第三方運行圖編制軟件在軌道交通線網中的應用

劉紀儉

(蘇州市軌道交通集團有限公司 江蘇蘇州215004)

第三方運行圖軟件指的是非信號廠商提供的運行圖軟件，這些軟件大都不能與原信號系統中的ATS(自動監控系統)直接進行輸入和輸出，必須經過原運行圖軟件接口進行處理、輸入和驗證后才能將轉換后的數據文件輸入至ATS(列車自動監控系統)中使用。第三方運行圖軟件操作簡單方便、適應性強、輸出數據格式靈活等特點，打破了各個信號廠商運行圖軟件之間的技術壁壘，統一由第三方運行圖軟件鋪畫列車運行圖以及安全檢測和認證，將檢測完畢的運行圖在原運行圖軟件中讀取、安全檢測和執行。筆者旨在研究引進第三方運行圖編制軟件的可操作性，并以蘇州為例驗證該項目的可行性。

1 城市地鐵運行圖編制現狀

目前，國內軌道交通企業大多使用龐巴迪、卡斯柯和西門子等廠家的信號系統，每套信號系統附帶的運行圖編制軟件均不相同，編制人員需要學習和使用多套軟件，而目前軌道交通企業人才相對短缺、各專業人員緊張，這給企業造成了不小的麻煩，因此引進第三方運行圖編制軟件就成為軌道交通企業的必然選擇。

2 引進第三方運行圖軟件的實施步驟

2.1 軟件的功能條件

基于客流特征與線路特點編制的多間隔、復雜交路的運行圖，其編圖功能要求如下:

1)軟件功能靈活。既滿足軌道交通線路的開通運營要求，又適應線路數量及列車開行數量的不斷增加，線路技術設備特點及制式、列車開行方式及交路形式的多樣化需求，實現計算機自動編制、調整地鐵線路的多種運行組織方式、不同運營要求的列車運行圖。

2)操作具有統一性。簡單、便捷，滿足管理上的要求。

3)結果輸出多樣化。輸出格式靈活、多樣化，滿足運營管理的需要。

4)系統便于擴展。滿足運行圖數據的多部門、多用途、多方式共享。

2.2 實施方案

對于已經完成招標的系統，需要基于既有的ATS系統單獨開發相關接口，對于還沒有招標的系統，需要制定標準的接口規范。

2.2.1 已經完成招標系統的實施方案

主要是需要單獨開發接口工具，接口的規范與接口文件格式需要視不同信號制式單獨開發，主要的方式為:1)外部導入方式，由U盤或者其他媒介導入ATS系統;2)接口導入方式，由接收方提供程序內部接收方式。接口文件開發安排如表1所示。

表1 接口文件開發進度

2.2.2 規劃線路的實施方案

長期以來，信號廠商由于市場競爭和知識產權保護等因素沒有形成統一的技術標準和數據格式，運行圖軟件作為信號系統中的一個子系統也不例外，因此要想引進第三方運行圖編制系統，就必須在信號系統合同談判和簽訂階段，在合同書條款中明確相關要求，以保證后續工作的順利開展。新線信號合同條款應明確以下內容:

1)新線ATS子系統中的運行圖軟件應能夠接收來自第三方軟件的數據;

2)新線ATS子系統中的運行圖軟件對來自第三方運行圖軟件的數據應該能夠輸入和輸出、識別、編輯和安全檢測;

3)新線ATS子系統中的運行圖軟件的站名、區間信息、列車徑路、接車進路規則和編號、安全檢測規則等信息應和第三方運行圖軟件的規則保持一致;

4)新線ATS子系統中的運行圖軟件接口規范應根據第三方軟件的要求進行開發和設計。

3 接口思路

采用本文2.2.1方案開發接口時，接口軟件的開發包括兩部分，一是ATS子系統中的運行圖軟件授權，二是第三方運行圖軟件提供數據和服務。

1)首先運用ATS子系統中的運行圖軟件生成第三方運行圖軟件所需的輸出文件，然后再導入自身軟件中驗證是否可行，如果可行則轉入第二步，不可行則查找原因;

2)將輸出文件導入第三方軟件中進行輸入、編輯和安全性檢測，如果發現問題則反饋原因并轉入第一步，如果可行則導入ATS中生成列車時刻表，如圖1所示。

4 蘇州1號線應用實例

蘇州軌道交通目前有2條線路，1號線用的是西門子的編圖軟件，2號線用的是“十四所”的編圖軟件，為了簡化編圖人員的工作步驟，提高工作效率，引入了同濟大學的第三方編圖軟件TPM。

因前期西門子和“十四所”合同中只規定上述2.2.2中1)2)的內容，所以在本項目實施中，采用了2.2.1由第三方運行圖廠商開發接口的方案。西門子和“十四所”根據合同要求開放了導入接口，提供了接口規范，由同濟大學TPM實施人員根據廠商提供的接口規范格式，進行了定制化的接口開發。目前，1號線西門子項目已經測試成功，2號線正在測試中。

下面以西門子的編圖軟件FALKO與同濟大學的編圖軟件TPM的對接為例，說明項目的可行性。

4.1 軟件對接方法

如圖2所示，實現軟件對接的方法如下:

圖2 文件接口方法

1)TPM編制好運行圖后，生成一個XML格式的時刻表對接文件。

2)FALKO系統導入XML文件并檢查時刻表是否滿足運行控制要求，如果滿足，則導入并接收數據;如果不滿足，則反饋不滿足條件的原因及相關信息。

3)TPM系統根據FALKO反饋的信息對計劃圖的相關參數及運行圖進行調整，重復1)和2)的過程，直到導入成功。

4.2 接口文件格式

接口文件采用標準的XML文件格式，內容包括字段信息，主要包括:車底服務號、車底順序號、行程號、列車類型、交路類型、停留的車站股道編號、到達時刻、出發時刻、停站時間、是否停站、折返標記、是否載客等信息(見圖3)。

4.3 接口文件數據定義

部分接口數據字段說明如表2所示。

表2的附加說明:1)有些行無station Track、到站、離站時間等數據，這表示接下去是一列變換目的地(如折返、出庫或回庫)的列車;2)有一些行是空數據，表明接下來的是一種變換行為，如站后折返的過程(CONNECTION表示站后折返的接續，站前折返時沒有CONNECTION定義)。這些空行主要是表示下一列車的變化行為，其實這一行數據不需要也不影響數據的完整性。

圖3 XML文件內容(用EXCEL打開)

表2 部分接口數據字段說明

4.4 成果展示

在經過2個月的系統測試后，目前1號線已經成功實現了TPM系統與FALKO編制工具的對接，TPM系統生成的時間表接口文件可以成功通過西門子FALKO編圖軟件的安全檢測，并已經導入至ATS系統中通過實車測試，測試中未發現其他問題。

原來編制一張工作日運行圖需要幾天時間，TPM系統引入后，僅需要半天的時間，導入過程僅需要幾分鐘的時間，后續編制復雜的大小交路或者共線運行圖可能會節省更多的時間。圖4為TPM與FALKO成功對接的成果展示。

圖4 導入至FALKO軟件中的CESHI運行圖

5 結語

筆者論述了目前城市軌道交通的編圖現狀，分析了目前編圖系統的缺點與不足，探討了引入第三方運行圖軟件的必要性和可行性，詳述了引入第三方軟件的具體實施方案，最后以實例說明項目的可行性。國內軌道交通行業蓬勃發展，為第三方運行圖編制軟件的應用提供了前所未有的機遇，筆者也是投石問路，但該成果有很強的借鑒意義，在以后的工作中，應重點研究提高第三方運行圖編制軟件在行業內的影響力和易用性等問題。

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