武昌站行车技术作业管理信息系统设计与实现

王天义

WANG Tian-yi

（中国铁道科学研究院研修学院，北京100081）

(Railway Technology Research College, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China)

武昌站行车技术作业管理信息系统设计与实现

王天义

WANG Tian-yi

（中国铁道科学研究院研修学院，北京100081）

(Railway Technology Research College, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China)

分析武昌站信息系统使用情况及开发武昌站行车技术作业管理信息系统的必要性，提出系统的功能需求，包括车站阶段计划、现车管理、机车和车底出入库运行日志、调车作业、技术作业图表、车站旅客列车进路图、车站技术作业看板及系统维护，并从数据采集、数据处理、信息展现3个方面论述系统的工作原理。最后给出由数据访问层、业务逻辑层和应用层组成的系统结构设计方案。系统在武昌站的应用说明系统设计合理，能够有效提高车站行车和技术作业计划的兑现率。

行车组织；技术作业；信息系统

1　概述

武昌站是京广线 (丰台—广州) 上的大型客运站,主要办理旅客列车接发、运行图规定的客车本务机车换挂、客车车底取送、京广线货物列车通过等作业。近年来,武昌站的站房和站场设施得到改善,初步实现了车站设备现代化,但武昌站行车组织工作的信息化、自动化水平不高,严重影响运输组织效率和作业质量。

武昌站已有的一些信息系统只针对具体业务需求开发建设,未考虑与其他系统的互联互通,使车站运输信息不能共享,而且由于信息传递不畅,影响各岗位信息获取的及时性和准确性。另一方面,列车调度指挥系统 (TDCS) 作为行车组织的工作核心,主要以调度为中心进行设计,没有考虑大型客运站的机车换挂、车底取送等作业对接发列车进路的干扰。而大型客运站开行旅客列车数量大、机车换挂比例高、车底取送频繁,导致咽喉道岔使用十分紧张,往往会由于一趟列车出现状况或变更计划,影响后面多趟列车的运行。到发线运用和接发车进路排列是铁路大型客运站行车作业的核心环节,阶段计划质量、车站到发线运用计划的科学合理直接关系到车站能力[1]。为此,武昌站行车技术作业管理信息系统以运输信息共享和阶段计划编制为切入点,同时考虑与行车组织相关的其他业务需求,实现武昌站行车技术作业的信息化和自动化。

2　系统功能需求

（1）车站阶段计划。系统与 TDCS 接口,读取TDCS 中的列车运行信息并经数据处理后,在车站技术作业表上生成列车到开计划线,在车站调度员审核后下达阶段计划到各技术作业岗点。阶段计划包含接发列车计划、股道运用计划、调车机车运用计划、列车占用进路计划、机车和车底出入库占用进路计划[2]。

（2）现车管理。以图形方式显示车辆在股道上的停放状态,依据统一的客车编组数据和调车作业钩计划完成报点实现现车的动态管理,并具有车辆增加、修改、删除、查找,以及厂修、段修记录、提醒等功能[3]。

（3）机车和车底出入库运行日志。车站助理值班员通过系统与机车折返段的机车整备员、客车车辆段的线路值班员办理机车出入库、车底出入库,并自动记录运行日志,同时实时预告始发和终到列车运行计划、机车换挂的车次计划,为车站技术作业大表提供调车机车报点、进路占用情况、列车实际运行信息,为车辆动态提供更新数据。

（4）调车作业。自动生成始发和终到车底的调车作业钩计划,调车区长在现车图上用鼠标移动车辆图形,即可生成调车作业通知单,人工也可以辅助编辑。同时系统自动记录调车机车的运行动态轨迹,为调车机车的运用分析提供真实数据[4]。

（5）技术作业图表。依据车站日班计划、TDCS 列车到开计划、咽喉道岔和股道占用情况,以及车站接发列车优先级原则自动选排和调整接发列车股道,自动生成和调整车站技术作业大表计划线,同时反映到车站平面示意图上供审核和校验。通过系统中的车底和机车出入库实时信息、调车机车作业报点实时数据、列车实际到发时刻,自动铺画车站技术作业大表实绩线,包括自动绘制调车机车作业动态大表。

（6）车站旅客列车进路图。通过对旅客列车时刻表、股道与道岔联锁关系、咽喉道岔占用时间、接发列车进路、调车机车取送车底进路、调车机车库内整备作业时段、机车换挂进路等大量综合信息的处理,实现车站旅客列车进路图的编制和铺画,调度员可在此基础上进行更新、完善和优化,使车站咽喉道岔、到发线、调车机车的运用发挥到最佳状态,从而指导车站安全生产,提高车站接发列车能力[5]。

（7）车站技术作业看板。将相关各个岗位中的行车组织技术作业图表信息汇集在一起,方便车站领导和生产管理人员查阅,随时掌握运输生产进度,监督和指挥行车组织工作。

（8）系统维护。系统维护包括对图定列车运行计划的变更、咽喉道岔时间参数的调整、操作人员权限的分配、服务器和客户端权限的管理等。

3　系统工作原理

应用计算机和网络技术,围绕车站接发列车、调车机车取送车底、调车机车库内调车、机车换挂这 4 项影响阶段计划兑现率的核心行车组织技术作业,通过铁路办公网将车站、客车车辆段、机车折返段 3 个单位与旅客列车行车技术作业直接相关的各个岗位连接在一起,包括车站调度员、调车区长、助理值班员、车号员、车辆段线路值班员、机车折返段整备值班员,实现合理运用咽喉道岔和到发线、各岗位技术作业相互联控、统筹编排行车作业计划、调整及优化调度方案。

3.1数据采集

（1）基础数据。包括车站道岔联锁关系、车底交路、机车交路、《车站行车工作细则》中各条进路占用时间等固定信息。

（2）动态信息。包括来自 TDCS 的实时列车到发数据和阶段计划信息,车站助理值班员、车号员、车辆段线路值班员、机车折返段整备值班员、客运值班员每项作业完毕后向系统报点形成的现场作业状态信息,以及调车区长、车号员、车辆段线路值班员 3 个岗位共同维护的现车数据。

3.2数据处理

系统实时接收来自 TDCS 的列车到发数据和阶段计划信息,结合旅客列车运行图、股道和道岔联锁关系、咽喉道岔占用时间、接发列车进路、调车机车取送车底进路、调车机车库内整备作业、机车换挂进路等大量综合信息,应用多目标规划理论与分枝定界法等方法建立数学模型,对武昌站到发线运用进行优化处理。应用所建立的模型及求解方法编制的到发线运用方案,能够提高车站调度作业自动化水平、车站行车技术管理水平和运输生产效率[6]。

3.3信息展现

系统按照设定的业务逻辑对数据进行加工处理完毕后,以图形与表格相结合的形式呈现给用户。

（1）铺画作业大表计划线。车站调度员根据日班计划、接发列车情况、调车机车运用情况编制作业大表计划线,通过股道和道岔进路联锁关系检验计划的合理性和安全性,并给出进路冲突提示。作业大表上的每一条计划线还可以反映到车站平面示意图上,供车站调度员直观地查看和审核。

（2）编制阶段计划。系统完成铺画技术作业大表后,以表格形式自动生成阶段计划,用户也可进行人工编辑和调整。阶段计划内容包含有车站股道占用计划、列车占用进路计划、调车机车运用计划、调车机车和机车出入库占用进路计划及重点事项和重点列车盯控等安全风险防控措施。阶段计划经值班主任审核后,通过系统下达到相关处所执行。未与本系统连接的作业点,可以打印阶段计划进行下达。阶段计划下达后,在车底和机车出入库运行日志中生成列车到达预告计划[7]。

（3）编制调车作业通知单。阶段计划下达后,如果是终到或始发列车,系统以车次为索引,根据现车图形自动填写接发车股道、标注摘挂车数,生成取送车底调车作业通知单。调车区长在现车图形上用鼠标选取和移动车辆,系统即可产生表格样式的库内车底整备调车作业通知单,包括车辆的摘挂、股道、车数、开口车号等信息。由移动现车图形生成的车辆整备调车作业通知单运用数学模型及算法优化处理,保证调车机车以最少钩数完成车辆甩挂作业。调车作业通知单编制完毕,经值班主任审核后,通过系统下达到各相关处所。未与本系统连接的作业点,可以打印调车作业通知单进行下达。

（4）铺画作业大表实绩线。系统铺画车站技术作业大表实绩线的数据来自 3 个方面：①来自TDCS 的列车到发时间；②车底出入库运行日志的开出时间、到达时间、进出股道；③调车机车库内作业完成后的报点时间。作业大表实绩线包括接发列车实绩线和调车机车运用实绩线,同时完成作业大表生产指标的统计和正晚点统计。

（5）编制车站旅客列车进路图。根据车站联锁表逐条编排接发列车进路、调车进路、机车进路表；系统可以对咽喉道岔、到发线、机车车辆走行线等的占用时间进行分析,以便确定瓶颈,确保车站通过能力最大化[8]。

（6）车站技术作业看板。系统能够查询所有的计划和图表；在作业大表上调出对应的阶段计划和调车作业通知单进行查询；追踪查询整备车辆在库内的动态轨迹；用图表方式统计和分析每日列车正晚点情况、调车机车钩数和辆数、调车机车作业工况、到发线和咽喉道岔利用率、接发列车对数等车站行车调度数据。

4　系统结构设计

武昌站行车技术作业管理系统采用通用的 3 层架构：数据访问层、业务逻辑层和表现层。数据访问层负责系统内外部的数据接口和数据处理,业务逻辑层完成相关各个业务应用的逻辑处理,表示层则由车站调度员、助理值班员、车号员、调车区长、车辆段线路值班员、机车折返段整备员的终端应用组成。系统结构示意图如图1 所示。

信息系统体系结构一般有 2 种：客户端/服务器结构 (C/S) 和浏览器/服务器结构 (B/S)。武昌站行车技术作业管理系统为分布式信息系统,阶段计划、机车车底出入库运行日志、现车管理、调车作业计划、技术作业图表、车站旅客列车进路图、车站技术作业看板等功能模块业务信息交流量多,作业联系频繁,要求具有较高的系统响应速度和畅通的数据传输性能；同时绘图、制表、编制计划等作业量大,要求提供方便、多样化的交互功能和清晰直观的用户界面,因而采用 C/S 体系结构。系统的综合查询和统计分析等功能模块则采用 B/S 体系结构,使系统更易于部署、维护和扩展,稳定性也更好。

5　结束语

图1　系统结构示意图

武昌站行车技术作业管理信息系统于 2012 年2 月在武昌站、武昌客车车辆段、武昌南机务段投入使用,作业人员通过系统能够方便地设置和修改技术参数,完成日常的行车技术作业,并使咽喉道岔、到发线、调车机车的运用得到优化,既大大减轻了各作业点的劳动强度,又提高了车站行车及技术作业计划的兑现率,对于挖掘车站运输潜能,优化车站行车技术作业方案,提高接发列车能力,有序、高效、安全地组织铁路运输生产,发挥了积极的作用。

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责任编辑：刘 新

声 明

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本刊编辑部

Design and Realization of Management Information System of Train Technical Operation in Wuchang Station

This paper analyzes the use status of information system in Wuchang Station and the necessity of developing management information system of train technical operation in the station, puts forward the functional demand of the system, including stage plan of the station, existing car management, the ex-warehouse and warehousing operation log of locomotives and allocated trains, shunting operation, technical operation chart, route map of passenger trains in station, technical operation spectaculars in station and system maintenance, and expounds the working principle of the system from 3 aspects like data acquisition, data processing and information display. In the end, the design plan of the system structure which composed with data access layer, operation logic layer and application layer was provided in the paper. The application of the system in Wuchang Station illustrates the design of the system was reasonable and the system could effectively increase the fulfillment rate of train operating in station and technical operation scheme.

Organization of Train Operation; Technical Operation; Information System

1003-1421(2015)10-0047-05

U292.1

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2015.10.09

2015-06-01

武汉铁路局科技发展计划项目(09KY01)