“数智化编组站建设把技防、物防与标准化管理深度融合,现场观摩让人开阔思路、深受启发。”
“直观展现了科技赋能现场作业和安全管理的最新成果,为全路站段提供了可学习、可借鉴、可推广的实践样板。”
在全路车务系统安全管理暨运输组织现场会上,铁科院集团公司打造的编组站数智化产品矩阵惊艳亮相。来自全路各站段的140余名代表赴邯郸车务段、磁山站、石家庄南站实地观摩基层安全管控、标准化规范化建设与技防物防建设成果,代表们的热情点评不绝于耳。
时间回溯至今年年初,岁首春启,新质涌动。铁科院集团公司立足创新驱动,围绕铁路运输组织变革需求,积极布局“数智化编组站”建设。统筹运经所、通号所、电子所等所属单位优势力量,开展协同攻关,搭建“智能管控中心+自动作业机具+数智底座”的总体架构,覆盖智能调度、安全管控、数字孪生、自动驾驶、无人领车、机器人巡检、AI智能体等技术内容,形成一套全要素、全流程、可迭代的数智化产品矩阵。
从顶层设计入手
过去,编组站生产组织长期依赖人工计划编制与指挥,多专业系统彼此孤立、数据难以统筹,现场作业人力占用多、安全管控以人防为主,作业效率和安全保障都面临提升瓶颈。
从“一切为科研、科研为运输”的初心出发,铁科院集团公司依托国铁集团系统性重大课题《编组站自动化智能化总体技术方案及关键技术研究》,组织院内优势科研力量,开展顶层设计。他们率先提出数智编组站概念——
打造区域一体化、现场少人化、生产高效能、安全高保障、服务高质量的数智编组站系统的总体目标,围绕生产组织智能化、安全管控一体化、现场作业标准化、设备应用自动化四个方面展开总体技术方案研究,为后续数智化产品矩阵的系统化落地构建了顶层架构与实施路径。
瞄准解决,让技术真正“听得懂、看得见、干得了”。
有了建设总目标,研发团队开始了逐项攻坚。
攻坚首先从读懂现场开始。
编组站多专业交织、作业环节众多,现场需求往往难以精确表述。团队分批进驻车站,与一线工作人员同班跟岗,将车站期望逐条转化为研发方案。
需求明确后,重心转向关键技术突破。
让AI真正“上岗”
将人工智能大模型嵌入车务站段安全管理环节,行业尚无成熟先例。团队反复打磨技术与业务结合点,让大模型听得懂作业语音、看得懂现场视频、答得出规章问询,将安全管理由“事后处置”前移至“事前预警”,填补行业应用空白。
让机器人“提钩”
驼峰提钩是编组站自动化领域的世界性难题。传统一体式提钩机器人,存在峰顶折返跑提钩时速度跟不上调机速度,无法覆盖下峰提钩、禁溜线提钩、迂回线提钩作业,以及难以在道岔区开展提钩作业等难题。提钩机器人研发团队借鉴天宫号“分合转换”的技术思路,创新性采用分体式技术方案——将追钩、提钩、回送流程解耦,摆脱本体持续跟随车辆的限制,既解决了峰顶折返跑时速度匹配不足的痛点,又拓展了作业场景,可实现下峰、禁溜线、迂回线、道岔区等多位置提钩作业。未来,分体式提钩机器人将在石家庄南站开展试验和迭代,实现“机器为主、人工应急”的提钩作业模式。
全新数智化产品矩阵
围绕“智能管控中心+自动作业机具+数智底座”的总体布局,项目团队以石家庄南站为主战场,坚持问题导向、应用牵引,边研发、边试点、边完善,逐步构建起覆盖智能调度、安全管控、数字孪生、自动驾驶、无人领车、机器人巡检、AI智能体等方向的数智化产品矩阵。
矩阵包括智能运营与调度指挥板块、数智底座板块、自动作业机具板块三大板块。三大板块协同发力、互为支撑,共同构成覆盖编组站生产全流程的数智化体系,为编组站安全保畅、提质增效提供系统性解决方案。
智能运营与调度指挥
让计划更准、评价更实、管控更智能
作业计划智能编制系统
让计划编制从“凭经验”走向“靠数据”。依托站区一体化数据平台,统筹到达车流、技检解体、编组成列、出发作业等环节及多维信息,实现计划自动生成与优化。投用以来,每台机车牵出线等待时间由班均81分钟压缩至47分钟,计划编制效率与兑现水平显著提升。
站区达标评价与作业智能评价系统
让运输生产评价从“人工查定”变为“数据说话”。自动采集各作业时间并比对标准,建立双重评价机制计算达标率,自动核算驼峰解体、尾部编组、咽喉通过三大能力,替代传统人工查定;同步对车务、机务等多专业开展多维度评价,实现事前预警、事中控制、事后分析,驱动站区协同提效。
安全生产指挥中心智能管控系统
让安全管控从“人防为主、事后处置”转向“事前预警、过程盯控”。汇聚19类业务数据源,融合音视频识别与AI大模型技术,自动生成日班盯控计划、筛查安全隐患,可识别17项现场风险行为、70项应急场景,一键启动智能应急并自动匹配处置流程,大幅减少人工统计、视频轮巡与逐级转达,实现问题闭环与安全态势智能研判。
标准化班前会
筑牢上岗第一道安全关口。贯通会前内容创建、酒测签到、安全学习、班前试问到电子台账归档全链条,自动汇总当班班次、人员、酒测结果及重点人员,自动生成电子化工作日志,推动班前会从人工组织向流程数智化转变。
SAM集中控制系统
减负提效成果明显。在石家庄南站率先实现进路自动预告、调度命令无线传输、施工计划自动封锁等功能,接发列车、调车及本务机作业进路自动触发,信号平均开放时间由2分钟压缩至1分钟以内,有效破解人工联控核对繁琐易错难题。
数智底座
让数据“通”起来、站场“孪生”起来
站区一体化数据赋能平台
数智化编组站的“数据底座”。以TOPS为核心,横向贯通多专业壁垒、纵向打通层级数据链路,实现跨专业数据深度融合与全域共享;依托统一底座,全站调车计划统一研判、统筹编制、集中下达,推动“分段指挥”向“集中指挥、协同作业、智能管控”转型。
数字孪生平台
让站场在虚拟空间“孪生”起来。1:1还原石家庄南编组站全貌,实时采集30多类数据,动态感知106条线路、271组道岔、323架信号机等全域要素,毫秒级映射现场动态;对人员违标走行、大点车滞留等隐患自动识别、自动报警,实现从“被动查看”到“主动预警”的跃升。
自动作业机具
让现场少人化、作业自动化
调机自动驾驶系统
把调车机车的“手”和“眼”交给机器。融合激光雷达、高位摄像与STP等多源信息,实现解编全过程自动控制及达速运行,动态感知前方障碍,显著提升作业效率、降低司机劳动强度,破解恶劣天气下作业风险高的难题。
视频无人领车系统
从源头消除人身安全风险。以地面摄像机替代调车组扒乘领车,自动跟踪推进车列前端视频,自动生成电子围栏、识别前方人员障碍物,智能判断“十、五、三”车距离,实现推进作业全过程远程可视化。
巡检四足机器人
把调车技检从“人海战术”推向“无人值守”。实现“规划—导航—控制—采集—识别”全流程闭环,自动接收计划、调度导航至目标股道,智能识别车钩、风管、折角塞门等部位异常并自动上报,辅助或替代人工技检,推动调车作业向室外无人化发展。
驼峰提钩机器人
破解编组站自动化世界性难题。针对安装空间受限、连续提钩时间受限等共性难题,采用分体式技术路线,实现定点追钩、车上提钩、异步返钩,追钩距离短、返钩无需与车列共速,为攻克这一世界性难题提供了新路径。
打造可复制可推广的数智化解决方案
从站区一体化数据平台、SAM、数字孪生,到作业计划智能编制、站区达标评价、智能管控平台,再到调机自动驾驶、视频无人领车、巡检四足机器人、驼峰提钩机器人、编组站智能体,相关产品已在石家庄南站数智化编组站项目中形成系统化布局,实现编组作业智能化、自动化、无人化。
一系列数智化成果覆盖计划编制、安全管控、数据赋能、智能作业全场景,推动编组站从“分段指挥、人防为主”向“集中指挥、智能管控”深刻转型,为全路编组站建设提供了可复制、可推广的数智化解决方案。
铁科院集团公司将继续发挥技术、产品和系统集成优势,深耕编组站数智化领域,持续推进人工智能、大模型、数字孪生等前沿技术与运输生产的深度融合,探索编组站全流程少人化作业新模式,推动车站智能管控由单点突破向全站协同、由辅助决策向自主决策演进,助力铁路运输生产提质增效,为铁路高质量发展注入数智动能。