柜中，包括四台高性能服务器、磁盘阵列以及万兆交换机；四台高性能服务器通过光纤通道分别与磁盘阵列连接，实现服务器共享磁盘阵列存储；四台服务器各有一个网口与万兆交换机通过网线连接，实现服务器之间网络互联；服务器集群过三层交换机与仿真模拟设备中的上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机连接，通过远程访问和桌面虚拟化方式发布到各岗位的上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机中。

4.根据权利要求1所述的一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，其特征在于，所述终端设备包括：

COT终端为提供SAM系统信号集中操作与显示功能的终端；

TMT终端为提供SAM系统行车闭塞手续办理，以及自动执行操作的终端；

车站调度岗位操作终端为自动控制模拟仿真过程中SAM系统站调计划和调车作业计划编辑的终端。

5.根据权利要求1所述的一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，其特征在于，仿真模拟设备系统包括：总控模拟机、上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机；

所述总控模拟机用于产生模拟场景，还模拟站内调车机车安全监控系统管理的调车机车状态；

所述上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机，用于根据模拟场景模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统以及停车器控制系统的接口功能；其中，在自动控制模拟仿真过程中，如果是针对列车或者调车进行自动控制模拟，根据终端设备编辑的站调计划或者调车计划，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口对应的将仿真列车作业单发送给终端设备，模拟铁路行车调度指挥系统TDCS接口将仿真调车作业单同时发送给终端设备与驼峰自动化系统；还用于模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，并转动道岔生成对应的进路，或者模拟微机联锁系统接口响应自动执行命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路，以及模拟停车器控制系统来驱动停车器的状态；之后，由总控模拟机进行全站车列模拟，生成模拟列车、调车或者本务机车走行对象，均匀行进；在人工控制模拟仿真过程中，模拟微机联锁系统接口响应接口命令，并转动道岔生成对应的进路，或者模拟微机联锁系统接口响应接口命令，模拟驼峰自动化系统接口开放主体信号，并转动道岔生成对应的进路；之后，由总控模拟机进行全站车列模拟，生成模拟列车、调车或者本务机车走行对象，均匀行进；所述总控模拟机还模拟调车综合监控系统来管理的调车机车状态。

6.根据权利要求5所述的一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，其特征在于，模拟当前车站的铁路行车调度指挥系统TDCS、微机联锁系统、驼峰自动化系统、停车器控制系统、机车安全监控系统STP的接口功能包括：

驼峰自动化系统接口功能模拟：模拟驼峰自动化系统与SAM系统接口机之间以标准通信协议交互，模拟驼峰自动化系统接收调车作业单、两峰别的溜防以及调车进路办理功能；

微机联锁系统接口功能模拟：模拟微机联锁系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟微机联锁系统办理进路、操作信号机和道岔设备、模拟轨道电路占用和出清；

停车器控制系统接口功能模拟：模拟停车器控制系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟停车器控制系统驱动停车器制动和缓解，以及设备故障和锁闭状态；

TDCS系统接口功能模拟，模拟TDCS系统与SAM系统的接口机之间以标准通信协议交互，模拟路局行调台下达给本站阶段计划和调度命令，模拟邻站站场显示和行车闭塞功能。