基于網絡協作的鐵路行車組織仿真實驗系統

柳歡 豐雷

摘要：現階段，隨著社會的發展，鐵路工程的發展也突飛猛進。在我國鐵路向現代物流轉型發展的新時期，熟練掌握鐵路運輸相關技術和技能、具有現代物流管理知識的人才對于提升鐵路運營管理質量具有重要意義，而科學、合理的人才培養將為鐵路的快速建設和發展提供優質的智力支持。作為一門具有很高實踐性的學科，鐵路行車組織的教學必須將理論和實踐緊密結合起來，才能實現良好的教學效果。但是，受行業實踐條件限制，高等院校的鐵路行車組織實驗訓練環節多以觀察、體驗為主，不能充分達到能力訓練的要求。同時，鐵路行車組織實驗教學是鐵路運輸生產實踐的集中抽象和二次發展，它不僅要如實反映實踐的真實內容，還要超前預見并體現出實踐的發展方向。自我改革和自我創新始終是鐵路行車組織實驗教學的內在要求，在分析我國高等院校鐵路運輸專業學生鐵路行車組織實驗需求的基礎上，提出基于網絡協作的鐵路行車組織仿真實驗訓練框架體系，設計并實現可進行網絡協作操作的行車組織實驗訓練平臺，對于鐵路運營人才的培養具有很高的現實意義。

關鍵詞：網絡協作;鐵路行車組織;仿真實驗系統

引言

在中國，鐵路朝著現代物流轉型發展的階段，牢牢掌握好鐵路運輸有關技術與技能，具備現代物流管理知識的優秀人才對鐵路運行管理質量的提高有著非常重大的意義和作用，而合理的培養人才可以作為鐵路迅速建設與發展的智力支持。鐵路行車組織是一門實踐性很強的科目，其教學需要把實踐與理論相結合，如此才可以提高教學效率與教學水平。可是，被行業實踐條件所限，高校鐵路行車組織實訓環節大部分是以觀察為主，無法滿足能力訓練需求。并且，鐵路行車組織實驗教學乃鐵路運輸生產實踐的二次發展，其不但要真實反映出實踐內容，還需要超前預見和展現實踐發展方向。自我創新與改革乃鐵路行車組織實驗教學必然要求，在分析鐵路行車組織實驗需求方面，需提出基于網絡協作的鐵路行車組織仿真實驗訓練結構體系，設計且實現可開展網絡協作的行車組織實驗平臺。

1鐵路行車組織仿真實驗需求

1.1設計的目的

長時間以來，和鐵路運輸優秀人才培養有關的院校與研究機構在持續探索新的方式與加大資源投入，借此提升培養學生專業素質與技能的質量，可是，現階段鐵路行車組織實驗教學和能力方面的的需求有著很大的差距。其一般表現在以下方面：（1）實驗教學項目大多數是依靠單項知識點，無法實現綜合能力鍛煉的目標。（2）實驗項目設定和現實有著很大的差距，仿真環境必須要進一步加強。（3）實驗任務孤立化，未能達到協作操作管理成效。據此，將提升實踐能力為主要目的，將鐵路運輸生產環境作為藍本，進行鐵路行車組織實驗系統結構設計，充分滿足各要素與多層次能力培養需求。鐵路行車組織仿真實驗系統設計旨在實現鐵路行車組織認知實驗和綜合設計實驗規定。首先，認知實驗能夠對學生構成基礎鐵路運輸概念進行培養，使其掌握鐵路行車組織有關專業領域基礎運行方式與技術步驟，掌握鐵路運輸運行流程。其次，綜合設計實驗從加強學生鐵路行車組織素養訓練與技能知識培養這一角度著手，把專業主要課程和要求有機結合，旨在讓學生掌握基礎知識與技能，了解鐵路行車現階段主要的工程實作步驟與操作方式，同時借此為起點，經過綜合設計實驗提高學生鐵路運輸組織方面的素養。

1.2系統方面的需求

（1）列車接發和調車仿真。按照事前制定的列車時刻表和使用計劃，根據有關接發列車標準進行接發列車進路，做好接發列車計劃。按照調車作業計劃開展調車進路，做好調車作業。（2）不一樣的場景變化仿真。不一樣的情景與模式中，仿真乃訓練綜合實踐能力的關鍵因素，所以仿真系統需要按照教學需求，靈活變化不一樣的仿真場景，同時可以開展實驗過程監控與實驗效果全方位的分析與研究。（3）運輸計劃仿真。可以按照系統提供實驗情景，在人機交互界面中，分工種與用戶編制做好各個任務中的列車運行圖與車輛使用計劃等。（4）調度演練。在一開始的列車運行計劃編制結束以后，系統根據計劃開展行車過程仿真，在期間設定人工輸入干擾，并且把加入干擾以后的運行仿真實績傳遞給調度員界面。調度員按照實驗情景，調整列車運行計劃，同時分析需要組織應急與車輛維修與否。

2系統需求

（1）運輸計劃編制仿真。可根據系統提供的實驗情景，在友好的人機交互界面上，分工種分用戶編制完成不同任務下的列車運行圖、車輛運用計劃、乘務計劃等。（2）列車接發及調車作業仿真。依據下達的列車時刻表與車輛運用計劃，按照《接發列車作業標準》辦理接發列車進路，完成接發列車作業計劃;根據調車作業計劃辦理調車進路，完成調車作業過程。（3）不同場景變換仿真。不同情景、模式下的仿真是訓練綜合實踐能力的重要因素，因而仿真系統應當能夠根據教學需要，靈活地切換不同的仿真場景，并且能夠進行實驗過程的監控及實驗效果的分析。（4）仿真過程中的沖突檢測與顯示。在圖形界面上進行業務操作時，按照真實環境中的業務邏輯實時判斷可能存在的沖突并進行提示，同時給出自動疏解方案，保證網絡協作操作的順利實現，以達到協同實驗訓練的目標。（5）調度作業演練。在初始列車運行計劃編制完成后，系統按計劃進行行車過程仿真，在過程中設置人為輸入干擾或系統自動干擾，同時將加入干擾后的運行仿真實績發送至調度員界面，調度員根據實驗情景，對列車運行計劃進行調整，并且判斷是否需要安排應急及車輛維修、乘務計劃調整。（6）運行圖技術文件輸出。仿真完成后能夠按照選擇的格式和內容輸出運行圖技術文件，并且根據內置評價參數反饋實驗成績，考核實驗效果。

3架構方面的設計

列車運行計劃乃鐵路行車組織綜合性計劃，鐵路運輸生產是達到列車運行計劃的過程。列車運行計劃必須要通過多部門人員合作，所以鐵路行車組織乃是多用戶與跨部門協作過程。要想將實驗訓練效果提升，緊貼工作實際需要，鐵路行車組織仿真實驗系統應當具備一定的網絡協作功能。（1）路網基本數據管理。提取人機交互界面，保存與界定、編輯路網線路文件與車站文件，涵蓋了車站字典與去見字典、基點與區間字典等。（2）路網圖形數據。供應可視化工具，檢查系統自行生成路網邏輯關系與計算列車運輸路徑，同時全局顯現仿真路網環境。（3）運行圖基本數據管理。用來實現運行圖數據維護與車站技術工作時間等，使用文件把列車運行參數與車站資源分配參數等保存在數據管理平臺，管理工作人員可以保存與編輯開行方案與初始運行圖等，便于設計實驗場景。（4）列車運行時間表的管理。由數據管理平臺讀取運行圖數據，構建列車路徑與列車、車站等使用的關系，依據場景需要，自行鋪設運行圖，顯現列車運行時間，同時把初始化列車運行時間文件傳輸到實驗系統用戶端，供用戶依照實驗規定，修正列車出發時間表與停站時間信息。（5）車站作業管理。按照最短路線自行配置進路，供應人機交互界面，保存和顯現用戶人工調試結果，自行計算車站資源占用情況，與此同時及時進行反饋。

結語

總而言之，鐵路行車組織實驗教學模式的改革，乃中國鐵路行業迅速發展的要求。基于網絡協作的鐵路行車組織仿真實驗系統設計比較接近工作實際，與運行狀態相符，并且可以培養學生合作精神，是充分適應鐵路信息化調度指揮者培訓和實際操作演練的最佳平臺。

參考文獻

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