大型鐵路客運站能力查定信息系統(tǒng)研究和應(yīng)用

彭文高

（中國鐵路廣州局集團有限公司 運輸處，廣州 510088）

大型客運站能力查定工作繁雜，工作量巨大，一般要動用車站大量人員，對人員培訓(xùn)，然后進行作業(yè)寫實，寫實數(shù)據(jù)要匯總、分析、處理，分門別類進行咽喉道岔和到發(fā)線等通過能力的計算和分析[1]。目前，為了適應(yīng)客運市場需要，調(diào)圖較為頻繁，傳統(tǒng)能力查定方法要影響車站的正常工作秩序，寫實數(shù)據(jù)欠準確，數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理容易出錯，這些諸多因素都會影響能力查定結(jié)果，造成偏差。因此，傳統(tǒng)的大型客運站能力查定方法急需改進，以適應(yīng)鐵路快速發(fā)展的需要。

本文旨在結(jié)合大型客運站技術(shù)設(shè)備的功能和特點，提出新型原始數(shù)據(jù)的采集方法，以減輕寫實人員工作強度，使原始數(shù)據(jù)更加真實可靠。以此為基礎(chǔ)，研發(fā)和運用大型客運站能力查定信息系統(tǒng)，結(jié)合大型客運站運輸狀況對原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、處理和計算，為車站提供能力查定相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，分析客運站作業(yè)組織和設(shè)備設(shè)施等方面存在的問題，提出可行的措施和方案。

1 數(shù)據(jù)采集方法

我國大型客運站特別是與城際鐵路銜接的大型客運站技術(shù)設(shè)備完善，技術(shù)水平較高，計算機應(yīng)用廣泛，有利于新形勢下能力查定的研究。在能力查定數(shù)據(jù)采集過程中可以應(yīng)用以下設(shè)備或系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，主要有微機聯(lián)鎖設(shè)備、微機監(jiān)測設(shè)備、調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）、調(diào)度集中指揮控制（CTC）系統(tǒng)和列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）等。能力查定所需車站數(shù)據(jù)可以從微機聯(lián)鎖設(shè)備、微機監(jiān)測設(shè)備、TDCS、CTC系統(tǒng)等采集，機車數(shù)據(jù)可以從LKJ-2000等設(shè)備中采集。應(yīng)用這些設(shè)備或系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集以代替人工采點寫實，具有無人為干擾，數(shù)據(jù)準確，可以任意設(shè)定能力查定時間段，對現(xiàn)場工作秩序沒有影響，可隨時隨地進行能力查定工作等優(yōu)點。

2 能力查定信息系統(tǒng)

現(xiàn)行的大型客運站能力查定方法是采用人工寫實，寫實數(shù)據(jù)表格繁多，并且要結(jié)合行車資料進行分類、統(tǒng)計、分析和計算，完全依靠手工完成，工作強度高，容易出現(xiàn)錯誤。應(yīng)用大型客運站能力查定信系統(tǒng)可以將采集的原始數(shù)據(jù)輸入計算機，經(jīng)過系統(tǒng)處理、匯總、統(tǒng)計、分析和計算等階段，即可得到大型客運站咽喉通過能力、到發(fā)線通過能力和客技站整備場能力等計算結(jié)果及其相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.1 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)

大型客運站能力查定信息系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)主要包括車場咽喉通過能力、車場到發(fā)線通過能力、客技站整備場能力3大部分，如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)層次分明，結(jié)構(gòu)清晰，便于管理，模塊化結(jié)構(gòu)更能方便系統(tǒng)功能的增減[2]。

圖1 大型客運站能力查定信息系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)

2.2 系統(tǒng)功能分析

大型客運站能力查定信息系統(tǒng)主要有以下功能。

（1）錄入功能：實現(xiàn)能力查定信息系統(tǒng)中車站屬性數(shù)據(jù)和車站采集原始數(shù)據(jù)的錄入界面及接口，保存系統(tǒng)的查標信息，在大型客運站能力查定統(tǒng)一的體系框架下考慮到各大型客運站在設(shè)備配置和作業(yè)組織上的差異，使系統(tǒng)具有通用性，可以在全路推廣使用[3]。

（2）分析功能：結(jié)合大型客運站設(shè)備配置及作業(yè)組織狀況，對原始數(shù)據(jù)進行分析，主要分析數(shù)據(jù)完整性和接續(xù)性，剔除和修改錯誤數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)更加精準符合實際。

（3）匯總統(tǒng)計功能：根據(jù)大型客運站特點和能力查定要求，對寫實數(shù)據(jù)進行分類匯總和統(tǒng)計，得出能力查定相關(guān)數(shù)據(jù)指標。

（4）計算功能：計算各項作業(yè)占用技術(shù)設(shè)備時間標準，以此為基礎(chǔ)，分析計算大型客運站技術(shù)設(shè)備能力數(shù)據(jù)。

（5）查詢功能：用戶在使用能力查定信息系統(tǒng)過程中，可以根據(jù)特定條件和組合條件查詢大型客運站技術(shù)設(shè)備配置及其狀況、寫實數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計結(jié)果、各項技術(shù)設(shè)備占用時間及其標準和各項技術(shù)設(shè)備能力數(shù)據(jù)及其相關(guān)指標。

（6）輸出功能：對能力查定信息系統(tǒng)中分類、匯總、統(tǒng)計和計算得到的各種類數(shù)據(jù)和信息以及用戶查詢結(jié)果以報表格式輸出和打印，便于用戶閱讀、使用和保存。

2.3 數(shù)據(jù)流程圖

在大型客運站能力計算理論等方面，以鐵路總公司《車站行車工作細則》編制規(guī)則等相關(guān)資料能力計算方法為基礎(chǔ)，結(jié)合大型客運站實際作業(yè)情況，采用利用率計算方法計算大型客運站各項能力指標[4]。利用率計算方法的關(guān)鍵問題是統(tǒng)計匯總車站各項作業(yè)占用技術(shù)設(shè)備的總時間T總，T總受多種因素的影響，需要結(jié)合車站各項作業(yè)的屬性對原始數(shù)據(jù)進行分屬性處理和分析匯總[5]。以方便原始數(shù)據(jù)采集和屬性分類、化繁為簡、突出重點和簡化分析計算為原則，對數(shù)據(jù)處理方法進行全面改進。大型客運站通過能力的計算方法采用利用率計算方法。

（1）匯總一晝夜各項作業(yè)占用技術(shù)設(shè)備的總時間 T總（min）：

（2）技術(shù)設(shè)備能力利用率K：

（3）技術(shù)設(shè)備能力N：

式中：

k1, k2, k3, …, ki—車站某項設(shè)備一晝夜第1, 2, 3,…, i 項作業(yè)的次數(shù)；

t1, t2, t3,…, ti—車站某項設(shè)備一晝夜第1, 2, 3,…,i 項作業(yè)占用設(shè)備時間(min)；

∑t固—車站某項設(shè)備一晝夜各種固定作業(yè)占用設(shè)備的總時間；

M—技術(shù)設(shè)備數(shù)量；

α—車站某項設(shè)備的空費系數(shù)；

∑k—車站一晝夜非固定作業(yè)占用某項設(shè)備總次數(shù)；

∑k=k1+k2+k3+…+ki

n固—車站一晝夜固定作業(yè)占用某項設(shè)備總次數(shù)。

2.3.1 車場咽喉通過能力數(shù)據(jù)流程圖

銜接有城際鐵路的大型客運站咽喉通過能力可以根據(jù)車站行車作業(yè)實際情況對各車場分別進行分析計算[6]。大型客運站車場咽喉通過能力數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。進行道岔分組，再以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合大型客運站相關(guān)行車資料，對數(shù)據(jù)進行屬性分析、統(tǒng)計、匯總和計算，得到車場咽喉道岔占用時間匯總表[7]。按照圖2所示的流程即可得到各車場咽喉道岔通過能力結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)指示。

圖2 大型客運站車場咽喉通過能力數(shù)據(jù)處理流程圖

2.3.2 車場到發(fā)線通過能力數(shù)據(jù)流程圖

銜接有城際鐵路大型客運站車場到發(fā)線通過能力可以根據(jù)車站行車作業(yè)實際情況對各車場分別進行分析計算，大型客運站車場到發(fā)線通過能力數(shù)據(jù)處理流程見圖3所示[8]。同樣以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合大型客運站相關(guān)行車資料，對數(shù)據(jù)進行屬性分析、統(tǒng)計、匯總和計算，得到車場到發(fā)線占用時間匯總表[9]，按照圖3示的數(shù)據(jù)處理流程即可得到各車場到發(fā)線通過能力結(jié)果及其相關(guān)數(shù)據(jù)指標。

圖3 大型客運站車場到發(fā)線通過能力數(shù)據(jù)處理流程圖

2.3.3 客技站整備場能力數(shù)據(jù)流程圖

大型客運站客技站整備場能力數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示。以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合客技站相關(guān)資料，對數(shù)據(jù)進行屬性分析、統(tǒng)計、匯總和計算，得到整備場各種類列車占用時間匯總表，按照圖4所示的數(shù)據(jù)處理流程即可得到整備場能力相關(guān)數(shù)據(jù)指標。

圖4 大型客運站客技站整備場能力數(shù)據(jù)處理流程圖

2.4 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)在設(shè)計上具有通用性、可擴展性、先進性、互聯(lián)性、靈活性等特點。系統(tǒng)以廣州客站為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的參考站，但是所有與車站相關(guān)的信息屬性都可以隨著車站屬性的不同進行改變，系統(tǒng)在操

作上具有通用性。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方法，可以根據(jù)需要對系統(tǒng)進行功能擴展。采用當前流行的C/S模式的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，在分析、統(tǒng)計、匯總和計算等的設(shè)計方面對傳統(tǒng)的方法作了一定程度的改進。系統(tǒng)可以在局域網(wǎng)的支撐下，進行數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)查詢等的操作。系統(tǒng)可以單機使用，也可以聯(lián)網(wǎng)使用。系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫采用MicroSoft SQL Server2014，以滿足多用戶和單用戶使用的需要。軟件系統(tǒng)前臺開發(fā)工具選用PowerBuilder Enterprise 9.0。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

廣州客車站（簡稱：廣州站）按技術(shù)性質(zhì)為客運編組站，按業(yè)務(wù)性質(zhì)為客運站，按等級為特等站，是京廣線、廣茂線和廣深線旅客列車終到、始發(fā)與中轉(zhuǎn)的車站，屬于大型客運編組站，技術(shù)設(shè)備較多，可以通過微機聯(lián)鎖系統(tǒng)或TDCS采集能力查定所需的原始數(shù)據(jù)。

3.1 車站咽喉通過能力

在對廣州站兩端咽喉區(qū)進行道岔分組后，以采集的原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合車站相關(guān)行車資料，應(yīng)用大型客運站能力查定信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理、分析、統(tǒng)計和計算，得到車站咽喉道岔占用時間匯總表，進而得到車站咽喉能力利用率數(shù)據(jù)，如表1和表2所示。

表1 廣州站深圳端咽喉能力利用率（3天）

表2 廣州站棠溪端咽喉能力利用率（3天）

根據(jù)車站作業(yè)情況，提出以下改進措施[10]：

（1）深圳端1道、Ⅱ道、3道和4道機車轉(zhuǎn)線、入庫作業(yè)可以利用牽出線進行，盡量不占用機待線，以降低14號道岔組和16號道岔組利用率。

（2）多組織旅客列車進入1道、3道和4道，貨物列車或機車進入Ⅱ道，可以有效地降低車站兩端咽喉利用率，提高車站咽喉通過能力。

（3）多組織機車連掛到達車站，最好進入Ⅱ道，或在Ⅱ道集結(jié)，再入庫。

（4）多組織到達旅客列車進入8道和9道，這樣車底入客技站不占用7號道岔組和17號道岔組。

3.2 到發(fā)線通過能力

廣州站到發(fā)線股道較多，根據(jù)接發(fā)車以及調(diào)車作業(yè)狀況，擬將其劃分為3個車場。廣州站車場構(gòu)成圖，如圖4所示。

圖4 廣州站車場構(gòu)成圖

同樣，以采集的原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合車站相關(guān)行車資料以及車站屬性，應(yīng)用大型客運站能力查定信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理、分析、統(tǒng)計和計算，得到車站各車場占用時間匯總表，進而得到各車場到發(fā)線能力利用率數(shù)據(jù)，如表3～表5所示。

表3 車場I到發(fā)線通過能力數(shù)據(jù)（3天）

表4 車場II到發(fā)線通過能力數(shù)據(jù)（3天）

表5 車場III到發(fā)線通過能力數(shù)據(jù)（3天）

3個車場中，車場Ⅰ能力利用率0.9，已接近飽和，車場Ⅱ和車場Ⅲ通過能力利用率較低。根據(jù)車場Ⅰ行車作業(yè)現(xiàn)狀，提出以下措施[11]：

（1）通過Ⅱ道的京廣下行方向貨物列車和旅客列車盡量安排在Ⅻ道通過；

（2）需要通過車場的進出機務(wù)段單機等調(diào)車作業(yè)盡可能安排在Ⅱ道通過，這樣可以減少在其它股道占用時分；

（3）盡量減少到達和始發(fā)旅客列車在到發(fā)線占用時分。

4 結(jié)束語

大型客運站能力查定原始數(shù)據(jù)采集方法的提出和實踐 ，以及大型客運站能力查定信息系統(tǒng)的研制開發(fā)，解決了客運站能力查定工作長期使用大量人員進行采點寫實和數(shù)據(jù)人工處理的問題。廣州客車站能力查定結(jié)果表明，能力查定結(jié)果和相關(guān)數(shù)據(jù)符合現(xiàn)場實際。研究成果對于全路大型客運站能力查定工作提供了有力的支撐。結(jié)合車站技術(shù)設(shè)備實現(xiàn)能力查定原始數(shù)據(jù)自動采集，再結(jié)合能力查定信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行自動處理，將使能力查定工作實現(xiàn)智能化，這是今后發(fā)展的方向。