车辆基地收发车计划编制及调整系统的研究设计

杨 帆，王坚强

（1. 西南交通大学 信息科学与技术学院，成都 611756；2. 中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031）

城市轨道交通车辆基地是列车停放、保养和检修的基地[1]，为列车每天从车辆基地出发至正线车站提供运营服务，运营结束后再从正线返回车辆基地。车辆基地内主要作业任务为发车作业和收车作业，发车计划通常由夜班的车场调度根据检修调度次日的检修计划、列车实际停放位置和次日的运行图时刻表等信息编制。收车计划是车场调度根据当日的发车计划、实际的运营情况，车辆基地现场情况、次日的运行计划和当日的检修计划等信息编制[2]。

目前，车辆基地作业组织的计划报表都是通过调度员手动采用电子表格编制实现的[3]，编制方法落后，效率低下。本文设计了一种车辆基地收发车计划编制系统，可以简化计划编制步骤，利用计算机的计算能力，可以快速通过可视化界面编制出收发车计划，最终导出可执行的计划报表。

1 收发车计划编制及调整系统功能分析

根据车辆基地作业的需求，编制系统应包含基本的作业计划生成导出功能，还添加了仿真功能，具体包含的功能模块，如表1所示[4]。

表1 功能模块

1.1 作业计划编制

（1）基本计划自动编制。编制计划时，导入正线时刻表，获得转换轨发车时间和收车时间。再导入检修计划和列车停放位置信息。发车时，对于今日有检修任务的列车，匹配好车次的列车自动排列出来。收车时，有检修任务的列车自动排列到可以进行检修的股道。

（2）人工编制和调整。编制发车计划时，没有匹配列车的车次号，则需要人工手动选择无检修任务的列车来匹配车次号。编制收车计划时，无检修计划的列车人工选择收车股道。同时，也可以对编制的计划进行人工的微调。

1.2 作业计划在线调整

（1）自动调整发车车号。在编制好计划后，也会随着现场的特殊情况而对计划进行调整。例如：在发车前，绑定车次号的列车检修还未完成或者临时出故障不能运营，则需要进行自动的调整，选择备用列车进行发车。

（2）自动调整收车股道。收车时，如果收车股道被占用，则也需要进行自动调整选择空闲出来的股道停车。

1.3 作业计划报表生成

（1）报表的输出打印。在可视化界面编制完发车和收车计划后，能一键生成相应的发车计划报表和收车计划报表，并可以导出保存和打印。

（2）报表的下发仿真。在报表生成过后，可以下发给仿真子系统，可按照报表里信息进行仿真验证。

1.4 数据管理

可以进行基础数据的查看、添加和改动，例如：车辆基地的基础数据，对股道的增删改动。还需要编辑导入的一些检修计划、时刻表和车辆停放信息等。

1.5 作业计划动态仿真

为了验证编制计划的正确性，仿真出列车按照作业计划进行收发车作业。同时，可以在仿真界面内设置列车的临时故障和股道临时占用，来验证作业计划编制系统的自动调整功能。

2 作业计划编制及调整系统设计

2.1 开发环境

车辆基地作业计划编制系统是建立在Windows操作系统的基础上，采用的开发工具是Visual Studio2013，数据库采用的是SQL Server2014。开发语言为C#，C#作为.NET平台的核心语言，是一种精确、简单、类型安全、面向对象的编程语言[5]。系统使用GDI+图像处理技术[6]绘制作业计划，GDI+是.NET的绘图技术，在C#中，使用GDI+处理二维的图形和图像，能够根据坐标轴x和y表示的点来快速绘制出图形图像。

2.2 系统结构设计

系统采用3层结构设计，分别为界面层、处理层和数据层[7-8]，结构如图1所示。界面层绘制图像的数据全是存储在数据层，中间处理层负责读取数据并处理数据，生成符合界面层GDI+可识别的绘制命令。数据层分为4个存储模块，分别为基础数据、正线时刻信息、检修计划信息和车辆停放信息。基础数据主要为车辆基地股道和转换轨等信息；正线时刻信息主要为列车出转换轨进入正线的时刻；检修计划主要为车辆检修的内容和时间等信息；车辆停放信息主要为车辆在车辆基地所停的位置信息。

图1 系统结构

2.3 系统流程

作业计划编制系统的工作流程，如图2所示，主要实现步骤为：

（1）导入正线时刻表、检修计划和车辆停放位置信息存入数据库，执行步骤（2）；（2）根据第导入的数据，系统自动将今日有检修任务的列车匹配车次号，执行步骤（3）；（3）将匹配好车次号的列车自动在绘制界面绘制出来，若还没有车次号匹配车号，执行第（4）步，若所有车次号都有匹配车号，则执行第（5）步；（4）人工为没有检修任务的列车匹配上车次号，排列出作业计划。或者系统根据现场情况自动调整已经排列出的计划，修改完成后，对应的数据库进行相应的改变，执行步骤（2）；（5）计划编制完成，生成计划报表并打印；或者下发给仿真模块进行仿真验证，执行步骤（6）；（6）根据计划报表仿真验证，若在验证过程中计划有调整，则重复步骤（4），经过调整过后，继续按照调整过后的计划进行仿真。

图2 系统流程

2.4 界面设计

收发车计划编制系统编制界面类似于正线的运行图编制界面[9]，如图3所示，纵轴表示的是停车股道和转换轨等信息，横轴表示的是时刻信息，斜虚线表示列车在车辆基地内的移动，用户可在界面点击小圆点更改该车次的相关信息。仿真界面如图4所示，可以仿真模拟出列车位置的变化，仿真界面可以设置突发情况，并实时反馈给编制系统给出调整信息。

图3 编制界面

图4 仿真界面

3 结束语

本文设计了一种车辆基地收发车计划编制及调整系统，该系统能够利用计算机的计算与图像处理优势来快速编制收发车计划，减少车辆基地调度人员的工作量和提高编制效率，该编制系统操作简单，可以直观形象地表示出收发车计划。在编制计划完成后，可以一键导出计划报表，并仿真验证作业计划的可行性。系统已经实现人工对收发车作业计划的调整修改，系统的后续研究，将以系统的自动调整为目标，实现系统在突发情况下的作业计划自动调整。