列车运行图软件智能化设计与实现

查显锋

(卡斯柯信号有限公司，上海 200071)

近年来我国铁路步入了高速发展，尤其是高速铁路建设方面，取得了重大成就。高速铁路的行车密度大、行车准点率高、安全可靠性更高，这些高要求必然给行车指挥调度带来极大挑战。降低调度员的劳动强度，提高调度指挥的效率已成为调度系统功能不断完善的目标。目前国内使用的TDCS/CTC 调度指挥系统的运行图软件均是调度员根据列车实际运行情况及外界客观因素，只能逐个对每趟列车运行计划进行实时动态调整[1-3]；但对编制运行图智能化控制方法有了一定的深入研究[4，5]，但重点仍是针对列车在区间的运行效率最高和总能耗最低为优化目标[6，7]。本文设计的智能运行图软件可通过6 种不同场景的调整方案，快速准确便捷的对多趟列车运行计划进行一次行调整，从而提高行车指挥效率。

1 智能运行图软件设计架构

运行图软件安装在路局调度中心的调度台终端上，供行车指挥调度员操作使用。作为调度台软件的组成部分，需要通信服务器、TG 服务器以及对外的接口服务器的配合，必须在网络畅通的条件下方可运行全部功能，网络中断时，可以提供有限制的离线操作功能。TDCS/CTC 调度指挥系统的基本结构如图1 所示[8]。

图1 TDCS/CTC调度指挥系统的基本结构Fig.1 Basic structure diagram of TDCS/CTC dispatching command system

行车调度员通过运行图软件进行计划编辑，由“运行图→通信服务器→通信前置机→车站设备”的方式将阶段计划信息下发至车站的自律机和车务终端；而车站人员通过“车站设备→通信前置机→通信服务器→应用服务器”的方式将车站的报点、速报信息上报至铁路局中心机房服务器上，再由“应用服务器→通信服务器→运行图”以同步更新运行计划的方式发送至铁路局中心调度台上。

2 智能运行图软件功能模块

2.1 功能模块

智能运行图软件调整功能模式包含：多线移动、多车降速缓行、多车恢复常速、单车降速缓行、单车恢复常速以及区间故障调整。因外界客观因素导致运行图调整的情况大致包含：封锁调整(单方向、双方向)、车站单股道封锁调整、全站封锁调整、动车组区间故障调整、动车组停于站内股道封锁调整、风雨雪封锁调整、接触网停电调整(单方向、双方向)、异物侵入调整(单方向、双方向)、区间限速调(单方向、双方向)、车站折返晚点调整，车站折返股道变更调整。以区间封锁调整的程序设计流程为例，如图2 所示。

图2 区间封锁调整的程序流程Fig.2 Program flow chart of section block adjustment

2.2 数据流图

软件设计的数据流，如图3 所示。

3 智能运行图软件实现结果

智能调整运行图软件采用Visual studio 2003开发环境实现，针对不同的情况一共设计6 种不同的调整方案，分别是多线移动、多车降速缓行、多车恢复常速、单车降速缓行、单车恢复常速以及区间停用调整，如图4 所示。

图3 数据流图Fig.3 Data flow diagram

图4 6种调整方案Fig.4 Six adjustment schemes

3.1 多线移动调整

适用于批量将运行线往前或者往后平移。假如在时间段20:40-21:00、喀左到奈林皋的区间段发生状况，软件可自动加载出该时间段和区间段将驶过的车辆信息（此处为G3、G5 次列车）。设置后移或前移时间（此处设置后移20 min），可达到平移多条运行线的效果，如图5 所示。

G3 和G5 次列车的运行线可同时向后发生平移，调整之后的运行图可与实际待调整的运行图进行对比。实际的运行线如图6 所示，调整后的运行如图7 所示。

3.2 多车降速缓行调整、多车恢复常速调整

图5 多线移动调整Fig.5 Multi-line movement adjustment

图6 实际运行图Fig.6 Actual train diagram

多车降速缓行调整适用于大风、雨雪等自然条件下批量将运行线往前或者往后平移。假如在时间段20:40-21:00，喀左到奈林皋的区间段发生状况，软件可自动加载出该时间段和区间段将驶过的车辆信息（此处为G3、G5、G8、G10 次列车）。设置降速值大小（此处设置降速150），可达到改变运行线斜率的效果，如图8 所示。多车恢复图定速度调整适用于批量将运行线恢复图定速度。选择需要恢复图定速度的区段和时间段，软件可加载出相关车辆信息。

3.3 单车降速缓行调整、单车恢复常速调整

单车降速缓行调整适用于单趟列车故障降速。假如G5 次列车发生故障需要在21:00-21:30 的时间段内降速缓行（此处降速100），如图9 所示。单车恢复图定速度调整适用于单趟列车恢复图定速度。

图7 调整后运行图Fig.7 Adjusted train diagram

图8 多车降速缓行调整Fig.8 Multi-train speed reduction adjustment

3.4 区间故障调整

适用于区间故障条件下批量调整运行线避让故障区间，选择需要封锁的区间和时间段，如图10所示。

4 结论

图9 单车降速缓行调整Fig.9 Single-train speed reduction adjustment

图10 区间故障调整Fig.10 Section fault adjustment

智能运行图软件已在京沈客运专线联调联试期间进行了相关功能验证，试验场景主要包括：区间封锁调整、车站单股道封锁调整、全站封锁调整、动车组区间故障调整、动车组停于站内股道故障调整、风雨雪限速调整、风雨雪封锁调整、接触网停电调整、异物侵入调整、区间限速调整、区间折返调整、车站折返晚点调整、车站折返股道变更调整、单车限速调整等场景。智能运行图软件在各种环境下处理列车运行计划调整的高效性能，得到调度员的高度认可。但智能运行图软件操作过程中仍然是通过人工设置相应的参数条件来进行列车运行计划的智能调整，今后将对软件功能持续完善，通过接口方式自动获取外部条件参数实现一键操作，进一步提高智能化程度。