朔黃鐵路機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計

沈曉瑜

（北京全路通信信號研究設(shè)計院集團(tuán)有限公司，北京 100070）

1 概述

朔黃鐵路是國家能源集團(tuán)唯獨連通港口的鐵路。作為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)力的源頭——機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)在整個運(yùn)輸生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。朔黃鐵路的機(jī)車配屬有其自身特點，朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司機(jī)輛分公司及六家聯(lián)合運(yùn)輸單位均配屬機(jī)車，由朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司統(tǒng)一指揮。如何均衡各單位配屬機(jī)車的運(yùn)用管理，經(jīng)濟(jì)合理地使用機(jī)車，是機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)需要解決的問題。

朔黃鐵路調(diào)度指揮中心的機(jī)調(diào)室統(tǒng)籌安排機(jī)車計劃，編制機(jī)車周轉(zhuǎn)圖，并下達(dá)到機(jī)務(wù)段、機(jī)務(wù)折返段、站設(shè)機(jī)車調(diào)度室；站段據(jù)此開展相關(guān)作業(yè)并反饋作業(yè)實際。兩級機(jī)調(diào)室的信息交互是通過很多系統(tǒng)及設(shè)備來完成的，每個系統(tǒng)只能完成一部分功能，有的功能相似甚至重復(fù)，而有些功能缺乏。此外，各站段信息無法及時完整共享，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，這些都給運(yùn)輸組織帶來不便。

綜上所述，針對以朔黃鐵路為代表的重載鐵路定制研發(fā)一套機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)是必要的，也是可行的。

朔黃鐵路機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)打造統(tǒng)一的機(jī)車調(diào)度集成信息平臺，由中心機(jī)調(diào)統(tǒng)一編制機(jī)車周轉(zhuǎn)圖和各類計劃并下發(fā)至各站段，再根據(jù)各站段通過系統(tǒng)反饋的作業(yè)實際調(diào)整計劃，如此形成閉環(huán)反饋，協(xié)作完成機(jī)車作業(yè)及乘務(wù)作業(yè)。和現(xiàn)有的中心機(jī)調(diào)和站段機(jī)調(diào)各自編制計劃，多個系統(tǒng)分別發(fā)揮作用相比，功能更全，效率更高，更方便管理，各機(jī)調(diào)通過該系統(tǒng)及時交互信息，解決了上述信息共享困難的問題，也保證了信息傳輸?shù)膶崟r性、精確性、可靠性。同時，均衡了各個聯(lián)運(yùn)單位的機(jī)車運(yùn)用，達(dá)到機(jī)車使用效率最大化，運(yùn)用成本最小化，運(yùn)輸質(zhì)量最優(yōu)化的目標(biāo)。

2 系統(tǒng)架構(gòu)方案

朔黃鐵路機(jī)調(diào)系統(tǒng)采用中心和站段兩級架構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)備由中心設(shè)備、站段設(shè)備組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 朔黃鐵路機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 Architecture of Shuohuang Railway Locomotive Dispatching System

機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲到中心數(shù)據(jù)庫，采用SQL型數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備，如服務(wù)器、交換機(jī)均采用雙機(jī)熱備；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用高速交換技術(shù)，保證信息傳輸?shù)目焖傩裕唤M網(wǎng)使用冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｏ到y(tǒng)應(yīng)用軟件運(yùn)行平臺采用Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件采用Linux操作系統(tǒng)；采用FT冗余方式實現(xiàn)內(nèi)存級數(shù)據(jù)同步和小于3 s的冗余切換以及HA冗余方式，實現(xiàn)分鐘級的重啟，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

中心機(jī)調(diào)通過系統(tǒng)向站段機(jī)調(diào)下達(dá)機(jī)車運(yùn)用計劃、檢修計劃、整備計劃、乘務(wù)派班計劃以及機(jī)車調(diào)度命令，站段機(jī)調(diào)接收并執(zhí)行，執(zhí)行過程中，實時向中心機(jī)調(diào)反饋作業(yè)實際及乘務(wù)出退勤實際，便于中心機(jī)調(diào)調(diào)整計劃、統(tǒng)計分析、動態(tài)管理機(jī)車。同時，實現(xiàn)了各站段機(jī)調(diào)之間的信息共享，加強(qiáng)了配合協(xié)作，更好地按作業(yè)計劃完成任務(wù)。

此外，機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)設(shè)置了同計劃調(diào)度系統(tǒng)、行車調(diào)度系統(tǒng)和施工調(diào)度系統(tǒng)的接口，外部接口如圖2所示。

圖2 機(jī)調(diào)系統(tǒng)外部接口圖Fig.2 External interface diagram of locomotive dispatching system

3 系統(tǒng)功能

從系統(tǒng)功能劃分，機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)包括機(jī)車檔案、檢修計劃、乘務(wù)計劃、機(jī)車動態(tài)、機(jī)車周轉(zhuǎn)圖、機(jī)調(diào)命令子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)又劃分為若干功能模塊，如圖3所示。

圖3 機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)功能模塊圖Fig.3 Function module diagram of locomotive dispatching system

機(jī)車檔案子系統(tǒng)具有管轄范圍內(nèi)所有機(jī)車信息、整備周期信息、機(jī)車定檢信息查詢及維護(hù)功能，為其他子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

檢修計劃子系統(tǒng)根據(jù)機(jī)車定檢情況及運(yùn)用計劃編制檢修計劃，供機(jī)車周轉(zhuǎn)圖查詢，并對機(jī)車定檢進(jìn)行預(yù)警。

乘務(wù)計劃子系統(tǒng)根據(jù)機(jī)車交路、乘務(wù)規(guī)則、乘務(wù)員值乘實際等編制乘務(wù)派班、出退勤計劃，供機(jī)車周轉(zhuǎn)圖、列車運(yùn)行圖查詢，并對超勞情況進(jìn)行預(yù)警。

機(jī)車動態(tài)子系統(tǒng)包括機(jī)車動態(tài)追蹤、機(jī)車動態(tài)實際。系統(tǒng)提供查看當(dāng)前各機(jī)務(wù)段、車站及在途機(jī)車信息功能，并根據(jù)機(jī)車入庫、整備、檢修和運(yùn)用計劃分別填報相應(yīng)實際情況。入庫原因為檢修時，機(jī)務(wù)段填報入庫實際情況后，機(jī)車周轉(zhuǎn)圖會提示機(jī)車調(diào)度員下達(dá)機(jī)調(diào)命令，下達(dá)后，機(jī)車由運(yùn)用狀態(tài)轉(zhuǎn)為非運(yùn)用狀態(tài)。

機(jī)車周轉(zhuǎn)圖子系統(tǒng)包括機(jī)車周轉(zhuǎn)圖編制、機(jī)車預(yù)警和機(jī)車運(yùn)用指標(biāo)統(tǒng)計。系統(tǒng)具有自動編制或人工勾畫計劃周轉(zhuǎn)圖（包括掛入和摘出機(jī)車）、自動鋪畫實際周轉(zhuǎn)圖功能，實現(xiàn)機(jī)車整備及超公里整備、機(jī)車定檢和乘務(wù)超勞預(yù)警，提供所有機(jī)車歷史及當(dāng)日運(yùn)用指標(biāo)報表。通過統(tǒng)計分析本機(jī)車周轉(zhuǎn)圖、本周、本月各個聯(lián)運(yùn)單位的機(jī)車運(yùn)用指標(biāo)和使用費用，編制優(yōu)化算法，平衡各公司貨車保有量并降低成本，形成最終的機(jī)車運(yùn)用計劃，從而解決聯(lián)運(yùn)單位機(jī)車均衡問題，如圖4所示。

機(jī)調(diào)命令子系統(tǒng)具備中心機(jī)調(diào)編制、下發(fā)、管理機(jī)車調(diào)度命令等功能。各子系統(tǒng)的功能模塊關(guān)系如圖5所示。

圖4 聯(lián)運(yùn)單位機(jī)車均衡流程圖Fig.4 Locomotive balance flow chart of combined transport units

圖5 機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)功能模塊關(guān)系圖Fig.5 Function module relation of locomotive dispatching system

4 結(jié)語

本文研制的機(jī)車調(diào)度系統(tǒng)以運(yùn)輸需求為出發(fā)點，考慮朔黃鐵路機(jī)車配屬的特點，以列車運(yùn)行圖為基礎(chǔ)，基于機(jī)車檢修、整備、乘務(wù)員日（班）計劃等綜合考慮，編制及下達(dá)實施計劃并根據(jù)實際機(jī)車周轉(zhuǎn)圖進(jìn)行實時計劃調(diào)優(yōu)，實現(xiàn)了信息實時精準(zhǔn)共享，切實保證計劃的可行性，為國家能源運(yùn)輸保駕護(hù)航。