一种自动编制中间站调车计划的方法研究

刘子扬

(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)

1 概述

中间站是设置在铁路区段内，位于两个技术站之间的车站，是为提高铁路区段通过能力、保证行车安全和为服务沿线城乡生产生活而设的重要铁路基层单位。大部分中间站设备配置少，设备种类单一，但是中间站数量众多，占全国路网车站数量的80%以上。

中间站作业包括：列车通过、会让和越行；旅客乘降和行李、包裹的收发和保管；货物的承运、装卸、保管和交付以及摘挂列车向货场甩挂车辆的调车作业。

中间站车站作业[1]是铁路运输组织工作的重要组成部分，调车作业作为车站作业的重点，在很大程度上决定了车站的运输效率[2]。铁路货运的运转流程，除了在编组站进行整列的组编和解编外[3]，还需要在各个中间站进行多次调车作业[4]，才能满足车流上线和货物的装卸需求。国内铁路中间站比例很高，各个车站站场结构类型不同，车站调车方式不同，需要因地因时进行作业，决定了中间站调车作业复杂、通用性不高的特性。

目前中间站平面调车作业钩计划大多由人工编制完成[5]，车站在获取列车确报信息后编制钩计划，再通过下达钩计划通知单的方式由调车班组和调车指挥人员执行，并在执行过程中根据实际情况进行一定的反馈和修改。

编制调车钩计划主要根据调度员个人经验，并结合各种实时沟通方式获取到的调车班组作业进度，车站作业情况以及货运站装卸进展等信息，进行钩计划的编制和录入，计划编制质量和效率主要由编制人员水平及车站调车计划复杂程度决定。调度员对复杂的静态、动态信息的综合考虑和适时的判断是制约调车作业计划编制好坏的关键。

将部分铁路中间站调车作业钩计划的编制由计算机承担，可以提高调车作业钩计划编制的质量，并可以在实际生产中减轻调度人员的负担，提高调度作业效率和调机的利用率。

2 计算机自动编制中间站调车作业钩计划

按照车站货物作业地点分布和调车作业量大小等情况，部分中间站配备固定调机，部分无固定调机的中间站使用流动调机进行作业[6]，同时中间站还可以使用本务机进行调车作业。根据车站配备的作业调机数量，编制中间站调车计划分为单站单机作业和单站多机作业模式。单站多机作业模式可以通过一定方式转换为单站单机作业模式，在此首先介绍单站单机自动作业计划编制方法。

2.1 基本步骤

通过计算机自动编制中间站调车作业钩计划的基本方法是以预先存储的站场基本设备信息和作业规则为基础，在获取确报信息，调机和车辆信息后，由计算机根据甩挂计划，车站股道车辆分布，机车取送作业方式等条件计算取送车顺序。然后根据中间站调车作业规则进行分步判断和调整，输出调车钩计划步骤并提交调车员进行审核，经人工审核修改后成为最终调车钩计划作业单。

如图1 所示，自动编制中间站钩计划基本步骤如下。

图1 计算机自动编制中间站调车作业钩计划基本步骤Fig.1 Basic steps for automatic generation of shunting plans

1) 结合静态数据和动态信息，判断取送车模式和顺序。

2) 根据调车作业规则，迭代生成调车计划，当出现无法自动推算情况时，暂停迭代过程进行人工干预，调整后继续迭代并生成结果。

3) 将结果输入给人工审核修改，最终输出调车作业钩计划单。

2.2 单机自动调车计划编制

单机自动调车计划编制首先需要确定取送作业模式和作业顺序，按照中间站实际作业内容不同，单机取送作业可以分为3 种作业模式。

1）单一送车模式：这种模式是指调机将作业车辆送往货物装卸线或专用线后，单机返回站内的作业模式。

2）单一取车模式：这种模式指单机去货物装卸线或专用线，将装卸完毕的车辆取回站内的作业模式。

3）取送结合模式：这种模式指调机在送车的同时，取回车辆。

根据站内是否有待送车辆以及货物线或专用线是否有待取车辆，可以选择上述作业模式。判断作业模式具体步骤如下。

1）查询目前站内待送车辆信息，通过车辆收货人匹配待送车辆送达目的地，即某一条线路。

2）查询装卸信息，查看是否有装毕车辆需要取回车站内，同时获取待取车辆所在位置。

3）如果只存在待送车辆，则选择单一送车模式。

4）如果只存在待取车辆，则选择单一取车模式。

5）如果既存在待送车辆，也存在待取车辆，则判断两者是否位于同一区域，该区域的划分信息属于静态信息，提前已经存储在系统中。根据区域判断作业类型：

a. 如果位于同一区域，则选择取送结合模式；

b. 如果不位于同一区域，则拆分成两组作业，分别为单一送车模式和单一取车模式。

在存在多组取送作业任务的时候，需要排列任务执行顺序，按照车辆在中间站的作业特点，可以根据整体作业时间最短或者机车走行距离最短的标准进行方案选择，例如可以根据调机走行到目标地点的走行时间和进行摘挂作业的时间遍历所有取送作业地点，通过计算机搜索，找出耗时最少的最佳取送作业顺序。搜索最佳作业顺序所用方法可采用既有数学模型[7]和算法[8]，根据需要进行配置。

为了能够实现逻辑推断进行，需要抽象调车作业规则，使计算机能够执行逻辑判断。将调车作业规则正则化成以下五维信息：触发条件列表、前置条件列表、执行规则、优先级、通用/专用标志位。

信息内容解释如下：触发条件列表表示的是触发本条规则的条件列表，该项不可为空；前置条件列表表示触发本条规则后需要满足的额外条件，一般用于特殊情况判断，该项可以为空；执行规则表示计算机具体构造单条钩计划的规则，一般是计算加挂和减挂车辆的方式；优先级用来对同时满足多个条件的规则进行排序，在执行的时候选择最高优先级规则执行；通用/专用标志位表示该调车作业规则是否适用于通用车站。当为专用时，需包含具体应用地点信息。

启动自动编制钩计划时，首先获取初始触发条件，如图2 所示，然后进行迭代生成，如图3 所示。在每一轮迭代开始的时候，都需要重新计算本次执行的触发条件。

图2 单机调车钩计划自动编制作业模式判断Fig.2 Decision on modes of plan generation for single locomotive

图3 连续生成钩计划流程示意图Fig.3 Flowchart of automatic generation of shunting plans

在生成的过程中，如果出现没有可以使用的规则或者出现优先级相同的多条同类型规则（都是通用或者专用类型，如果两条最高优先级一条为通用类型，一条为专用类型，则应选择专用类型）时，迭代过程将无法继续，此时应转由人工干预，调整后继续进入迭代，直至输出最终结果。

2.3 适用于不同车站的调车作业规则设计

为适应各个车站站场情况不同，调车运用方式多样的特点，将调车规则进一步的划分为通用调车规则和专用调车规则。其中通用规则是基本规则，可以应用于各个车站的调车钩计划编制。专用规则只适用于某一车站，根据车站的特殊情况单独进行编制。

在进行规则判断时，需要根据预先制定好的规则判断顺序，依次进行判断，在通用规则和专用规则都适用的情况下，应该优先以专用规则为准。

为适应站场设备环境调整，作业方式改进等对作业规则的影响，专用规则可以开放给各个车站进行编辑和修改，从而具备一定的开放性和灵活性。通用规则采取统一制定和维护。

2.4 单站多机作业模式转换为单机作业模式

如果一个车站日常作业任务量较大，可能会配备多台固定调机，在实际运用中，可以根据站场情况为每个调机分配固定的作业区域，避免调机运用出现相互干扰。所以当多台机车同时执行取送调车作业时，可以根据作业区域将多台调机协同工作转化为单机调车作业。

当将多个调车机划分到彼此独立的作业区域后，就可以采用单机作业模式下的自动生成流程自动生成调车计划。在多机作业模式下，为避免冲突，应处理作业区域出现覆盖时计划的编制情况。

1）当调机工作区域无重叠时，可以并行编制多个调车机的钩计划作业；

2）当调机工作区域有重叠时，在一个调机工作的时间内，自动编制钩计划流程不允许有重叠区域的调车机编制钩计划；如果需要调整时间，需要进行人工修改和审核。

3 结束语

中间站调车作业复杂、通用性不高，在传统的人工编制情况下受到人员因素影响较大。本文提出一种利用计算机自动编制中间站调车钩计划的方法，能够在一定程度上缓解人工编制调车钩计划的工作负担，降低日常人工编制调车钩计划中的疏忽和考虑不周情况的发生。通过调车钩计划编制规则的分类和开放编辑，可以提高中间站调车钩计划自动编制方案的通用性，并允许根据车站根据特额殊条件进行一定的调整，使自动编制的调车钩计划更好适用于中间站调车作业。