劉子揚

(北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070)

1 概述

中間站是設置在鐵路區(qū)段內，位于兩個技術站之間的車站，是為提高鐵路區(qū)段通過能力、保證行車安全和為服務沿線城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活而設的重要鐵路基層單位。大部分中間站設備配置少，設備種類單一，但是中間站數(shù)量眾多，占全國路網(wǎng)車站數(shù)量的80%以上。

中間站作業(yè)包括：列車通過、會讓和越行；旅客乘降和行李、包裹的收發(fā)和保管；貨物的承運、裝卸、保管和交付以及摘掛列車向貨場甩掛車輛的調車作業(yè)。

中間站車站作業(yè)[1]是鐵路運輸組織工作的重要組成部分，調車作業(yè)作為車站作業(yè)的重點，在很大程度上決定了車站的運輸效率[2]。鐵路貨運的運轉流程，除了在編組站進行整列的組編和解編外[3]，還需要在各個中間站進行多次調車作業(yè)[4]，才能滿足車流上線和貨物的裝卸需求。國內鐵路中間站比例很高，各個車站站場結構類型不同，車站調車方式不同，需要因地因時進行作業(yè)，決定了中間站調車作業(yè)復雜、通用性不高的特性。

目前中間站平面調車作業(yè)鉤計劃大多由人工編制完成[5]，車站在獲取列車確報信息后編制鉤計劃，再通過下達鉤計劃通知單的方式由調車班組和調車指揮人員執(zhí)行，并在執(zhí)行過程中根據(jù)實際情況進行一定的反饋和修改。

編制調車鉤計劃主要根據(jù)調度員個人經(jīng)驗，并結合各種實時溝通方式獲取到的調車班組作業(yè)進度，車站作業(yè)情況以及貨運站裝卸進展等信息，進行鉤計劃的編制和錄入，計劃編制質量和效率主要由編制人員水平及車站調車計劃復雜程度決定。調度員對復雜的靜態(tài)、動態(tài)信息的綜合考慮和適時的判斷是制約調車作業(yè)計劃編制好壞的關鍵。

將部分鐵路中間站調車作業(yè)鉤計劃的編制由計算機承擔，可以提高調車作業(yè)鉤計劃編制的質量，并可以在實際生產(chǎn)中減輕調度人員的負擔，提高調度作業(yè)效率和調機的利用率。

2 計算機自動編制中間站調車作業(yè)鉤計劃

按照車站貨物作業(yè)地點分布和調車作業(yè)量大小等情況，部分中間站配備固定調機，部分無固定調機的中間站使用流動調機進行作業(yè)[6]，同時中間站還可以使用本務機進行調車作業(yè)。根據(jù)車站配備的作業(yè)調機數(shù)量，編制中間站調車計劃分為單站單機作業(yè)和單站多機作業(yè)模式。單站多機作業(yè)模式可以通過一定方式轉換為單站單機作業(yè)模式，在此首先介紹單站單機自動作業(yè)計劃編制方法。

2.1 基本步驟

通過計算機自動編制中間站調車作業(yè)鉤計劃的基本方法是以預先存儲的站場基本設備信息和作業(yè)規(guī)則為基礎，在獲取確報信息，調機和車輛信息后，由計算機根據(jù)甩掛計劃，車站股道車輛分布，機車取送作業(yè)方式等條件計算取送車順序。然后根據(jù)中間站調車作業(yè)規(guī)則進行分步判斷和調整，輸出調車鉤計劃步驟并提交調車員進行審核，經(jīng)人工審核修改后成為最終調車鉤計劃作業(yè)單。

如圖1 所示，自動編制中間站鉤計劃基本步驟如下。

圖1 計算機自動編制中間站調車作業(yè)鉤計劃基本步驟Fig.1 Basic steps for automatic generation of shunting plans

1) 結合靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)信息，判斷取送車模式和順序。

2) 根據(jù)調車作業(yè)規(guī)則，迭代生成調車計劃，當出現(xiàn)無法自動推算情況時，暫停迭代過程進行人工干預，調整后繼續(xù)迭代并生成結果。

3) 將結果輸入給人工審核修改，最終輸出調車作業(yè)鉤計劃單。

2.2 單機自動調車計劃編制

單機自動調車計劃編制首先需要確定取送作業(yè)模式和作業(yè)順序，按照中間站實際作業(yè)內容不同，單機取送作業(yè)可以分為3 種作業(yè)模式。

1）單一送車模式：這種模式是指調機將作業(yè)車輛送往貨物裝卸線或專用線后，單機返回站內的作業(yè)模式。

2）單一取車模式：這種模式指單機去貨物裝卸線或專用線，將裝卸完畢的車輛取回站內的作業(yè)模式。

3）取送結合模式：這種模式指調機在送車的同時，取回車輛。

根據(jù)站內是否有待送車輛以及貨物線或專用線是否有待取車輛，可以選擇上述作業(yè)模式。判斷作業(yè)模式具體步驟如下。

1）查詢目前站內待送車輛信息，通過車輛收貨人匹配待送車輛送達目的地，即某一條線路。

2）查詢裝卸信息，查看是否有裝畢車輛需要取回車站內，同時獲取待取車輛所在位置。

3）如果只存在待送車輛，則選擇單一送車模式。

4）如果只存在待取車輛，則選擇單一取車模式。

5）如果既存在待送車輛，也存在待取車輛，則判斷兩者是否位于同一區(qū)域，該區(qū)域的劃分信息屬于靜態(tài)信息，提前已經(jīng)存儲在系統(tǒng)中。根據(jù)區(qū)域判斷作業(yè)類型：

a. 如果位于同一區(qū)域，則選擇取送結合模式；

b. 如果不位于同一區(qū)域，則拆分成兩組作業(yè)，分別為單一送車模式和單一取車模式。

在存在多組取送作業(yè)任務的時候，需要排列任務執(zhí)行順序，按照車輛在中間站的作業(yè)特點，可以根據(jù)整體作業(yè)時間最短或者機車走行距離最短的標準進行方案選擇，例如可以根據(jù)調機走行到目標地點的走行時間和進行摘掛作業(yè)的時間遍歷所有取送作業(yè)地點，通過計算機搜索，找出耗時最少的最佳取送作業(yè)順序。搜索最佳作業(yè)順序所用方法可采用既有數(shù)學模型[7]和算法[8]，根據(jù)需要進行配置。

為了能夠實現(xiàn)邏輯推斷進行，需要抽象調車作業(yè)規(guī)則，使計算機能夠執(zhí)行邏輯判斷。將調車作業(yè)規(guī)則正則化成以下五維信息：觸發(fā)條件列表、前置條件列表、執(zhí)行規(guī)則、優(yōu)先級、通用/專用標志位。

信息內容解釋如下：觸發(fā)條件列表表示的是觸發(fā)本條規(guī)則的條件列表，該項不可為空；前置條件列表表示觸發(fā)本條規(guī)則后需要滿足的額外條件，一般用于特殊情況判斷，該項可以為空；執(zhí)行規(guī)則表示計算機具體構造單條鉤計劃的規(guī)則，一般是計算加掛和減掛車輛的方式；優(yōu)先級用來對同時滿足多個條件的規(guī)則進行排序，在執(zhí)行的時候選擇最高優(yōu)先級規(guī)則執(zhí)行；通用/專用標志位表示該調車作業(yè)規(guī)則是否適用于通用車站。當為專用時，需包含具體應用地點信息。

啟動自動編制鉤計劃時，首先獲取初始觸發(fā)條件，如圖2 所示，然后進行迭代生成，如圖3 所示。在每一輪迭代開始的時候，都需要重新計算本次執(zhí)行的觸發(fā)條件。

圖2 單機調車鉤計劃自動編制作業(yè)模式判斷Fig.2 Decision on modes of plan generation for single locomotive

圖3 連續(xù)生成鉤計劃流程示意圖Fig.3 Flowchart of automatic generation of shunting plans

在生成的過程中，如果出現(xiàn)沒有可以使用的規(guī)則或者出現(xiàn)優(yōu)先級相同的多條同類型規(guī)則（都是通用或者專用類型，如果兩條最高優(yōu)先級一條為通用類型，一條為專用類型，則應選擇專用類型）時，迭代過程將無法繼續(xù)，此時應轉由人工干預，調整后繼續(xù)進入迭代，直至輸出最終結果。

2.3 適用于不同車站的調車作業(yè)規(guī)則設計

為適應各個車站站場情況不同，調車運用方式多樣的特點，將調車規(guī)則進一步的劃分為通用調車規(guī)則和專用調車規(guī)則。其中通用規(guī)則是基本規(guī)則，可以應用于各個車站的調車鉤計劃編制。專用規(guī)則只適用于某一車站，根據(jù)車站的特殊情況單獨進行編制。

在進行規(guī)則判斷時，需要根據(jù)預先制定好的規(guī)則判斷順序，依次進行判斷，在通用規(guī)則和專用規(guī)則都適用的情況下，應該優(yōu)先以專用規(guī)則為準。

為適應站場設備環(huán)境調整，作業(yè)方式改進等對作業(yè)規(guī)則的影響，專用規(guī)則可以開放給各個車站進行編輯和修改，從而具備一定的開放性和靈活性。通用規(guī)則采取統(tǒng)一制定和維護。

2.4 單站多機作業(yè)模式轉換為單機作業(yè)模式

如果一個車站日常作業(yè)任務量較大，可能會配備多臺固定調機，在實際運用中，可以根據(jù)站場情況為每個調機分配固定的作業(yè)區(qū)域，避免調機運用出現(xiàn)相互干擾。所以當多臺機車同時執(zhí)行取送調車作業(yè)時，可以根據(jù)作業(yè)區(qū)域將多臺調機協(xié)同工作轉化為單機調車作業(yè)。

當將多個調車機劃分到彼此獨立的作業(yè)區(qū)域后，就可以采用單機作業(yè)模式下的自動生成流程自動生成調車計劃。在多機作業(yè)模式下，為避免沖突，應處理作業(yè)區(qū)域出現(xiàn)覆蓋時計劃的編制情況。

1）當調機工作區(qū)域無重疊時，可以并行編制多個調車機的鉤計劃作業(yè)；

2）當調機工作區(qū)域有重疊時，在一個調機工作的時間內，自動編制鉤計劃流程不允許有重疊區(qū)域的調車機編制鉤計劃；如果需要調整時間，需要進行人工修改和審核。

3 結束語

中間站調車作業(yè)復雜、通用性不高，在傳統(tǒng)的人工編制情況下受到人員因素影響較大。本文提出一種利用計算機自動編制中間站調車鉤計劃的方法，能夠在一定程度上緩解人工編制調車鉤計劃的工作負擔，降低日常人工編制調車鉤計劃中的疏忽和考慮不周情況的發(fā)生。通過調車鉤計劃編制規(guī)則的分類和開放編輯，可以提高中間站調車鉤計劃自動編制方案的通用性，并允許根據(jù)車站根據(jù)特額殊條件進行一定的調整，使自動編制的調車鉤計劃更好適用于中間站調車作業(yè)。