列車運(yùn)行圖軟件智能化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

查顯鋒

(卡斯柯信號(hào)有限公司，上海 200071)

近年來(lái)我國(guó)鐵路步入了高速發(fā)展，尤其是高速鐵路建設(shè)方面，取得了重大成就。高速鐵路的行車密度大、行車準(zhǔn)點(diǎn)率高、安全可靠性更高，這些高要求必然給行車指揮調(diào)度帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。降低調(diào)度員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高調(diào)度指揮的效率已成為調(diào)度系統(tǒng)功能不斷完善的目標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)使用的TDCS/CTC 調(diào)度指揮系統(tǒng)的運(yùn)行圖軟件均是調(diào)度員根據(jù)列車實(shí)際運(yùn)行情況及外界客觀因素，只能逐個(gè)對(duì)每趟列車運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整[1-3]；但對(duì)編制運(yùn)行圖智能化控制方法有了一定的深入研究[4，5]，但重點(diǎn)仍是針對(duì)列車在區(qū)間的運(yùn)行效率最高和總能耗最低為優(yōu)化目標(biāo)[6，7]。本文設(shè)計(jì)的智能運(yùn)行圖軟件可通過(guò)6 種不同場(chǎng)景的調(diào)整方案，快速準(zhǔn)確便捷的對(duì)多趟列車運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行一次行調(diào)整，從而提高行車指揮效率。

1 智能運(yùn)行圖軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)

運(yùn)行圖軟件安裝在路局調(diào)度中心的調(diào)度臺(tái)終端上，供行車指揮調(diào)度員操作使用。作為調(diào)度臺(tái)軟件的組成部分，需要通信服務(wù)器、TG 服務(wù)器以及對(duì)外的接口服務(wù)器的配合，必須在網(wǎng)絡(luò)暢通的條件下方可運(yùn)行全部功能，網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，可以提供有限制的離線操作功能。TDCS/CTC 調(diào)度指揮系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示[8]。

圖1 TDCS/CTC調(diào)度指揮系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)Fig.1 Basic structure diagram of TDCS/CTC dispatching command system

行車調(diào)度員通過(guò)運(yùn)行圖軟件進(jìn)行計(jì)劃編輯，由“運(yùn)行圖→通信服務(wù)器→通信前置機(jī)→車站設(shè)備”的方式將階段計(jì)劃信息下發(fā)至車站的自律機(jī)和車務(wù)終端；而車站人員通過(guò)“車站設(shè)備→通信前置機(jī)→通信服務(wù)器→應(yīng)用服務(wù)器”的方式將車站的報(bào)點(diǎn)、速報(bào)信息上報(bào)至鐵路局中心機(jī)房服務(wù)器上，再由“應(yīng)用服務(wù)器→通信服務(wù)器→運(yùn)行圖”以同步更新運(yùn)行計(jì)劃的方式發(fā)送至鐵路局中心調(diào)度臺(tái)上。

2 智能運(yùn)行圖軟件功能模塊

2.1 功能模塊

智能運(yùn)行圖軟件調(diào)整功能模式包含：多線移動(dòng)、多車降速緩行、多車恢復(fù)常速、單車降速緩行、單車恢復(fù)常速以及區(qū)間故障調(diào)整。因外界客觀因素導(dǎo)致運(yùn)行圖調(diào)整的情況大致包含：封鎖調(diào)整(單方向、雙方向)、車站單股道封鎖調(diào)整、全站封鎖調(diào)整、動(dòng)車組區(qū)間故障調(diào)整、動(dòng)車組停于站內(nèi)股道封鎖調(diào)整、風(fēng)雨雪封鎖調(diào)整、接觸網(wǎng)停電調(diào)整(單方向、雙方向)、異物侵入調(diào)整(單方向、雙方向)、區(qū)間限速調(diào)(單方向、雙方向)、車站折返晚點(diǎn)調(diào)整，車站折返股道變更調(diào)整。以區(qū)間封鎖調(diào)整的程序設(shè)計(jì)流程為例，如圖2 所示。

圖2 區(qū)間封鎖調(diào)整的程序流程Fig.2 Program flow chart of section block adjustment

2.2 數(shù)據(jù)流圖

軟件設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)流，如圖3 所示。

3 智能運(yùn)行圖軟件實(shí)現(xiàn)結(jié)果

智能調(diào)整運(yùn)行圖軟件采用Visual studio 2003開(kāi)發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)，針對(duì)不同的情況一共設(shè)計(jì)6 種不同的調(diào)整方案，分別是多線移動(dòng)、多車降速緩行、多車恢復(fù)常速、單車降速緩行、單車恢復(fù)常速以及區(qū)間停用調(diào)整，如圖4 所示。

圖3 數(shù)據(jù)流圖Fig.3 Data flow diagram

圖4 6種調(diào)整方案Fig.4 Six adjustment schemes

3.1 多線移動(dòng)調(diào)整

適用于批量將運(yùn)行線往前或者往后平移。假如在時(shí)間段20:40-21:00、喀左到奈林皋的區(qū)間段發(fā)生狀況，軟件可自動(dòng)加載出該時(shí)間段和區(qū)間段將駛過(guò)的車輛信息（此處為G3、G5 次列車）。設(shè)置后移或前移時(shí)間（此處設(shè)置后移20 min），可達(dá)到平移多條運(yùn)行線的效果，如圖5 所示。

G3 和G5 次列車的運(yùn)行線可同時(shí)向后發(fā)生平移，調(diào)整之后的運(yùn)行圖可與實(shí)際待調(diào)整的運(yùn)行圖進(jìn)行對(duì)比。實(shí)際的運(yùn)行線如圖6 所示，調(diào)整后的運(yùn)行如圖7 所示。

3.2 多車降速緩行調(diào)整、多車恢復(fù)常速調(diào)整

圖5 多線移動(dòng)調(diào)整Fig.5 Multi-line movement adjustment

圖6 實(shí)際運(yùn)行圖Fig.6 Actual train diagram

多車降速緩行調(diào)整適用于大風(fēng)、雨雪等自然條件下批量將運(yùn)行線往前或者往后平移。假如在時(shí)間段20:40-21:00，喀左到奈林皋的區(qū)間段發(fā)生狀況，軟件可自動(dòng)加載出該時(shí)間段和區(qū)間段將駛過(guò)的車輛信息（此處為G3、G5、G8、G10 次列車）。設(shè)置降速值大?。ù颂幵O(shè)置降速150），可達(dá)到改變運(yùn)行線斜率的效果，如圖8 所示。多車恢復(fù)圖定速度調(diào)整適用于批量將運(yùn)行線恢復(fù)圖定速度。選擇需要恢復(fù)圖定速度的區(qū)段和時(shí)間段，軟件可加載出相關(guān)車輛信息。

3.3 單車降速緩行調(diào)整、單車恢復(fù)常速調(diào)整

單車降速緩行調(diào)整適用于單趟列車故障降速。假如G5 次列車發(fā)生故障需要在21:00-21:30 的時(shí)間段內(nèi)降速緩行（此處降速100），如圖9 所示。單車恢復(fù)圖定速度調(diào)整適用于單趟列車恢復(fù)圖定速度。

圖7 調(diào)整后運(yùn)行圖Fig.7 Adjusted train diagram

圖8 多車降速緩行調(diào)整Fig.8 Multi-train speed reduction adjustment

3.4 區(qū)間故障調(diào)整

適用于區(qū)間故障條件下批量調(diào)整運(yùn)行線避讓故障區(qū)間，選擇需要封鎖的區(qū)間和時(shí)間段，如圖10所示。

4 結(jié)論

圖9 單車降速緩行調(diào)整Fig.9 Single-train speed reduction adjustment

圖10 區(qū)間故障調(diào)整Fig.10 Section fault adjustment

智能運(yùn)行圖軟件已在京沈客運(yùn)專線聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間進(jìn)行了相關(guān)功能驗(yàn)證，試驗(yàn)場(chǎng)景主要包括：區(qū)間封鎖調(diào)整、車站單股道封鎖調(diào)整、全站封鎖調(diào)整、動(dòng)車組區(qū)間故障調(diào)整、動(dòng)車組停于站內(nèi)股道故障調(diào)整、風(fēng)雨雪限速調(diào)整、風(fēng)雨雪封鎖調(diào)整、接觸網(wǎng)停電調(diào)整、異物侵入調(diào)整、區(qū)間限速調(diào)整、區(qū)間折返調(diào)整、車站折返晚點(diǎn)調(diào)整、車站折返股道變更調(diào)整、單車限速調(diào)整等場(chǎng)景。智能運(yùn)行圖軟件在各種環(huán)境下處理列車運(yùn)行計(jì)劃調(diào)整的高效性能，得到調(diào)度員的高度認(rèn)可。但智能運(yùn)行圖軟件操作過(guò)程中仍然是通過(guò)人工設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)條件來(lái)進(jìn)行列車運(yùn)行計(jì)劃的智能調(diào)整，今后將對(duì)軟件功能持續(xù)完善，通過(guò)接口方式自動(dòng)獲取外部條件參數(shù)實(shí)現(xiàn)一鍵操作，進(jìn)一步提高智能化程度。