第三方運行圖編制軟件在軌道交通線網(wǎng)中的應用

劉紀儉

(蘇州市軌道交通集團有限公司 江蘇蘇州215004)

第三方運行圖軟件指的是非信號廠商提供的運行圖軟件，這些軟件大都不能與原信號系統(tǒng)中的ATS(自動監(jiān)控系統(tǒng))直接進行輸入和輸出，必須經過原運行圖軟件接口進行處理、輸入和驗證后才能將轉換后的數(shù)據(jù)文件輸入至ATS(列車自動監(jiān)控系統(tǒng))中使用。第三方運行圖軟件操作簡單方便、適應性強、輸出數(shù)據(jù)格式靈活等特點，打破了各個信號廠商運行圖軟件之間的技術壁壘，統(tǒng)一由第三方運行圖軟件鋪畫列車運行圖以及安全檢測和認證，將檢測完畢的運行圖在原運行圖軟件中讀取、安全檢測和執(zhí)行。筆者旨在研究引進第三方運行圖編制軟件的可操作性，并以蘇州為例驗證該項目的可行性。

1 城市地鐵運行圖編制現(xiàn)狀

目前，國內軌道交通企業(yè)大多使用龐巴迪、卡斯柯和西門子等廠家的信號系統(tǒng)，每套信號系統(tǒng)附帶的運行圖編制軟件均不相同，編制人員需要學習和使用多套軟件，而目前軌道交通企業(yè)人才相對短缺、各專業(yè)人員緊張，這給企業(yè)造成了不小的麻煩，因此引進第三方運行圖編制軟件就成為軌道交通企業(yè)的必然選擇。

2 引進第三方運行圖軟件的實施步驟

2.1 軟件的功能條件

基于客流特征與線路特點編制的多間隔、復雜交路的運行圖，其編圖功能要求如下:

1)軟件功能靈活。既滿足軌道交通線路的開通運營要求，又適應線路數(shù)量及列車開行數(shù)量的不斷增加，線路技術設備特點及制式、列車開行方式及交路形式的多樣化需求，實現(xiàn)計算機自動編制、調整地鐵線路的多種運行組織方式、不同運營要求的列車運行圖。

2)操作具有統(tǒng)一性。簡單、便捷，滿足管理上的要求。

3)結果輸出多樣化。輸出格式靈活、多樣化，滿足運營管理的需要。

4)系統(tǒng)便于擴展。滿足運行圖數(shù)據(jù)的多部門、多用途、多方式共享。

2.2 實施方案

對于已經完成招標的系統(tǒng)，需要基于既有的ATS系統(tǒng)單獨開發(fā)相關接口，對于還沒有招標的系統(tǒng)，需要制定標準的接口規(guī)范。

2.2.1 已經完成招標系統(tǒng)的實施方案

主要是需要單獨開發(fā)接口工具，接口的規(guī)范與接口文件格式需要視不同信號制式單獨開發(fā)，主要的方式為:1)外部導入方式，由U盤或者其他媒介導入ATS系統(tǒng);2)接口導入方式，由接收方提供程序內部接收方式。接口文件開發(fā)安排如表1所示。

表1 接口文件開發(fā)進度

2.2.2 規(guī)劃線路的實施方案

長期以來，信號廠商由于市場競爭和知識產權保護等因素沒有形成統(tǒng)一的技術標準和數(shù)據(jù)格式，運行圖軟件作為信號系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)也不例外，因此要想引進第三方運行圖編制系統(tǒng)，就必須在信號系統(tǒng)合同談判和簽訂階段，在合同書條款中明確相關要求，以保證后續(xù)工作的順利開展。新線信號合同條款應明確以下內容:

1)新線ATS子系統(tǒng)中的運行圖軟件應能夠接收來自第三方軟件的數(shù)據(jù);

2)新線ATS子系統(tǒng)中的運行圖軟件對來自第三方運行圖軟件的數(shù)據(jù)應該能夠輸入和輸出、識別、編輯和安全檢測;

3)新線ATS子系統(tǒng)中的運行圖軟件的站名、區(qū)間信息、列車徑路、接車進路規(guī)則和編號、安全檢測規(guī)則等信息應和第三方運行圖軟件的規(guī)則保持一致;

4)新線ATS子系統(tǒng)中的運行圖軟件接口規(guī)范應根據(jù)第三方軟件的要求進行開發(fā)和設計。

3 接口思路

采用本文2.2.1方案開發(fā)接口時，接口軟件的開發(fā)包括兩部分，一是ATS子系統(tǒng)中的運行圖軟件授權，二是第三方運行圖軟件提供數(shù)據(jù)和服務。

1)首先運用ATS子系統(tǒng)中的運行圖軟件生成第三方運行圖軟件所需的輸出文件，然后再導入自身軟件中驗證是否可行，如果可行則轉入第二步，不可行則查找原因;

2)將輸出文件導入第三方軟件中進行輸入、編輯和安全性檢測，如果發(fā)現(xiàn)問題則反饋原因并轉入第一步，如果可行則導入ATS中生成列車時刻表，如圖1所示。

4 蘇州1號線應用實例

蘇州軌道交通目前有2條線路，1號線用的是西門子的編圖軟件，2號線用的是“十四所”的編圖軟件，為了簡化編圖人員的工作步驟，提高工作效率，引入了同濟大學的第三方編圖軟件TPM。

因前期西門子和“十四所”合同中只規(guī)定上述2.2.2中1)2)的內容，所以在本項目實施中，采用了2.2.1由第三方運行圖廠商開發(fā)接口的方案。西門子和“十四所”根據(jù)合同要求開放了導入接口，提供了接口規(guī)范，由同濟大學TPM實施人員根據(jù)廠商提供的接口規(guī)范格式，進行了定制化的接口開發(fā)。目前，1號線西門子項目已經測試成功，2號線正在測試中。

下面以西門子的編圖軟件FALKO與同濟大學的編圖軟件TPM的對接為例，說明項目的可行性。

4.1 軟件對接方法

如圖2所示，實現(xiàn)軟件對接的方法如下:

圖2 文件接口方法

1)TPM編制好運行圖后，生成一個XML格式的時刻表對接文件。

2)FALKO系統(tǒng)導入XML文件并檢查時刻表是否滿足運行控制要求，如果滿足，則導入并接收數(shù)據(jù);如果不滿足，則反饋不滿足條件的原因及相關信息。

3)TPM系統(tǒng)根據(jù)FALKO反饋的信息對計劃圖的相關參數(shù)及運行圖進行調整，重復1)和2)的過程，直到導入成功。

4.2 接口文件格式

接口文件采用標準的XML文件格式，內容包括字段信息，主要包括:車底服務號、車底順序號、行程號、列車類型、交路類型、停留的車站股道編號、到達時刻、出發(fā)時刻、停站時間、是否停站、折返標記、是否載客等信息(見圖3)。

4.3 接口文件數(shù)據(jù)定義

部分接口數(shù)據(jù)字段說明如表2所示。

表2的附加說明:1)有些行無station Track、到站、離站時間等數(shù)據(jù)，這表示接下去是一列變換目的地(如折返、出庫或回庫)的列車;2)有一些行是空數(shù)據(jù)，表明接下來的是一種變換行為，如站后折返的過程(CONNECTION表示站后折返的接續(xù)，站前折返時沒有CONNECTION定義)。這些空行主要是表示下一列車的變化行為，其實這一行數(shù)據(jù)不需要也不影響數(shù)據(jù)的完整性。

圖3 XML文件內容(用EXCEL打開)

表2 部分接口數(shù)據(jù)字段說明

4.4 成果展示

在經過2個月的系統(tǒng)測試后，目前1號線已經成功實現(xiàn)了TPM系統(tǒng)與FALKO編制工具的對接，TPM系統(tǒng)生成的時間表接口文件可以成功通過西門子FALKO編圖軟件的安全檢測，并已經導入至ATS系統(tǒng)中通過實車測試，測試中未發(fā)現(xiàn)其他問題。

原來編制一張工作日運行圖需要幾天時間，TPM系統(tǒng)引入后，僅需要半天的時間，導入過程僅需要幾分鐘的時間，后續(xù)編制復雜的大小交路或者共線運行圖可能會節(jié)省更多的時間。圖4為TPM與FALKO成功對接的成果展示。

圖4 導入至FALKO軟件中的CESHI運行圖

5 結語

筆者論述了目前城市軌道交通的編圖現(xiàn)狀，分析了目前編圖系統(tǒng)的缺點與不足，探討了引入第三方運行圖軟件的必要性和可行性，詳述了引入第三方軟件的具體實施方案，最后以實例說明項目的可行性。國內軌道交通行業(yè)蓬勃發(fā)展，為第三方運行圖編制軟件的應用提供了前所未有的機遇，筆者也是投石問路，但該成果有很強的借鑒意義，在以后的工作中，應重點研究提高第三方運行圖編制軟件在行業(yè)內的影響力和易用性等問題。

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