現(xiàn)場(chǎng)總線式調(diào)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理

王勝軍

（哈爾濱鐵路局減速頂調(diào)速系統(tǒng)研究中心，黑龍江 哈爾濱 15000066）

1 引言

現(xiàn)場(chǎng)總線式溜放車輛調(diào)速控制系統(tǒng)在駝峰調(diào)車場(chǎng)從溜放部分到調(diào)車線內(nèi)采用可控減速頂+普通減速頂調(diào)速設(shè)備，通過自動(dòng)控制調(diào)速設(shè)備最終實(shí)現(xiàn)溜放車輛安全連掛。原則上在駝峰溜放部分至股道頭部大頂群區(qū)段采用可控減速頂，在打靶區(qū)后的連掛區(qū)內(nèi)采用普通減速頂，在調(diào)車場(chǎng)尾部停車區(qū)采用停車頂，形成較為完整的連續(xù)式調(diào)速控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

從1976年起，哈爾濱鐵路局減速頂調(diào)速系統(tǒng)研究中心就開始了利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制技術(shù)的研究，主要應(yīng)用于對(duì)鐵路編組站的駝峰調(diào)速設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，如減速器、可控減速頂、加速頂?shù)鹊取?/p>

現(xiàn)場(chǎng)總線式調(diào)速控制系統(tǒng)通過通訊技術(shù)對(duì)溜放車輛實(shí)時(shí)跟蹤控制，它根據(jù)溜放鉤車的重量、長(zhǎng)度、速度、股道內(nèi)的空閑長(zhǎng)度、可控頂?shù)闹苿?dòng)能力以及車輛的走行阻力等參數(shù)實(shí)時(shí)控制，使可控頂分別處于制動(dòng)或不制動(dòng)二種狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)鉤車之間的安全連掛。圖1所示為微機(jī)可控頂調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備布置圖。

該系統(tǒng)克服了駝峰全減速頂和股道全減速頂調(diào)速系統(tǒng)中存在的對(duì)任何類型的溜放車輛都會(huì)制動(dòng)減速的不足，同時(shí)連續(xù)式控制方式也可避免點(diǎn)式控制中局部故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的重大隱患問題。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同溜放阻力的車輛進(jìn)行有區(qū)別的調(diào)速。由于可控頂調(diào)速系統(tǒng)屬于連續(xù)式調(diào)速方式，所以在系統(tǒng)的安全可靠性上要比點(diǎn)式調(diào)速系統(tǒng)要高。

另外，現(xiàn)場(chǎng)總線式調(diào)速控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)對(duì)正常運(yùn)輸?shù)母蓴_很小，對(duì)施工線路的施工占用時(shí)間較短，因而能將對(duì)車站日常調(diào)車作業(yè)的影響減至最小。

近年來，哈爾濱鐵路局減速頂調(diào)速系統(tǒng)研究中心的調(diào)速控制系統(tǒng)又將神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等應(yīng)用于調(diào)車場(chǎng)的調(diào)速領(lǐng)域，采用現(xiàn)場(chǎng)總線、實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)，使系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性得到增強(qiáng)。并能隨時(shí)根據(jù)外界環(huán)境和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化系統(tǒng)的控制參數(shù)，提高調(diào)速的效果，同時(shí)，可節(jié)約設(shè)備和電纜等工程投資，具有較高的性能價(jià)格比。

圖1 微機(jī)可控頂調(diào)速系統(tǒng)設(shè)備布置圖

3 現(xiàn)場(chǎng)總線式調(diào)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理

目前鐵路編組站調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化、半自動(dòng)化研究與開發(fā)，大多是采用集中式或是分散式控制方式，如美國(guó)通用信號(hào)公司的YARDS、美國(guó)聯(lián)合信號(hào)公司的DDC和德國(guó)西門子公司的MSR、英國(guó)的Dowty公司、南非和中國(guó)的鐵科院及通號(hào)公司等。而哈爾濱鐵路局減速頂調(diào)速系統(tǒng)研究中心的現(xiàn)場(chǎng)總線式調(diào)速控制系統(tǒng)將神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)應(yīng)用于駝峰調(diào)車場(chǎng)的調(diào)速領(lǐng)域，采用現(xiàn)場(chǎng)總線、嵌入式結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性增強(qiáng)，并能根據(jù)外界環(huán)境和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，自動(dòng)調(diào)整優(yōu)化系統(tǒng)的控制參數(shù)，提高了調(diào)速效果，同時(shí)可節(jié)約設(shè)備、電纜等工程投資。該系統(tǒng)采用全數(shù)字通信，具有開放式、全分布、可互操作性及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)，形成了從測(cè)控設(shè)備到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的全數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。順應(yīng)了控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求，改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，形成了新型的網(wǎng)絡(luò)集成全分布系統(tǒng)。如圖2所示，為一種現(xiàn)場(chǎng)總線式調(diào)速控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)總線式調(diào)速控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3.1 控制系統(tǒng)的硬件組成

1.控制對(duì)象—可控減速頂、加速頂、停車頂。

2.實(shí)時(shí)、高效、靈活的嵌入式控制機(jī)。

采用嵌入式系統(tǒng)作為系統(tǒng)的控制核心，主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件和嵌入式軟件系統(tǒng)組成，它是集軟、硬件于一體的可獨(dú)立工作的“器件”。它具有以下4個(gè)特點(diǎn)：

圖3 室內(nèi)控制機(jī)柜

圖4 室外控制單元

⑴對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間；

⑵具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已經(jīng)模塊化，利于軟件診斷；

⑶可擴(kuò)展的微處理器結(jié)構(gòu)，具有迅速擴(kuò)展的性能；

⑷具有低功耗的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

總體看來，嵌入式系統(tǒng)具有方便靈活、性能價(jià)格比高、嵌入性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以嵌入到現(xiàn)有工業(yè)控制系統(tǒng)中。從軟件角度來看，系統(tǒng)具有所需的配置要求較低、系統(tǒng)專業(yè)性和實(shí)時(shí)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。

3.集多種功能為一體的監(jiān)控機(jī)

監(jiān)控機(jī)一方面能以圖形化的形式動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)場(chǎng)工況，在室內(nèi)監(jiān)測(cè)外部設(shè)備如測(cè)重機(jī)、控制機(jī)、各類傳感器和執(zhí)行電源板等設(shè)備的工作狀態(tài)。在特殊情況下，也可通過監(jiān)控機(jī)手動(dòng)參與控制。

另一方面，該機(jī)具有圖形化的統(tǒng)計(jì)分析功能，以圖表等形式顯示鉤車速度曲線，并和難易行車速度曲線相對(duì)比，以便分析改進(jìn)調(diào)速效果。還可對(duì)歷史數(shù)據(jù)及溜放情況進(jìn)行匯總，便于故障處理。對(duì)外部設(shè)備出現(xiàn)的故障能及時(shí)給出語音及圖形報(bào)警，同時(shí)可動(dòng)態(tài)分析減速頂工作狀態(tài)及車輛溜放速度預(yù)測(cè)，為峰頂變速推峰提供依據(jù)。

圖5 監(jiān)控機(jī)

圖6 監(jiān)控界面

4.控制電源、傳感設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)總線

可控頂控制電源采用無觸點(diǎn)供電和單片機(jī)控制，并以現(xiàn)場(chǎng)總線形式通訊，具有負(fù)載工況反饋功能。該控制電源按多路輸出模板化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一路電源發(fā)生故障不影響其它路電源的輸出，因此提高了系統(tǒng)的可靠性。

傳感設(shè)備種類很少，僅有無源非接觸式測(cè)速傳感器、硅力敏應(yīng)變片式測(cè)重傳感器、軌道電路，沒有復(fù)雜的雷達(dá)測(cè)速和測(cè)長(zhǎng)等設(shè)備，即使在道岔手動(dòng)條件下也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速控制。由于傳感器設(shè)備的種類少，結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)單，維護(hù)人員很容易掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，并進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。

圖7 室內(nèi)執(zhí)行電源柜

圖8 室外執(zhí)行電源箱

圖9 測(cè)速傳感器

圖10 測(cè)重傳感器

圖11 軌道電路箱

本系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線通訊方式，它綜合了數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能儀表等多種技術(shù)手段，從根本上突破了傳統(tǒng)的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”式的模擬信號(hào)或數(shù)字一模擬信號(hào)控制的局限性，構(gòu)成一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互連、多變量、多接點(diǎn)的通信與控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)儀器的數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場(chǎng)總線傳到控制設(shè)備上，現(xiàn)場(chǎng)總線還可通過網(wǎng)關(guān)和企業(yè)的上級(jí)管理網(wǎng)絡(luò)相連，以便企業(yè)管理者掌握第一手資料，為決策提供依據(jù)。操作員可在控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)定或調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，還能借助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自診斷功能對(duì)故障進(jìn)行定位和診斷。系統(tǒng)可使用雙絞線、同軸電纜、光纜和無線等方式傳送數(shù)據(jù)，靈活高效。

3.2 控制系統(tǒng)的軟件組成

控制系統(tǒng)和測(cè)重系統(tǒng)的軟件平臺(tái)是一個(gè)流行世界的完全可擴(kuò)展的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，納秒級(jí)實(shí)時(shí)控制，支持多處理器、文件管理、TCP/IP通訊，圖形界面、JAVA、HTTP等。程序采用分層模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)分析處理層、執(zhí)行控制處理層。各子模塊任務(wù)明確，提高了程序的可讀性與可維護(hù)性，具有靈活的功能擴(kuò)充裝配功能。系統(tǒng)軟件全部采用固化方式裝入存儲(chǔ)器中，具有較高的抗干擾能力，因此程序運(yùn)用相當(dāng)可靠。

監(jiān)控機(jī)系統(tǒng)的軟件采用WindowsXP環(huán)境，面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，具有多進(jìn)程和多線程技術(shù)，以及數(shù)據(jù)庫(kù)檢索功能。可動(dòng)態(tài)顯示車輛在各個(gè)控制點(diǎn)的速度、重量等級(jí)、各個(gè)控制點(diǎn)控制信息和測(cè)重機(jī)、電源、負(fù)載報(bào)警等。可根據(jù)需要檢索控制系統(tǒng)相關(guān)控制參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)車輛溜放情況等，同時(shí)能以圖表等形式進(jìn)行顯示或打印。

3.3 控制原理

該系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、可控減速頂、普通減速頂?shù)冉M成。其中控制系統(tǒng)包括測(cè)重機(jī)、控制計(jì)算機(jī)、控制電源、手動(dòng)作業(yè)及監(jiān)測(cè)平臺(tái)、執(zhí)行電源柜及控制電纜等硬件設(shè)備組成。測(cè)重和測(cè)速傳感器得到的車輛信息傳遞給控制計(jì)算機(jī)，通過軟件系統(tǒng)的判斷與計(jì)算，發(fā)出指令控制可控頂對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)速控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)溜放車輛的速度進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)化調(diào)速。圖12是控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖12 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)建模及參數(shù)優(yōu)化，并把專家系統(tǒng)引入到調(diào)速控制領(lǐng)域。由于傳統(tǒng)的車輛溜放過程模型是把車組看成質(zhì)點(diǎn)，阻力作為各種因素組合來體現(xiàn)，使得速度控制難以精確,已有的各種駝峰調(diào)速系統(tǒng)所共同依據(jù)的溜放過程模型為

式中：v1為溜放車組的初速(m/s), v2為溜放車組的末速(m/s),g為考慮車輛轉(zhuǎn)動(dòng)慣量后的重力加速度（m/s2）,l為車輛溜放距離(m),w為車輛的走行阻力(N/kN),i為線路的坡度值(‰)。而車輛溜放過程是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,受到眾多的因素影響,如氣候因素、車輛本身的因素、環(huán)境因素等。把諸因素用阻力來表達(dá),使得阻力的構(gòu)成極其復(fù)雜。現(xiàn)行的控制系統(tǒng)一般為開環(huán),因而使現(xiàn)行的車輛溜放過程模型存在難以克服的缺陷。近年來神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究得到普遍重視和迅速發(fā)展,這是由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息處理原理是建立在模式聯(lián)想基礎(chǔ)上的，通過自組織和自學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的模式變換能力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的模式識(shí)別相比有如下幾個(gè)特點(diǎn)：能識(shí)別帶有噪聲或變形的輸入模式；具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力,通過對(duì)樣本的學(xué)習(xí),能掌握模式變換的內(nèi)在規(guī)律；能夠把識(shí)別處理與若干預(yù)處理融合在一起進(jìn)行，識(shí)別速度快。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成系統(tǒng)的閉合,即構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng),使系統(tǒng)具有自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)的能力。而具有自適應(yīng)能力和非線性處理能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，特別是多層感知器網(wǎng)絡(luò)，適于復(fù)雜建模，并且通常優(yōu)越于其它建模技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)輸出節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，即控制時(shí)間的估計(jì)值，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)已估計(jì)的控制時(shí)間和車輛走行參數(shù)來預(yù)測(cè)過程輸出變量。上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在使用之前必須進(jìn)行離線訓(xùn)練，多層感知器型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最常用的訓(xùn)練算法為BP算法，但該算法具有容易陷入局部最小的缺點(diǎn)。而模擬退火算法則可以跳出局部最優(yōu)的陷阱，找到全局(或近似)最優(yōu)解。將兩種算法結(jié)合起來，可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可用于在線優(yōu)化。

高效、可靠的優(yōu)化算法是實(shí)現(xiàn)在線優(yōu)化的必要條件。本系統(tǒng)可以用于道岔區(qū)，在滿足一定的安全間隔的條件下,盡可能使溜放車輛的間隔減少,以便提高駝峰的解體效率。對(duì)于車輛溜放目的制動(dòng)模型，是使鉤車在減速頂出口處的速度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的能保證鉤車安全連掛的速度，其系統(tǒng)控制模型如圖13所示。

圖13 系統(tǒng)控制模型

4 系統(tǒng)功能介紹

4.1 濾波容錯(cuò)功能

能對(duì)測(cè)速傳感器和軌道電路的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，能在混雜的數(shù)據(jù)中提取正確的數(shù)據(jù)，判出鉤車在運(yùn)行中的丟軸、誤動(dòng)、故障等錯(cuò)誤，并能擬補(bǔ)出正確的軸的數(shù)據(jù)和判出鉤車運(yùn)動(dòng)方向，同時(shí)具有抗干擾性。

4.2 軸重采集處理、信息交換

鉤車各軸經(jīng)過測(cè)重傳感器時(shí)的波形信號(hào)能記錄下來并進(jìn)行分析處理，能判斷鉤車運(yùn)動(dòng)方向，劃分鉤車重量級(jí)別和累計(jì)鉤車軸數(shù)，還具有判追鉤等功能。

4.3 溜放間隔調(diào)整控制

溜放間隔調(diào)速控制的依據(jù)是根據(jù)鉤車的重量級(jí)別、運(yùn)行速度、走行阻力和外界環(huán)境和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能等，調(diào)整易行車的速度，使它的走行速度曲線向難行車的走行曲線靠攏。對(duì)難行車中的易行車，當(dāng)其走行速度超過一定范圍時(shí)也要進(jìn)行適當(dāng)控制，以求難易行車基本都能以相同速度過岔，達(dá)到等間隔控制的目的。

4.4 變速出口（打靶）控制

由軌道電路提供鉤車停留的位置及股道內(nèi)的存車情況，進(jìn)行變速或定速調(diào)速控制。力求使鉤車溜放距離最遠(yuǎn)，并經(jīng)打靶區(qū)末端的小頂群將車速調(diào)整到5km/h以下，與前停留車最終實(shí)現(xiàn)安全連掛。

4.5 “讓頭攔尾”

在股道存車位置允許的條件下，對(duì)大組車特別是大組空車采取“讓頭攔尾”控制，使其能盡快通過道岔區(qū)，以提高峰頂?shù)耐品逅俣群蜏p少車輛追鉤的可能性。

4.6 機(jī)車下峰反牽控制

機(jī)車下峰反牽作業(yè)時(shí)，系統(tǒng)能控制道岔區(qū)可控頂處于吸下狀態(tài)，這樣可提高機(jī)車上、下峰的走行速度。機(jī)車進(jìn)入股道反牽時(shí)使可控頂群處于吸下狀態(tài)，可減少反牽阻力，提高反牽速度，減少輪頂磨耗并有利于作業(yè)安全。

4.7 故障處理控制

嵌入式系統(tǒng)具有較高的性價(jià)比。系統(tǒng)可采用雙機(jī)熱備，當(dāng)測(cè)重傳感器發(fā)生故障時(shí)能在后臺(tái)監(jiān)控機(jī)給出故障報(bào)警。控制機(jī)對(duì)無重量數(shù)據(jù)的鉤車可自行根據(jù)專家系統(tǒng)和歷史數(shù)據(jù)，先進(jìn)行試探性控制得出車輛速度變化值，然后系統(tǒng)根據(jù)車速、變化值的大小，大體判出該鉤車的重量級(jí)別作為控制參數(shù)。同時(shí)將判出的級(jí)別傳送到下個(gè)控制點(diǎn)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4.8 遠(yuǎn)程故障診斷功能

可在異地通過網(wǎng)絡(luò)或無線通訊方式實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況的預(yù)診斷，防患于未然。

5 控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

5.1 可進(jìn)行多種方式的優(yōu)化組合

系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的微機(jī)和功能模塊組成，為控制級(jí)、管理級(jí)、操作級(jí)三級(jí)體系結(jié)構(gòu)，級(jí)間采用網(wǎng)絡(luò)通信。控制機(jī)為專用嵌入式計(jì)算機(jī)，操作與管理級(jí)采用工業(yè)PC機(jī)，按控制功能和范圍設(shè)定了不同的自動(dòng)化獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，故障不擴(kuò)散。該結(jié)構(gòu)體系使系統(tǒng)具有管理和控制一體化，風(fēng)險(xiǎn)高度分散，并可針對(duì)不同編組場(chǎng)和不同功能需求進(jìn)行多種方式的優(yōu)化組合。

室內(nèi)主要設(shè)備構(gòu)成：執(zhí)行電源柜，控制機(jī)柜，電子控制臺(tái)，監(jiān)測(cè)機(jī)，UPS電源，二路電源。

（1）集中控制方式

圖14 集中控制方式圖（設(shè)備集中放置在信號(hào)樓內(nèi)）

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備集中管理，受環(huán)境因素影響小，維修方便，易于保養(yǎng)。

不足：需要占用一定面積的房間，現(xiàn)場(chǎng)受控設(shè)備與執(zhí)行機(jī)柜之間的距離較遠(yuǎn)，電纜距離長(zhǎng)，線路壓降損失較大，電源驅(qū)動(dòng)部件負(fù)荷大。

（2）集中管理分散控制方式

圖15 集中與分散組合控制方式圖

優(yōu)點(diǎn)：僅需要占用很少房間面積，主要設(shè)備維修方便，易于保養(yǎng)和管理。部分設(shè)備分散布置，有利于節(jié)約電纜，減少線路壓降損耗。

缺點(diǎn)：設(shè)備分散，維護(hù)、保養(yǎng)略為困難。

（3）分散控制方式

圖16 分散控制方式圖

優(yōu)點(diǎn)：無需車站另外提供房間，控制設(shè)備在線間安放，與受控設(shè)備之間距離較近，節(jié)約電纜，可把線間壓降損失減少到最低限度。

不足：與集中控制方式相比受環(huán)境因素影響較大，維護(hù)保養(yǎng)難度也相應(yīng)增大。

5.2 吸收新技術(shù)

控制系統(tǒng)軟件控制模型構(gòu)造繼承傳統(tǒng)控制理論并與現(xiàn)代控制理論有機(jī)結(jié)合，將神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于調(diào)速領(lǐng)域，形成獨(dú)具特色的采用現(xiàn)場(chǎng)總線的嵌入式自適應(yīng)調(diào)速控制體系。

5.3 與數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)接，數(shù)據(jù)檢索方便快捷

建立在數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上的歷史數(shù)據(jù)分為永久性概要數(shù)據(jù)和按月更新的詳細(xì)數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)可提供各種直觀的表格或圖形統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，為編組站運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)管理提供了強(qiáng)有力的支持。此外，系統(tǒng)還提供了基于上述數(shù)據(jù)庫(kù)的作業(yè)回放及事件歸類查看功能，為各種故障的分析提供了完備和直觀的資料。

5.4 具有高度的可靠性、自動(dòng)糾錯(cuò)、自動(dòng)導(dǎo)向安全性

完備的基礎(chǔ)測(cè)量與執(zhí)行設(shè)備故障導(dǎo)向安全，以及故障軟化、故障降級(jí)處理功能，對(duì)保障作業(yè)安全提供了強(qiáng)有力的支持。

5.5 防止突發(fā)事件影響作業(yè)

關(guān)鍵環(huán)節(jié)的處理采用軟、硬件并舉的冗余方式，如雙機(jī)冷備、雙機(jī)熱備以及關(guān)鍵接口的備用等。

5.6 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用使得控制邏輯關(guān)系變得十分簡(jiǎn)捷，摒棄了傳統(tǒng)的控制臺(tái)內(nèi)部復(fù)雜的線路層層轉(zhuǎn)接關(guān)系，減少了故障發(fā)生的層次，使故障處理簡(jiǎn)捷明了。

5.7 其它特點(diǎn)

新型的電子控制臺(tái)及各機(jī)柜接口設(shè)計(jì)采用了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)的工藝、結(jié)構(gòu)及器材，采用了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言編制的監(jiān)控平臺(tái)更加圖形化、人性化，直觀清晰，具有實(shí)時(shí)在線分析、打印數(shù)據(jù)，記錄過程全數(shù)據(jù)的功能。

運(yùn)用專家系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該系統(tǒng)可根據(jù)用戶的需求，增加遠(yuǎn)程故障診斷的功能。

6 主要指標(biāo)

1.駝峰日均解體能力不小于2000輛，繁忙時(shí)每小時(shí)解體能力不小于100輛；

2.允許平均推峰速度為5km/h；

3.調(diào)車線內(nèi)5km/h以下的車輛安全連掛率不小于98%；

4.全場(chǎng)集中操縱，直接操作人員僅1人。

7 前景展望

本系統(tǒng)采用神經(jīng)元控制器、專家系統(tǒng)、實(shí)時(shí)嵌入式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)總線和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可控減速頂，對(duì)溜放車輛實(shí)現(xiàn)了有效的間隔控制和目的制動(dòng)控制。充分利用了神經(jīng)元的自學(xué)功能，在運(yùn)行中能根據(jù)被控對(duì)象的特性以及外界環(huán)境的變化，對(duì)神經(jīng)元的權(quán)重值進(jìn)行在線調(diào)整。同時(shí)結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，使得整個(gè)系統(tǒng)具有良好的自適應(yīng)能力與抗干擾能力。這種控制方法能夠有效地克服傳統(tǒng)控制算法存在的不足，使系統(tǒng)始終保持在最優(yōu)化的工作狀態(tài)，具有較高的可靠性和防止惡性事故發(fā)生的安全措施，保證了作業(yè)的安全。系統(tǒng)還具有動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)節(jié)時(shí)間短、穩(wěn)態(tài)誤差小等優(yōu)點(diǎn)，在中小型鐵路編組站具有非常廣泛的應(yīng)用前景。