基于?TDCS?的鐵路港口站技術作業(yè)管理系統(tǒng)的設計研究

李 亮

（北京鐵路局 總工程師室，北京 100860）

作為鐵路線盡頭的港口車站，其主要的技術作業(yè)是根據(jù)到港的重車信息，編制重車卸車計劃；卸車完畢后，上報空車的回空計劃，并組織空車回空。由于港口站技術作業(yè)模式比較固定，根據(jù)鐵路港口站實際技術作業(yè)需要，從 TDCS[1]系統(tǒng)接收的重車到港計劃，通過設計并開發(fā)鐵路港口站技術作業(yè)管理系統(tǒng)，生成相應的卸車、裝車調車作業(yè)計劃，再根據(jù)卸車、裝車調車計劃生成列車的牽出調車作業(yè)計劃，最終生成列車的出港計劃，從而實現(xiàn)技術作業(yè)圖表的自動繪制。

1 鐵路港口站技術作業(yè)管理系統(tǒng)可行性分析

鐵路港口站通常通過聯(lián)絡線或專用線與國鐵相連。隨著海鐵聯(lián)運的逐步推進，鐵路港口站信息化建設逐步加強。港口站鐵路運輸相關信息系統(tǒng)與國鐵運輸管理相關信息系統(tǒng)相連，從國鐵運輸管理相關信息系統(tǒng)獲取到港列車的相關信息，同時把出港列車的相關信息報送至國鐵運輸管理相關信息系統(tǒng)。港口站技術作業(yè)圖上需要顯示的數(shù)據(jù)包括列車到港計劃、到達列檢計劃、卸車勾計劃、裝車勾計劃、牽出勾計劃、清掃車底計劃、出發(fā)列檢計劃、列車出港計劃和機車動態(tài)信息。

鐵路港口站技術作業(yè)的流程包括：列車到港→到達列車檢查→編制卸車、裝車計劃→卸車、裝車→編制牽出計劃→牽出→出發(fā)列車檢查→列車出港。在編制車站作業(yè)計劃時，如果通過從 TDCS 系統(tǒng)接收列車到港計劃，采用對應的軟件算法，完全可以采用計算機自動完成到達列檢計劃、卸車勾計劃、裝車勾計劃、牽出勾計劃、出發(fā)列檢計劃等計劃的生成，站調手工干預的時間很少。調車機車動態(tài)信息可以由系統(tǒng)直接根據(jù)調車作業(yè)勾計劃推算出來，交接班、吃飯、上油、上水、整備、解體等輔助作業(yè)時間可以由站調員手工干預生成，兩勾作業(yè)之間的等待時間可以直接由調車勾計劃推算。這樣，可以大大提高站調的工作效率，降低勞動強度。

另外，該系統(tǒng)采用計算機作為運行平臺，可以由顯示屏輸出計算機輔助繪圖，由繪圖儀打印紙質技術作業(yè)圖表，從而可以使車站調度員實現(xiàn)無紙化辦公。

2 鐵路港口站技術作業(yè)管理系統(tǒng)體系結構

2.1 系統(tǒng)的體系結構

鐵路港口站技術作業(yè)管理系統(tǒng)的體系結構圖如圖 1 所示。

（1）數(shù)據(jù)庫訪問模塊。實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問，包括新增、修改、刪除數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)。

（2）列車計劃獲取模塊。實時接收 TDCS 系統(tǒng)的列車計劃信息，并存儲在該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內。

（3）數(shù)據(jù)打印模塊。實現(xiàn)調車作業(yè)單和技術作業(yè)圖表的打印，調車作業(yè)單通過打印機打印，技術作業(yè)圖表通過繪圖儀打印。

（4）數(shù)據(jù)處理模塊。對列車計劃、調車作業(yè)計劃、調車機車動態(tài)等數(shù)據(jù)進行處理，包括生成到達列檢信息、重車卸車調車作業(yè)計劃信息、翻車機卸車信息、空車牽出調車作業(yè)計劃信息、清掃車底信息、出發(fā)列檢信息等，而且包括根據(jù)調車作業(yè)計劃自動生成調車機車動態(tài)的功能。

（5）視圖顯示模塊。根據(jù)調度工作設備和圖表的要求及車站技術作業(yè)表繪制的特殊要求，將數(shù)據(jù)處理子模塊生成的數(shù)據(jù)繪制成圖文數(shù)據(jù)，包括表格繪制、到達和出發(fā)列車繪制、調車機車動態(tài)繪制、股道占用繪制、現(xiàn)車信息和編組內容標注等，最后生成車站技術作業(yè)圖表。

圖1 鐵路港口站技術作業(yè)管理系統(tǒng)體系結構圖

2.2 系統(tǒng)功能設計

鐵路港口站的整個作業(yè)流程主要圍繞列車到港和列車出港。列車在港口站技術作業(yè)過程主要包括：列車到達、重車卸車 ( 送車)、空車牽出 ( 取車 )、空車清掃、空車裝車、列車解編和整編、調車機整場、甩掛等。

2.2.1 編制列車到港計劃

港口車站通過數(shù)據(jù)采集模塊，從 TDCS 系統(tǒng)中獲取列車到港計劃和列車到達確報信息，模塊對所有計劃信息內容進行沖突檢查、接續(xù)一致性等邏輯判斷，形成列車到港信息數(shù)據(jù)并進行計算和分析，最終生成繪圖的基本數(shù)據(jù)，包括車次號、到達時間、到達股道、到達列檢 ( 含開始列檢和結束列檢 )。通過自動繪圖模塊，根據(jù)給定數(shù)據(jù)計算機自動進行圖表繪制。

技術作業(yè)圖表的鋪畫采用了設計參數(shù)表的辦法處理。在參數(shù)表中，通過測量計算并確定技術作業(yè)表中的數(shù)值，系統(tǒng)分別根據(jù)列車到港計劃中的到達時間、到達股道信息，完成列車到達點在車站技術作業(yè)圖表上橫坐標、縱坐標的確定，進而完成列車到達點在車站技術作業(yè)圖表上的定位。

由于相關數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一，在自動采集數(shù)據(jù)的功能基礎上，系統(tǒng)提供了友好界面，通過數(shù)據(jù)錄入模塊，由相關崗位完成數(shù)據(jù)的調整、修改并進行錄入。

2.2.2 編制調車作業(yè)計劃

調車作業(yè)計劃模塊分為卸車調車作業(yè)和牽出調車作業(yè) 2 個部分。重車到港列檢完畢后，需要編制卸車調車作業(yè)計劃，由調車機車把列車送到翻車機房或卸車線進行卸車作業(yè)。系統(tǒng)根據(jù)站場股道和翻車機或卸車線的對應關系，自動生成列車到特定翻車機或卸車線的調車作業(yè)計劃信息。卸車調車作業(yè)計劃的第一勾為加車，作業(yè)股道為列車到達股道；卸車調車作業(yè)計劃的第二勾為減車，作業(yè)股道為用戶選擇的翻車機所有對應的股道，即把列車從到達股道調送到翻車機對應的股道進行卸車作業(yè)。

重車卸車完畢后，需要編制把空車從翻車機或卸車線牽出的調車作業(yè)計劃。系統(tǒng)根據(jù)翻車機、卸車線、牽出線、牽出線盡頭股道的對應關系，自動生成把空車從特定翻車機或卸車線牽出的調車作業(yè)計劃。牽出調車作業(yè)計劃的第一勾為加車，作業(yè)股道為卸車線對應的股道，牽出調車作業(yè)計劃的第二勾為減車，作業(yè)股道為牽出線盡頭股道，即把列車從卸車線調送到存車股道。

2.2.3 編制列車出港計劃

影響列車出港計劃因素主要有車底清掃作業(yè)、列檢作業(yè)、計劃開行時間等基本因素，同時也有臨時裝車、車輛扣修，以及機車是否匹配等不確定因素，將各種因素進行量化處理，并將不確定因素當作隨機變量。

從清掃作業(yè)開始，以車底清掃時間和列檢作業(yè)時間默認值的總和作為基礎文件，將隨機變量轉化為約束條件，建立列車出港計劃的動態(tài)優(yōu)化模型。利用建模程序進行時間計算，再結合獲取到的車次號、發(fā)車股道、列車編組順序表等出港列車信息，對相關基礎文件、約束性文件進行處理，形成最終信息文件后輸出。車站調度員可以提前掌握車流變化的合理范圍, 從而保證計劃的執(zhí)行效果。

2.2.4 繪制調車機車動態(tài)信息

根據(jù)調車作業(yè)計劃，按照《 鐵路運輸調度規(guī)則 》[2]有關規(guī)定，采用折線流的形式，并輔以文字說明繪制調車機車動態(tài)信息。調車機車動態(tài)信息反映調車機車的作業(yè)過程和作業(yè)方法，從調車機車動態(tài)信息中能夠區(qū)分調車機車的作業(yè)時間和非作業(yè)時間，而且能夠反映每一勾的作業(yè)時長。調車機車動態(tài)中的作業(yè)信息由調車作業(yè)計劃自動生成，如果 2 次作業(yè)間隔時間超過設定值，則自動生成一個等待信息。調車機車動態(tài)中的非作業(yè)信息，如吃飯、上水、上油、機車故障等，由車站調度員人工輸入。

編制完成的調車機車動態(tài)信息，通過自動繪圖模塊，系統(tǒng)繪制機車詳細移動軌跡圖，用以反映機車的作業(yè)時間、作業(yè)位置和作業(yè)順序。

2.2.5 統(tǒng)計班次作業(yè)指標

按照不同的統(tǒng)計維度，系統(tǒng)提供班次作業(yè)各項指標統(tǒng)計的功能。班次作業(yè)指標統(tǒng)計通過班次作業(yè)信息完成。班次作業(yè)信息內容包括調車作業(yè)批數(shù)、調車作業(yè)勾數(shù)、作業(yè)合計時間、轉場列車數(shù)量、對位列車數(shù)量、牽出列車數(shù)量等。系統(tǒng)進行后臺運算，如設定調車作業(yè)批數(shù)=有調車作業(yè)的列車數(shù)，作業(yè)合計時間 = 所有調車作業(yè)勾時長之和等。通過計算完成的班次作業(yè)信息提供給統(tǒng)計模塊，最終形成班次作業(yè)指標，主要包括裝卸車統(tǒng)計、現(xiàn)在車統(tǒng)計、貨車停留時間統(tǒng)計和貨物列車出發(fā)正點率統(tǒng)計等[3]。

2.2.6 繪制作業(yè)單和技術作業(yè)圖表

系統(tǒng)綜合處理各種數(shù)據(jù)，根據(jù)設置的靜態(tài)配置信息，自動完成技術作業(yè)圖表 ( 運站一 ) 底圖表格的自動繪制。根據(jù)從 TDCS 系統(tǒng)獲取的，以及系統(tǒng)內部產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)，自動完成列車技術作業(yè)的各種符號、標記、線條、備注、調車機車動態(tài)、調車機車詳細移動軌跡的動態(tài)繪制和實時調整[4]。

圖2 調車機動態(tài)圖

3 鐵路港口站技術作業(yè)管理系統(tǒng)功能實現(xiàn)

（1）從 TDCS 系統(tǒng)中接收重車到港計劃。重車到港計劃是車站站調部署車站技術作業(yè)的核心，所有的港口站技術作業(yè)均是圍繞到港的重車展開。

（2）根據(jù)重車到港計劃自動生成卸車、調車作業(yè)計劃。系統(tǒng)根據(jù)重車到港的站場股道和翻車機的對應關系，自動生成列車到特定翻車機的調車作業(yè)計劃信息。

（3）根據(jù)卸車計劃自動生成空車的牽出調車作業(yè)計劃。系統(tǒng)根據(jù)翻車機、牽出線、牽出線盡頭股道的對應關系，自動生成把空車從特定翻車機牽出的調車作業(yè)計劃信息。

（4）根據(jù)調車作業(yè)計劃自動繪制調車機車動態(tài)。根據(jù)調車作業(yè)計劃，按照《 鐵路運輸調度規(guī)則 》規(guī)定，采用折線流的形式，并輔以文字說明繪制調車機動態(tài)信息。調車機動態(tài)圖如圖 2 所示。

（5）根據(jù)調車作業(yè)計劃自動繪制機車詳細移動軌跡。根據(jù)調車作業(yè)計劃，采用折線流的形式，繪制機車詳細移動軌跡。機車詳細移動軌跡圖如圖3 所示。

（6）自動鋪畫技術作業(yè)圖表。技術作業(yè)圖表如圖 4 所示，主要包括 3 個部分：左邊為站線顯示區(qū)域，該區(qū)域用來標識、定位技術作業(yè)圖表的縱坐標。上邊為時間標尺，顯示對應班次的 12 h 的時間刻度，該區(qū)域用來表示、定位技術作業(yè)圖表的橫坐標。例如，一個調車勾計劃于 10 : 00 在Ⅰ場的 3 股道執(zhí)行，則根據(jù)作業(yè)時間便可定位該點的橫坐標，根據(jù)作業(yè)位置可以定位該點的縱坐標。根據(jù)該原理，可以定位所有的圖形元素在技術作業(yè)圖表上的位置，實現(xiàn)自動鋪畫。

圖3 機車詳細移動軌跡圖

圖4 技術作業(yè)圖表

4 結束語

鐵路港口車站技術作業(yè)管理系統(tǒng)根據(jù)從 TDCS系統(tǒng)獲取的信息，實現(xiàn)了調車作業(yè)計劃自動編制和技術作業(yè)圖表的快速自動鋪畫，充分發(fā)揮了技術作業(yè)圖表在生產(chǎn)指揮、作業(yè)統(tǒng)計、技術分析等方面的作用。該系統(tǒng)自投入運行以來，各項功能效果顯著，大幅度降低了車站調度員的勞動強度，方便了車站調度員日常運輸作業(yè)管理，提高了調度指揮水平和工作效率。該系統(tǒng)可以根據(jù)鐵路港口站實際情況在全路推廣應用。

[1] 鐵道部勞衛(wèi)司. 調度集中和列車調度指揮系統(tǒng)[M]. 北京：中國鐵道出版社，2008.

[2] 中華人民共和國鐵道部. 鐵路運輸調度規(guī)則[M]. 北京：中國鐵道出版社，2008.

[3] 彭其淵，王慈光. 鐵路行車組織[M]. 北京：中國鐵道出版社，2010.

[4] 杜俊偉. 計算機繪制鐵路車站技術作業(yè)表的研究[J]. 鐵道運輸與經(jīng)濟，2004，26(8)：58-60.