列車運行圖軟件智能化設計與實現

查顯鋒

(卡斯柯信號有限公司，上海 200071)

近年來我國鐵路步入了高速發展，尤其是高速鐵路建設方面，取得了重大成就。高速鐵路的行車密度大、行車準點率高、安全可靠性更高，這些高要求必然給行車指揮調度帶來極大挑戰。降低調度員的勞動強度，提高調度指揮的效率已成為調度系統功能不斷完善的目標。目前國內使用的TDCS/CTC 調度指揮系統的運行圖軟件均是調度員根據列車實際運行情況及外界客觀因素，只能逐個對每趟列車運行計劃進行實時動態調整[1-3]；但對編制運行圖智能化控制方法有了一定的深入研究[4，5]，但重點仍是針對列車在區間的運行效率最高和總能耗最低為優化目標[6，7]。本文設計的智能運行圖軟件可通過6 種不同場景的調整方案，快速準確便捷的對多趟列車運行計劃進行一次行調整，從而提高行車指揮效率。

1 智能運行圖軟件設計架構

運行圖軟件安裝在路局調度中心的調度臺終端上，供行車指揮調度員操作使用。作為調度臺軟件的組成部分，需要通信服務器、TG 服務器以及對外的接口服務器的配合，必須在網絡暢通的條件下方可運行全部功能，網絡中斷時，可以提供有限制的離線操作功能。TDCS/CTC 調度指揮系統的基本結構如圖1 所示[8]。

圖1 TDCS/CTC調度指揮系統的基本結構Fig.1 Basic structure diagram of TDCS/CTC dispatching command system

行車調度員通過運行圖軟件進行計劃編輯，由“運行圖→通信服務器→通信前置機→車站設備”的方式將階段計劃信息下發至車站的自律機和車務終端；而車站人員通過“車站設備→通信前置機→通信服務器→應用服務器”的方式將車站的報點、速報信息上報至鐵路局中心機房服務器上，再由“應用服務器→通信服務器→運行圖”以同步更新運行計劃的方式發送至鐵路局中心調度臺上。

2 智能運行圖軟件功能模塊

2.1 功能模塊

智能運行圖軟件調整功能模式包含：多線移動、多車降速緩行、多車恢復常速、單車降速緩行、單車恢復常速以及區間故障調整。因外界客觀因素導致運行圖調整的情況大致包含：封鎖調整(單方向、雙方向)、車站單股道封鎖調整、全站封鎖調整、動車組區間故障調整、動車組停于站內股道封鎖調整、風雨雪封鎖調整、接觸網停電調整(單方向、雙方向)、異物侵入調整(單方向、雙方向)、區間限速調(單方向、雙方向)、車站折返晚點調整，車站折返股道變更調整。以區間封鎖調整的程序設計流程為例，如圖2 所示。

圖2 區間封鎖調整的程序流程Fig.2 Program flow chart of section block adjustment

2.2 數據流圖

軟件設計的數據流，如圖3 所示。

3 智能運行圖軟件實現結果

智能調整運行圖軟件采用Visual studio 2003開發環境實現，針對不同的情況一共設計6 種不同的調整方案，分別是多線移動、多車降速緩行、多車恢復常速、單車降速緩行、單車恢復常速以及區間停用調整，如圖4 所示。

圖3 數據流圖Fig.3 Data flow diagram

圖4 6種調整方案Fig.4 Six adjustment schemes

3.1 多線移動調整

適用于批量將運行線往前或者往后平移。假如在時間段20:40-21:00、喀左到奈林皋的區間段發生狀況，軟件可自動加載出該時間段和區間段將駛過的車輛信息（此處為G3、G5 次列車）。設置后移或前移時間（此處設置后移20 min），可達到平移多條運行線的效果，如圖5 所示。

G3 和G5 次列車的運行線可同時向后發生平移，調整之后的運行圖可與實際待調整的運行圖進行對比。實際的運行線如圖6 所示，調整后的運行如圖7 所示。

3.2 多車降速緩行調整、多車恢復常速調整

圖5 多線移動調整Fig.5 Multi-line movement adjustment

圖6 實際運行圖Fig.6 Actual train diagram

多車降速緩行調整適用于大風、雨雪等自然條件下批量將運行線往前或者往后平移。假如在時間段20:40-21:00，喀左到奈林皋的區間段發生狀況，軟件可自動加載出該時間段和區間段將駛過的車輛信息（此處為G3、G5、G8、G10 次列車）。設置降速值大小（此處設置降速150），可達到改變運行線斜率的效果，如圖8 所示。多車恢復圖定速度調整適用于批量將運行線恢復圖定速度。選擇需要恢復圖定速度的區段和時間段，軟件可加載出相關車輛信息。

3.3 單車降速緩行調整、單車恢復常速調整

單車降速緩行調整適用于單趟列車故障降速。假如G5 次列車發生故障需要在21:00-21:30 的時間段內降速緩行（此處降速100），如圖9 所示。單車恢復圖定速度調整適用于單趟列車恢復圖定速度。

圖7 調整后運行圖Fig.7 Adjusted train diagram

圖8 多車降速緩行調整Fig.8 Multi-train speed reduction adjustment

3.4 區間故障調整

適用于區間故障條件下批量調整運行線避讓故障區間，選擇需要封鎖的區間和時間段，如圖10所示。

4 結論

圖9 單車降速緩行調整Fig.9 Single-train speed reduction adjustment

圖10 區間故障調整Fig.10 Section fault adjustment

智能運行圖軟件已在京沈客運專線聯調聯試期間進行了相關功能驗證，試驗場景主要包括：區間封鎖調整、車站單股道封鎖調整、全站封鎖調整、動車組區間故障調整、動車組停于站內股道故障調整、風雨雪限速調整、風雨雪封鎖調整、接觸網停電調整、異物侵入調整、區間限速調整、區間折返調整、車站折返晚點調整、車站折返股道變更調整、單車限速調整等場景。智能運行圖軟件在各種環境下處理列車運行計劃調整的高效性能，得到調度員的高度認可。但智能運行圖軟件操作過程中仍然是通過人工設置相應的參數條件來進行列車運行計劃的智能調整，今后將對軟件功能持續完善，通過接口方式自動獲取外部條件參數實現一鍵操作，進一步提高智能化程度。