列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理情況DMI顯示設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王夢(mèng)雪，崔君曉，閆 琪，李 登

（卡斯柯信號(hào)有限公司，北京 100070）

1 概述

在普速?lài)?guó)鐵線(xiàn)路，司機(jī)只能通過(guò)調(diào)度電話(huà)從車(chē)站值班員處獲取前方車(chē)站的進(jìn)路排列信息。CTCS-2/3列控系統(tǒng)中，CTC系統(tǒng)在完成進(jìn)路觸發(fā)后，自動(dòng)生成進(jìn)路預(yù)告信息并通過(guò)GSM-R網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至機(jī)車(chē)綜合無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備（CIR）上，最終在CIR上顯示進(jìn)路預(yù)告信息并發(fā)出持續(xù)報(bào)警音，司機(jī)按壓確認(rèn)鍵后停止報(bào)警。司機(jī)駕駛室同時(shí)布置信號(hào)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面（DMI）和CIR，司機(jī)在列車(chē)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要將注意力同時(shí)集中在DMI以及CIR上，容易分散司機(jī)的注意力，增加司機(jī)的工作負(fù)擔(dān)。另外，司機(jī)不能直觀地實(shí)時(shí)了解當(dāng)前進(jìn)路辦理進(jìn)度，無(wú)法全面掌握前方進(jìn)路申請(qǐng)情況。

本文根據(jù)列車(chē)當(dāng)前位置、行車(chē)許可等信息，提出一種列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理情況的DMI顯示方法，對(duì)列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃和進(jìn)路辦理情況的顯示時(shí)機(jī)及顯示形式進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。無(wú)論是對(duì)當(dāng)前的國(guó)鐵列控系統(tǒng)還是地方鐵路的DMI顯示，都具有借鑒意義。下面以基于動(dòng)態(tài)間隔的列控車(chē)載開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的DMI為應(yīng)用場(chǎng)景，進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2 運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理過(guò)程系統(tǒng)架構(gòu)及顯示設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理系統(tǒng)由車(chē)載系統(tǒng)（含DMI）、資源管理單元系統(tǒng)（Resource Management Unit，RMU）、動(dòng)態(tài)運(yùn)能決策系統(tǒng)（Dynamic Capacity Decision，DCD）和目標(biāo)控制器（Object Controller，OC）等模塊組成。車(chē)載系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前位置，在列車(chē)距離進(jìn)站信號(hào)機(jī)一定位置處，檢查到滿(mǎn)足進(jìn)路申請(qǐng)條件，車(chē)載計(jì)算機(jī)向RMU申請(qǐng)前方進(jìn)路資源。RMU負(fù)責(zé)向車(chē)載傳遞運(yùn)行計(jì)劃和進(jìn)路資源狀態(tài)，同時(shí)向DCD和OC發(fā)送由車(chē)載觸發(fā)的進(jìn)路命令。DCD根據(jù)運(yùn)能動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，自動(dòng)生成運(yùn)行計(jì)劃并發(fā)送給RMU，最終下達(dá)給車(chē)載系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)運(yùn)能調(diào)整。OC主要負(fù)責(zé)執(zhí)行道岔控制命令和道岔狀態(tài)采集。

圖1 運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理顯示系統(tǒng)邏輯Fig.1 Logic diagram of operation plan and route handling display system

如圖2所示，車(chē)載系統(tǒng)中的進(jìn)路處理模塊根據(jù)列車(chē)當(dāng)前位置，自主計(jì)算行車(chē)許可，執(zhí)行列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃顯示時(shí)機(jī)的邏輯，車(chē)載系統(tǒng)中的進(jìn)路處理模塊從運(yùn)行計(jì)劃信息中提取出前方車(chē)站名稱(chēng)、計(jì)劃時(shí)間、股道號(hào)、接發(fā)車(chē)情況等信息傳遞到DMI，DMI將這些信息實(shí)時(shí)顯示在界面上供司機(jī)查看。當(dāng)滿(mǎn)足申請(qǐng)進(jìn)路條件時(shí)，車(chē)載系統(tǒng)向RMU發(fā)送進(jìn)路申請(qǐng)，校驗(yàn)RMU發(fā)來(lái)的回執(zhí)數(shù)據(jù)中進(jìn)路號(hào)和進(jìn)路道岔狀態(tài)，并根據(jù)進(jìn)路申請(qǐng)進(jìn)度及列車(chē)當(dāng)前位置、行車(chē)許可等信息，執(zhí)行車(chē)載系統(tǒng)進(jìn)路辦理狀態(tài)的邏輯，DMI上實(shí)時(shí)顯示進(jìn)路申請(qǐng)內(nèi)容和對(duì)應(yīng)的進(jìn)路辦理進(jìn)度。

圖2 進(jìn)路預(yù)告和進(jìn)路辦理情況的流程Fig.2 Flow chart of operation plan and route handling

2.2 運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理情況顯示設(shè)計(jì)方案

如圖3所示，DMI上增加運(yùn)行計(jì)劃顯示區(qū)與進(jìn)路辦理進(jìn)度顯示區(qū)，當(dāng)滿(mǎn)足運(yùn)行計(jì)劃顯示條件后，當(dāng)前運(yùn)行計(jì)劃會(huì)在DMI上進(jìn)行顯示；當(dāng)滿(mǎn)足進(jìn)路辦理進(jìn)度顯示條件后，當(dāng)前進(jìn)路辦理進(jìn)度會(huì)在DMI上進(jìn)行顯示。當(dāng)不滿(mǎn)足顯示條件后，相應(yīng)區(qū)域會(huì)隱藏。下文將詳細(xì)介紹使列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃和進(jìn)路辦理情況的顯示時(shí)機(jī)更精準(zhǔn)、顯示內(nèi)容更簡(jiǎn)潔明了的設(shè)計(jì)思路與實(shí)現(xiàn)方法。

如圖4所示，當(dāng)列車(chē)車(chē)頭越過(guò)Station 1站反向進(jìn)站信號(hào)機(jī)S后，按照列車(chē)運(yùn)行方向的下一站，即Station 2站為當(dāng)前待申請(qǐng)進(jìn)路車(chē)站。

圖4 待申請(qǐng)車(chē)站示意Fig.4 Schematic diagram of station to be applied

2.2.1 運(yùn)行計(jì)劃的顯示設(shè)計(jì)

1）當(dāng)進(jìn)路類(lèi)型為通過(guò)進(jìn)路時(shí)，運(yùn)行計(jì)劃區(qū)顯示：“前方車(chē)站名稱(chēng)+計(jì)劃時(shí)間+股道號(hào)+通過(guò)”，如: “安多11:29 IIG通過(guò)”。

2）當(dāng)進(jìn)路類(lèi)型為到發(fā)進(jìn)路時(shí)，在列車(chē)尾部越過(guò)反向出站信號(hào)機(jī)（接車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)）之前，運(yùn)行計(jì)劃區(qū)顯示：“待申請(qǐng)車(chē)站+計(jì)劃時(shí)間+股道號(hào)+接車(chē)”，如: “安多 11:29 IIG 接車(chē)”。在列車(chē)尾部越過(guò)反向出站信號(hào)機(jī)（接車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)）之后，運(yùn)行計(jì)劃區(qū)顯示：“待申請(qǐng)車(chē)站+計(jì)劃時(shí)間+股道號(hào)+發(fā)車(chē)”，如: “安多 11:29 IIG 發(fā)車(chē)”。

2.2.2 進(jìn)路辦理進(jìn)度的顯示設(shè)計(jì)

1）當(dāng)進(jìn)路類(lèi)型為到發(fā)進(jìn)路時(shí)

如果正在申請(qǐng)接車(chē)進(jìn)路，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+“接車(chē)”+正在申請(qǐng)”, 如: “IIG 接車(chē) 正在申請(qǐng)”。接車(chē)進(jìn)路申請(qǐng)成功且行車(chē)許可越過(guò)接車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+接車(chē)+辦理成功”，如: “IIG 接車(chē)辦理成功”，列車(chē)尾部越過(guò)接車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果正在申請(qǐng)發(fā)車(chē)進(jìn)路，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+發(fā)車(chē)+正在申請(qǐng)”，如: “IIG 發(fā)車(chē)正在申請(qǐng)”。發(fā)車(chē)進(jìn)路申請(qǐng)成功且行車(chē)許可越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+發(fā)車(chē)+辦理成功”，如:“IIG 發(fā)車(chē) 辦理成功”，列車(chē)尾部越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果接發(fā)車(chē)進(jìn)路計(jì)劃有效，列車(chē)進(jìn)站前，人工提前辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路。列車(chē)頭部越過(guò)進(jìn)站信號(hào)機(jī)前，顯示接車(chē)進(jìn)路辦理狀態(tài)。接車(chē)進(jìn)路辦理成功且列車(chē)頭部越過(guò)進(jìn)站信號(hào)后，如果行車(chē)許可越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)，不再顯示接車(chē)進(jìn)路辦理狀態(tài)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+發(fā)車(chē)+辦理成功”，如: “IIG 發(fā)車(chē) 辦理成功”，列車(chē)尾部越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

2）當(dāng)進(jìn)路類(lèi)型為通過(guò)進(jìn)路時(shí)

如果同時(shí)申請(qǐng)接車(chē)及發(fā)車(chē)進(jìn)路，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+通過(guò)+正在申請(qǐng)”，如: “IIG 通過(guò) 正在申請(qǐng)”。行車(chē)許可越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+通過(guò)+辦理成功”，如: “IIG通過(guò) 辦理成功”，列車(chē)尾部越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果發(fā)車(chē)計(jì)劃無(wú)效，只申請(qǐng)接車(chē)進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+接車(chē)+正在申請(qǐng)”，接車(chē)進(jìn)路辦理成功后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+接車(chē)+辦理成功”， 列車(chē)尾部越過(guò)接車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果發(fā)車(chē)計(jì)劃有效，人工提前辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路授權(quán)，只申請(qǐng)接車(chē)進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+接車(chē)+正在申請(qǐng)”。接車(chē)進(jìn)路辦理成功后，如果行車(chē)許可越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+通過(guò)+辦理成功”，列車(chē)尾部越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，不再顯示。如果行車(chē)許可未越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)，但越過(guò)接車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+接車(chē)+辦理成功”， 列車(chē)尾部越過(guò)接車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，不再顯示。如果行車(chē)許可未越過(guò)接車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)，進(jìn)路辦理進(jìn)度不顯示內(nèi)容。

如果行車(chē)許可越過(guò)接車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)后，仍然在申請(qǐng)發(fā)車(chē)進(jìn)路。列車(chē)頭部越過(guò)進(jìn)站信號(hào)機(jī)之前，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+接車(chē)+辦理成功”。 列車(chē)頭部越過(guò)進(jìn)站信號(hào)機(jī)之后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+發(fā)車(chē)+正在申請(qǐng)”，發(fā)車(chē)辦理成功后，如果行車(chē)許可越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+通過(guò)+辦理成功”，列車(chē)尾部越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，不再顯示。如果行車(chē)許可未越過(guò)發(fā)車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對(duì)應(yīng)股道號(hào)+接車(chē)+辦理成功”，列車(chē)尾部越過(guò)接車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

在哈木線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)采用金鷹廠(chǎng)JY400軌道車(chē)進(jìn)行功能測(cè)試，運(yùn)行車(chē)站包括環(huán)倉(cāng)站、柴達(dá)爾II場(chǎng)、柴達(dá)爾I場(chǎng)、外力哈達(dá)以及江倉(cāng)站，運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路申請(qǐng)進(jìn)度狀態(tài)顯示精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，且測(cè)試結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果一致。

以接車(chē)進(jìn)路辦理為例。當(dāng)前車(chē)站為柴達(dá)爾II場(chǎng)，進(jìn)路類(lèi)型為到發(fā)進(jìn)路，在列車(chē)尾部越過(guò)反向出站信號(hào)機(jī)（接車(chē)進(jìn)路終端信號(hào)機(jī)）之前，顯示“柴達(dá)爾II場(chǎng) 12:35 3G 接車(chē)”，如圖5所示。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)DMI顯示接車(chē)進(jìn)路運(yùn)行計(jì)劃Fig.5 DMI display of the operation plan of receiving route on site

滿(mǎn)足申請(qǐng)條件后，ATP周期性向RMU發(fā)送進(jìn)路申請(qǐng)請(qǐng)求，DMI上實(shí)時(shí)顯示進(jìn)路辦理進(jìn)度：“3G 接車(chē)正在申請(qǐng)”， 如圖6所示。

圖6 現(xiàn)場(chǎng)DMI顯示接車(chē)進(jìn)路申請(qǐng)進(jìn)度Fig.6 DMI display of the progress of receiving route application on site

接車(chē)進(jìn)路申請(qǐng)成功且行車(chē)許可越過(guò)接車(chē)進(jìn)路始端信號(hào)機(jī)后，顯示“3G 接車(chē)辦理成功”， 如圖7所示。

圖7 DMI顯示接車(chē)進(jìn)路申請(qǐng)結(jié)果Fig.7 DMI display of the result of receiving route application on site

4 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹一種運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理情況的顯示設(shè)計(jì)方案，無(wú)需采用信號(hào)指示進(jìn)路和用調(diào)度電話(huà)問(wèn)詢(xún)進(jìn)路方式，也無(wú)需專(zhuān)門(mén)設(shè)置CIR設(shè)備預(yù)告進(jìn)路信息和語(yǔ)音提醒，司機(jī)只需通過(guò)DMI就能夠?qū)崟r(shí)了解列車(chē)的運(yùn)行計(jì)劃和進(jìn)路辦理情況，同時(shí)了解列車(chē)運(yùn)行的各種信息以及進(jìn)行相關(guān)的操作。另外，車(chē)載系統(tǒng)根據(jù)列車(chē)當(dāng)前位置、行車(chē)許可等信息，對(duì)列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃和進(jìn)路辦理狀態(tài)的顯示時(shí)機(jī)增加了詳細(xì)的邏輯處理過(guò)程，增加運(yùn)行計(jì)劃及進(jìn)路辦理進(jìn)度的顯示，提高了DMI上列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃和進(jìn)路辦理狀態(tài)顯示時(shí)機(jī)的精準(zhǔn)性和實(shí)時(shí)性，提高屏幕利用率，避免分散司機(jī)注意力，減輕司機(jī)的作業(yè)負(fù)擔(dān)。