王天義

WANG Tian-yi

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院研修學(xué)院，北京100081）

(Railway Technology Research College, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China)

武昌站行車技術(shù)作業(yè)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王天義

WANG Tian-yi

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院研修學(xué)院，北京100081）

(Railway Technology Research College, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China)

分析武昌站信息系統(tǒng)使用情況及開發(fā)武昌站行車技術(shù)作業(yè)管理信息系統(tǒng)的必要性，提出系統(tǒng)的功能需求，包括車站階段計(jì)劃、現(xiàn)車管理、機(jī)車和車底出入庫(kù)運(yùn)行日志、調(diào)車作業(yè)、技術(shù)作業(yè)圖表、車站旅客列車進(jìn)路圖、車站技術(shù)作業(yè)看板及系統(tǒng)維護(hù)，并從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、信息展現(xiàn)3個(gè)方面論述系統(tǒng)的工作原理。最后給出由數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和應(yīng)用層組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)在武昌站的應(yīng)用說(shuō)明系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，能夠有效提高車站行車和技術(shù)作業(yè)計(jì)劃的兌現(xiàn)率。

行車組織；技術(shù)作業(yè)；信息系統(tǒng)

1　概述

武昌站是京廣線 (豐臺(tái)—廣州) 上的大型客運(yùn)站,主要辦理旅客列車接發(fā)、運(yùn)行圖規(guī)定的客車本務(wù)機(jī)車換掛、客車車底取送、京廣線貨物列車通過等作業(yè)。近年來(lái),武昌站的站房和站場(chǎng)設(shè)施得到改善,初步實(shí)現(xiàn)了車站設(shè)備現(xiàn)代化,但武昌站行車組織工作的信息化、自動(dòng)化水平不高,嚴(yán)重影響運(yùn)輸組織效率和作業(yè)質(zhì)量。

武昌站已有的一些信息系統(tǒng)只針對(duì)具體業(yè)務(wù)需求開發(fā)建設(shè),未考慮與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通,使車站運(yùn)輸信息不能共享,而且由于信息傳遞不暢,影響各崗位信息獲取的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。另一方面,列車調(diào)度指揮系統(tǒng) (TDCS) 作為行車組織的工作核心,主要以調(diào)度為中心進(jìn)行設(shè)計(jì),沒有考慮大型客運(yùn)站的機(jī)車換掛、車底取送等作業(yè)對(duì)接發(fā)列車進(jìn)路的干擾。而大型客運(yùn)站開行旅客列車數(shù)量大、機(jī)車換掛比例高、車底取送頻繁,導(dǎo)致咽喉道岔使用十分緊張,往往會(huì)由于一趟列車出現(xiàn)狀況或變更計(jì)劃,影響后面多趟列車的運(yùn)行。到發(fā)線運(yùn)用和接發(fā)車進(jìn)路排列是鐵路大型客運(yùn)站行車作業(yè)的核心環(huán)節(jié),階段計(jì)劃質(zhì)量、車站到發(fā)線運(yùn)用計(jì)劃的科學(xué)合理直接關(guān)系到車站能力[1]。為此,武昌站行車技術(shù)作業(yè)管理信息系統(tǒng)以運(yùn)輸信息共享和階段計(jì)劃編制為切入點(diǎn),同時(shí)考慮與行車組織相關(guān)的其他業(yè)務(wù)需求,實(shí)現(xiàn)武昌站行車技術(shù)作業(yè)的信息化和自動(dòng)化。

2　系統(tǒng)功能需求

（1）車站階段計(jì)劃。系統(tǒng)與 TDCS 接口,讀取TDCS 中的列車運(yùn)行信息并經(jīng)數(shù)據(jù)處理后,在車站技術(shù)作業(yè)表上生成列車到開計(jì)劃線,在車站調(diào)度員審核后下達(dá)階段計(jì)劃到各技術(shù)作業(yè)崗點(diǎn)。階段計(jì)劃包含接發(fā)列車計(jì)劃、股道運(yùn)用計(jì)劃、調(diào)車機(jī)車運(yùn)用計(jì)劃、列車占用進(jìn)路計(jì)劃、機(jī)車和車底出入庫(kù)占用進(jìn)路計(jì)劃[2]。

（2）現(xiàn)車管理。以圖形方式顯示車輛在股道上的停放狀態(tài),依據(jù)統(tǒng)一的客車編組數(shù)據(jù)和調(diào)車作業(yè)鉤計(jì)劃完成報(bào)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)車的動(dòng)態(tài)管理,并具有車輛增加、修改、刪除、查找,以及廠修、段修記錄、提醒等功能[3]。

（3）機(jī)車和車底出入庫(kù)運(yùn)行日志。車站助理值班員通過系統(tǒng)與機(jī)車折返段的機(jī)車整備員、客車車輛段的線路值班員辦理機(jī)車出入庫(kù)、車底出入庫(kù),并自動(dòng)記錄運(yùn)行日志,同時(shí)實(shí)時(shí)預(yù)告始發(fā)和終到列車運(yùn)行計(jì)劃、機(jī)車換掛的車次計(jì)劃,為車站技術(shù)作業(yè)大表提供調(diào)車機(jī)車報(bào)點(diǎn)、進(jìn)路占用情況、列車實(shí)際運(yùn)行信息,為車輛動(dòng)態(tài)提供更新數(shù)據(jù)。

（4）調(diào)車作業(yè)。自動(dòng)生成始發(fā)和終到車底的調(diào)車作業(yè)鉤計(jì)劃,調(diào)車區(qū)長(zhǎng)在現(xiàn)車圖上用鼠標(biāo)移動(dòng)車輛圖形,即可生成調(diào)車作業(yè)通知單,人工也可以輔助編輯。同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)記錄調(diào)車機(jī)車的運(yùn)行動(dòng)態(tài)軌跡,為調(diào)車機(jī)車的運(yùn)用分析提供真實(shí)數(shù)據(jù)[4]。

（5）技術(shù)作業(yè)圖表。依據(jù)車站日班計(jì)劃、TDCS 列車到開計(jì)劃、咽喉道岔和股道占用情況,以及車站接發(fā)列車優(yōu)先級(jí)原則自動(dòng)選排和調(diào)整接發(fā)列車股道,自動(dòng)生成和調(diào)整車站技術(shù)作業(yè)大表計(jì)劃線,同時(shí)反映到車站平面示意圖上供審核和校驗(yàn)。通過系統(tǒng)中的車底和機(jī)車出入庫(kù)實(shí)時(shí)信息、調(diào)車機(jī)車作業(yè)報(bào)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、列車實(shí)際到發(fā)時(shí)刻,自動(dòng)鋪畫車站技術(shù)作業(yè)大表實(shí)績(jī)線,包括自動(dòng)繪制調(diào)車機(jī)車作業(yè)動(dòng)態(tài)大表。

（6）車站旅客列車進(jìn)路圖。通過對(duì)旅客列車時(shí)刻表、股道與道岔聯(lián)鎖關(guān)系、咽喉道岔占用時(shí)間、接發(fā)列車進(jìn)路、調(diào)車機(jī)車取送車底進(jìn)路、調(diào)車機(jī)車庫(kù)內(nèi)整備作業(yè)時(shí)段、機(jī)車換掛進(jìn)路等大量綜合信息的處理,實(shí)現(xiàn)車站旅客列車進(jìn)路圖的編制和鋪畫,調(diào)度員可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更新、完善和優(yōu)化,使車站咽喉道岔、到發(fā)線、調(diào)車機(jī)車的運(yùn)用發(fā)揮到最佳狀態(tài),從而指導(dǎo)車站安全生產(chǎn),提高車站接發(fā)列車能力[5]。

（7）車站技術(shù)作業(yè)看板。將相關(guān)各個(gè)崗位中的行車組織技術(shù)作業(yè)圖表信息匯集在一起,方便車站領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)管理人員查閱,隨時(shí)掌握運(yùn)輸生產(chǎn)進(jìn)度,監(jiān)督和指揮行車組織工作。

（8）系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)維護(hù)包括對(duì)圖定列車運(yùn)行計(jì)劃的變更、咽喉道岔時(shí)間參數(shù)的調(diào)整、操作人員權(quán)限的分配、服務(wù)器和客戶端權(quán)限的管理等。

3　系統(tǒng)工作原理

應(yīng)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),圍繞車站接發(fā)列車、調(diào)車機(jī)車取送車底、調(diào)車機(jī)車庫(kù)內(nèi)調(diào)車、機(jī)車換掛這 4 項(xiàng)影響階段計(jì)劃兌現(xiàn)率的核心行車組織技術(shù)作業(yè),通過鐵路辦公網(wǎng)將車站、客車車輛段、機(jī)車折返段 3 個(gè)單位與旅客列車行車技術(shù)作業(yè)直接相關(guān)的各個(gè)崗位連接在一起,包括車站調(diào)度員、調(diào)車區(qū)長(zhǎng)、助理值班員、車號(hào)員、車輛段線路值班員、機(jī)車折返段整備值班員,實(shí)現(xiàn)合理運(yùn)用咽喉道岔和到發(fā)線、各崗位技術(shù)作業(yè)相互聯(lián)控、統(tǒng)籌編排行車作業(yè)計(jì)劃、調(diào)整及優(yōu)化調(diào)度方案。

3.1數(shù)據(jù)采集

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。包括車站道岔聯(lián)鎖關(guān)系、車底交路、機(jī)車交路、《車站行車工作細(xì)則》中各條進(jìn)路占用時(shí)間等固定信息。

（2）動(dòng)態(tài)信息。包括來(lái)自 TDCS 的實(shí)時(shí)列車到發(fā)數(shù)據(jù)和階段計(jì)劃信息,車站助理值班員、車號(hào)員、車輛段線路值班員、機(jī)車折返段整備值班員、客運(yùn)值班員每項(xiàng)作業(yè)完畢后向系統(tǒng)報(bào)點(diǎn)形成的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)狀態(tài)信息,以及調(diào)車區(qū)長(zhǎng)、車號(hào)員、車輛段線路值班員 3 個(gè)崗位共同維護(hù)的現(xiàn)車數(shù)據(jù)。

3.2數(shù)據(jù)處理

系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收來(lái)自 TDCS 的列車到發(fā)數(shù)據(jù)和階段計(jì)劃信息,結(jié)合旅客列車運(yùn)行圖、股道和道岔聯(lián)鎖關(guān)系、咽喉道岔占用時(shí)間、接發(fā)列車進(jìn)路、調(diào)車機(jī)車取送車底進(jìn)路、調(diào)車機(jī)車庫(kù)內(nèi)整備作業(yè)、機(jī)車換掛進(jìn)路等大量綜合信息,應(yīng)用多目標(biāo)規(guī)劃理論與分枝定界法等方法建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)武昌站到發(fā)線運(yùn)用進(jìn)行優(yōu)化處理。應(yīng)用所建立的模型及求解方法編制的到發(fā)線運(yùn)用方案,能夠提高車站調(diào)度作業(yè)自動(dòng)化水平、車站行車技術(shù)管理水平和運(yùn)輸生產(chǎn)效率[6]。

3.3信息展現(xiàn)

系統(tǒng)按照設(shè)定的業(yè)務(wù)邏輯對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理完畢后,以圖形與表格相結(jié)合的形式呈現(xiàn)給用戶。

（1）鋪畫作業(yè)大表計(jì)劃線。車站調(diào)度員根據(jù)日班計(jì)劃、接發(fā)列車情況、調(diào)車機(jī)車運(yùn)用情況編制作業(yè)大表計(jì)劃線,通過股道和道岔進(jìn)路聯(lián)鎖關(guān)系檢驗(yàn)計(jì)劃的合理性和安全性,并給出進(jìn)路沖突提示。作業(yè)大表上的每一條計(jì)劃線還可以反映到車站平面示意圖上,供車站調(diào)度員直觀地查看和審核。

（2）編制階段計(jì)劃。系統(tǒng)完成鋪畫技術(shù)作業(yè)大表后,以表格形式自動(dòng)生成階段計(jì)劃,用戶也可進(jìn)行人工編輯和調(diào)整。階段計(jì)劃內(nèi)容包含有車站股道占用計(jì)劃、列車占用進(jìn)路計(jì)劃、調(diào)車機(jī)車運(yùn)用計(jì)劃、調(diào)車機(jī)車和機(jī)車出入庫(kù)占用進(jìn)路計(jì)劃及重點(diǎn)事項(xiàng)和重點(diǎn)列車盯控等安全風(fēng)險(xiǎn)防控措施。階段計(jì)劃經(jīng)值班主任審核后,通過系統(tǒng)下達(dá)到相關(guān)處所執(zhí)行。未與本系統(tǒng)連接的作業(yè)點(diǎn),可以打印階段計(jì)劃進(jìn)行下達(dá)。階段計(jì)劃下達(dá)后,在車底和機(jī)車出入庫(kù)運(yùn)行日志中生成列車到達(dá)預(yù)告計(jì)劃[7]。

（3）編制調(diào)車作業(yè)通知單。階段計(jì)劃下達(dá)后,如果是終到或始發(fā)列車,系統(tǒng)以車次為索引,根據(jù)現(xiàn)車圖形自動(dòng)填寫接發(fā)車股道、標(biāo)注摘掛車數(shù),生成取送車底調(diào)車作業(yè)通知單。調(diào)車區(qū)長(zhǎng)在現(xiàn)車圖形上用鼠標(biāo)選取和移動(dòng)車輛,系統(tǒng)即可產(chǎn)生表格樣式的庫(kù)內(nèi)車底整備調(diào)車作業(yè)通知單,包括車輛的摘掛、股道、車數(shù)、開口車號(hào)等信息。由移動(dòng)現(xiàn)車圖形生成的車輛整備調(diào)車作業(yè)通知單運(yùn)用數(shù)學(xué)模型及算法優(yōu)化處理,保證調(diào)車機(jī)車以最少鉤數(shù)完成車輛甩掛作業(yè)。調(diào)車作業(yè)通知單編制完畢,經(jīng)值班主任審核后,通過系統(tǒng)下達(dá)到各相關(guān)處所。未與本系統(tǒng)連接的作業(yè)點(diǎn),可以打印調(diào)車作業(yè)通知單進(jìn)行下達(dá)。

（4）鋪畫作業(yè)大表實(shí)績(jī)線。系統(tǒng)鋪畫車站技術(shù)作業(yè)大表實(shí)績(jī)線的數(shù)據(jù)來(lái)自 3 個(gè)方面：①來(lái)自TDCS 的列車到發(fā)時(shí)間；②車底出入庫(kù)運(yùn)行日志的開出時(shí)間、到達(dá)時(shí)間、進(jìn)出股道；③調(diào)車機(jī)車庫(kù)內(nèi)作業(yè)完成后的報(bào)點(diǎn)時(shí)間。作業(yè)大表實(shí)績(jī)線包括接發(fā)列車實(shí)績(jī)線和調(diào)車機(jī)車運(yùn)用實(shí)績(jī)線,同時(shí)完成作業(yè)大表生產(chǎn)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)和正晚點(diǎn)統(tǒng)計(jì)。

（5）編制車站旅客列車進(jìn)路圖。根據(jù)車站聯(lián)鎖表逐條編排接發(fā)列車進(jìn)路、調(diào)車進(jìn)路、機(jī)車進(jìn)路表；系統(tǒng)可以對(duì)咽喉道岔、到發(fā)線、機(jī)車車輛走行線等的占用時(shí)間進(jìn)行分析,以便確定瓶頸,確保車站通過能力最大化[8]。

（6）車站技術(shù)作業(yè)看板。系統(tǒng)能夠查詢所有的計(jì)劃和圖表；在作業(yè)大表上調(diào)出對(duì)應(yīng)的階段計(jì)劃和調(diào)車作業(yè)通知單進(jìn)行查詢；追蹤查詢整備車輛在庫(kù)內(nèi)的動(dòng)態(tài)軌跡；用圖表方式統(tǒng)計(jì)和分析每日列車正晚點(diǎn)情況、調(diào)車機(jī)車鉤數(shù)和輛數(shù)、調(diào)車機(jī)車作業(yè)工況、到發(fā)線和咽喉道岔利用率、接發(fā)列車對(duì)數(shù)等車站行車調(diào)度數(shù)據(jù)。

4　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

武昌站行車技術(shù)作業(yè)管理系統(tǒng)采用通用的 3 層架構(gòu)：數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)邏輯層和表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)訪問層負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)外部的數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)處理,業(yè)務(wù)邏輯層完成相關(guān)各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的邏輯處理,表示層則由車站調(diào)度員、助理值班員、車號(hào)員、調(diào)車區(qū)長(zhǎng)、車輛段線路值班員、機(jī)車折返段整備員的終端應(yīng)用組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)一般有 2 種：客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu) (C/S) 和瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu) (B/S)。武昌站行車技術(shù)作業(yè)管理系統(tǒng)為分布式信息系統(tǒng),階段計(jì)劃、機(jī)車車底出入庫(kù)運(yùn)行日志、現(xiàn)車管理、調(diào)車作業(yè)計(jì)劃、技術(shù)作業(yè)圖表、車站旅客列車進(jìn)路圖、車站技術(shù)作業(yè)看板等功能模塊業(yè)務(wù)信息交流量多,作業(yè)聯(lián)系頻繁,要求具有較高的系統(tǒng)響應(yīng)速度和暢通的數(shù)據(jù)傳輸性能；同時(shí)繪圖、制表、編制計(jì)劃等作業(yè)量大,要求提供方便、多樣化的交互功能和清晰直觀的用戶界面,因而采用 C/S 體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的綜合查詢和統(tǒng)計(jì)分析等功能模塊則采用 B/S 體系結(jié)構(gòu),使系統(tǒng)更易于部署、維護(hù)和擴(kuò)展,穩(wěn)定性也更好。

5　結(jié)束語(yǔ)

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

武昌站行車技術(shù)作業(yè)管理信息系統(tǒng)于 2012 年2 月在武昌站、武昌客車車輛段、武昌南機(jī)務(wù)段投入使用,作業(yè)人員通過系統(tǒng)能夠方便地設(shè)置和修改技術(shù)參數(shù),完成日常的行車技術(shù)作業(yè),并使咽喉道岔、到發(fā)線、調(diào)車機(jī)車的運(yùn)用得到優(yōu)化,既大大減輕了各作業(yè)點(diǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度,又提高了車站行車及技術(shù)作業(yè)計(jì)劃的兌現(xiàn)率,對(duì)于挖掘車站運(yùn)輸潛能,優(yōu)化車站行車技術(shù)作業(yè)方案,提高接發(fā)列車能力,有序、高效、安全地組織鐵路運(yùn)輸生產(chǎn),發(fā)揮了積極的作用。

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責(zé)任編輯：劉 新

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本刊編輯部

Design and Realization of Management Information System of Train Technical Operation in Wuchang Station

This paper analyzes the use status of information system in Wuchang Station and the necessity of developing management information system of train technical operation in the station, puts forward the functional demand of the system, including stage plan of the station, existing car management, the ex-warehouse and warehousing operation log of locomotives and allocated trains, shunting operation, technical operation chart, route map of passenger trains in station, technical operation spectaculars in station and system maintenance, and expounds the working principle of the system from 3 aspects like data acquisition, data processing and information display. In the end, the design plan of the system structure which composed with data access layer, operation logic layer and application layer was provided in the paper. The application of the system in Wuchang Station illustrates the design of the system was reasonable and the system could effectively increase the fulfillment rate of train operating in station and technical operation scheme.

Organization of Train Operation; Technical Operation; Information System

1003-1421(2015)10-0047-05

U292.1

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2015.10.09

2015-06-01

武漢鐵路局科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(09KY01)