路徑自動(dòng)搜索原理與實(shí)現(xiàn)

1、編組站CIPS系統(tǒng)路徑表自動(dòng)生成的研究Study on automatically generatingthe table of routes in CIPS ofmarshalling station(申請(qǐng)清華大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文)培 養(yǎng) 單 位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系工程領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)技術(shù)申 請(qǐng) 人：鐘衛(wèi)紅指導(dǎo)教師：何克忠教 授聯(lián)合指導(dǎo)教師：丁 昆高 工二八年五月關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的說明本人完全了解清華大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：清華大學(xué)擁有在著作權(quán)法規(guī)定范圍內(nèi)學(xué)位論文的使用權(quán)，其中包括：（1）已獲學(xué)位的研究生必須按學(xué)校規(guī)定提交學(xué)位論文，學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其他復(fù)制手段保存研

2、究生上交的學(xué)位論文；（2）為教學(xué)和科研目的，學(xué)?？梢詫⒐_的學(xué)位論文作為資料在圖書館、資料室等場(chǎng)所供校內(nèi)師生閱讀，或在校園網(wǎng)上供校內(nèi)師生瀏覽部分內(nèi)容；（3）根據(jù)中華人民共和國學(xué)位條例暫行實(shí)施辦法，向國家圖書館報(bào)送可以公開的學(xué)位論文。本人保證遵守上述規(guī)定。（保密的論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日 期： 日 期： 摘要摘 要編組站是辦理大量貨物列車解體和編組作業(yè)的車站。編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)（簡稱CIPS）是整合并集成了我國目前編組站（普通車站）各種成熟的過程控制分系統(tǒng)，構(gòu)建了統(tǒng)一信息平臺(tái)，統(tǒng)一處理平臺(tái)，統(tǒng)一操作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了管控一體綜合自動(dòng)化。編組站CIPS系統(tǒng)由CIPS綜合信

3、息管理分系統(tǒng)（簡稱CIPS管理系統(tǒng)）和CIPS集成過程控制分系統(tǒng)組成。CIPS管理系統(tǒng)最重要的功能是自動(dòng)生成車站的調(diào)度計(jì)劃，并將調(diào)度計(jì)劃轉(zhuǎn)化為指令。車站的調(diào)度計(jì)劃通常含有機(jī)車車輛走行或移動(dòng)的路線信息，計(jì)劃中所含的路線信息稱為經(jīng)路,長的經(jīng)路可以拆分成基本的路徑，這些路徑信息是過程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的指令來源，因此路徑即是編組站CIPS系統(tǒng)計(jì)劃管理的基礎(chǔ)，也是過程控制的基礎(chǔ)，擁有一個(gè)全面完整的路徑表和相擾路徑表對(duì)CIPS管理系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的。根據(jù)站場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成一個(gè)全面完整的路徑表和相擾路徑表是本論文研究的重點(diǎn)。車站的調(diào)度計(jì)劃、經(jīng)路、路徑及組成路徑的基礎(chǔ)設(shè)備（包括道岔、信號(hào)機(jī)、無岔區(qū)段）是本

4、論文研究的數(shù)據(jù)對(duì)象，本論文從編組站CIPS管理系統(tǒng)的角度分析了計(jì)劃、經(jīng)路、路徑、區(qū)段之間的關(guān)系。經(jīng)路是多條路徑的組合，路徑則是由線路、道岔、無岔區(qū)段、信號(hào)機(jī)組成的。通過對(duì)本文研究對(duì)象（線路、路徑、道岔、無岔區(qū)段、信號(hào)機(jī)）的抽象、分析和定義，建立了有關(guān)對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。本論文分析了自動(dòng)搜索路徑的算法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過對(duì)道岔、信號(hào)機(jī)、無岔區(qū)段的研究，決定采用多重鏈表來表示站場(chǎng)圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，采用盲目搜索法中的廣度優(yōu)先搜索法來搜索路徑并生成基本路徑表，在此基礎(chǔ)上用比較法來生成相擾路徑表。經(jīng)路反映的是由始端線路到終端線路的走行路線，包括通過改變走行方向而到達(dá)的路線。經(jīng)路是由多個(gè)路徑構(gòu)成的，在相同的起點(diǎn)至終點(diǎn)

5、間存在不同的經(jīng)路選項(xiàng)，存在不同的經(jīng)路選項(xiàng)就存在最優(yōu)經(jīng)路的問題，本論文探討了在兩個(gè)作業(yè)不相擾和兩個(gè)作業(yè)相擾這兩種情況下最優(yōu)經(jīng)路的選擇。本論文的研究成果已應(yīng)用于正在使用中的成都北編組站CIPS管理系統(tǒng)，還將應(yīng)用于即將啟動(dòng)的武漢北編組站等其他編組站CIPS管理系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：編組站 CIPS 路徑表 相擾路徑表 最優(yōu)經(jīng)路 AbstractAbstractMarshalling stations carry out the task of disassembly and assembly of a great quantity of freight trains. Computer Integral P

6、rocess System of marshalling station (simplified CIPS) consolidates and integrates all kinds of mature process control systems currently used in marshalling stations (common stations) in our country, constructs an united information platform, an united treatment platform and an united operation plat

7、form, realizes the synthetical automation function that integrated information management and process control. CIPS of marshalling station includes CIPS synthetical information management subsystem (simplified CIPS management system) and CIPS integrated process control subsystem.The most important f

8、unction of CIPS management system is generating station dispatching plans automatically, and transforming dispatching plans into instructions. Station dispatching plans usually include way messages about which engines and vehicles run or remove. The way messages included in plans are called path. A

9、long path can be taken apart into many basic routes. According to instructions followed by these routes information ,process control system can realize automatic control. Routes are not only the base of CIPS of marshalling station to mange plans, but also the base of process control. It is very sign

10、ificant for CIPS management system to have the table of whole routes and the table of whole contradictious routes. The research emphasis of my thesis is to automatically generate the table of whole routes and the table of whole contradictious routes.The research data subjects of my thesis contain st

11、ation dispatching plans、paths、routes and basic equipments included in routes (switchs、signals and sections without switch). From the angle of CIPS management system, my thesis analyses the relations of plans、paths、routes and sections.A path includes many routes, routes are composed of lines、switchs、

12、signals and sections without switch. By means of abstracting、analysing and defining the research data subjects (lines、switchs、signals and sections) , my thesis establishs the data structure of these subjects.My thesis analyse the algorithm and data structure of automatic searching routes。By means of

13、 studying switchs、signals and sections without switch, my thesis puts forward to use multilist to describe the storage structure of a station drawing, use breadth_first search algorithm to search routes and generate the table of whole basic routes, use comparison method to generate the table of whol

14、e contradictious routes under the table of basic routes.A path reflects the running way from source line to destination line, the running direction may be changed in the path. A path is composed of many routes,so there are many different paths from the same source line to the same destination line,

15、how to choose the best path in these paths becomes a problem. My thesis studies how to choose the best path on condition that two operation dont contradict each other or contradict each other.The research result of my thesis has been practised in CIPS management system in Northern Station of Cheng D

16、u, and will be used in CIPS management system in Northern Station of Wu Han and so on. Keywords: marshalling station CIPS the table of routes the table of contradictious routes the best path33目錄目 錄第一章 引言11.1 選題背景11.1.1 編組站11.1.2 駝峰21.1.3成都北編組站312成都北CIPS編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)簡介4121 CIPS系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)5122 CIPS系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)6

17、123 CIPS系統(tǒng)的功能特點(diǎn)613在開發(fā)編組站CIPS系統(tǒng)時(shí)遇到的一些問題714本文研究的主要內(nèi)容9141本文研究的范圍9142各章內(nèi)容簡介9143本文主要貢獻(xiàn)10第二章 研究對(duì)象的分析1121 研究的對(duì)象1122 對(duì)編組站線路的分析12221 線路的位置及方向12222 線路的分類1323 對(duì)路徑的分析14231 路徑來源于計(jì)劃14232 計(jì)劃中各類路徑的分析15233自動(dòng)生成路徑的基本原則1624路徑上設(shè)備的分析17241 對(duì)路徑上信號(hào)機(jī)的分析17242 對(duì)路徑上區(qū)段的分析1725 本章小結(jié)19第三章 研究對(duì)象的數(shù)據(jù)定義2031 車場(chǎng)定義2032 上下行系統(tǒng)定義2033 車場(chǎng)咽喉（場(chǎng)域）

18、定義2034 線路的定義21341 線路的靜態(tài)屬性21342 線路的動(dòng)態(tài)屬性2235 路徑的定義22351路徑的靜態(tài)屬性22352路徑的動(dòng)態(tài)屬性2336 路徑上設(shè)備的定義23361 路徑上信號(hào)機(jī)的定義23362 路徑上道岔的定義24363 路徑上無岔區(qū)段的定義“”2437 本章小結(jié)25第四章 相關(guān)算法2641圖的遍歷26411 圖的定義和術(shù)語26412 圖的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)29413圖的遍歷法2942圖的遍歷在基本路徑表生成中的應(yīng)用31421 路徑表的自動(dòng)生成31422 相擾路徑表的生成374.2.3 在實(shí)際工作中的應(yīng)用3843最優(yōu)經(jīng)路問題的探討39431作業(yè)沒有相擾39432作業(yè)相擾4044 本章小

19、結(jié)41第五章 總結(jié)與展望42參考文獻(xiàn)44致 謝45個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果46引言第一章 引言1.1 選題背景1.1.1 編組站編組站是鐵路網(wǎng)上集中辦理大量貨物列車到達(dá)、解體、編組出發(fā)、直通和其它列車作業(yè)，并為此設(shè)有比較完善的調(diào)車作業(yè)的車站。 其主要任務(wù)是根據(jù)列車編組計(jì)劃的要求，大量辦理貨物列車的解體和編組作業(yè)。對(duì)貨物列車中的車輛進(jìn)行技術(shù)檢修和貨運(yùn)檢查整理工作，并且按照運(yùn)行圖規(guī)定的時(shí)刻，正點(diǎn)接發(fā)列車。所以，人們往往稱編組站為編組列車的工廠。 編組站的主要任務(wù)和作用可以歸納為： 解編各種類型的貨物列車； 組織和取送本地區(qū)的車流，即小運(yùn)轉(zhuǎn)列車； 設(shè)在編組站的機(jī)務(wù)段還需供應(yīng)列車動(dòng)力

20、，以及整備、檢修機(jī)車；設(shè)在編組站的車輛段及其下屬單位（站修所、列檢所）還要對(duì)車輛進(jìn)行日常維修和定期檢修等。 編組站一般設(shè)有專用的到達(dá)、發(fā)車和調(diào)車場(chǎng)，以及駝峰調(diào)車設(shè)備、機(jī)車整備和車輛檢修設(shè)備。通常設(shè)在有3條及以上的鐵路交匯點(diǎn)，或有大量車流集散的工礦企業(yè)、港口，大城市所在地區(qū)。位于工業(yè)區(qū)或港口附近并專為工業(yè)區(qū)或港口服務(wù)的編組站，又稱工業(yè)編組站或港灣編組站。中國現(xiàn)有編組站49處，分為： 路網(wǎng)性編組站設(shè)置在有3條及以上主要鐵路干線的交匯點(diǎn)，編組2個(gè)及以上遠(yuǎn)程技術(shù)直達(dá)列車（通過1個(gè)以上編組站的列車），每晝夜編解6000輛及以上車輛。 區(qū)域性編組站設(shè)置在有3條及以上鐵路干線的交匯點(diǎn)，主要編組相鄰編組站直通

21、列車，每晝夜編解4000輛及以上車輛。 地方性編組站設(shè)置在有3條及以上鐵路干、支線的交匯點(diǎn)，或工礦區(qū)、港灣區(qū)、終端大城市地區(qū)附近，主要編組相鄰編組站、區(qū)段站、工業(yè)站、港灣站間的直通、區(qū)小運(yùn)轉(zhuǎn)列車，每晝夜編解2000輛及以上車輛1。編組站內(nèi)有兩種影響和制約編組站能力的自動(dòng)化設(shè)備：駝峰和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖。1.1.2 駝峰駝峰貨車快速編解設(shè)備 駝峰是編組站的主要特征，它是地面上修筑的猶如駱駝峰背形狀的小山丘，設(shè)計(jì)成適當(dāng)?shù)钠露?，上面鋪設(shè)鐵路，利用車輛的重力和駝峰的坡度所產(chǎn)生的位能輔以機(jī)車推力來解體列車的一種調(diào)車設(shè)備，是編組站解體車列的一種主要方法。在進(jìn)行駝峰調(diào)車作業(yè)時(shí)，先由調(diào)車機(jī)將車列推向駝峰，當(dāng)最前面的車

22、組（或車輛）接近峰頂時(shí)，提開車鉤，這時(shí)就可以利用車輛自身的重力，順坡自動(dòng)溜放到編組場(chǎng)的預(yù)定線路上，從而可以大大提高調(diào)車作業(yè)的效率。駝蜂一般設(shè)在調(diào)車場(chǎng)頭部，適合于車列的解體作業(yè)。 駝峰根據(jù)設(shè)備條件的不同，可分為簡易駝峰、非機(jī)械化駝峰、機(jī)械化駝峰、半自動(dòng)化駝峰和自動(dòng)化駝峰。駝峰的范圍是指峰前到達(dá)場(chǎng)（在不設(shè)峰前到達(dá)場(chǎng)時(shí)為牽出線）與調(diào)車場(chǎng)之間的一部分線段，包括推送部分、溜放部分和峰頂平臺(tái)等。 推送部分是指經(jīng)駝峰解體的車列其第一鉤車位于峰頂時(shí)車列全長所在的線路范圍。設(shè)置這一部分的目的是為了使車輛得到必要的位能，并使車鉤壓緊，便于摘鉤。 溜放部分由峰頂至編組場(chǎng)頭部各股道警沖標(biāo)后100米（機(jī)械化駝峰）或50

23、米（非機(jī)械化駝峰或簡易駝峰）處的線路范圍。這個(gè)長度叫做駝峰計(jì)算長度，計(jì)算長度的末端叫做駝峰的計(jì)算停車點(diǎn)。因?yàn)檎{(diào)車線的警沖標(biāo)不在同一橫向位置上，所以每一調(diào)車線各有一個(gè)計(jì)算停車點(diǎn)。該點(diǎn)只是計(jì)算的根據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)并無任何標(biāo)志。 峰頂平臺(tái)推送部分與溜放部分的連接處設(shè)有的一段平坦地段。 為了強(qiáng)化鐵路編組站，最有效的措施之一就是實(shí)現(xiàn)駝峰自動(dòng)化。駝峰調(diào)車作業(yè)的自動(dòng)化，主要包括：車輛溜放速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制；車輛溜放進(jìn)路的自動(dòng)選排和自動(dòng)控制；駝峰機(jī)車推送速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制；摘解風(fēng)管和提鉤作業(yè)的自動(dòng)化等。 上述幾項(xiàng)內(nèi)容中最主要的和最關(guān)鍵的是車輛溜放速度的自動(dòng)控制，它是駝峰自動(dòng)化的核心內(nèi)容。車列在駝峰編組站

24、進(jìn)行解體作業(yè)時(shí)，為了保證安全和作業(yè)的要求，必須在一定地點(diǎn)設(shè)置調(diào)速工具，根據(jù)需要對(duì)車輛的溜行速度實(shí)行調(diào)節(jié)，使之符合運(yùn)營要求。1.1.3 成都北編組站本文所研究的成都北編組站是設(shè)計(jì)日常解編能力12000輛的大型的路網(wǎng)型編組站，是已建成的亞洲最大的編組站，如圖1.1所示。成都北站設(shè)計(jì)為雙向三級(jí)六場(chǎng)的編組站，解釋為：Ø 雙向上、下行分開；Ø 三級(jí)按到、編、發(fā)功能分為三個(gè)場(chǎng)，并按縱列式排布；Ø 六場(chǎng)成都北車站由六個(gè)車場(chǎng)組成。有別于成都北站型，其他類型的編組站或區(qū)段站可能有不同的站型，如單向上、下行合用；二級(jí)到達(dá)場(chǎng)與駝峰場(chǎng)縱列式排布，沒有專設(shè)出發(fā)場(chǎng)，而是以駝峰調(diào)車線作為編發(fā)線

25、發(fā)車；一級(jí)到發(fā)場(chǎng)與駝峰場(chǎng)按橫列式排布，到達(dá)列車通過牽出線牽出后推峰解體。通常編組站都有二個(gè)以上車場(chǎng)，駝峰場(chǎng)與到發(fā)場(chǎng)是最基本的。到達(dá)與出發(fā)分在不同的車場(chǎng)使車場(chǎng)數(shù)目增加。此外，還可能專設(shè)有直通場(chǎng)，其功能專門處理無調(diào)中轉(zhuǎn)列車。在較大的編組站，還設(shè)有專門的交換場(chǎng)，負(fù)責(zé)存放上、下行間的交換車流。成都北編組站是專業(yè)貨車中轉(zhuǎn)車站，沒有貨場(chǎng)或?qū)Ｓ镁€，因此基本沒有貨運(yùn)業(yè)務(wù)，具有一定的特殊性，而通常編組站除了處理貨車中轉(zhuǎn)的核心業(yè)務(wù)之外，兼有少許數(shù)量的輔助貨運(yùn)業(yè)務(wù)，可能還設(shè)有專業(yè)貨場(chǎng)。圖1.112成都北CIPS編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)簡介2003年8月，在成都北編組站建設(shè)的招投標(biāo)中，北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院投標(biāo)文

26、件提出的編組站CIPS系統(tǒng)理念，由于貼近設(shè)計(jì)要求與運(yùn)輸需求，創(chuàng)新起點(diǎn)高，創(chuàng)新方案系統(tǒng)、完整、清晰、可行而勝出。（Freight Classification Computer Integrated Process System），簡稱編組站CIPS系統(tǒng)。該系統(tǒng)整合并集成我國目前編組站（車站）各種成熟的過程控制分系統(tǒng)，統(tǒng)一信息管理，建立信息共享平臺(tái)，有機(jī)地構(gòu)建成管控一體化的整體系統(tǒng)。121 CIPS系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖1.2：系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖1金字塔部分表示CIPS的功能結(jié)構(gòu)模型，共分為五層，頂層為運(yùn)營決策層，層四為管理信息層，層三為生產(chǎn)調(diào)度層，層二為過程監(jiān)控層，底層為過程控制層（DCS系統(tǒng)）。左側(cè)部

27、分表示了CIPS的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，編組站綜合集成自動(dòng)化系統(tǒng)（CIPS）由CIPS綜合信息管理分系統(tǒng)和CIPS集成控制分系統(tǒng)組成，即在CIPS過程控制分系統(tǒng)基礎(chǔ)上，以CIPS信息管理分系統(tǒng)為核心，組建成一個(gè)完整的新系統(tǒng)。具體分工上，各個(gè)集成控制分系統(tǒng)對(duì)應(yīng)了控制層和監(jiān)控層；信息管理分系統(tǒng)對(duì)應(yīng)了調(diào)度層、管理層及決策層。122 CIPS系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)圖1.3：編組站CIPS結(jié)構(gòu)及其環(huán)境如圖2所示，編組站CIPS系統(tǒng)分為綜合管理系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)兩個(gè)部分。123 CIPS系統(tǒng)的功能特點(diǎn)1231調(diào)度計(jì)劃自動(dòng)執(zhí)行編組站CIPS管理系統(tǒng)首要目標(biāo)是將調(diào)度計(jì)劃中與站內(nèi)經(jīng)路有關(guān)的部分直接下達(dá)給控制系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行，亦即以管理

28、系統(tǒng)所編制的接發(fā)車計(jì)劃、調(diào)車計(jì)劃、本務(wù)機(jī)站內(nèi)折返計(jì)劃、調(diào)車機(jī)工作計(jì)劃等為依據(jù)，產(chǎn)生并向聯(lián)鎖、駝峰、停車器自動(dòng)化分系統(tǒng)實(shí)時(shí)下達(dá)調(diào)度指令，操控進(jìn)路自動(dòng)辦理，使編組站所有的列車進(jìn)路、調(diào)車進(jìn)路、機(jī)車走行進(jìn)路和溜放進(jìn)路自動(dòng)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)作業(yè)過程控制全面自動(dòng)化。1232調(diào)度決策指揮自動(dòng)化 采用優(yōu)化決策、人工智能、專家系統(tǒng)等方法，提供站內(nèi)調(diào)車機(jī)、線路與走行經(jīng)路等資源的合理分配與優(yōu)化使用方案，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)車站班計(jì)劃、階段計(jì)劃、車流推算、調(diào)車計(jì)劃、本務(wù)機(jī)折返和調(diào)車機(jī)調(diào)動(dòng)等計(jì)劃的自動(dòng)編制；同時(shí)，隨著執(zhí)行過程的自動(dòng)反饋，動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整各計(jì)劃以適應(yīng)當(dāng)前情形，從而真正實(shí)現(xiàn)調(diào)度決策指揮自動(dòng)化。 1233大幅度減員增效 通過調(diào)度計(jì)劃

29、的計(jì)算機(jī)輔助決策指揮；計(jì)劃統(tǒng)一編制、動(dòng)態(tài)調(diào)整以及扁平化管理；計(jì)劃直接發(fā)布至控制環(huán)節(jié)執(zhí)行，取消正常情況下人為參與控制等手段，可有效地大幅度減少車站作業(yè)人員、調(diào)度人員與管理人員。1234集中控制自動(dòng)化程度的大幅度提高與作業(yè)人員的大幅度減少，以及站內(nèi)當(dāng)前所有工況盡收眼底，被CIPS直觀地展示出來，使得在調(diào)度大廳集中監(jiān)控與操縱全站到、解、集、編、發(fā)的作業(yè)成為可能、必要和必然，獲得單一指揮、統(tǒng)一辦理、流水執(zhí)行、高效運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。 1235提高編組站整體效率，縮短車輛在編組站作業(yè)周期 通過編組站整體閉環(huán)，優(yōu)化調(diào)度，合理安排各工序間的銜接；加大自動(dòng)化力度；取消人工計(jì)劃布控、作業(yè)人員橫向溝通協(xié)調(diào)及實(shí)況匯報(bào)等通信

30、聯(lián)絡(luò)時(shí)間；擴(kuò)展調(diào)機(jī)司機(jī)和外業(yè)人員的信息視野；利用車號(hào)、燃軸等檢測(cè)信息預(yù)告服務(wù)于技術(shù)作業(yè)等手段，提高編組站的整體作業(yè)效率，有效減少車輛在編組站的中轉(zhuǎn)時(shí)間與停留時(shí)間，并降低站內(nèi)平均結(jié)存車保有量。 1236 信息資源的充分利用新編組站管理系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)整合、信息集成，車號(hào)識(shí)別、軸溫探測(cè)、脫軌器表示、電務(wù)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)控、電源監(jiān)測(cè)及圖像監(jiān)視等信息被集成與共享，可提高作業(yè)預(yù)見性，使站內(nèi)各個(gè)作業(yè)流程更加順暢貫通。13在開發(fā)編組站CIPS系統(tǒng)時(shí)遇到的一些問題編組站CIPS系統(tǒng)分為綜合管理系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)兩個(gè)部分。其中綜合管理系統(tǒng)又是CIPS系統(tǒng)中最具特色的部分。綜合管理系統(tǒng)最重要的功能是車站調(diào)度計(jì)劃的管理

31、，即生成接發(fā)列車計(jì)劃、本務(wù)機(jī)車計(jì)劃、調(diào)車作業(yè)計(jì)劃、調(diào)車機(jī)車計(jì)劃等，這些計(jì)劃通常含有機(jī)車車輛走行或移動(dòng)的路線信息，反映機(jī)車車輛在編組站內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)劃中所含的路線信息稱為經(jīng)路。計(jì)劃中的經(jīng)路有長有短，最長的經(jīng)路可能跨越幾個(gè)調(diào)車場(chǎng)，不同的調(diào)車場(chǎng)有不同的控制子系統(tǒng)控制，編組站CIPS系統(tǒng)需要向各控制子系統(tǒng)發(fā)出面向它們的指令，使各控制子系統(tǒng)能夠協(xié)同工作，這就需要將長的經(jīng)路拆分成基本的路徑，同時(shí)這些路徑信息也是綜合控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的指令來源，因此路徑即是編組站CIPS系統(tǒng)計(jì)劃管理的基礎(chǔ)，也是過程控制的基礎(chǔ)。編組站CIPS系統(tǒng)是管控一體的系統(tǒng)，不是單純的管理系統(tǒng)。在編組站的作業(yè)過程中，情況隨時(shí)在發(fā)生變

32、化，要求系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)，計(jì)劃隨時(shí)調(diào)整，給控制系統(tǒng)的指令也要及時(shí)發(fā)生變化，指令中的路徑也會(huì)改變?？紤]到編組站通常規(guī)模很大，線路、路徑很多，編組站CIPS系統(tǒng)在生成計(jì)劃、調(diào)整計(jì)劃的處理中沒有采用實(shí)時(shí)計(jì)算路徑的方法，而是采用查表法，這樣有利于系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部變化并作出處理。因此對(duì)編組站CIPS系統(tǒng)來說，一個(gè)準(zhǔn)確、全面的由許多路徑構(gòu)成的路徑表，是編組站CIPS系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中非常重要的部分，而且站場(chǎng)不同，其數(shù)據(jù)也完全不同。路徑表又分為基本路徑表和相擾路徑表，基本路徑反映機(jī)車車輛在編組站內(nèi)最小的走行軌跡；相擾路徑是針對(duì)基本路徑而言的，一旦某條基本路徑確定，其占用的線路資源就會(huì)影響其它若干基本路徑的使用，這些

33、受影響的基本路徑稱為某條路徑的相擾路徑。編組站作為辦理大量貨物列車解體和編組作業(yè)的車站，其站場(chǎng)規(guī)模通常很大，以論文研究對(duì)象成都北編組站為例，成都北編組站按雙向三級(jí)六場(chǎng)設(shè)計(jì)的，在下行到達(dá)場(chǎng)與上行出發(fā)場(chǎng)之間新建機(jī)務(wù)段。下行到達(dá)場(chǎng)設(shè)到發(fā)線10條，駝峰推峰機(jī)車走行線1條，正線1條；下行出發(fā)場(chǎng)設(shè)到發(fā)線10條，牽出線2條，直通線1條，正線1條；下行調(diào)車場(chǎng)設(shè)調(diào)車線32條，土石方工程按32條布置。上行到達(dá)場(chǎng)設(shè)到發(fā)線10條，按峰推峰機(jī)車走行線1條，正線1條；上行出發(fā)場(chǎng)設(shè)到發(fā)線10條，牽出線2條，直通線1條，正線1條；上行調(diào)車場(chǎng)設(shè)調(diào)車線32條。像成都北編組站規(guī)模的站場(chǎng)，線路有幾百條，線路之間的基本路徑可達(dá)一千五百

34、多條，相擾路徑可達(dá)七、八千條，如果單純用手工完成工作量很大，一個(gè)人需要兩、三個(gè)月，極容易出錯(cuò)；而且一旦站場(chǎng)發(fā)生改變，哪怕是不大的變化，都很可能造成前功盡棄的后果。因此用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)編組站CIPS系統(tǒng)線路表、路徑表的自動(dòng)生成，不僅能夠縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期，更重要的是能夠保證路徑表的完整和正確，從而保障調(diào)度計(jì)劃的高效和過程控制的可靠。經(jīng)路是由路徑構(gòu)成的，相同起點(diǎn)、終點(diǎn)的經(jīng)路可能有不同的路徑組合，在基本路徑表的基礎(chǔ)上，確定不同經(jīng)路的最優(yōu)經(jīng)路表提供給編組站CIPS系統(tǒng)，能夠減少系統(tǒng)在編制計(jì)劃過程中動(dòng)態(tài)計(jì)算最優(yōu)經(jīng)路的時(shí)間，有利于系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確地編制計(jì)劃。14本文研究的主要內(nèi)容141本文研究的范圍l 本文首先

35、要根據(jù)車站的作業(yè)計(jì)劃，從編組站的站場(chǎng)圖形中確定車站的線路資源，分析線路、路徑及整個(gè)站場(chǎng)上各種設(shè)備如道岔、區(qū)段、信號(hào)機(jī)之間的關(guān)系。l 研究搜索線路之間路徑的算法，自動(dòng)生成線路之間的路徑表。l 根據(jù)路徑表，自動(dòng)生成相擾路徑表。l 對(duì)線路間的最佳路徑、經(jīng)路作進(jìn)一步探討。142各章內(nèi)容簡介第一章 引言，介紹了編組站概況，簡單介紹了編組站CIPS管理系統(tǒng)，提出了在編組站CIPS管理系統(tǒng)開發(fā)過程中遇到的一些問題。第二章 研究對(duì)象的分析，為了自動(dòng)生成編組站CIPS系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).路徑表和和相擾路徑表，詳細(xì)分析了編組站中的設(shè)備。第三章 研究對(duì)象的定義，定義了路徑表包含的設(shè)備：線路、路徑、道岔、無岔區(qū)段、信號(hào)機(jī)

36、第四章 自動(dòng)搜索路徑的算法研究，詳細(xì)闡述了采用盲目搜索法中的廣義搜索法自動(dòng)搜索路徑的過程，并給出了程序運(yùn)行結(jié)果。本章最后對(duì)最優(yōu)經(jīng)路進(jìn)行了探討143本文主要貢獻(xiàn)本文主要是為編組站CIPS系統(tǒng)生成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本文的研究成果已用于開通的成都北CIPS管理系統(tǒng)，并將用于其它編組站的CIPS管理系統(tǒng)。研究對(duì)象的分析第二章 研究對(duì)象的分析21 研究的對(duì)象編組站是辦理大量貨物列車解體和編組作業(yè)的車站，具有改編能力較強(qiáng)的調(diào)車設(shè)備，是產(chǎn)生貨物列車的加工廠，通過本務(wù)機(jī)車、調(diào)車機(jī)車、列車、車輛在編組站內(nèi)的位置移動(dòng)，完成列車到達(dá)、車輛解體、車輛集結(jié)、車輛編組、列車出發(fā)等一系列作業(yè)。上述一系列作業(yè)的完成都涉及到下列對(duì)象：

37、線路編組站內(nèi)可臨時(shí)存放車輛或機(jī)車的線，包括車站出入線、到達(dá)線、出發(fā)線、調(diào)車線、牽出線、禁溜線、場(chǎng)間聯(lián)絡(luò)線、機(jī)走線、機(jī)待線、倒裝線、站修線、貨場(chǎng)線、專用線、加冰線等等。經(jīng)路調(diào)度計(jì)劃需要在站內(nèi)移動(dòng)車列（或列車）從任意一處線路到另一處線路之間的走行路線。經(jīng)路可能包括多個(gè)經(jīng)由的線路和路徑，經(jīng)路也包括通過改變走行方向而到達(dá)的路線。路徑編組站內(nèi)相鄰兩處線路之間的通路，中間不含有其他線路，不包括通過改變走行方向的“之”字形通路。路徑?jīng)]有方向，但是路徑的使用是有方向的。線路通過路徑構(gòu)成了站場(chǎng)平面。路徑是經(jīng)路的最小單位。進(jìn)路過程控制意義上的介于阻擋信號(hào)和準(zhǔn)入信號(hào)之間的路線。進(jìn)路按照信號(hào)機(jī)類別及其指揮的對(duì)象不同分

38、為列車進(jìn)路、調(diào)車進(jìn)路、推送進(jìn)路、駝峰溜放進(jìn)路、平面單勾溜放進(jìn)路、平面單勾連續(xù)進(jìn)路等等。進(jìn)路具有方向性，并具有明確的始點(diǎn)和終點(diǎn)。對(duì)于調(diào)車進(jìn)路，阻擋信號(hào)和準(zhǔn)入信號(hào)之間，若無同方向信號(hào)為基本進(jìn)路，否則為長進(jìn)路，一條長進(jìn)路由2個(gè)以上基本進(jìn)路組成。基本進(jìn)路是由無岔區(qū)段、道岔和道岔區(qū)段、信號(hào)機(jī)等組成。機(jī)車車輛的走行和移動(dòng)是通過其在路徑上的進(jìn)路執(zhí)行實(shí)現(xiàn)的。區(qū)段一個(gè)基本進(jìn)路內(nèi)包含了一個(gè)以上的連續(xù)分段的軌道區(qū)段（無岔區(qū)段和道岔區(qū)段），進(jìn)路兩側(cè)的外方還有接近區(qū)段和離去區(qū)段。圖2.1清楚地將計(jì)劃、經(jīng)路、路徑、區(qū)段之間的關(guān)系表達(dá)出來：圖2.1從綜合管理系統(tǒng)的角度看，路徑是連接相鄰兩線路的通路，路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)都是線路

39、，如果把線路看做點(diǎn)，把路徑看作線，編組站的站場(chǎng)實(shí)際上就是由這些點(diǎn)和線構(gòu)成的站場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)圖，其中的點(diǎn)和線根據(jù)站場(chǎng)作業(yè)要求和線路設(shè)計(jì)條件填加了許多靜態(tài)屬性。這里所說的線不是簡單的兩點(diǎn)一線，它是由過程控制意義上的進(jìn)路以及進(jìn)路內(nèi)的區(qū)段（道岔區(qū)段和無岔區(qū)段）構(gòu)成，兩條線路能否構(gòu)成路徑實(shí)際上是由進(jìn)路能否溝通決定，進(jìn)路能否溝通最終決定于區(qū)段能否連通。從綜合管理系統(tǒng)的角度上可以拋開過程控制意義上必須的進(jìn)路和信號(hào)機(jī)，認(rèn)為路徑就是由組成路徑的道岔區(qū)段和無岔區(qū)段構(gòu)成的，也可以進(jìn)一步認(rèn)為編組站的站場(chǎng)實(shí)際上是由線路以及溝通線路的區(qū)段組成的。本論文研究的經(jīng)路、路徑對(duì)象可以具體細(xì)分到區(qū)段、線路，因此研究的經(jīng)路、路徑應(yīng)從研究線路

40、、區(qū)段入手。22 對(duì)編組站線路的分析編組站平面由站內(nèi)軌道線路及道岔組成，形成自身獨(dú)特的站場(chǎng)形狀。將站場(chǎng)進(jìn)一步抽象，分為可存車的線路和連接線路之間的路徑，線路從本質(zhì)上來說就是無岔區(qū)段，這里所說的線路是特指其中的可存車線路。221 線路的位置及方向線路是一個(gè)中間沒有分叉的軌道，通常有兩個(gè)端口，也有的線路只有一個(gè)端口，即盡頭線。線路的每個(gè)端口均可以出入車輛，但如果原線路上有車輛時(shí)，來自不同端口的車輛相對(duì)于原線路上的車輛其排列順序不同。對(duì)于線路的每個(gè)端口，可以有三個(gè)屬性：所處的域：描述某端口所處的域別。線路分為場(chǎng)間線路及場(chǎng)內(nèi)線路，若場(chǎng)間線路，其線路的兩端分屬于不同的場(chǎng)及不同的域；場(chǎng)內(nèi)股道兩端屬于相同的

41、場(chǎng)不同的域，但是也不排除某線路在同場(chǎng)同域的可能性；地理方向：分上行端或下行端，從該端進(jìn)入的車，其來車方向往上行，則為上行端，來車方向往下行為下行端；車流方向：分上游端或下游端，從該端進(jìn)入的是順流為上游端，從該端進(jìn)入的車是逆流為下游端。如圖2.2所示，對(duì)于上行系統(tǒng)，線路的上行端就是上游端；對(duì)于下行系統(tǒng)，線路的下行端則為上游端，上行端就是下游端，兩者相反。采用上、下行定義，其整個(gè)編組站的線路定義具有一致性，而采用上、下游定義，符合車流方向。線路不同的定義在不同的場(chǎng)合有不同的用途。下游上游車流方向下行咽喉上行咽喉下行咽喉上行咽喉上游下游車流方向上行方向圖2.2 線路及車流的方向222 線路的分類線路

42、按其性質(zhì)可分為：l 存車/走行線：線路首先可分為可停留車線與走行線兩類，其中存車線（停留車線）是計(jì)劃中用來存車的，當(dāng)然有的停留車線在未存車時(shí)也可以兼作走行線，例如到達(dá)場(chǎng)和出發(fā)場(chǎng)股道，均可以用來存車，但是至少必須留出一條線作為機(jī)車走行線。再例如禁溜線停留車，而迂回線通常是走行線。專門的走行線屬于通道，一般是不停留車的。從計(jì)劃的角度，其站內(nèi)現(xiàn)車通常是指停留車線上的現(xiàn)車，而其他線上（走行線及路徑上）的車屬于“在途”的過渡車。存車線根據(jù)其站場(chǎng)設(shè)計(jì)與使用習(xí)慣停留不同的車形成了專門的用途，走行線也根據(jù)設(shè)計(jì)有所不同，例如機(jī)車走行、調(diào)機(jī)走行等。l 場(chǎng)內(nèi)/聯(lián)絡(luò)線：線路又可分為場(chǎng)內(nèi)線路和場(chǎng)間（包括場(chǎng)與站外、場(chǎng)與機(jī)

43、務(wù)段等）聯(lián)絡(luò)線。場(chǎng)內(nèi)線與場(chǎng)的使用有關(guān)，大多為存車線，而不同場(chǎng)間的聯(lián)絡(luò)線通常是走行線，或牽出線。l 雙側(cè)/盡頭線：通常一條線可以從兩頭出入車，但是也有盡頭線，只有一個(gè)出入口。如果盡頭線屬于走行線，是專門用于“轉(zhuǎn)頭”的，例如機(jī)待線。線路按使用類型可分為：通過線、接車線、發(fā)車線、接發(fā)線、超限貨物接線、牽出線、本務(wù)機(jī)入庫線、本務(wù)機(jī)出庫線、機(jī)待線（調(diào)機(jī)轉(zhuǎn)頭線）、調(diào)車機(jī)停留線、調(diào)車線、走行線、機(jī)走線、加冰線、迂回線、禁溜線、調(diào)機(jī)整備線、區(qū)間引入線、選車線、軍用線、裝車線、卸車線、粗雜貨物裝卸線、零擔(dān)貨物裝卸線、集裝箱作業(yè)線、軌道吊停留線、怕濕貨物停留線、笨重貨物裝卸線、專用線的車輛交接線、軌道衡線、車輛檢

44、修線、車輛段預(yù)檢線、段修線、專業(yè)貨物（長軌裝車、枕木、煤、油）裝卸線、洗車線、調(diào)機(jī)走行線等等，不勝枚舉。23 對(duì)路徑的分析231 路徑來源于計(jì)劃對(duì)于編組站CIPS系統(tǒng)，由于取消了車站值班員人為執(zhí)行計(jì)劃的環(huán)節(jié)，要求自動(dòng)執(zhí)行，計(jì)劃中所有隱含的必然要執(zhí)行的內(nèi)容必須明了化，路徑就是其中之一。在計(jì)劃中加入路徑的內(nèi)容，充分體現(xiàn)了計(jì)劃與進(jìn)路集成的特點(diǎn)，路徑也是計(jì)劃與進(jìn)路控制之間集成的“橋梁”。計(jì)劃至進(jìn)路的解決方案要點(diǎn)是：計(jì)劃中的經(jīng)路通過其路徑來表述，再由進(jìn)路執(zhí)行系統(tǒng)將路徑轉(zhuǎn)換為進(jìn)路。結(jié)合路徑的表示方式，計(jì)劃中的經(jīng)路，無論從站內(nèi)的任意一處至另外任意一處，都可以用由始至終所要經(jīng)過的一系列線路名稱順序加以描述，包

45、括其中可能出現(xiàn)的“之”字形迂回經(jīng)路。這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)線路及順序也就決定了其中每一段的路徑走行方向。線路名稱順序表中的每兩者之間就意味和代表了其之間有路徑，而一系列線路名稱順序則代表了兩地間從源開始需要經(jīng)過的所有線路及路徑，包括走行方向。在這里，我們可以理解，線路名稱順序中的每個(gè)線路，同時(shí)也就是整個(gè)經(jīng)路的“路標(biāo)”。隨著每一個(gè)具有方向要求的路徑及線路被詮釋成為進(jìn)路，則站內(nèi)任意兩點(diǎn)之間的經(jīng)路，就最終對(duì)應(yīng)到了具體的執(zhí)行進(jìn)路上。對(duì)于任何一個(gè)作業(yè)計(jì)劃單項(xiàng)而言，需要產(chǎn)生的路徑計(jì)劃其實(shí)就是簡單的經(jīng)由線路排列組合表。該表由計(jì)劃編譯器將其變成對(duì)應(yīng)的指令集，送至子系統(tǒng)，子系統(tǒng)最后將指令集變?yōu)檫M(jìn)路，完成了從計(jì)劃到進(jìn)路的整

46、個(gè)過程。距離短，經(jīng)由的線路少；距離長，經(jīng)由的線路多。作為一個(gè)特例，表中只有兩個(gè)線路時(shí)，其經(jīng)路內(nèi)只包含有一個(gè)路徑，屬于最簡單的情況。計(jì)劃中最常見的調(diào)車情況之一是：要求車列或單機(jī)從某線路（甲）沿路徑走，行至中間就返岔去往同場(chǎng)別的另一條線路（乙），其整個(gè)經(jīng)路的表述是：甲丙乙。其中丙為經(jīng)由線路牽出線或其他線路，而不論車列或單機(jī)是否一定到達(dá)過了丙地。對(duì)應(yīng)的進(jìn)路辦理過程是先從甲往丙排一條進(jìn)路，過返岔點(diǎn)時(shí)按照已知從丙至乙的進(jìn)路打算，對(duì)提前滿足進(jìn)路條件的中間折返點(diǎn)至乙部分先排出來，允許車列或單機(jī)看回頭信號(hào)折返（也可選擇繼續(xù)前行）。折返后甲往丙剩余進(jìn)路自動(dòng)解鎖。要解決計(jì)劃的路徑問題，CIPS系統(tǒng)需做兩件事：第一

47、，補(bǔ)充計(jì)劃中的每個(gè)運(yùn)動(dòng)始發(fā)和目的地，使其明朗化，例如一個(gè)調(diào)車作業(yè)通知單前要交待調(diào)車機(jī)車要去做第一件事之前在哪里，這一點(diǎn)通過調(diào)機(jī)跟蹤可以解決。又如本務(wù)機(jī)車出入段，由于機(jī)務(wù)段有多個(gè)出入口，必須明確指出從何口出或入。在列車接發(fā)計(jì)劃及一個(gè)調(diào)車作業(yè)計(jì)劃列表中其始發(fā)地和目的地已經(jīng)明確了。第二，在運(yùn)動(dòng)始發(fā)和目的地之間作出途經(jīng)線路列表，內(nèi)含了可能出現(xiàn)的一次或多次折返要求。這里存在決策問題，并且可供選擇的排列組合也很多。這是CIPS系統(tǒng)需要著重研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一?？紤]到傳統(tǒng)習(xí)慣及調(diào)度員的傳統(tǒng)工作范圍，其計(jì)劃中的路徑應(yīng)該盡可能自動(dòng)優(yōu)化編制，盡量避免調(diào)度員的介入。232 計(jì)劃中各類路徑的分析按照作業(yè)性質(zhì)區(qū)別，路徑

48、可以分為：列車運(yùn)行路徑對(duì)于一個(gè)場(chǎng)而言，當(dāng)來、去方向別與到、發(fā)線別確定后，接發(fā)列車路徑是唯一的，而且只有一個(gè)。在多場(chǎng)的情況下，由于列車可能穿越場(chǎng)，憑據(jù)進(jìn)路信號(hào)行車，列車一般會(huì)通過其他場(chǎng)的直通線路，雖然通常也是唯一的，但其在車站內(nèi)不同場(chǎng)的“經(jīng)由”關(guān)系必須在計(jì)劃中明確指出來。機(jī)車走行路徑機(jī)車出入段路徑機(jī)車型號(hào)對(duì)路徑的限制機(jī)待線使用方案調(diào)機(jī)單機(jī)返場(chǎng)路徑及到、發(fā)場(chǎng)機(jī)車走行線別本務(wù)機(jī)車及調(diào)車機(jī)車單機(jī)返岔牽出線及路徑機(jī)車場(chǎng)間轉(zhuǎn)移越區(qū)聯(lián)絡(luò)線別及路徑調(diào)車作業(yè)路徑解體計(jì)劃：駝峰推送線及解體峰位的選擇編組計(jì)劃：峰尾至出發(fā)場(chǎng)牽出線的選擇取送車：轉(zhuǎn)場(chǎng)越區(qū)聯(lián)絡(luò)線、返岔牽出線及經(jīng)由路徑（包括經(jīng)由的股道）的確定。233自動(dòng)生

49、成路徑的基本原則路徑可以看成是相鄰兩個(gè)線路之間進(jìn)路的集合，代表著通過進(jìn)路連接而通的道路，并不是任意兩個(gè)線路都可以構(gòu)成路徑，基本路徑表的自動(dòng)生成的目的之一就是要判斷任意兩個(gè)線路之間是否存在路徑的問題，其自動(dòng)生成必須遵循下列原則：l 路徑中間不允許含有其他線路，以保證路徑的最小化。l 路徑中間不允許有改變走行方向的“之”字形通路?；韭窂降乃阉鲀H僅依靠線路是不可能實(shí)現(xiàn)的，必須依靠線路與區(qū)段以及區(qū)段內(nèi)部的關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索，一旦搜索成功就可給該路徑確定唯一的路徑名稱和內(nèi)部路徑號(hào)。路徑的屬性可以通過線路的屬性自動(dòng)生成的。路徑的長度是通過路徑經(jīng)過的所有區(qū)段長度累加得到的，需要注意的是：基本路徑可以由多條不

50、同長進(jìn)路構(gòu)成，因此其路徑長度可能有幾個(gè)，路徑的長短是判定其是否最優(yōu)的指標(biāo)之一24路徑上設(shè)備的分析連接線路的路徑是由區(qū)段、信號(hào)機(jī)組成的，其中區(qū)段又分為無岔區(qū)段和道岔，研究路徑的自動(dòng)生成，需要仔細(xì)研究路徑上的設(shè)備及設(shè)備之間的關(guān)系241 對(duì)路徑上信號(hào)機(jī)的分析信號(hào)機(jī)按外型分為高柱信號(hào)機(jī)和矮柱信號(hào)機(jī)，按用途分為調(diào)車信號(hào)機(jī)、預(yù)告信號(hào)機(jī)、進(jìn)站信號(hào)機(jī)、出站信號(hào)機(jī)、通過信號(hào)機(jī)、駝峰主體信號(hào)機(jī)等等，車站調(diào)度員一般不會(huì)多留意編組場(chǎng)內(nèi)信號(hào)機(jī)的種類、數(shù)量等問題，本文只分析信號(hào)機(jī)的方向及與路徑上其他設(shè)備的關(guān)系。圖2.3 信號(hào)機(jī)示意圖如圖2.3所示，左邊為信號(hào)機(jī)外方，右邊為信號(hào)機(jī)內(nèi)方，箭頭表明列車的運(yùn)行方向，本文依此建立信

51、號(hào)機(jī)與周圍設(shè)備的聯(lián)系。242 對(duì)路徑上區(qū)段的分析路徑上的區(qū)段又分為道岔區(qū)段和無岔區(qū)段2421 道岔區(qū)段編組站內(nèi)的道岔類型一般包括單動(dòng)道岔、雙動(dòng)道岔、復(fù)式交分道岔等，在本文的研究中，關(guān)心的是道岔和周圍設(shè)備的關(guān)系，而不是道岔的類型，故把它們抽象出來可以表示為以下幾種圖形圖2.4 道岔示意圖如圖2.4(a)所示的道岔1064為單動(dòng)道岔，圖2.4(a)表明了單動(dòng)道岔的三個(gè)方向（岔尖方向、定位方向、反位方向）；圖2.4(b)所示為雙動(dòng)道岔，雙動(dòng)道岔可以看成兩個(gè)單動(dòng)道岔，只不過在動(dòng)作的時(shí)候存在一定的聯(lián)鎖關(guān)系，雙動(dòng)道岔的名稱由兩個(gè)單動(dòng)道岔的名稱組合而成，圖2.4(b)所示的雙動(dòng)道岔稱為1050/1052。如

52、圖2.5 所示的道岔1030/10321034/1036為復(fù)式交分道岔，可以拆分為如圖 2.6 所示的一個(gè)雙動(dòng)道岔1034/1036和一個(gè)單動(dòng)道岔1030/1032的組合圖2.5復(fù)式交分道岔示意圖圖2.6 復(fù)式交分道岔的拆分圖2422 無岔區(qū)段這里的無岔區(qū)段特指不能作為線路資源的無岔區(qū)段。我們可以把無岔區(qū)段抽象為一條線段。25 本章小結(jié)本章從編組站CIPS管理系統(tǒng)的角度分析了計(jì)劃、經(jīng)路、路徑、區(qū)段之間的關(guān)系。本文所研究的對(duì)象是經(jīng)路、路徑，經(jīng)路是多條路徑的組合，路徑則是由線路、道岔、無岔區(qū)段、信號(hào)機(jī)組成的。本章對(duì)本文所研究的對(duì)象進(jìn)行了分析和詳細(xì)說明。研究對(duì)象的數(shù)據(jù)定義第三章 研究對(duì)象的數(shù)據(jù)定義本

53、文處理的對(duì)象采用層層范圍圈不斷縮小，來表達(dá)某個(gè)特定作業(yè)的區(qū)域，通常是：車站系統(tǒng)（上下行）場(chǎng)（到達(dá)場(chǎng)、駝峰廠、處發(fā)場(chǎng)） 線集線路車站系統(tǒng)（上下行）場(chǎng)域路徑通常計(jì)劃的層次隨著層層細(xì)化，其作業(yè)范圍也在不斷縮小，因此本文對(duì)研究對(duì)象的定義也采用這種由大到小不斷細(xì)化的方式。31 車場(chǎng)定義場(chǎng)別：編組站有多個(gè)車場(chǎng)，不同的作業(yè)涉及不同的車場(chǎng)，對(duì)不同的車場(chǎng)應(yīng)定義編碼來區(qū)別。場(chǎng)分工：每個(gè)車場(chǎng)均有其專業(yè)分工，編組站的場(chǎng)有到達(dá)場(chǎng)、駝峰場(chǎng)、出發(fā)場(chǎng)、直通場(chǎng)、貨場(chǎng)等，也應(yīng)用相應(yīng)的編碼區(qū)別開來。32 上下行系統(tǒng)定義在雙向編組站中，分為上行系統(tǒng)與下行系統(tǒng)。在鐵路信號(hào)專業(yè)中，規(guī)定以北京站為中心參照點(diǎn)，車流方向去往北京方向的為上行，

54、反之為下行。按照全國統(tǒng)一規(guī)則，將編組開出列車為上行的慣稱上行系統(tǒng)，即主要處理運(yùn)行方向?yàn)樯闲械能嚵?；將編組開出列車為下行的慣稱為下行系統(tǒng)，即主要處理運(yùn)行方向?yàn)橄滦械能嚵??？紤]到列車走行的順暢，通常上、下行系統(tǒng)在站場(chǎng)設(shè)計(jì)上是反向的，也有并行順向的站場(chǎng)。上下行系統(tǒng)編碼：在此定義，下行系統(tǒng)=1，上行系統(tǒng)=2。對(duì)于成都北，下行系統(tǒng)包括、場(chǎng)，上行系統(tǒng)包括、場(chǎng)。33 車場(chǎng)咽喉（場(chǎng)域）定義車場(chǎng)的域：每個(gè)車場(chǎng)通常有上下行兩側(cè)，即兩個(gè)端口，也稱之為咽喉，每個(gè)咽喉定義為一個(gè)域。由于站型設(shè)計(jì)的原因，有的場(chǎng)只有一個(gè)域（盡頭場(chǎng)），而有的場(chǎng)有三個(gè)域（如燕尾站型，上行端或下行端有兩個(gè)端口）。域的方向：在鐵路信號(hào)專業(yè)中，車場(chǎng)（

55、或車站）中的進(jìn)路有統(tǒng)一規(guī)定的方向，以北京站為中心參照點(diǎn)，分為上行方向，或下行方向。而咽喉也因此而定義為上行咽喉與下行咽喉。靠近北京方面（下行接車）為下行咽喉，道岔、信號(hào)機(jī)命名編號(hào)為奇數(shù)，另一側(cè)為上行咽喉，設(shè)備命名編號(hào)為偶數(shù)。因此域也有了方向?qū)傩?，處于上行咽喉的稱為上行域，反之，處于下行咽喉的域?yàn)橄滦杏?。域的分工：域的作用與分工是有所區(qū)別的，編組站的域可以分為，接車區(qū)域、發(fā)車區(qū)域、駝峰頭部、駝峰尾部、推峰咽喉、牽出咽喉。域是進(jìn)路控制子系統(tǒng)（駝峰及聯(lián)鎖）可以分割的最小單位，當(dāng)然一個(gè)子系統(tǒng)也可以管轄多個(gè)域。域應(yīng)根據(jù)子系統(tǒng)分界嚴(yán)格劃分邊界。34 線路的定義線路是一個(gè)中間沒有分叉的軌道，通常有兩個(gè)端口，也有的線路只有一個(gè)端口，即盡頭線。線路的每個(gè)端口均可以出入車輛，但如果原線路上有車輛時(shí)，來自不同端口的車輛相對(duì)于原線路上的車輛其排列順序不同。341 線路的靜態(tài)屬性l 線路的編碼：將一個(gè)站的所有線路統(tǒng)一編碼，即站內(nèi)編碼唯一性。l 線路的位置：所屬場(chǎng)別（跨場(chǎng)線路有兩個(gè)場(chǎng)別）、所屬域別（非盡頭線有兩個(gè)域）、線路名稱、線路編號(hào)l 線路物理特性：有效長、換算容車屬、地理信息（GPS定位）、坡度l 線路其他特征：是否允許存車、是否允