南寧樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)提高調(diào)圖質(zhì)量的研究

趙 洋，林蕓仲

（南寧局集團(tuán)公司 南寧車站，1 工程師 2 助理工程師 廣西 南寧 530001）

隨著高速鐵路新線里程延展和動(dòng)車組開行數(shù)量增加，我國鐵路列車運(yùn)行圖調(diào)整周期已大大縮短，高鐵車站技術(shù)作業(yè)計(jì)劃編制工作的難度和頻度越來越大。人工編圖和審圖的方法已嚴(yán)重制約調(diào)圖工作質(zhì)量和效率，不僅不利于優(yōu)化、提高車站運(yùn)輸能力，還會(huì)給行車安全帶來隱患。本文簡述南寧局集團(tuán)公司南寧站運(yùn)用調(diào)度輔助系統(tǒng)提高調(diào)圖質(zhì)量的研究思路和效果，期望對(duì)相關(guān)鐵路客運(yùn)樞紐車站解決類似問題起到拋磚引玉作用。

1 南寧樞紐調(diào)圖特點(diǎn)分析

南寧樞紐作為中國鐵路南寧局集團(tuán)公司最重要的客運(yùn)樞紐，具有開行密度大、銜接方向多（南寧東站銜接10個(gè)方向）、咽喉干擾嚴(yán)重、接發(fā)間隔緊湊、到發(fā)線能力緊張等特點(diǎn)。從2014年底開始開行動(dòng)車組列車至2018年初，南寧和南寧東站列車開行對(duì)數(shù)急劇增長，每年開行對(duì)數(shù)統(tǒng)計(jì)如圖1、2所示，對(duì)于南寧樞紐的調(diào)圖工作提出極大的考驗(yàn)。目前國內(nèi)已有的客運(yùn)站作業(yè)計(jì)劃編制系統(tǒng)與列車運(yùn)行圖編制系統(tǒng)在信息共享和協(xié)同運(yùn)用方面還比較欠缺，大多是人工采集數(shù)據(jù)和審核指標(biāo)，且不能在運(yùn)行圖調(diào)整前充分模擬，暴露出新圖執(zhí)行的干擾和困難，對(duì)運(yùn)行圖編制、調(diào)度決策的輔助性不強(qiáng)。為了提高南寧樞紐車站運(yùn)行圖編制工作的質(zhì)量和效率、適應(yīng)全路列車運(yùn)行圖編制周期日益縮短的發(fā)展趨勢，推行軟件系統(tǒng)輔助調(diào)圖工作已成為必然的趨勢。

圖1 南寧站辦客列車開行對(duì)數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖2 南寧東站辦客列車開行對(duì)數(shù)統(tǒng)計(jì)

2 人工調(diào)圖工作流程和問題

2.1 人工調(diào)圖工作的流程

1）采集列車運(yùn)行數(shù)據(jù)。車站編圖工作人員從全局運(yùn)行圖數(shù)據(jù)中篩選本站相關(guān)的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)。首先從調(diào)圖文件及其相關(guān)的附件中提取南寧樞紐相關(guān)車次的信息，如列車方向、車次、時(shí)刻、股道、運(yùn)行徑路及開行規(guī)律等，這些信息分布在不同的文件及附件中，編圖人員通過人工觀察、EXCEL公式等方法提取信息，最終匯總整理成南寧、南寧東站列車時(shí)刻表。制作時(shí)刻表是車站開展后續(xù)調(diào)圖工作的基礎(chǔ)，為保證每項(xiàng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、無遺漏，制作完成后，須采用雙人核對(duì)的方式檢查時(shí)刻表是否正確、完整。

2）審核技術(shù)指標(biāo)。車站編圖人員須審核的技術(shù)指標(biāo)包括“兩站一所”的咽喉接發(fā)車時(shí)間間隔、經(jīng)由南寧樞紐所有車次的列車運(yùn)行徑路、“兩站兩所”的股道運(yùn)用、北湖走行線的能力、調(diào)車機(jī)力運(yùn)用及客車車底進(jìn)出客整所的安排等。根據(jù)車站線路設(shè)備的實(shí)際情況，還要注意審核是否滿足上水吸污、行包裝卸、反恐防暴、站臺(tái)客運(yùn)組織等要求。審核接發(fā)車時(shí)間間隔的方法有兩種，兩種方法依賴編圖人員的業(yè)務(wù)能力、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，其中一種是通過篩選時(shí)刻表逐項(xiàng)對(duì)比接發(fā)車間隔，一種是通過觀察運(yùn)行圖檢查時(shí)間間隔，其他技術(shù)指標(biāo)的審核則需要輔以人工繪制的運(yùn)行圖和技術(shù)作業(yè)大表。

3）收集、上報(bào)優(yōu)化調(diào)整建議。車站的運(yùn)轉(zhuǎn)、客運(yùn)、行包車間通過審核新圖的列車時(shí)刻表，梳理出運(yùn)行圖調(diào)整建議匯報(bào)技術(shù)科，由技術(shù)科匯總審核其調(diào)整可行性后匯報(bào)集團(tuán)公司運(yùn)輸、客運(yùn)處。運(yùn)行圖優(yōu)化調(diào)整的時(shí)效性對(duì)后期調(diào)圖影響較大，越早發(fā)現(xiàn)問題、提出優(yōu)化方案，成功優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行圖的可能性就越大，因?yàn)檫\(yùn)行圖調(diào)整往往是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)車站的部分列車運(yùn)行時(shí)分調(diào)整就意味著需要整條運(yùn)行線各站點(diǎn)的調(diào)整，到了調(diào)圖后期，大部分運(yùn)行線敲定后就難以兌現(xiàn)優(yōu)化調(diào)整的建議。

2.2 人工調(diào)圖工作的問題

2.2.1 工作量大影響調(diào)圖的時(shí)效性 一是采集車站相關(guān)列車運(yùn)行數(shù)據(jù)工作量大。采集數(shù)據(jù)并制作車站列車時(shí)刻表是審核技術(shù)指標(biāo)、優(yōu)化運(yùn)行圖的先行條件，人工采集運(yùn)行圖數(shù)據(jù)已成為調(diào)圖工作的瓶頸。如2017年底調(diào)圖南寧樞紐的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)包括南寧、南寧東站時(shí)刻表，兩站共計(jì)辦理客車對(duì)數(shù)240.5對(duì)，1趟列車的運(yùn)行數(shù)據(jù)包括方向、車次、時(shí)刻、股道、辦客、開行規(guī)律、機(jī)車屬性共計(jì)8項(xiàng)數(shù)據(jù)，每次調(diào)圖須要采集時(shí)刻表數(shù)據(jù)240.5（對(duì)）×2×8=3848（項(xiàng)）數(shù)據(jù)，經(jīng)測算，熟練的調(diào)圖工作員人工采集1對(duì)列車運(yùn)行數(shù)據(jù)需時(shí)1 min，240.5（對(duì)）×1（min/對(duì)）÷60（s）=4.01 h，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，再執(zhí)行雙人逐項(xiàng)核對(duì)，另需4 h，根據(jù)上述推算可得，制作兩站時(shí)刻表總共需8 h左右。二是審核相關(guān)技術(shù)指標(biāo)過程繁瑣。南寧站銜接南寧機(jī)務(wù)段、北湖客技站，作業(yè)涉及本務(wù)機(jī)進(jìn)出段和轉(zhuǎn)線調(diào)車、始發(fā)終到車底取送，編圖人員使用CAD和VISO等軟件人工鋪畫兩站的列車運(yùn)行圖和技術(shù)作業(yè)大表，透過列車運(yùn)行圖和技術(shù)作業(yè)大表方可直觀審核各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。南寧東站銜接10個(gè)方向，分為柳南、南廣、南欽3個(gè)場，跨場接發(fā)車作業(yè)量大，咽喉干擾嚴(yán)重，審核接發(fā)車時(shí)間間隔占用了前期調(diào)圖工作的大部分時(shí)間。采集列車數(shù)據(jù)制作時(shí)刻表和審核技術(shù)指標(biāo)的效率直接影響調(diào)圖的時(shí)效性，前期耗時(shí)越久，越不利于后期調(diào)圖工作的開展。

2.2.2 存在風(fēng)險(xiǎn) 一是采集列車運(yùn)行數(shù)據(jù)錯(cuò)漏帶來的風(fēng)險(xiǎn)。南寧樞紐列車運(yùn)行數(shù)據(jù)量大，如漏采集列車運(yùn)行數(shù)據(jù)，后續(xù)調(diào)圖工作中，原本與漏采集的列車接發(fā)車咽喉占用、股道占用相關(guān)的沖突無法在后續(xù)技術(shù)指標(biāo)審核中發(fā)現(xiàn)，待運(yùn)行圖基本成形才發(fā)現(xiàn)漏畫列車，后期調(diào)整所需的工作量、成本非常大。二是相關(guān)技術(shù)指標(biāo)審核差錯(cuò)。技術(shù)指標(biāo)審核過程耗時(shí)長、工作繁瑣，人工審核存在錯(cuò)漏的風(fēng)險(xiǎn)，若不能審核發(fā)現(xiàn)潛在的問題，就可能造成不良后果，如圖定列車接發(fā)相互干擾無法按圖兌現(xiàn)、經(jīng)停辦客列車在車站無停留時(shí)間、列車接入股道站臺(tái)長度不足等。

3 調(diào)度輔助系統(tǒng)功能和作用

為提高調(diào)圖質(zhì)量，在集團(tuán)公司運(yùn)輸處指導(dǎo)下，與西南交通大學(xué)全路運(yùn)行圖編制課題項(xiàng)目組合作開發(fā)的系統(tǒng)軟件“南寧樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)”于2018年1月份完成結(jié)題。項(xiàng)目的推廣工作已經(jīng)列入《中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司“五個(gè)建成”三年發(fā)展規(guī)劃運(yùn)輸設(shè)施設(shè)備技術(shù)改造實(shí)施方案（2018—2020年）》（寧鐵計(jì)〔2018〕83號(hào)）。

3.1 系統(tǒng)功能 南寧樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、作業(yè)計(jì)劃編制、人機(jī)交互調(diào)整、模擬仿真、技術(shù)作業(yè)圖表編輯輸出和數(shù)據(jù)接口等6個(gè)子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 樞紐站調(diào)度輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)提供了用戶錄入方式和數(shù)據(jù)讀取接口兩種方式，全方位采集高鐵樞紐站技術(shù)作業(yè)計(jì)劃編制需要的車場、股道、咽喉、列車作業(yè)流程、車站作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)、顯示界面等信息，為樞紐站技術(shù)作業(yè)計(jì)劃編制構(gòu)造信息環(huán)境基礎(chǔ)，通過該子系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速生成車站列車時(shí)刻表。

3.1.2 作業(yè)計(jì)劃編制子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)提供了南寧、南寧東站的到發(fā)線作業(yè)安排功能，以及接發(fā)車進(jìn)路疏解功能。根據(jù)列車到發(fā)時(shí)刻、車站進(jìn)路方案自動(dòng)編制到發(fā)線初始方案，并提供各種人機(jī)交互功能。在基本方案基礎(chǔ)上，編圖人員可手工干預(yù)和及時(shí)調(diào)整，反復(fù)編制得到滿意方案，包括手工對(duì)列車的增加、刪除、移動(dòng)，車底套用關(guān)系的建立和清除，安排列車股道占用、接發(fā)車進(jìn)路等，輔助用戶優(yōu)化到發(fā)線計(jì)劃安排。編制流程如圖4所示。

圖4 作業(yè)計(jì)劃編制子系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

3.1.3 人機(jī)交互調(diào)整子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)是指系統(tǒng)無法完成自動(dòng)編制或編圖人員對(duì)編制結(jié)果不滿意，提供人工調(diào)整計(jì)劃的各種手段和方法。系統(tǒng)主要提供了圖形操作和表格信息修改兩種方式進(jìn)行人工調(diào)整。

3.1.4 模擬仿真子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬與仿真技術(shù)搭建了高鐵樞紐站電子平面圖仿真環(huán)境（南寧樞紐站電子站場圖），可以模擬列車在南寧樞紐的走行和沖突情況，驗(yàn)證編制計(jì)劃的正確性。

3.1.5 技術(shù)作業(yè)圖表編輯輸出子系統(tǒng) 可根據(jù)用戶要求對(duì)車站技術(shù)作業(yè)計(jì)劃的大小、顏色、字號(hào)作調(diào)整，并按照?qǐng)D紙大小自動(dòng)打印出圖。

3.1.6 數(shù)據(jù)接口子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)車站作業(yè)計(jì)劃編制系統(tǒng)與車站其它信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)及運(yùn)行圖系統(tǒng)對(duì)接，使信息流動(dòng)暢通，提高信息共享率，通過系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，高鐵樞紐站運(yùn)行圖編制可以與全路或路局列車運(yùn)行圖結(jié)合起來進(jìn)行編制。

3.2 系統(tǒng)作用

3.2.1 快速準(zhǔn)確采集列車運(yùn)行數(shù)據(jù) 通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀取接口，可從全路運(yùn)行圖數(shù)據(jù)庫中采集南寧樞紐相關(guān)的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)，快速生成南寧、南寧東站列車時(shí)刻表及列車運(yùn)行圖，顯著提高調(diào)圖工作效率。基本上能夠做到一接到局集團(tuán)公司開展調(diào)圖的通知，即可組織車站相關(guān)部門直接開展運(yùn)行圖優(yōu)化調(diào)整，省略人工采集數(shù)據(jù)這一既耗時(shí)又易錯(cuò)漏的步驟，為開展后續(xù)調(diào)圖工作爭取寶貴時(shí)間。隨著調(diào)圖節(jié)奏不斷加快，在運(yùn)行圖沒有最終敲定前，總公司、局集團(tuán)公司可能會(huì)根據(jù)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部署、最新政策、施工交付臨時(shí)調(diào)整運(yùn)行圖框架，車站編圖人員使用系統(tǒng)中的全路、全局聯(lián)網(wǎng)模式，與全路、全局的運(yùn)行圖數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)接，第一時(shí)間獲取最新列車時(shí)刻表，緊跟全路全局的節(jié)奏開展調(diào)圖。

3.2.2 提高運(yùn)行圖的編制質(zhì)量 南寧、南寧東站作業(yè)計(jì)劃編制子系統(tǒng)第一時(shí)間給車站編圖人員提供了“作戰(zhàn)地圖”，車站編圖人員可在系統(tǒng)上通過設(shè)定站場股道的使用限制、接發(fā)車咽喉占用的時(shí)間間隔、區(qū)間列車追蹤的時(shí)間等條件，通過設(shè)備軟件，卡控調(diào)圖存在的風(fēng)險(xiǎn)，避免人工鋪畫線條產(chǎn)生錯(cuò)漏。運(yùn)行圖鋪畫完畢后，車站編圖人員即可透過“作戰(zhàn)地圖”檢查是否滿足各部門的生產(chǎn)需要，做到即發(fā)現(xiàn)即修改，邊鋪畫邊檢測。

3.2.3 加強(qiáng)運(yùn)行圖實(shí)施可行性的檢測驗(yàn)證 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于高鐵樞紐車站群電子地圖的列車運(yùn)行圖仿真驗(yàn)證，基于列車運(yùn)行仿真，可以對(duì)列車在高鐵樞紐內(nèi)的區(qū)間運(yùn)行、車站接發(fā)進(jìn)路、股道占用、檢修作業(yè)等進(jìn)行沖突判斷，較以往的人工審核效率和準(zhǔn)確性明顯提升，為確保高鐵樞紐車站列車運(yùn)行圖編制質(zhì)量和運(yùn)營安全提供了技術(shù)保障。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了南寧樞紐站作業(yè)計(jì)劃編制資料的信息化采集和管理、作業(yè)計(jì)劃的自動(dòng)化編制和各種報(bào)表的信息化統(tǒng)計(jì)、列車運(yùn)行圖仿真驗(yàn)證等功能，相比傳統(tǒng)的手工操作，減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了信息錄入和整理時(shí)間，對(duì)于提高計(jì)劃編制的效率和質(zhì)量，提升車站工作組織水平和安全保障系數(shù)具有重要意義。