车辆段检修调度指挥系统的设计探讨

冯熙

摘 要：随着现代信息技术的发展，车辆段检修调度系统在铁路运营中的应用越来越广泛。该系统能够解决传统车辆段指挥调度，数据采集不全、系统集成不强、实施监控覆盖面小的局限。车辆检修调度系统通过数字化场站平面、检修作业现场监控、车辆基础信息数据，以及车辆识别系统（AEI）、网络扣车系统（CMIS）、车辆技术系统（HMIS）三个系统的集成，实现车辆段检修有序运作。

关键词：车辆段；检修生产；调度系统；信息化

1 概述

现代信息技术对车辆段检修调度管理模式产生重要影响，数据库技术能够实现车辆基本参数、检修信息的合成；语言编程技术能够实现车辆检修调度的多方案比选；互联网技术能够实现数据远程传输和实时监控。研究车辆段检修调度系统对加强车辆动态集成管理，提高车辆周转效率，增强铁路运力具有重要意义。

2 车辆段检修调度作业现状

2.1 车辆检修业务流程

车辆段列车检修业务可归纳为“两检、一修、一验”。“三检”即预检和分检，“一修”即车辆修理，“一验”即鉴定和验收。

首先，预检。列车进入车辆段存车线，预检员需登记车辆基本信息，逐车检查列车可疑故障。预检员需手工登记预检情况，并反馈车辆段调度员。同时，将预检情况手工输入车辆检修管理系统（HMIS）。其次，分检。调度员结合车辆段存车线上的车辆数量和检修车间生产能力，根据经验提出车辆检修调度方案。同时，下达当日车辆检修工作计划。随后，机车牵引列车进入检修车间，各检修班组将列车拆解，列车部件送至专业车间检修。第三，施修。各专业车间对列车部件的耐久年限和机械性能进行检查，通过取料车间调取维修材料和替换零件。施修过程需要调取大量列车零部件和专业检测设备，为加强列车部件的有效管理，建立了仓库进出料管理系统。第四，鉴定和验收。列车经检修、组装、验收后，按调度员指令拉离车辆段。

2.2 车辆调度工作任务

车辆调度系统是列车检修的核心与枢纽，主要承担计划制定、进度控制、动态协调等任务。

首先，制定车辆段检修计划。一是明确检修承载力和待检工作量。检修承载量包括车辆段检修车间规模、台位数量、零部件库存、检验设备及技术人员配置等基本信息，以及正在作业或暂时空闲的台位、设备、人员等动态信息。待检工作量主要是存车线上滞留的车辆规模。二是确定车辆勾序。勾序，即列车由存车线至检修车间的股道路径。由于车辆段股道较为复杂，车辆检修涉及多个车间协同作业。统筹协调机车股道路径能够提高检修效率。三是发出检修指令。确定检修计划和股道勾序后，调度员要将相关信息发至检修车间。同时，告知仓库需调拨的维修零部件。

其次，检修车间进度控制。一是实时监控车间检修作业进度。掌握检修车间各车辆的存放位置、检修进度、物料供应等信息。二是组织车间检修工序，优先安排重要紧急的检修任务，综合调配各检修车间的设备、零部件和技术人员。三是对已完成鉴定与验收的车辆，及时重新编组，组织驶离车辆段。

第三，协调车辆段内外业务工作。协调车辆段和车站的业务关系，使车辆段检修业务总量保持在正常水平；协调铁路沿线各车辆段的检修任务，从铁路全线车辆检修宏观分析，适时增加车辆段检修业务，或将本车辆段检修业务部分分配至其他车辆段。协调车辆段内部存车线、检修车间、仓库等相关部门，确保车辆段正常运行。

2.3 传统车辆检修调度模式存在的问题

车辆段检修程序复杂、时间紧迫、任务繁重，传统调度管理模式较难适应现代车辆段检修的需求，并存在若干问题。

首先，数据采集问题。数据采集是车辆检修调度的基础环节，需要及时、准确的确定车辆型号、技术参数、主要故障、主要零配件等信息。传统调度管理采用手工登记、纸质传递、逐条录入系统的方式采集信息。预检员先将车辆型号和技术参数进行手工登记，再将纸质登记表格汇总交给调度员，最后将纸质信息录入管理系统。传统数据采集模式，数据信息错误、遗漏、错位等情况较为普遍；数据采集与交换的及时性较差；数据纳入系统具有一定的滞后性。

其次，系统集成问题。为了增强铁路车辆段检修的信息化管理水平，铁道部先后研发和推广了若干信息管理系统。一是车辆识别系统（AEI）。目前，我国铁道车辆已全部安装AEI识别系统，列车运行过程中，安装在地面的识别装置可以与列车上的标识装置实现信号对接，瞬时获取列车基本信息，包括型号、年检时限和技术参数等，并将上述信息传递至系统数据库。二是网络扣车系统（CMIS）。系统对车辆段管辖范围内的列车进行定位和跟踪，依托AEI识别系统，掌握车辆检修时限，对超过车辆检修時限的列车发出强制检修指令。扣车系统能够减轻预检员逐车检查的工作量，提高预检工作效率。三是车辆技术信息系统（HMIS）。系统完整记录了车辆各类技术参数、历次检修时间、主要故障内容、维修方案及零部件需求情况，为车辆检修和保养提供技术支持。但是，AEI、CMIS、HMIS系统之间尚未建立数据交换端口，暂时无法实现数据远程共享，这使得上述三个系统成为信息“孤岛”，各自为政。同时，增加了车型、车号、技术参数等基础数据的录入和更新工作量。

第三，实施监控问题。目前，车辆段检修车间尚未实现视频监控全覆盖，即使车辆检修车间已安装视频监控，在调度管理系统未与车辆技术信息系统进行数据对接前，调度员很难从实时画面中判断车辆检修进度。调度员给出车辆检修计划和零部件供应计划后，较难实时获取车辆检修进度。因而，缺乏列车检修进度控制的依据。

3 车辆段检修调度系统设计方案

3.1 总体设计

车辆检修调度系统通过数字化场站平面、检修作业现场监控、车辆基础信息数据，以及车辆识别系统（AEI）、网络扣车系统（CMIS）、车辆技术系统（HMIS）三个系统的集成，实现车辆段检修有序运作。

首先，建立可视化操作平面。系统自动生成股道、存车线、检修车间、列车位置等信息，使车辆段内列车布局较为清晰的呈现在调度员面前。

其次，采集车辆检修动态数据。依托车辆识别系统（AEI）、网络扣车系统（CMIS）、车辆技术系统（HMIS），动态采集列车基本信息和检修信息，为车辆检修调度提供支撑。

第三，实时监控车辆检修进度。在检修车间安装视频监控，直观掌握检修进度。

第四，数据读取与修改。车辆检修调度系统设置“读取”和“修改”两个数据流，单向箭头表示仅“读取”，双向箭头表示既能“读取”，又能“修改”。如AEI、CMIS、HMIS、车辆基础数据等数据，车辆调度系统可读取和修改。数字化场站平面、现场作业信息等数据，车辆调度系统仅能读取，不能修改。

第五，远程查询与统计分析。车辆检修调度系统与互联网各远程终端连接，远程终端可实现数据查询和统计分析，但不能修改数据。

3.2 功能模块

车辆段检修调度系统由八个模块组成。

第一，股道平面模块。股道平面模块涵盖尺度信息和参数信息。尺度信息，即是车辆段内股道的分布形态、长度、宽度、转弯半径等，以及股道中各项设备的位置、平面尺寸和高度等；参数信息，即是股道中库门、台位、调梁机等设备的型号、承载极限、技术参数等。股道平面模块是车辆调度的基础，机车调度、车辆检修等均以股道平面模块为依托。

第二，现车位置模块。在股道平面图以不同色彩的矩形方框表示现车。现车模块记录三类信息，即车辆位置、技术参数、检修进度。车辆检修调度系统将平面直角坐标系赋予股道平面图，可实现现车位置的精准定位，便于调车路径计算。将鼠标移至矩形方框，既可显示车辆基本参数，该数据由AEI系统提供。矩形方框的不同色彩表示检修进度，该数据由HMIS系统提供。

第三，调车作业模块。调车，即是机车和车辆在场站股道中有指向性的位移。调车作业模块通过仿真模拟，能够实时生成和修正调车作业。调车作业仿真模拟分为计划编制和计划执行两部分。计划编制，即是确定车辆进出检修车间的顺序。通过编程和算法，将现车逐车拖曳至检修车间，并完成演示，直到一个批次的调车计划编制完成，最后生成《调车作业通知单》。此外，模拟调车作业仿真模块的数据库要严格按照调车细则进行，限制整个调车过程，如警冲标位置、向空线甩车的规定、成组的规定、调车作业方法（单推多溜、禁溜、推送、单推单溜）等。计划执行，即是对调车作业的实时跟踪。当完成《调车作业通知单》后，现场车辆开始调车，系统会实时监控车辆的位移信息，该批调车计划可以被执行、打印、以及中断操作。为保证数字化调度现场与实地作业现场的实时同步，调度员还可以与调车组进行实时通讯，以掌握调车计划的实际执行情况，在调车执行模块上输入相应的作业步骤。

第四，数据采集与处理模块。由于AEI、CMIS、HMIS三个系统尚未建立数据共享，各自执行不同的数据采集标准和格式，不能被车辆段检修调度系统直接识别和读取。需要对AEI、CMIS、HMIS系统的数据进行匹配、筛选、处理，作为车辆段检修调度系统的数据库。基于AEI系统读取车辆标签，包括型号、技术参数、检修记录等，并作为车辆识别的唯一标识。基于CMIS系统读取车辆定检计划，自动更新段内车辆的附属资料。基于CMIS系统读取轮对、轴承等质保数据。

第五，现车信息读取与修改模块。在数字化股道平面图上，矩形方框表示现车位置和修程信息，将鼠标移动至方框，可获得车辆基本信息；双击方框，可显示车辆的型号、技术参数、检修方案、调车计划、台位设置等信息。调度员还可以通过窗口对数据进行修改和调整，添加必要的调度记事、计划安排、备注等。系统也可以形成逻辑运算结果和业务报表。

第六，车间检修计划与执行模块。车间根据检修进度动态要求，由车间调度负责编制修车日计划表，通过操作该模块，给具体的车辆安排待修台位，就可以自动生成车间的修车生产（半）日计划；若需修改现车资料，则可返回编制页面，重新生成修车计划。修车计划以电子文档的形式在局域网共享。

第七，远程终端查询与分析模块。铁路系统远程终端对车辆段检修情况可进行查询和分析。通过互联网和终端权限设置，铁路系统各级部门和科室，可以查阅不同车辆段检修实况，通过数据报表的汇总，可以分析车辆段内部及车辆段之间检修运营情况。通常，远程终端查询和分析模块仅具有读取数据的功能，而不能修改数据。

第八，辅助模块。辅助模块围绕非检修业务，帮助调度人员实现自动化办公与信息传输，包括：报表自动统计分析模块、车辆检修逻辑模块、内部办公模块、系统数据维护模块等。统计报表是车辆段检修业务水平评估的重要形式，根据业务种类和时序，自动生成各类报表，能够减少调度员的工作量，提升工作效率。车辆检修逻辑模块以AEI系统为基础， 收集车号、车型、制造商、检修时限等信息，再将整理的信息与CMIS和HMIS系统对接，实现数据拓展，生成车辆技术参数、历次检修记录等信息。如制造时间超过15年的罐车自动提示须做水压实验，过期车按前次厂修日期推算轮对质保月数等，均属于这一类业务逻辑判断。内部办公模块承担公文流转、共享、办理等功能，相当于企业的办公自动化系统。系统数据维护模块是将与调度指挥工作相关的数据查询、修改功能进行统一，根据用户需要进行扩展和改进。如货车基础资料数据库、用户登录信息、系统初始化操作、远程查询日志、施修厂段单位代号或名称、企业自备车终到站名、相关调度工作细则查询等。

4 车辆段检修调度系统测试与调试

系统测试和调整涉及软件和硬件两部分。车辆段检修调度系统是建立在AEI、HMIS、CMIS等多个系统上的集成软件，测试的重点包括：一是数据库匹配程度，即各数据库中基础数据的标识、数据的拓展、数据的动态更新等问题；二是模块算法的逻辑性。各系统模块在调取、修改、计算、运用系统数据时，是否存在错误或冲突，从而导致系统计算错误或系统运行崩溃，尤其是调车路径自动生成的准确性；三是不同软件和模块的兼容性，避免出现数据混杂和扰乱等现象。硬件方面，主要侧重于视频摄像头、光感识别器等设备的敏感度、清晰度、精准度；各类光缆和传输线路的安全性等问题。

5 结语

车辆段检修调度系统是现代网络信息技术在铁路运营中的运用，具有多项技术优势。一是数字化场站模拟显示，能够使调度员实时掌握车辆段内各设备、车间、机车的部分情况。二是多系统集成模块。集成现有AEI、CMIS、HMIS等系统功能，实现车辆识别、网络扣车、故障检修等协同作业。三是数据库匹配与动态更新，通过系统数据识别与扩展，实现丰富车辆检修调度的数据支撑。四是严格控制人工数据输入量，自动计算大量数据并生成报表，避免重复手工抄录带来的错误。五是利用现有网络实現不同级别用户组远程查询，信息共享程度高。

参考文献：

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