南寧樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)提高調(diào)圖質(zhì)量的研究

趙 洋，林蕓仲

（南寧局集團公司 南寧車站，1 工程師 2 助理工程師 廣西 南寧 530001）

隨著高速鐵路新線里程延展和動車組開行數(shù)量增加，我國鐵路列車運行圖調(diào)整周期已大大縮短，高鐵車站技術(shù)作業(yè)計劃編制工作的難度和頻度越來越大。人工編圖和審圖的方法已嚴重制約調(diào)圖工作質(zhì)量和效率，不僅不利于優(yōu)化、提高車站運輸能力，還會給行車安全帶來隱患。本文簡述南寧局集團公司南寧站運用調(diào)度輔助系統(tǒng)提高調(diào)圖質(zhì)量的研究思路和效果，期望對相關(guān)鐵路客運樞紐車站解決類似問題起到拋磚引玉作用。

1 南寧樞紐調(diào)圖特點分析

南寧樞紐作為中國鐵路南寧局集團公司最重要的客運樞紐，具有開行密度大、銜接方向多（南寧東站銜接10個方向）、咽喉干擾嚴重、接發(fā)間隔緊湊、到發(fā)線能力緊張等特點。從2014年底開始開行動車組列車至2018年初，南寧和南寧東站列車開行對數(shù)急劇增長，每年開行對數(shù)統(tǒng)計如圖1、2所示，對于南寧樞紐的調(diào)圖工作提出極大的考驗。目前國內(nèi)已有的客運站作業(yè)計劃編制系統(tǒng)與列車運行圖編制系統(tǒng)在信息共享和協(xié)同運用方面還比較欠缺，大多是人工采集數(shù)據(jù)和審核指標，且不能在運行圖調(diào)整前充分模擬，暴露出新圖執(zhí)行的干擾和困難，對運行圖編制、調(diào)度決策的輔助性不強。為了提高南寧樞紐車站運行圖編制工作的質(zhì)量和效率、適應(yīng)全路列車運行圖編制周期日益縮短的發(fā)展趨勢，推行軟件系統(tǒng)輔助調(diào)圖工作已成為必然的趨勢。

圖1 南寧站辦客列車開行對數(shù)統(tǒng)計

圖2 南寧東站辦客列車開行對數(shù)統(tǒng)計

2 人工調(diào)圖工作流程和問題

2.1 人工調(diào)圖工作的流程

1）采集列車運行數(shù)據(jù)。車站編圖工作人員從全局運行圖數(shù)據(jù)中篩選本站相關(guān)的列車運行數(shù)據(jù)。首先從調(diào)圖文件及其相關(guān)的附件中提取南寧樞紐相關(guān)車次的信息，如列車方向、車次、時刻、股道、運行徑路及開行規(guī)律等，這些信息分布在不同的文件及附件中，編圖人員通過人工觀察、EXCEL公式等方法提取信息，最終匯總整理成南寧、南寧東站列車時刻表。制作時刻表是車站開展后續(xù)調(diào)圖工作的基礎(chǔ)，為保證每項數(shù)據(jù)準確、無遺漏，制作完成后，須采用雙人核對的方式檢查時刻表是否正確、完整。

2）審核技術(shù)指標。車站編圖人員須審核的技術(shù)指標包括“兩站一所”的咽喉接發(fā)車時間間隔、經(jīng)由南寧樞紐所有車次的列車運行徑路、“兩站兩所”的股道運用、北湖走行線的能力、調(diào)車機力運用及客車車底進出客整所的安排等。根據(jù)車站線路設(shè)備的實際情況，還要注意審核是否滿足上水吸污、行包裝卸、反恐防暴、站臺客運組織等要求。審核接發(fā)車時間間隔的方法有兩種，兩種方法依賴編圖人員的業(yè)務(wù)能力、個人經(jīng)驗，其中一種是通過篩選時刻表逐項對比接發(fā)車間隔，一種是通過觀察運行圖檢查時間間隔，其他技術(shù)指標的審核則需要輔以人工繪制的運行圖和技術(shù)作業(yè)大表。

3）收集、上報優(yōu)化調(diào)整建議。車站的運轉(zhuǎn)、客運、行包車間通過審核新圖的列車時刻表，梳理出運行圖調(diào)整建議匯報技術(shù)科，由技術(shù)科匯總審核其調(diào)整可行性后匯報集團公司運輸、客運處。運行圖優(yōu)化調(diào)整的時效性對后期調(diào)圖影響較大，越早發(fā)現(xiàn)問題、提出優(yōu)化方案，成功優(yōu)化調(diào)整運行圖的可能性就越大，因為運行圖調(diào)整往往是“牽一發(fā)而動全身”，為了實現(xiàn)一個車站的部分列車運行時分調(diào)整就意味著需要整條運行線各站點的調(diào)整，到了調(diào)圖后期，大部分運行線敲定后就難以兌現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整的建議。

2.2 人工調(diào)圖工作的問題

2.2.1 工作量大影響調(diào)圖的時效性 一是采集車站相關(guān)列車運行數(shù)據(jù)工作量大。采集數(shù)據(jù)并制作車站列車時刻表是審核技術(shù)指標、優(yōu)化運行圖的先行條件，人工采集運行圖數(shù)據(jù)已成為調(diào)圖工作的瓶頸。如2017年底調(diào)圖南寧樞紐的列車運行數(shù)據(jù)包括南寧、南寧東站時刻表，兩站共計辦理客車對數(shù)240.5對，1趟列車的運行數(shù)據(jù)包括方向、車次、時刻、股道、辦客、開行規(guī)律、機車屬性共計8項數(shù)據(jù)，每次調(diào)圖須要采集時刻表數(shù)據(jù)240.5（對）×2×8=3848（項）數(shù)據(jù)，經(jīng)測算，熟練的調(diào)圖工作員人工采集1對列車運行數(shù)據(jù)需時1 min，240.5（對）×1（min/對）÷60（s）=4.01 h，為了保證數(shù)據(jù)的準確性，再執(zhí)行雙人逐項核對，另需4 h，根據(jù)上述推算可得，制作兩站時刻表總共需8 h左右。二是審核相關(guān)技術(shù)指標過程繁瑣。南寧站銜接南寧機務(wù)段、北湖客技站，作業(yè)涉及本務(wù)機進出段和轉(zhuǎn)線調(diào)車、始發(fā)終到車底取送，編圖人員使用CAD和VISO等軟件人工鋪畫兩站的列車運行圖和技術(shù)作業(yè)大表，透過列車運行圖和技術(shù)作業(yè)大表方可直觀審核各項技術(shù)指標。南寧東站銜接10個方向，分為柳南、南廣、南欽3個場，跨場接發(fā)車作業(yè)量大，咽喉干擾嚴重，審核接發(fā)車時間間隔占用了前期調(diào)圖工作的大部分時間。采集列車數(shù)據(jù)制作時刻表和審核技術(shù)指標的效率直接影響調(diào)圖的時效性，前期耗時越久，越不利于后期調(diào)圖工作的開展。

2.2.2 存在風(fēng)險 一是采集列車運行數(shù)據(jù)錯漏帶來的風(fēng)險。南寧樞紐列車運行數(shù)據(jù)量大，如漏采集列車運行數(shù)據(jù)，后續(xù)調(diào)圖工作中，原本與漏采集的列車接發(fā)車咽喉占用、股道占用相關(guān)的沖突無法在后續(xù)技術(shù)指標審核中發(fā)現(xiàn)，待運行圖基本成形才發(fā)現(xiàn)漏畫列車，后期調(diào)整所需的工作量、成本非常大。二是相關(guān)技術(shù)指標審核差錯。技術(shù)指標審核過程耗時長、工作繁瑣，人工審核存在錯漏的風(fēng)險，若不能審核發(fā)現(xiàn)潛在的問題，就可能造成不良后果，如圖定列車接發(fā)相互干擾無法按圖兌現(xiàn)、經(jīng)停辦客列車在車站無停留時間、列車接入股道站臺長度不足等。

3 調(diào)度輔助系統(tǒng)功能和作用

為提高調(diào)圖質(zhì)量，在集團公司運輸處指導(dǎo)下，與西南交通大學(xué)全路運行圖編制課題項目組合作開發(fā)的系統(tǒng)軟件“南寧樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)”于2018年1月份完成結(jié)題。項目的推廣工作已經(jīng)列入《中國鐵路南寧局集團有限公司“五個建成”三年發(fā)展規(guī)劃運輸設(shè)施設(shè)備技術(shù)改造實施方案（2018—2020年）》（寧鐵計〔2018〕83號）。

3.1 系統(tǒng)功能 南寧樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、作業(yè)計劃編制、人機交互調(diào)整、模擬仿真、技術(shù)作業(yè)圖表編輯輸出和數(shù)據(jù)接口等6個子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)提供了用戶錄入方式和數(shù)據(jù)讀取接口兩種方式，全方位采集高鐵樞紐站技術(shù)作業(yè)計劃編制需要的車場、股道、咽喉、列車作業(yè)流程、車站作業(yè)時間標準、顯示界面等信息，為樞紐站技術(shù)作業(yè)計劃編制構(gòu)造信息環(huán)境基礎(chǔ)，通過該子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速生成車站列車時刻表。

3.1.2 作業(yè)計劃編制子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)提供了南寧、南寧東站的到發(fā)線作業(yè)安排功能，以及接發(fā)車進路疏解功能。根據(jù)列車到發(fā)時刻、車站進路方案自動編制到發(fā)線初始方案，并提供各種人機交互功能。在基本方案基礎(chǔ)上，編圖人員可手工干預(yù)和及時調(diào)整，反復(fù)編制得到滿意方案，包括手工對列車的增加、刪除、移動，車底套用關(guān)系的建立和清除，安排列車股道占用、接發(fā)車進路等，輔助用戶優(yōu)化到發(fā)線計劃安排。編制流程如圖4所示。

圖4 作業(yè)計劃編制子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

3.1.3 人機交互調(diào)整子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)是指系統(tǒng)無法完成自動編制或編圖人員對編制結(jié)果不滿意，提供人工調(diào)整計劃的各種手段和方法。系統(tǒng)主要提供了圖形操作和表格信息修改兩種方式進行人工調(diào)整。

3.1.4 模擬仿真子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)運用計算機模擬與仿真技術(shù)搭建了高鐵樞紐站電子平面圖仿真環(huán)境（南寧樞紐站電子站場圖），可以模擬列車在南寧樞紐的走行和沖突情況，驗證編制計劃的正確性。

3.1.5 技術(shù)作業(yè)圖表編輯輸出子系統(tǒng) 可根據(jù)用戶要求對車站技術(shù)作業(yè)計劃的大小、顏色、字號作調(diào)整，并按照圖紙大小自動打印出圖。

3.1.6 數(shù)據(jù)接口子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)可以實現(xiàn)車站作業(yè)計劃編制系統(tǒng)與車站其它信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)及運行圖系統(tǒng)對接，使信息流動暢通，提高信息共享率，通過系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，高鐵樞紐站運行圖編制可以與全路或路局列車運行圖結(jié)合起來進行編制。

3.2 系統(tǒng)作用

3.2.1 快速準確采集列車運行數(shù)據(jù) 通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取接口，可從全路運行圖數(shù)據(jù)庫中采集南寧樞紐相關(guān)的列車運行數(shù)據(jù)，快速生成南寧、南寧東站列車時刻表及列車運行圖，顯著提高調(diào)圖工作效率?；旧夏軌蜃龅揭唤拥骄旨瘓F公司開展調(diào)圖的通知，即可組織車站相關(guān)部門直接開展運行圖優(yōu)化調(diào)整，省略人工采集數(shù)據(jù)這一既耗時又易錯漏的步驟，為開展后續(xù)調(diào)圖工作爭取寶貴時間。隨著調(diào)圖節(jié)奏不斷加快，在運行圖沒有最終敲定前，總公司、局集團公司可能會根據(jù)上級領(lǐng)導(dǎo)部署、最新政策、施工交付臨時調(diào)整運行圖框架，車站編圖人員使用系統(tǒng)中的全路、全局聯(lián)網(wǎng)模式，與全路、全局的運行圖數(shù)據(jù)進行實時對接，第一時間獲取最新列車時刻表，緊跟全路全局的節(jié)奏開展調(diào)圖。

3.2.2 提高運行圖的編制質(zhì)量 南寧、南寧東站作業(yè)計劃編制子系統(tǒng)第一時間給車站編圖人員提供了“作戰(zhàn)地圖”，車站編圖人員可在系統(tǒng)上通過設(shè)定站場股道的使用限制、接發(fā)車咽喉占用的時間間隔、區(qū)間列車追蹤的時間等條件，通過設(shè)備軟件，卡控調(diào)圖存在的風(fēng)險，避免人工鋪畫線條產(chǎn)生錯漏。運行圖鋪畫完畢后，車站編圖人員即可透過“作戰(zhàn)地圖”檢查是否滿足各部門的生產(chǎn)需要，做到即發(fā)現(xiàn)即修改，邊鋪畫邊檢測。

3.2.3 加強運行圖實施可行性的檢測驗證 該系統(tǒng)實現(xiàn)了基于高鐵樞紐車站群電子地圖的列車運行圖仿真驗證，基于列車運行仿真，可以對列車在高鐵樞紐內(nèi)的區(qū)間運行、車站接發(fā)進路、股道占用、檢修作業(yè)等進行沖突判斷，較以往的人工審核效率和準確性明顯提升，為確保高鐵樞紐車站列車運行圖編制質(zhì)量和運營安全提供了技術(shù)保障。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了南寧樞紐站作業(yè)計劃編制資料的信息化采集和管理、作業(yè)計劃的自動化編制和各種報表的信息化統(tǒng)計、列車運行圖仿真驗證等功能，相比傳統(tǒng)的手工操作，減輕了人工勞動強度，縮短了信息錄入和整理時間，對于提高計劃編制的效率和質(zhì)量，提升車站工作組織水平和安全保障系數(shù)具有重要意義。