劉 哲

(1.北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2.北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

列車工作計(jì)劃是鐵路調(diào)度日（班）計(jì)劃中的一個(gè)重要組成部分，是日常運(yùn)輸組織工作的基礎(chǔ)，也是調(diào)度指揮的主要手段之一[1]。列車工作計(jì)劃由調(diào)度員通過運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)（TDMS）進(jìn)行編制[2]。早期的TDMS 是基于當(dāng)時(shí)的運(yùn)輸組織模式和單一調(diào)度臺的理念進(jìn)行開發(fā)的，各調(diào)度臺通過TDMS 分散編制列車工作計(jì)劃，生成的運(yùn)行線需要進(jìn)行跨臺和跨局串接，此外調(diào)度員對運(yùn)輸需求和現(xiàn)車情況掌握不及時(shí)、不準(zhǔn)確，使得計(jì)劃編制準(zhǔn)確性不高，可執(zhí)行性不強(qiáng)，計(jì)劃兌現(xiàn)率較低[3]。經(jīng)過多次大規(guī)模升級改造之后，TDMS5.0 實(shí)現(xiàn)了鐵路局集團(tuán)公司（簡稱“鐵路局”）內(nèi)各調(diào)度工種之間協(xié)同編制列車工作計(jì)劃，在各鐵路局內(nèi)部形成了“一列車一條線”[4]，計(jì)劃調(diào)度員只負(fù)責(zé)編制本區(qū)段始發(fā)列車計(jì)劃，消除了“臺間計(jì)劃交接和接續(xù)”等大量重復(fù)作業(yè)，使計(jì)劃調(diào)度員精力得以充分釋放，改善了以往計(jì)劃調(diào)度員只能管編計(jì)劃而沒有精力盯控過程，難以保障計(jì)劃兌現(xiàn)的局面[5]。

但由于一些客觀情況的制約，TDMS5.0 關(guān)于實(shí)現(xiàn)全路“一列車一條線”的目標(biāo)到目前為止仍未實(shí)現(xiàn)[6]，跨局直通的列車工作計(jì)劃在各途經(jīng)局仍然是被人為割裂、分段編制，同一趟直通列車在各鐵路局的ID 各不相同，仍然需要跨局串接，才能形成全程計(jì)劃，為后續(xù)的運(yùn)行管理、統(tǒng)計(jì)分析等工作提供支撐。同時(shí)，計(jì)劃分段編制完成之后再進(jìn)行串接，屬于事后工作，無法徹底杜絕計(jì)劃沖突、漏做接續(xù)計(jì)劃、錯(cuò)做列車方向等問題，并且無法實(shí)現(xiàn)局間計(jì)劃、車流來源實(shí)時(shí)透明。

因此只有進(jìn)一步優(yōu)化列車工作計(jì)劃編制流程，由中國鐵路總公司（簡稱“總公司”）統(tǒng)領(lǐng)各鐵路局協(xié)同編制列車工作計(jì)劃，集中生成全程ID，將“編制后串接”真正轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬幹浦袇f(xié)同”，才能徹底消除上述問題，從而提高列車工作計(jì)劃編制質(zhì)量，提升運(yùn)輸整體效率。

2 優(yōu)化目標(biāo)

按照“一列車全程一條線，列車工作計(jì)劃ID 全程唯一”的原則，對現(xiàn)有計(jì)劃編制流程和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，促成總公司與各鐵路局之間協(xié)同編制列車工作計(jì)劃，提高計(jì)劃編制質(zhì)量和兌現(xiàn)率，全面提升調(diào)度指揮工作效率和精細(xì)化管理水平。具體目標(biāo)如下。

制定列車工作計(jì)劃全程ID 的編碼規(guī)范與生成機(jī)制，確保其全路唯一性。

優(yōu)化TDMS 系統(tǒng)，對其總公司、鐵路局兩級調(diào)度計(jì)劃平臺進(jìn)行升級，實(shí)現(xiàn)兩者在計(jì)劃編制過程中進(jìn)行交互和協(xié)同，并由總公司平臺集中統(tǒng)一生成全程ID。

消除總公司對各鐵路局分段計(jì)劃的拼接工作。

實(shí)現(xiàn)全路基本圖數(shù)據(jù)集中，為創(chuàng)建列車計(jì)劃運(yùn)行線提供數(shù)據(jù)來源。

統(tǒng)一全路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并建立集中的維護(hù)和發(fā)布機(jī)制，為實(shí)現(xiàn)全路協(xié)同編制計(jì)劃提供支撐。

3 技術(shù)方案

將以往各鐵路局分段編制管內(nèi)列車工作計(jì)劃之后再上傳總公司進(jìn)行匯總拼接和跨局交換，改造升級成為總公司和鐵路局兩級協(xié)同編制，由總公司平臺集中生成計(jì)劃運(yùn)行線及其全程統(tǒng)一ID 之后，下發(fā)至相關(guān)鐵路局進(jìn)行調(diào)整和接續(xù)鋪畫計(jì)劃，形成階段計(jì)劃后傳送至T/D 結(jié)合[7]及鐵路局運(yùn)輸信息集成平臺[8]。列車工作計(jì)劃編制方案模型示意如圖1 所示。

根據(jù)不同的特征可以將列車劃分為3 類：客車、貨車和其他非運(yùn)營列車，第3 類其他非運(yùn)營列車包括單機(jī)、路用、軍運(yùn)、集裝箱專列、行包專列、超限列車等。編制此3 類列車計(jì)劃的依據(jù)不同，因此其編制方案各不相同。

3.1 客車計(jì)劃

改變現(xiàn)有客車計(jì)劃編制模式，在總公司平臺建立集中式編制客車計(jì)劃的應(yīng)用，為目前負(fù)責(zé)編制客車計(jì)劃的各鐵路局相關(guān)人員提供一個(gè)公共平臺，集中操作同一個(gè)應(yīng)用，使用同一份數(shù)據(jù)。采用這種模式的原因，一是客車按照車底交路開行，而客車底由擔(dān)當(dāng)局管理，因此客車計(jì)劃編制工作具備由擔(dān)當(dāng)局統(tǒng)一創(chuàng)建、途經(jīng)局審核調(diào)整的條件；二是集中操作同一份數(shù)據(jù)，使得操作更簡捷、信息更透明、管理更規(guī)范；三是更易于實(shí)現(xiàn)客車計(jì)劃全程統(tǒng)一ID，后續(xù)工作更為簡單高效。

1）編制方法

客車按照開行規(guī)律分為圖定客車和臨時(shí)客車兩大類。編制圖定客車計(jì)劃需要事先從編圖系統(tǒng)中導(dǎo)入并核對基本圖數(shù)據(jù)，然后由擔(dān)當(dāng)局按編圖文件中的內(nèi)容設(shè)置本局擔(dān)當(dāng)?shù)目蛙嚮窘宦贰㈤_行規(guī)律、新舊交替日期，再由系統(tǒng)一次性生成多天計(jì)劃并完成新舊計(jì)劃接續(xù)，其他相關(guān)局審核確認(rèn)，后續(xù)日期的計(jì)劃則由系統(tǒng)滾動鋪畫生成。編制臨時(shí)客車計(jì)劃需要由擔(dān)當(dāng)局從命令系統(tǒng)中導(dǎo)入開行信息或根據(jù)電報(bào)維護(hù)開行信息，再補(bǔ)充開行時(shí)刻，命令中含時(shí)刻的可以讀取命令時(shí)刻，命令中不含時(shí)刻的方案內(nèi)客車可以從方案中選線，方案外的客車則需要設(shè)置徑路再輸入各停站到發(fā)點(diǎn)，系統(tǒng)對中間站進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)，擔(dān)當(dāng)局生成計(jì)劃之后由其他相關(guān)局審核確認(rèn)?？蛙囉?jì)劃集中編制的詳細(xì)流程如圖2 所示。

圖1 列車工作計(jì)劃編制方案模型示意Fig.1 Schematic diagram of train work plan compilation scheme

圖2 客車計(jì)劃集中編制流程圖Fig.2 Flow chart of centralized passenger train plan compilation

2）統(tǒng)一ID 實(shí)現(xiàn)方法

把“多家創(chuàng)建再建立關(guān)聯(lián)”的方法轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙患覄?chuàng)建共同使用”，在擔(dān)當(dāng)局集中創(chuàng)建圖定客車和臨時(shí)客車開行計(jì)劃的過程時(shí)，同步調(diào)用總公司平臺提供的服務(wù)，由系統(tǒng)自動生成全程統(tǒng)一ID 并綁定計(jì)劃，在后續(xù)的計(jì)劃審核、調(diào)整、執(zhí)行、歸檔過程中，全程統(tǒng)一ID 值始終保持不變。

3）技術(shù)架構(gòu)

集中式編制客車計(jì)劃主要分為管理基本圖和編制客車計(jì)劃兩大業(yè)務(wù)場景，對應(yīng)地建立兩個(gè)子平臺?？蛻舳嗣嫦蚋麒F路局用戶，采用B/S 模式、HTML5 技術(shù)繪制前端界面。服務(wù)端分為多層設(shè)計(jì)，包括：服務(wù)接口層、業(yè)務(wù)處理層、持久化層、公共服務(wù)層、物理服務(wù)層，以提供相應(yīng)的功能和數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的功能?？蛙囉?jì)劃集中編制應(yīng)用的技術(shù)架構(gòu)如圖3 所示。

3.2 貨車計(jì)劃

1）編制方法

圖3 客車計(jì)劃集中編制技術(shù)架構(gòu)圖Fig.3 Technical architecture diagram of centralized passenger train plan compilation

影響貨車開行計(jì)劃編制的因素眾多，包括總公司下達(dá)的貨運(yùn)工作計(jì)劃、分界口交接計(jì)劃，鐵路局的車流情況、裝車和排空需求、機(jī)車車輛資源、相關(guān)技術(shù)資料和其他約束等。這些影響因素來源于眾多獨(dú)立系統(tǒng)且信息變化頻繁，難以像客車計(jì)劃一樣集中處理。因此貨車計(jì)劃保留各鐵路局編制、局間交換的模式，但統(tǒng)一ID 由總公司端生成。編制貨車開行計(jì)劃的影響因素如圖4 所示。

鐵路局貨車開行計(jì)劃由車流主任和計(jì)劃調(diào)度員編制，車流主任與總公司車流臺、鄰局車流主任溝通分界口重/空車交接、限制口重車交接、分界口機(jī)班/機(jī)車交路情況，計(jì)劃調(diào)度員收集掌握承認(rèn)車裝車需求及配空需求、車流情況、車輛備用及檢修情況、相關(guān)電報(bào)及調(diào)度命令等，在此基礎(chǔ)之上依據(jù)各方向結(jié)存車流情況，按照編組計(jì)劃和運(yùn)行圖推流上線，同時(shí)要避開客車計(jì)劃、施工及維修天窗。

2）統(tǒng)一ID 實(shí)現(xiàn)方法

創(chuàng)建貨車全程統(tǒng)一ID 的理念與客車類似，同樣遵循“一家創(chuàng)建共同使用”，不同之處是客車有固定擔(dān)當(dāng)局，而貨車沒有，因此貨車全程統(tǒng)一ID 由始發(fā)局發(fā)起。鐵路局首先將始發(fā)的貨車開行計(jì)劃上報(bào)至總公司平臺，由總公司平臺創(chuàng)建全程統(tǒng)一ID 后返回至鐵路局，對于跨局貨車，由總公司平臺將始發(fā)局計(jì)劃數(shù)據(jù)和全程統(tǒng)一ID 下達(dá)至接入局，接入局在此基礎(chǔ)上鋪畫或調(diào)整本局范圍內(nèi)計(jì)劃，再回傳至總公司平臺，如此直至終到局完成計(jì)劃編制。整個(gè)過程中始終保持全程ID 唯一不變，并將各鐵路局編制和調(diào)整的結(jié)果實(shí)時(shí)同步更新至總公司平臺。

3.3 其他非運(yùn)營列車

1）編制方法

圖4 編制貨車開行計(jì)劃影響因素Fig.4 Influencing factors of freight train plan compilation

其他非運(yùn)營列車的開行需求由各工種調(diào)度掌握提供，如路用列車由施工調(diào)提供、超限列車由特調(diào)提供、軍運(yùn)列車由軍調(diào)提供、行包專列由行包調(diào)提供等。計(jì)劃調(diào)度員依據(jù)需求統(tǒng)一編制開行計(jì)劃后再由各工種調(diào)度審核確認(rèn)。

2）統(tǒng)一ID 實(shí)現(xiàn)方法

其他非運(yùn)營列車的全程統(tǒng)一ID 實(shí)現(xiàn)方法與貨車相同。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 全程ID編碼規(guī)范

列車全程ID 采用車次信息組合命名，以確保其唯一性，規(guī)則如下：

基本圖車次：方案名+始發(fā)車次+始發(fā)車站+始發(fā)時(shí)刻；

日計(jì)劃車次：始發(fā)日期+始發(fā)車次+始發(fā)車站+始發(fā)時(shí)刻。

4.2 總公司與鐵路局傳輸

總公司與鐵路局以及鐵路局與鐵路局之間的數(shù)據(jù)傳輸基于MQ 統(tǒng)一傳輸平臺進(jìn)行，數(shù)據(jù)報(bào)文采用XML 格式定義。信息交換方式采用主動推送和請求/響應(yīng)兩種交互模式相結(jié)合。主動推送模式下，信息的生產(chǎn)方推送信息給消費(fèi)方；請求/響應(yīng)模式下，信息的消費(fèi)方發(fā)出請求，生產(chǎn)方根據(jù)請求發(fā)送相應(yīng)的內(nèi)容。

信息發(fā)送的觸發(fā)機(jī)制分為即時(shí)發(fā)送和確認(rèn)發(fā)送兩種。即時(shí)發(fā)送是指當(dāng)約定的業(yè)務(wù)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)自動發(fā)送信息；確認(rèn)發(fā)送是指經(jīng)過人工交互之后進(jìn)行發(fā)送。

4.3 集中基本圖

改變以往各鐵路局分散導(dǎo)入基本圖、各自維護(hù)、冗余工作較多的作業(yè)模式，在總公司平臺中建立全路集中基本圖數(shù)據(jù)庫和維護(hù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)編圖系統(tǒng)與運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)的信息共享。制定兩個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換內(nèi)容，采用XML 技術(shù)實(shí)現(xiàn)接口，為每一趟列車運(yùn)行線數(shù)據(jù)建立一個(gè)XML 文件。集中基本圖庫實(shí)現(xiàn)基本圖運(yùn)行線的全程貫通和實(shí)時(shí)維護(hù)，并為集中編制計(jì)劃創(chuàng)造條件。

4.4 計(jì)劃橫縱向貫通

采用計(jì)劃運(yùn)行圖的方式綜合描述和展現(xiàn)列車工作計(jì)劃?；谶\(yùn)輸信息集成平臺和調(diào)度計(jì)劃平臺實(shí)現(xiàn)列車工作計(jì)劃的縱向和橫向貫通?？v向貫通包括總公司與鐵路局之間、鐵路局與站段之間的計(jì)劃交互，調(diào)度計(jì)劃平臺實(shí)現(xiàn)將全程計(jì)劃按鐵路局拆分、按行調(diào)臺拆分；橫向貫通包括鐵路局與相鄰鐵路局之間、鐵路局內(nèi)部列車工作計(jì)劃與貨運(yùn)/機(jī)車車輛/施工工作計(jì)劃的交互，以及將計(jì)劃通過T/D 結(jié)合傳送至TDCS/CTC 系統(tǒng)、通過運(yùn)輸信息集成平臺共享至其他系統(tǒng)。

5 應(yīng)用與展望

實(shí)現(xiàn)全路列車工作計(jì)劃“一列車一條線”，變分散編制為協(xié)同編制、變事后串接為事中協(xié)同，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃與車流的緊密結(jié)合，使車流完整透明，提前獲取遠(yuǎn)期車流，有效提升列車解編質(zhì)量，從計(jì)劃源頭為車站現(xiàn)場作業(yè)營造良好環(huán)境，充分發(fā)揮計(jì)劃在運(yùn)輸生產(chǎn)組織中的龍頭作用，進(jìn)一步提高運(yùn)輸生產(chǎn)和調(diào)度指揮效能。

若進(jìn)一步優(yōu)化規(guī)范T/D 結(jié)合交換數(shù)據(jù)內(nèi)容，并規(guī)范列車調(diào)度員刪除階段計(jì)劃運(yùn)行線操作，可支撐實(shí)現(xiàn)列車實(shí)際運(yùn)行線全程精確串線，形成全路列車開行全程“一條計(jì)劃線、一條實(shí)際線”，為旅客和貨主提供列車全程追蹤和正晚點(diǎn)實(shí)時(shí)查詢，從而提高對外服務(wù)水平，帶來良好的社會效益。