基于網(wǎng)絡協(xié)作的鐵路行車組織仿真實驗系統(tǒng)

柳歡 豐雷

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，鐵路工程的發(fā)展也突飛猛進。在我國鐵路向現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)型發(fā)展的新時期，熟練掌握鐵路運輸相關(guān)技術(shù)和技能、具有現(xiàn)代物流管理知識的人才對于提升鐵路運營管理質(zhì)量具有重要意義，而科學、合理的人才培養(yǎng)將為鐵路的快速建設(shè)和發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的智力支持。作為一門具有很高實踐性的學科，鐵路行車組織的教學必須將理論和實踐緊密結(jié)合起來，才能實現(xiàn)良好的教學效果。但是，受行業(yè)實踐條件限制，高等院校的鐵路行車組織實驗訓練環(huán)節(jié)多以觀察、體驗為主，不能充分達到能力訓練的要求。同時，鐵路行車組織實驗教學是鐵路運輸生產(chǎn)實踐的集中抽象和二次發(fā)展，它不僅要如實反映實踐的真實內(nèi)容，還要超前預見并體現(xiàn)出實踐的發(fā)展方向。自我改革和自我創(chuàng)新始終是鐵路行車組織實驗教學的內(nèi)在要求，在分析我國高等院校鐵路運輸專業(yè)學生鐵路行車組織實驗需求的基礎(chǔ)上，提出基于網(wǎng)絡協(xié)作的鐵路行車組織仿真實驗訓練框架體系，設(shè)計并實現(xiàn)可進行網(wǎng)絡協(xié)作操作的行車組織實驗訓練平臺，對于鐵路運營人才的培養(yǎng)具有很高的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡協(xié)作;鐵路行車組織;仿真實驗系統(tǒng)

引言

在中國，鐵路朝著現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)型發(fā)展的階段，牢牢掌握好鐵路運輸有關(guān)技術(shù)與技能，具備現(xiàn)代物流管理知識的優(yōu)秀人才對鐵路運行管理質(zhì)量的提高有著非常重大的意義和作用，而合理的培養(yǎng)人才可以作為鐵路迅速建設(shè)與發(fā)展的智力支持。鐵路行車組織是一門實踐性很強的科目，其教學需要把實踐與理論相結(jié)合，如此才可以提高教學效率與教學水平。可是，被行業(yè)實踐條件所限，高校鐵路行車組織實訓環(huán)節(jié)大部分是以觀察為主，無法滿足能力訓練需求。并且，鐵路行車組織實驗教學乃鐵路運輸生產(chǎn)實踐的二次發(fā)展，其不但要真實反映出實踐內(nèi)容，還需要超前預見和展現(xiàn)實踐發(fā)展方向。自我創(chuàng)新與改革乃鐵路行車組織實驗教學必然要求，在分析鐵路行車組織實驗需求方面，需提出基于網(wǎng)絡協(xié)作的鐵路行車組織仿真實驗訓練結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計且實現(xiàn)可開展網(wǎng)絡協(xié)作的行車組織實驗平臺。

1鐵路行車組織仿真實驗需求

1.1設(shè)計的目的

長時間以來，和鐵路運輸優(yōu)秀人才培養(yǎng)有關(guān)的院校與研究機構(gòu)在持續(xù)探索新的方式與加大資源投入，借此提升培養(yǎng)學生專業(yè)素質(zhì)與技能的質(zhì)量，可是，現(xiàn)階段鐵路行車組織實驗教學和能力方面的的需求有著很大的差距。其一般表現(xiàn)在以下方面：（1）實驗教學項目大多數(shù)是依靠單項知識點，無法實現(xiàn)綜合能力鍛煉的目標。（2）實驗項目設(shè)定和現(xiàn)實有著很大的差距，仿真環(huán)境必須要進一步加強。（3）實驗任務孤立化，未能達到協(xié)作操作管理成效。據(jù)此，將提升實踐能力為主要目的，將鐵路運輸生產(chǎn)環(huán)境作為藍本，進行鐵路行車組織實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分滿足各要素與多層次能力培養(yǎng)需求。鐵路行車組織仿真實驗系統(tǒng)設(shè)計旨在實現(xiàn)鐵路行車組織認知實驗和綜合設(shè)計實驗規(guī)定。首先，認知實驗能夠?qū)W生構(gòu)成基礎(chǔ)鐵路運輸概念進行培養(yǎng)，使其掌握鐵路行車組織有關(guān)專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)運行方式與技術(shù)步驟，掌握鐵路運輸運行流程。其次，綜合設(shè)計實驗從加強學生鐵路行車組織素養(yǎng)訓練與技能知識培養(yǎng)這一角度著手，把專業(yè)主要課程和要求有機結(jié)合，旨在讓學生掌握基礎(chǔ)知識與技能，了解鐵路行車現(xiàn)階段主要的工程實作步驟與操作方式，同時借此為起點，經(jīng)過綜合設(shè)計實驗提高學生鐵路運輸組織方面的素養(yǎng)。

1.2系統(tǒng)方面的需求

（1）列車接發(fā)和調(diào)車仿真。按照事前制定的列車時刻表和使用計劃，根據(jù)有關(guān)接發(fā)列車標準進行接發(fā)列車進路，做好接發(fā)列車計劃。按照調(diào)車作業(yè)計劃開展調(diào)車進路，做好調(diào)車作業(yè)。（2）不一樣的場景變化仿真。不一樣的情景與模式中，仿真乃訓練綜合實踐能力的關(guān)鍵因素，所以仿真系統(tǒng)需要按照教學需求，靈活變化不一樣的仿真場景，同時可以開展實驗過程監(jiān)控與實驗效果全方位的分析與研究。（3）運輸計劃仿真。可以按照系統(tǒng)提供實驗情景，在人機交互界面中，分工種與用戶編制做好各個任務中的列車運行圖與車輛使用計劃等。（4）調(diào)度演練。在一開始的列車運行計劃編制結(jié)束以后，系統(tǒng)根據(jù)計劃開展行車過程仿真，在期間設(shè)定人工輸入干擾，并且把加入干擾以后的運行仿真實績傳遞給調(diào)度員界面。調(diào)度員按照實驗情景，調(diào)整列車運行計劃，同時分析需要組織應急與車輛維修與否。

2系統(tǒng)需求

（1）運輸計劃編制仿真。可根據(jù)系統(tǒng)提供的實驗情景，在友好的人機交互界面上，分工種分用戶編制完成不同任務下的列車運行圖、車輛運用計劃、乘務計劃等。（2）列車接發(fā)及調(diào)車作業(yè)仿真。依據(jù)下達的列車時刻表與車輛運用計劃，按照《接發(fā)列車作業(yè)標準》辦理接發(fā)列車進路，完成接發(fā)列車作業(yè)計劃;根據(jù)調(diào)車作業(yè)計劃辦理調(diào)車進路，完成調(diào)車作業(yè)過程。（3）不同場景變換仿真。不同情景、模式下的仿真是訓練綜合實踐能力的重要因素，因而仿真系統(tǒng)應當能夠根據(jù)教學需要，靈活地切換不同的仿真場景，并且能夠進行實驗過程的監(jiān)控及實驗效果的分析。（4）仿真過程中的沖突檢測與顯示。在圖形界面上進行業(yè)務操作時，按照真實環(huán)境中的業(yè)務邏輯實時判斷可能存在的沖突并進行提示，同時給出自動疏解方案，保證網(wǎng)絡協(xié)作操作的順利實現(xiàn)，以達到協(xié)同實驗訓練的目標。（5）調(diào)度作業(yè)演練。在初始列車運行計劃編制完成后，系統(tǒng)按計劃進行行車過程仿真，在過程中設(shè)置人為輸入干擾或系統(tǒng)自動干擾，同時將加入干擾后的運行仿真實績發(fā)送至調(diào)度員界面，調(diào)度員根據(jù)實驗情景，對列車運行計劃進行調(diào)整，并且判斷是否需要安排應急及車輛維修、乘務計劃調(diào)整。（6）運行圖技術(shù)文件輸出。仿真完成后能夠按照選擇的格式和內(nèi)容輸出運行圖技術(shù)文件，并且根據(jù)內(nèi)置評價參數(shù)反饋實驗成績，考核實驗效果。

3架構(gòu)方面的設(shè)計

列車運行計劃乃鐵路行車組織綜合性計劃，鐵路運輸生產(chǎn)是達到列車運行計劃的過程。列車運行計劃必須要通過多部門人員合作，所以鐵路行車組織乃是多用戶與跨部門協(xié)作過程。要想將實驗訓練效果提升，緊貼工作實際需要，鐵路行車組織仿真實驗系統(tǒng)應當具備一定的網(wǎng)絡協(xié)作功能。（1）路網(wǎng)基本數(shù)據(jù)管理。提取人機交互界面，保存與界定、編輯路網(wǎng)線路文件與車站文件，涵蓋了車站字典與去見字典、基點與區(qū)間字典等。（2）路網(wǎng)圖形數(shù)據(jù)。供應可視化工具，檢查系統(tǒng)自行生成路網(wǎng)邏輯關(guān)系與計算列車運輸路徑，同時全局顯現(xiàn)仿真路網(wǎng)環(huán)境。（3）運行圖基本數(shù)據(jù)管理。用來實現(xiàn)運行圖數(shù)據(jù)維護與車站技術(shù)工作時間等，使用文件把列車運行參數(shù)與車站資源分配參數(shù)等保存在數(shù)據(jù)管理平臺，管理工作人員可以保存與編輯開行方案與初始運行圖等，便于設(shè)計實驗場景。（4）列車運行時間表的管理。由數(shù)據(jù)管理平臺讀取運行圖數(shù)據(jù)，構(gòu)建列車路徑與列車、車站等使用的關(guān)系，依據(jù)場景需要，自行鋪設(shè)運行圖，顯現(xiàn)列車運行時間，同時把初始化列車運行時間文件傳輸?shù)綄嶒炏到y(tǒng)用戶端，供用戶依照實驗規(guī)定，修正列車出發(fā)時間表與停站時間信息。（5）車站作業(yè)管理。按照最短路線自行配置進路，供應人機交互界面，保存和顯現(xiàn)用戶人工調(diào)試結(jié)果，自行計算車站資源占用情況，與此同時及時進行反饋。

結(jié)語

總而言之，鐵路行車組織實驗教學模式的改革，乃中國鐵路行業(yè)迅速發(fā)展的要求。基于網(wǎng)絡協(xié)作的鐵路行車組織仿真實驗系統(tǒng)設(shè)計比較接近工作實際，與運行狀態(tài)相符，并且可以培養(yǎng)學生合作精神，是充分適應鐵路信息化調(diào)度指揮者培訓和實際操作演練的最佳平臺。

參考文獻

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