車輛基地收發(fā)車計劃編制及調(diào)整系統(tǒng)的研究設(shè)計

楊 帆，王堅強

（1. 西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 611756；2. 中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，成都 610031）

城市軌道交通車輛基地是列車停放、保養(yǎng)和檢修的基地[1]，為列車每天從車輛基地出發(fā)至正線車站提供運營服務(wù)，運營結(jié)束后再從正線返回車輛基地。車輛基地內(nèi)主要作業(yè)任務(wù)為發(fā)車作業(yè)和收車作業(yè)，發(fā)車計劃通常由夜班的車場調(diào)度根據(jù)檢修調(diào)度次日的檢修計劃、列車實際停放位置和次日的運行圖時刻表等信息編制。收車計劃是車場調(diào)度根據(jù)當日的發(fā)車計劃、實際的運營情況，車輛基地現(xiàn)場情況、次日的運行計劃和當日的檢修計劃等信息編制[2]。

目前，車輛基地作業(yè)組織的計劃報表都是通過調(diào)度員手動采用電子表格編制實現(xiàn)的[3]，編制方法落后，效率低下。本文設(shè)計了一種車輛基地收發(fā)車計劃編制系統(tǒng)，可以簡化計劃編制步驟，利用計算機的計算能力，可以快速通過可視化界面編制出收發(fā)車計劃，最終導(dǎo)出可執(zhí)行的計劃報表。

1 收發(fā)車計劃編制及調(diào)整系統(tǒng)功能分析

根據(jù)車輛基地作業(yè)的需求，編制系統(tǒng)應(yīng)包含基本的作業(yè)計劃生成導(dǎo)出功能，還添加了仿真功能，具體包含的功能模塊，如表1所示[4]。

表1 功能模塊

1.1 作業(yè)計劃編制

（1）基本計劃自動編制。編制計劃時，導(dǎo)入正線時刻表，獲得轉(zhuǎn)換軌發(fā)車時間和收車時間。再導(dǎo)入檢修計劃和列車停放位置信息。發(fā)車時，對于今日有檢修任務(wù)的列車，匹配好車次的列車自動排列出來。收車時，有檢修任務(wù)的列車自動排列到可以進行檢修的股道。

（2）人工編制和調(diào)整。編制發(fā)車計劃時，沒有匹配列車的車次號，則需要人工手動選擇無檢修任務(wù)的列車來匹配車次號。編制收車計劃時，無檢修計劃的列車人工選擇收車股道。同時，也可以對編制的計劃進行人工的微調(diào)。

1.2 作業(yè)計劃在線調(diào)整

（1）自動調(diào)整發(fā)車車號。在編制好計劃后，也會隨著現(xiàn)場的特殊情況而對計劃進行調(diào)整。例如：在發(fā)車前，綁定車次號的列車檢修還未完成或者臨時出故障不能運營，則需要進行自動的調(diào)整，選擇備用列車進行發(fā)車。

（2）自動調(diào)整收車股道。收車時，如果收車股道被占用，則也需要進行自動調(diào)整選擇空閑出來的股道停車。

1.3 作業(yè)計劃報表生成

（1）報表的輸出打印。在可視化界面編制完發(fā)車和收車計劃后，能一鍵生成相應(yīng)的發(fā)車計劃報表和收車計劃報表，并可以導(dǎo)出保存和打印。

（2）報表的下發(fā)仿真。在報表生成過后，可以下發(fā)給仿真子系統(tǒng)，可按照報表里信息進行仿真驗證。

1.4 數(shù)據(jù)管理

可以進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查看、添加和改動，例如：車輛基地的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對股道的增刪改動。還需要編輯導(dǎo)入的一些檢修計劃、時刻表和車輛停放信息等。

1.5 作業(yè)計劃動態(tài)仿真

為了驗證編制計劃的正確性，仿真出列車按照作業(yè)計劃進行收發(fā)車作業(yè)。同時，可以在仿真界面內(nèi)設(shè)置列車的臨時故障和股道臨時占用，來驗證作業(yè)計劃編制系統(tǒng)的自動調(diào)整功能。

2 作業(yè)計劃編制及調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計

2.1 開發(fā)環(huán)境

車輛基地作業(yè)計劃編制系統(tǒng)是建立在Windows操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用的開發(fā)工具是Visual Studio2013，數(shù)據(jù)庫采用的是SQL Server2014。開發(fā)語言為C#，C#作為.NET平臺的核心語言，是一種精確、簡單、類型安全、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言[5]。系統(tǒng)使用GDI+圖像處理技術(shù)[6]繪制作業(yè)計劃，GDI+是.NET的繪圖技術(shù)，在C#中，使用GDI+處理二維的圖形和圖像，能夠根據(jù)坐標軸x和y表示的點來快速繪制出圖形圖像。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)采用3層結(jié)構(gòu)設(shè)計，分別為界面層、處理層和數(shù)據(jù)層[7-8]，結(jié)構(gòu)如圖1所示。界面層繪制圖像的數(shù)據(jù)全是存儲在數(shù)據(jù)層，中間處理層負責(zé)讀取數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)，生成符合界面層GDI+可識別的繪制命令。數(shù)據(jù)層分為4個存儲模塊，分別為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、正線時刻信息、檢修計劃信息和車輛停放信息。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要為車輛基地股道和轉(zhuǎn)換軌等信息；正線時刻信息主要為列車出轉(zhuǎn)換軌進入正線的時刻；檢修計劃主要為車輛檢修的內(nèi)容和時間等信息；車輛停放信息主要為車輛在車輛基地所停的位置信息。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.3 系統(tǒng)流程

作業(yè)計劃編制系統(tǒng)的工作流程，如圖2所示，主要實現(xiàn)步驟為：

（1）導(dǎo)入正線時刻表、檢修計劃和車輛停放位置信息存入數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行步驟（2）；（2）根據(jù)第導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動將今日有檢修任務(wù)的列車匹配車次號，執(zhí)行步驟（3）；（3）將匹配好車次號的列車自動在繪制界面繪制出來，若還沒有車次號匹配車號，執(zhí)行第（4）步，若所有車次號都有匹配車號，則執(zhí)行第（5）步；（4）人工為沒有檢修任務(wù)的列車匹配上車次號，排列出作業(yè)計劃。或者系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場情況自動調(diào)整已經(jīng)排列出的計劃，修改完成后，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進行相應(yīng)的改變，執(zhí)行步驟（2）；（5）計劃編制完成，生成計劃報表并打印；或者下發(fā)給仿真模塊進行仿真驗證，執(zhí)行步驟（6）；（6）根據(jù)計劃報表仿真驗證，若在驗證過程中計劃有調(diào)整，則重復(fù)步驟（4），經(jīng)過調(diào)整過后，繼續(xù)按照調(diào)整過后的計劃進行仿真。

圖2 系統(tǒng)流程

2.4 界面設(shè)計

收發(fā)車計劃編制系統(tǒng)編制界面類似于正線的運行圖編制界面[9]，如圖3所示，縱軸表示的是停車股道和轉(zhuǎn)換軌等信息，橫軸表示的是時刻信息，斜虛線表示列車在車輛基地內(nèi)的移動，用戶可在界面點擊小圓點更改該車次的相關(guān)信息。仿真界面如圖4所示，可以仿真模擬出列車位置的變化，仿真界面可以設(shè)置突發(fā)情況，并實時反饋給編制系統(tǒng)給出調(diào)整信息。

圖3 編制界面

圖4 仿真界面

3 結(jié)束語

本文設(shè)計了一種車輛基地收發(fā)車計劃編制及調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用計算機的計算與圖像處理優(yōu)勢來快速編制收發(fā)車計劃，減少車輛基地調(diào)度人員的工作量和提高編制效率，該編制系統(tǒng)操作簡單，可以直觀形象地表示出收發(fā)車計劃。在編制計劃完成后，可以一鍵導(dǎo)出計劃報表，并仿真驗證作業(yè)計劃的可行性。系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)人工對收發(fā)車作業(yè)計劃的調(diào)整修改，系統(tǒng)的后續(xù)研究，將以系統(tǒng)的自動調(diào)整為目標，實現(xiàn)系統(tǒng)在突發(fā)情況下的作業(yè)計劃自動調(diào)整。