車輛基地收發車計劃編制及調整系統的研究設計

楊 帆，王堅強

（1. 西南交通大學 信息科學與技術學院，成都 611756；2. 中鐵二院工程集團有限責任公司，成都 610031）

城市軌道交通車輛基地是列車停放、保養和檢修的基地[1]，為列車每天從車輛基地出發至正線車站提供運營服務，運營結束后再從正線返回車輛基地。車輛基地內主要作業任務為發車作業和收車作業，發車計劃通常由夜班的車場調度根據檢修調度次日的檢修計劃、列車實際停放位置和次日的運行圖時刻表等信息編制。收車計劃是車場調度根據當日的發車計劃、實際的運營情況，車輛基地現場情況、次日的運行計劃和當日的檢修計劃等信息編制[2]。

目前，車輛基地作業組織的計劃報表都是通過調度員手動采用電子表格編制實現的[3]，編制方法落后，效率低下。本文設計了一種車輛基地收發車計劃編制系統，可以簡化計劃編制步驟，利用計算機的計算能力，可以快速通過可視化界面編制出收發車計劃，最終導出可執行的計劃報表。

1 收發車計劃編制及調整系統功能分析

根據車輛基地作業的需求，編制系統應包含基本的作業計劃生成導出功能，還添加了仿真功能，具體包含的功能模塊，如表1所示[4]。

表1 功能模塊

1.1 作業計劃編制

（1）基本計劃自動編制。編制計劃時，導入正線時刻表，獲得轉換軌發車時間和收車時間。再導入檢修計劃和列車停放位置信息。發車時，對于今日有檢修任務的列車，匹配好車次的列車自動排列出來。收車時，有檢修任務的列車自動排列到可以進行檢修的股道。

（2）人工編制和調整。編制發車計劃時，沒有匹配列車的車次號，則需要人工手動選擇無檢修任務的列車來匹配車次號。編制收車計劃時，無檢修計劃的列車人工選擇收車股道。同時，也可以對編制的計劃進行人工的微調。

1.2 作業計劃在線調整

（1）自動調整發車車號。在編制好計劃后，也會隨著現場的特殊情況而對計劃進行調整。例如：在發車前，綁定車次號的列車檢修還未完成或者臨時出故障不能運營，則需要進行自動的調整，選擇備用列車進行發車。

（2）自動調整收車股道。收車時，如果收車股道被占用，則也需要進行自動調整選擇空閑出來的股道停車。

1.3 作業計劃報表生成

（1）報表的輸出打印。在可視化界面編制完發車和收車計劃后，能一鍵生成相應的發車計劃報表和收車計劃報表，并可以導出保存和打印。

（2）報表的下發仿真。在報表生成過后，可以下發給仿真子系統，可按照報表里信息進行仿真驗證。

1.4 數據管理

可以進行基礎數據的查看、添加和改動，例如：車輛基地的基礎數據，對股道的增刪改動。還需要編輯導入的一些檢修計劃、時刻表和車輛停放信息等。

1.5 作業計劃動態仿真

為了驗證編制計劃的正確性，仿真出列車按照作業計劃進行收發車作業。同時，可以在仿真界面內設置列車的臨時故障和股道臨時占用，來驗證作業計劃編制系統的自動調整功能。

2 作業計劃編制及調整系統設計

2.1 開發環境

車輛基地作業計劃編制系統是建立在Windows操作系統的基礎上，采用的開發工具是Visual Studio2013，數據庫采用的是SQL Server2014。開發語言為C#，C#作為.NET平臺的核心語言，是一種精確、簡單、類型安全、面向對象的編程語言[5]。系統使用GDI+圖像處理技術[6]繪制作業計劃，GDI+是.NET的繪圖技術，在C#中，使用GDI+處理二維的圖形和圖像，能夠根據坐標軸x和y表示的點來快速繪制出圖形圖像。

2.2 系統結構設計

系統采用3層結構設計，分別為界面層、處理層和數據層[7-8]，結構如圖1所示。界面層繪制圖像的數據全是存儲在數據層，中間處理層負責讀取數據并處理數據，生成符合界面層GDI+可識別的繪制命令。數據層分為4個存儲模塊，分別為基礎數據、正線時刻信息、檢修計劃信息和車輛停放信息。基礎數據主要為車輛基地股道和轉換軌等信息；正線時刻信息主要為列車出轉換軌進入正線的時刻；檢修計劃主要為車輛檢修的內容和時間等信息；車輛停放信息主要為車輛在車輛基地所停的位置信息。

圖1 系統結構

2.3 系統流程

作業計劃編制系統的工作流程，如圖2所示，主要實現步驟為：

（1）導入正線時刻表、檢修計劃和車輛停放位置信息存入數據庫，執行步驟（2）；（2）根據第導入的數據，系統自動將今日有檢修任務的列車匹配車次號，執行步驟（3）；（3）將匹配好車次號的列車自動在繪制界面繪制出來，若還沒有車次號匹配車號，執行第（4）步，若所有車次號都有匹配車號，則執行第（5）步；（4）人工為沒有檢修任務的列車匹配上車次號，排列出作業計劃。或者系統根據現場情況自動調整已經排列出的計劃，修改完成后，對應的數據庫進行相應的改變，執行步驟（2）；（5）計劃編制完成，生成計劃報表并打印；或者下發給仿真模塊進行仿真驗證，執行步驟（6）；（6）根據計劃報表仿真驗證，若在驗證過程中計劃有調整，則重復步驟（4），經過調整過后，繼續按照調整過后的計劃進行仿真。

圖2 系統流程

2.4 界面設計

收發車計劃編制系統編制界面類似于正線的運行圖編制界面[9]，如圖3所示，縱軸表示的是停車股道和轉換軌等信息，橫軸表示的是時刻信息，斜虛線表示列車在車輛基地內的移動，用戶可在界面點擊小圓點更改該車次的相關信息。仿真界面如圖4所示，可以仿真模擬出列車位置的變化，仿真界面可以設置突發情況，并實時反饋給編制系統給出調整信息。

圖3 編制界面

圖4 仿真界面

3 結束語

本文設計了一種車輛基地收發車計劃編制及調整系統，該系統能夠利用計算機的計算與圖像處理優勢來快速編制收發車計劃，減少車輛基地調度人員的工作量和提高編制效率，該編制系統操作簡單，可以直觀形象地表示出收發車計劃。在編制計劃完成后，可以一鍵導出計劃報表，并仿真驗證作業計劃的可行性。系統已經實現人工對收發車作業計劃的調整修改，系統的后續研究，將以系統的自動調整為目標，實現系統在突發情況下的作業計劃自動調整。