第一章高速鐵路行車(chē)指揮自動(dòng)化

第一章高速鐵路行車(chē)指揮自動(dòng)化第一節(jié)行車(chē)指揮自動(dòng)化概述傳統(tǒng)的鐵路行車(chē)指揮系統(tǒng)采用的是以人為主、以設(shè)備為輔的集中統(tǒng)一調(diào)度方式，隨著運(yùn)量的加大，行車(chē)速度的提高，人為因素在行車(chē)指揮中所產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)和聯(lián)絡(luò)中的失誤，對(duì)行車(chē)的調(diào)度與調(diào)整將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。尤其是在高速鐵路出現(xiàn)后，這種方式已不能很好地適應(yīng)高速鐵路行車(chē)指揮的需要。為改變這種狀況，許多國(guó)家逐步開(kāi)發(fā)出了行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)。行車(chē)指揮自動(dòng)化是指以鐵路現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備為基礎(chǔ)，利用信息采集裝置收集列車(chē)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行追蹤和管理，并根據(jù)未來(lái)運(yùn)輸變化的需要，自動(dòng)制定列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃，合理配備牽引動(dòng)力、車(chē)輛及乘務(wù)員，傳達(dá)列車(chē)運(yùn)行調(diào)整信息，自動(dòng)完成調(diào)度監(jiān)督，提供列車(chē)進(jìn)路控制手段，自動(dòng)進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行實(shí)跡的統(tǒng)計(jì)和分析。行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的采用可以顯著提高行車(chē)安全和正點(diǎn)率、充分發(fā)揮車(chē)站和線路的通過(guò)能力、提高調(diào)度水平、提高計(jì)劃和統(tǒng)計(jì)工作質(zhì)量，進(jìn)而可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。完整的行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)包括列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃的編制、列車(chē)運(yùn)行管理、運(yùn)能資源的合理配置和利用以及列車(chē)運(yùn)行實(shí)跡的統(tǒng)計(jì)分析等幾個(gè)方而，其中列車(chē)運(yùn)行的管理是行車(chē)指揮自動(dòng)化的關(guān)鍵核心。一、行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能1．列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃的編制根據(jù)對(duì)運(yùn)輸市場(chǎng)情況的把握，制定滿(mǎn)足運(yùn)輸市場(chǎng)需求的列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃，并根據(jù)市場(chǎng)變化情況不斷調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃，以形成最終可以實(shí)施的實(shí)施計(jì)劃，主要包括：根據(jù)運(yùn)輸需要制定列車(chē)基本計(jì)劃(包括定期列車(chē)、季節(jié)列車(chē)、預(yù)定臨時(shí)列車(chē))，并對(duì)未來(lái)列車(chē)開(kāi)行需要進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)列車(chē)計(jì)劃和未來(lái)列車(chē)實(shí)際，制定與之相適應(yīng)的乘務(wù)員和車(chē)輛運(yùn)用計(jì)劃。根據(jù)運(yùn)輸?shù)募竟?jié)性波動(dòng)和施工作業(yè)等需要，對(duì)原計(jì)劃進(jìn)行追加、修改和調(diào)整，制定每日的運(yùn)行實(shí)施計(jì)劃。對(duì)運(yùn)行實(shí)施計(jì)劃進(jìn)行整理、分類(lèi)，向有關(guān)處所傳達(dá)。2．列車(chē)運(yùn)行管理列車(chē)運(yùn)行管理是行車(chē)指揮自動(dòng)化的基本任務(wù)，根據(jù)系統(tǒng)獲得的實(shí)時(shí)信息，完成對(duì)列車(chē)運(yùn)行的監(jiān)督、控制和運(yùn)行調(diào)整等任務(wù)，并將實(shí)時(shí)信息向有關(guān)部門(mén)傳達(dá)，主要包括：列車(chē)運(yùn)行調(diào)整。包括掌握列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)，檢出運(yùn)行紊亂的列車(chē)和進(jìn)行緊急調(diào)整：進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行模擬，編制預(yù)測(cè)運(yùn)行圖；制定必要且適度的調(diào)整 (包括車(chē)底運(yùn)用的變更)方案，為調(diào)度員作決策支持，然后向有關(guān)處所發(fā)布命令。進(jìn)路控制。根據(jù)運(yùn)行實(shí)施計(jì)劃和運(yùn)行指令，自動(dòng)設(shè)定列車(chē)進(jìn)路。傳達(dá)列車(chē)信息。向有關(guān)處所(旅客向?qū)到y(tǒng)等)傳達(dá)列車(chē)及其運(yùn)行狀態(tài)信息。3．進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析對(duì)計(jì)劃及運(yùn)行實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集、統(tǒng)計(jì)和分析，并完成對(duì)基本計(jì)劃及其他計(jì)劃的反饋。二、構(gòu)造行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的基本思路行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)以鐵路現(xiàn)代化設(shè)備為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為輔助工具，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中一般采用如下思路：取消分散安裝在線路兩側(cè)的信號(hào)設(shè)備，將列車(chē)運(yùn)行指揮控制集中于地面的調(diào)度中心。在調(diào)度中心控制范圍內(nèi)，由車(chē)載計(jì)算機(jī)輔助司機(jī)操縱列車(chē)運(yùn)行。

調(diào)度中心計(jì)算機(jī)自動(dòng)跟蹤其控制范圍內(nèi)的列車(chē)運(yùn)行并向列車(chē)傳遞運(yùn)行計(jì)劃與調(diào)度命令。調(diào)度員監(jiān)督計(jì)算機(jī)的工作并給予必要的輔助調(diào)整。利用有線與無(wú)線的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為調(diào)度中心與列車(chē)之間進(jìn)行雙向信息傳遞。調(diào)度中心計(jì)算機(jī)在調(diào)整列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，向車(chē)站各分機(jī)、分區(qū)、分時(shí)地下達(dá)列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃。各車(chē)站的控制分機(jī)根據(jù)中心計(jì)算機(jī)的運(yùn)行計(jì)劃，直接控制現(xiàn)場(chǎng)的有關(guān)聯(lián)鎖設(shè)備與進(jìn)路。三、行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)例如日本新干線的COMTRAC(COM德國(guó)法蘭克福的計(jì)算機(jī)輔助列車(chē)監(jiān)實(shí)踐證明是較為成功的系統(tǒng)。 由于如日本新干線的COMTRAC(COM德國(guó)法蘭克福的計(jì)算機(jī)輔助列車(chē)監(jiān)實(shí)踐證明是較為成功的系統(tǒng)。 由于各國(guó)的行車(chē)組織模式各不相同， 其開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)一般不能直接引入到我國(guó)， 但其開(kāi)發(fā)思想、關(guān)鍵技術(shù)仍對(duì)我國(guó)具有重要借鑒意義。COMTRAC的構(gòu)成日本新干線的COMTRAC行車(chē)調(diào)度指揮系統(tǒng)是1972年岡山站營(yíng)業(yè)時(shí)開(kāi)始投入使用的。之后，隨著博多站開(kāi)始營(yíng)業(yè)(1975年)，東北、上越新干線開(kāi)始營(yíng)業(yè)(1982年)，系統(tǒng)的內(nèi)容不斷擴(kuò)充，功能日益強(qiáng)大，為日本的新干線列車(chē)的運(yùn)行組織作出了重要貢獻(xiàn)， 是目前為止比較成功的行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要構(gòu)成如圖 6—1—1所示。COMTRAC的主要功能COMTRAC的主要功能分類(lèi)和基本內(nèi)容如表 6—1—1所示。表6-1-1行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的功能及內(nèi)容基本功陡子系額事稱(chēng)基本內(nèi)容計(jì) 劃纂豐、檢吋汁劃1酬制、修改運(yùn)行圖矗運(yùn)眾誰(shuí)動(dòng)時(shí)的列車(chē)、車(chē)輛及娥務(wù)員運(yùn)用計(jì)劃實(shí)施計(jì)劃在基本'桂時(shí)計(jì)劃基紬上.塩制每日列車(chē)*車(chē)輛運(yùn)用計(jì)劃理車(chē)無(wú)運(yùn)用車(chē)網(wǎng)運(yùn)用駁檢慨計(jì)劃人員使用雜務(wù)員運(yùn)用在卓本、劃建礎(chǔ)上,握制掾日靈務(wù)應(yīng)運(yùn)用計(jì)劃+井対占日列車(chē)運(yùn)用賣(mài)際琲tr業(yè)理運(yùn)抒管理信息址理監(jiān)現(xiàn)列軍運(yùn)行,進(jìn)打耒來(lái)列車(chē)運(yùn)行幣預(yù)熬運(yùn)行urn由于列年運(yùn)廳衣亂■酷耍列車(chē)運(yùn)行蜒調(diào)整把列車(chē)運(yùn)行圖的變更?列車(chē)嵯點(diǎn)竿借息槨輸焙車(chē)站和有芙運(yùn)時(shí)部門(mén)*同時(shí)樓輸車(chē)輛郵來(lái)務(wù)員運(yùn)用：赍料管理以及佰息音躍系班的救撫進(jìn)路控軸 |糧峯列車(chē)送存m以及列車(chē)運(yùn)亓實(shí)際情民進(jìn)荷跡籍控制擁翼向?qū)д]客向?qū)鬏斄熊?chē)運(yùn)行鬧及咬點(diǎn)信息，控制車(chē)姑自動(dòng)廣捨系址.控制發(fā)車(chē)指示牌資料暫理編制建理資料統(tǒng)計(jì)每日列車(chē)、車(chē)耦廉案務(wù)員益用寶跡卻

ss???上曙世?SA*EojEMsElmn?sr??*w8hei*?*斗9?加?~4-em■A.1MguuBOX■*■&!!ss???上曙世?SA*EojEMsElmn?sr??*w8hei*?*斗9?加?~4-em■A.1MguuBOX■*■&!!每■圭*?ss??^sla1刪-Jgfi33ss*?5WaffsM?iv4?SaUCCOMTRAC的最新發(fā)展隨著新干線上列車(chē)種類(lèi)的增加、列車(chē)運(yùn)行密度的增大、列車(chē)運(yùn)行速度的提高及原有計(jì)算機(jī)能力的限制和COMTRAC中一些針對(duì)單一線路的各種機(jī)能， COMTRAC開(kāi)始表現(xiàn)出不適應(yīng)新干線發(fā)展的需要的情況，主要體現(xiàn)在以下幾方面：不能適應(yīng)將要運(yùn)營(yíng)的秋田新干線、北陸新干線發(fā)展需要。不能適應(yīng)速度提高、列車(chē)追蹤間隔時(shí)間縮短等新形式的需要。不能充分發(fā)揮新型車(chē)輛的使用、運(yùn)輸設(shè)備的改善及新車(chē)站開(kāi)始營(yíng)業(yè)帶來(lái)的效應(yīng)。原有計(jì)算機(jī)能力有限，限制數(shù)據(jù)的有效利用。運(yùn)輸計(jì)劃、數(shù)據(jù)的輸入、系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換等效率較低。為了消除這些不利影響，日本對(duì)COMTRAC進(jìn)行重大的更新、改造，開(kāi)發(fā)了新的行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)——COSMOS(COmputerized，Safety，MaintenanceandOperationSystemsofShinkansen)系統(tǒng)，并于1995年11月10日開(kāi)始使用。新系統(tǒng)采用新的技術(shù)和設(shè)備，解決了上述問(wèn)題，在保持COMTRtAC的全部功能的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)性能有了新的發(fā)展。新的COSMOS系統(tǒng)主要由運(yùn)輸計(jì)劃子系統(tǒng)、運(yùn)行管理子系統(tǒng)、安全保障子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、電力控制子系統(tǒng)、信息集中管理子系統(tǒng)、車(chē)輛管理子系統(tǒng)和車(chē)輛基地作業(yè)計(jì)劃子系統(tǒng)等8個(gè)子系構(gòu)成。四、行車(chē)指揮自動(dòng)化的關(guān)鍵問(wèn)題在實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的各種功能時(shí)，列車(chē)跟蹤和進(jìn)路控制、列車(chē)運(yùn)行調(diào)整及列車(chē)運(yùn)行圖的計(jì)算機(jī)編制是行車(chē)指揮自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵和核心所在。隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制的不斷發(fā)展，不同于傳統(tǒng)的列車(chē)運(yùn)行控制理論的移動(dòng)自動(dòng)閉塞理論和實(shí)踐也得到了發(fā)展，移動(dòng)自動(dòng)閉塞的實(shí)現(xiàn)將為鐵路行車(chē)指揮自動(dòng)化提供更為有利的條件，為此，本章將對(duì)此作簡(jiǎn)要的介紹。第二節(jié)計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖一、概述．列車(chē)運(yùn)行圖的定義與列車(chē)運(yùn)行圖的作用列車(chē)運(yùn)行圖是運(yùn)用坐標(biāo)原理表示列車(chē)運(yùn)行的一種圖解方式，是以表示列車(chē)在鐵路區(qū)間運(yùn)行及在車(chē)站到發(fā)或通過(guò)時(shí)刻的綜合性技術(shù)文件，它規(guī)定了各次列車(chē)占用區(qū)間的程序，列車(chē)在每個(gè)車(chē)站的到達(dá)和出發(fā)(或通過(guò))的時(shí)刻，列車(chē)在區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間、列車(chē)在車(chē)站的停站時(shí)間以及機(jī)車(chē)、車(chē)底的交路和列車(chē)重量和長(zhǎng)度等，是鐵道部、鐵路局和鐵路分局組織列車(chē)運(yùn)行的基礎(chǔ)。列車(chē)運(yùn)行圖是鐵路綜合性的技術(shù)文件，通過(guò)列車(chē)運(yùn)行圖可以把整個(gè)路網(wǎng)上鐵路車(chē)、機(jī)、工、電、輛各個(gè)部門(mén)和各個(gè)工種的工作緊密地結(jié)合成一個(gè)統(tǒng)一的整體。 基層的車(chē)站和車(chē)務(wù)段根據(jù)運(yùn)行圖和客貨列車(chē)時(shí)刻表所規(guī)定的列車(chē)到達(dá)和出發(fā)時(shí)間 (通過(guò)時(shí)間)安排本站的站線使用和接發(fā)車(chē)等行車(chē)作業(yè)，解體、編組等調(diào)車(chē)作業(yè)和客貨運(yùn)輸工作計(jì)劃， 分局調(diào)度所的列車(chē)調(diào)度指揮人員根據(jù)運(yùn)行圖指揮調(diào)度區(qū)段的行車(chē)工作；機(jī)務(wù)部門(mén)根據(jù)運(yùn)行圖的要求，確定每天需要派出的機(jī)車(chē)臺(tái)數(shù)、派出的時(shí)刻，以及安排機(jī)車(chē)的整備和乘務(wù)員的作息計(jì)劃；其他如工務(wù)、電務(wù)等部門(mén)，也都根據(jù)運(yùn)行圖的規(guī)定來(lái)安排施工計(jì)劃和維修計(jì)劃。 因此，可以說(shuō)，通過(guò)鐵路運(yùn)行圖的合理編制，使鐵路像一架龐大的聯(lián)動(dòng)機(jī)環(huán)環(huán)緊扣，有節(jié)奏地運(yùn)轉(zhuǎn)。2．計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖的意義傳統(tǒng)的列車(chē)運(yùn)行圖編制一般由人員依靠二分格圖紙和鉛筆手工來(lái)完成的， 由于編圖工作問(wèn)題涉及面廣，制約因素復(fù)雜，技術(shù)難度大，人工編制運(yùn)行圖的主要問(wèn)題如下：(1)手工編制列車(chē)運(yùn)行圖周期長(zhǎng)，不能作多方案比選和評(píng)價(jià)，運(yùn)行圖質(zhì)量缺乏科學(xué)的保證，編圖機(jī)動(dòng)性差。手工編圖從資料收集、準(zhǔn)備、編圖和調(diào)圖工作的完成以及指標(biāo)的計(jì)算、時(shí)刻表的打印和運(yùn)行圖的全過(guò)程中，重復(fù)勞動(dòng)量大、牽涉的人員和部門(mén)多、組織工作復(fù)雜、效率低、出錯(cuò)率高。手工方式的運(yùn)行圖調(diào)整工作只能在小范圍內(nèi)進(jìn)行，難以從全局出發(fā)保證運(yùn)行圖綜合效益，也難以適應(yīng)特殊的運(yùn)行需要及環(huán)境的要求?，F(xiàn)階段，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)正處于高速發(fā)展階段，全路范圍內(nèi)鐵路設(shè)備不斷更新改造以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，尤其是在公路和航空等其他交通運(yùn)輸方式的激烈競(jìng)爭(zhēng)下， 鐵路根據(jù)運(yùn)量和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的需要，可能頻繁調(diào)整列車(chē)運(yùn)行圖，若仍然依靠人工編圖，則很難適應(yīng)運(yùn)量和市場(chǎng)需求的變化，很難在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得有利的地位，因此，列車(chē)運(yùn)行圖的編制必須擺脫依賴(lài)手丁編制的落后狀態(tài)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)編制運(yùn)行圖。3．國(guó)內(nèi)、外研究計(jì)算機(jī)編制運(yùn)行圖的發(fā)展概況國(guó)外對(duì)計(jì)算機(jī)編制運(yùn)行圖的研究從20世紀(jì)50年代后期開(kāi)始。日本從20世紀(jì)60年代初開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖，研究的主要目的是盡量減少編制運(yùn)行圖所需要的人員和編制時(shí)間，70年代開(kāi)始在部分線路上使用計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖。日本使用計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖的辦法是編圖人員利用光筆，根據(jù)每一列車(chē)運(yùn)行線的編制要求，向計(jì)算機(jī)輸入信息，通過(guò)人機(jī)對(duì)話(huà)進(jìn)行作業(yè)。近年來(lái)，日本開(kāi)始采用人工智能的方法，利用“專(zhuān)家系統(tǒng)'，進(jìn)行運(yùn)行圖編制的研究。前蘇聯(lián)20世紀(jì)50年代后期，嘗試用模擬人工算法、試探法、邏輯代數(shù)法以及數(shù)學(xué)規(guī)劃法編制單線列車(chē)運(yùn)行圖的研究，但由于算法的局限性而未達(dá)到實(shí)用的程度；80年代開(kāi)始采用工作人員與計(jì)算機(jī)對(duì)話(huà)的方式進(jìn)行研究，更加追求實(shí)用性；90年代在部分雙線線路上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編圖。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、加拿大等國(guó)家也先后進(jìn)行了計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖的研究，取得了一些不同程度的成果。我國(guó)鐵路研究利用電子計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖始于20世紀(jì)60年代初期。30多年來(lái)，許多鐵路高校如北方交通大學(xué)、西南交通大學(xué)、蘭州鐵道學(xué)院、長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院等和鐵道部科學(xué)研究院、哈爾濱鐵路局電子所等科研單位采用不同的方法對(duì)不同的問(wèn)題做了深入細(xì)致的研究，無(wú)論在理論上還是實(shí)用開(kāi)發(fā)方面均取得了許多成果。其中，比較成熟的、應(yīng)用效果較好的計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖系統(tǒng)有以下三個(gè)系統(tǒng)：全路直通客車(chē)方案編制系統(tǒng)。鐵道部科學(xué)研究院多年研制完成的全路直通客車(chē)方案編制系統(tǒng)是一個(gè)比較成熟的軟件，該系統(tǒng)多次用于編制全路的直通旅客列車(chē)方案。列車(chē)運(yùn)行圖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。西南交通大學(xué)70年代中期開(kāi)始研究計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖，1989年與濟(jì)南局合作完成了計(jì)算機(jī)編制符離集至徐州北復(fù)線區(qū)段貨物列車(chē)運(yùn)行圖，1996年來(lái)，該系統(tǒng)開(kāi)始編制京滬線天津至上海間、京廣線安陽(yáng)至蒲圻間、京九線林清至梁提間區(qū)段列車(chē)運(yùn)行圖，目前基本上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編制復(fù)線干線上的列車(chē)運(yùn)行圖。網(wǎng)狀列車(chē)運(yùn)行圖編制系統(tǒng)。北方交通大學(xué)利用兩年多時(shí)間研制完成的網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖編制系統(tǒng)是一個(gè)基于路網(wǎng)的計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以完成整個(gè)鐵路局路網(wǎng)的構(gòu)建，運(yùn)行圖的編制、輸出，時(shí)刻表、運(yùn)輸能力等指標(biāo)的輸出，還可以完成自動(dòng)安排局管內(nèi)各車(chē)站的站線使用，機(jī)車(chē)交路的鋪畫(huà)和鐵路局全部客運(yùn)報(bào)表的輸出。在運(yùn)行圖編制完成后，還可以通過(guò)列車(chē)運(yùn)行過(guò)程仿真，檢查運(yùn)行圖編制的質(zhì)量。由于系統(tǒng)具有實(shí)用性強(qiáng)，用戶(hù)界面友好及易于操作的特點(diǎn)，使編圖人員甩掉了鉛筆和二分格圖紙，并且使哈爾濱鐵路局成為全路第一家應(yīng)用計(jì)算機(jī)完成全鐵路局運(yùn)行圖編制，列車(chē)運(yùn)行圖及其技術(shù)文件和各種客、貨列車(chē)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表輸出的單位。二、計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖的原則和方法1．編制列車(chē)運(yùn)行圖的原則保證列車(chē)運(yùn)行的安全。列車(chē)運(yùn)行必須符合 (技規(guī)，的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格遵守行車(chē)的作業(yè)程序和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。迅速、便利地運(yùn)輸旅客和貨物。在保證基本均衡的前提下，運(yùn)行圖上鋪畫(huà)的旅客列車(chē)應(yīng)最大限度地為旅客提供方便條件。充分利用鐵路通過(guò)能力，經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)用機(jī)車(chē)車(chē)輛。在鋪畫(huà)列車(chē)運(yùn)行線時(shí)，應(yīng)消除各種不必要的停留時(shí)間，提高列車(chē)的旅行速度：要合理規(guī)定列車(chē)重量標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)車(chē)運(yùn)用方法。對(duì)直通列車(chē)要注意良好的銜接，以捉高機(jī)車(chē)車(chē)輛的運(yùn)用效率。同時(shí)，要妥善安捧工務(wù)部門(mén)的施工計(jì)劃，保證線路大修施工和日常運(yùn)輸?shù)囊?。列?chē)運(yùn)行圖要與列車(chē)編組計(jì)劃和車(chē)站技術(shù)作業(yè)過(guò)程相協(xié)調(diào)，使列車(chē)運(yùn)行線與車(chē)流很好地結(jié)合起來(lái)。保證各站、各區(qū)段間工作上的協(xié)調(diào)和均衡。對(duì)于一個(gè)鐵路工作日的各個(gè)階段，在鋪畫(huà)列車(chē)運(yùn)行線時(shí)，在保證旅客列車(chē)鋪畫(huà)的前提下，力求使各種貨物列車(chē)的鋪畫(huà)大體上均衡，以充分利用車(chē)站到發(fā)線和咽喉的通過(guò)能力、車(chē)站改編作業(yè)能力，以及區(qū)間通過(guò)能力。合理安排乘務(wù)人員的作息時(shí)間，保證不超過(guò)規(guī)定的勞動(dòng)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。全而、質(zhì)量良好地計(jì)算列車(chē)運(yùn)行圖評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)和分析。2．計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖的方法利用計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖可以采用多種方法，就目前的研究動(dòng)態(tài)來(lái)看，主要采用下述幾種方法：模擬方法。該方法以人工編圖的原則和經(jīng)驗(yàn)為條件，生成計(jì)算機(jī)編圖的判斷準(zhǔn)則和執(zhí)行程序，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)人工編圖過(guò)程。該方法的缺陷是很難設(shè)計(jì)出全面、合理的判斷準(zhǔn)則和執(zhí)行過(guò)程。移動(dòng)始發(fā)點(diǎn)法。該方法主要用于雙線區(qū)段，在設(shè)定同向列車(chē)運(yùn)行線時(shí)，按給定間隔時(shí)間確定列車(chē)始發(fā)點(diǎn)，并對(duì)該運(yùn)行線與其他運(yùn)行線的列車(chē)間隔進(jìn)行檢查，當(dāng)不滿(mǎn)足間隔時(shí)間，移動(dòng)該列車(chē)始發(fā)點(diǎn)，然后重新檢算該運(yùn)行線，如此反復(fù)，直到所有列車(chē)運(yùn)行線被處理完畢。這一方法的缺陷是計(jì)算量太大。逐區(qū)間遞推鋪畫(huà)法。該方法主要用于單線區(qū)段，從區(qū)段的一端開(kāi)始，依次對(duì)每個(gè)區(qū)間順序進(jìn)行檢查鋪畫(huà)，或從限制區(qū)間開(kāi)始向區(qū)段兩端延伸鋪畫(huà)。這種方法的缺陷是基于單向思維的編圖思路，缺乏雙單線運(yùn)行圖的圖形輪廓方案的總體把握。數(shù)學(xué)模型法。利用邏輯代數(shù)、線性規(guī)劃、圖論、動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法建立描述列車(chē)運(yùn)行圖的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)求解。該方法的局限性在于許多影響編圖的因素是半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的，難以用數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確描述。人工智能方法。該方法將編制列車(chē)運(yùn)行圖的約束條件及人工編制列車(chē)運(yùn)行圖的經(jīng)驗(yàn)，建立知識(shí)庫(kù)，用程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)推理機(jī)，推理機(jī)按照啟動(dòng)條件，按知識(shí)庫(kù)的規(guī)則推理，演繹求出各列車(chē)在各站的合理發(fā)車(chē)時(shí)間而得到列車(chē)運(yùn)行圖。該方法的難點(diǎn)在于知識(shí)獲取、知識(shí)結(jié)構(gòu)和推理機(jī)的設(shè)計(jì)。人機(jī)對(duì)話(huà)方法。由計(jì)算機(jī)提出鋪畫(huà)方案，人工確認(rèn)、修改、再確認(rèn)的人機(jī)交互方式完成列車(chē)運(yùn)行線設(shè)定。該方法較好地解決了具體區(qū)段編制列車(chē)運(yùn)行圖時(shí)人機(jī)之間優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮和配合，但在解決有經(jīng)驗(yàn)的編圖工作者難于直接參與動(dòng)手編圖上尚須進(jìn)一步改正。而在解決復(fù)雜條件的大范圍編圖問(wèn)題時(shí)則缺乏有效的快速定案算法。在具體進(jìn)行計(jì)算機(jī)編制運(yùn)行圖時(shí)，上述幾種方法有時(shí)也可以交叉使用，比如以數(shù)學(xué)模型法為主的方法中，部分內(nèi)容可以用人機(jī)對(duì)話(huà)方式進(jìn)行。三、計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖方法實(shí)例目前，計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖比較成熟的系統(tǒng)較多，但就路網(wǎng)的實(shí)際特點(diǎn)和鐵路編制列車(chē)運(yùn)行圖的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，利用計(jì)算機(jī)編制網(wǎng)狀線路運(yùn)行圖無(wú)疑是今后編制運(yùn)行圖的發(fā)展方向。下而以北方交通大學(xué)編制的網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖編制系統(tǒng)為例，介紹一下計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖的編制方法和編制過(guò)程。1．編圖所需要數(shù)據(jù)的收集和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)定由于列車(chē)運(yùn)行圖是一個(gè)綜合、基礎(chǔ)的技術(shù)文件，涉及到的數(shù)據(jù)量龐大、 復(fù)雜，數(shù)據(jù)收集的完全與否，數(shù)據(jù)整理的是否適當(dāng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的是否設(shè)定合理直接影響到編制運(yùn)行圖的質(zhì)量，因此，數(shù)據(jù)的收集、整理和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)定是計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖需要的數(shù)據(jù)主要有以下資料：鐵路局的線路名及其按站順的車(chē)站名。鐵路局各條線上的客貨行車(chē)量。車(chē)站的上下行客貨列車(chē)間的各種間隔時(shí)間。各區(qū)間的正線數(shù)及其使用分工。區(qū)間距離及其延長(zhǎng)公里。技術(shù)站的技術(shù)作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。中間站的技術(shù)作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)段客貨列車(chē)的牽引機(jī)型。車(chē)站接發(fā)列車(chē)咽喉占用時(shí)間。車(chē)站禁停限制數(shù)據(jù)。區(qū)間各種列車(chē)的標(biāo)尺。車(chē)站的銜接方向、線路及用于接發(fā)車(chē)的站場(chǎng)配置圖及線路使用數(shù)據(jù)。施工計(jì)劃及慢行地段和慢行速度?？蛙?chē)車(chē)底的使用情況。旅客列車(chē)的編組內(nèi)容。通過(guò)以上數(shù)據(jù)可以設(shè)定鐵路局的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 例如，由線路和車(chē)站及車(chē)站銜接方向等數(shù)據(jù)可以確定路網(wǎng)的基點(diǎn)、基線，站名字典和區(qū)伺字典， 列車(chē)徑路基本數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)； 由車(chē)站用于接發(fā)車(chē)的站場(chǎng)配置圖及線路使用數(shù)據(jù)可以確定車(chē)站信息和站線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 由旅客列車(chē)的編組內(nèi)容及客車(chē)車(chē)底的使用情況和列車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表可以確定客運(yùn)報(bào)表所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。?網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖編制系統(tǒng)的核心問(wèn)題車(chē)站平面圖、區(qū)間平面圖和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的描述網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖的編制是基于路網(wǎng)的， 是將單線區(qū)段、雙線區(qū)段和樞紐地區(qū)作為一個(gè)整體包含于路網(wǎng)，通過(guò)描述路網(wǎng)基點(diǎn)和基線結(jié)構(gòu)， 系統(tǒng)可以自動(dòng)生成路網(wǎng)銜接關(guān)系和計(jì)算列車(chē)運(yùn)行徑路，通過(guò)描述車(chē)站平面圖和區(qū)間平面圖， 系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算各車(chē)站咽喉列車(chē)平行、交叉進(jìn)路和鋪畫(huà)站線使用程序， 使計(jì)算時(shí)刻表的交叉疏解自動(dòng)化處理和智能化。 因此，用可視化圖形描述方法構(gòu)造車(chē)站平面結(jié)構(gòu)、 區(qū)間平面結(jié)構(gòu)以及整個(gè)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)是編制網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖的基礎(chǔ)。車(chē)站平面圖和區(qū)間平面圖的描述主要是由直線軌道電路、 道岔、曲線、交叉渡線等基本圖形單元組成，而這些構(gòu)成平面圖的基本單元可以用錨點(diǎn)和直線段表示出來(lái)。 錨點(diǎn)是本系統(tǒng)根據(jù)描畫(huà)車(chē)站平面圖和區(qū)間平面圖的需要而設(shè)計(jì)的輔助單元結(jié)構(gòu)， 主要目的是對(duì)站場(chǎng)圖中的各個(gè)組成部分進(jìn)行精確定位。 對(duì)于大多數(shù)的圖形單元來(lái)說(shuō)， 每個(gè)單元的幾個(gè)重要控制點(diǎn)都由若干個(gè)錨點(diǎn)確定，因此通過(guò)確定錨點(diǎn)的坐標(biāo)就可以確定該單元結(jié)構(gòu)在屏幕中的顯示位置。 例如，對(duì)于軌道電路單元是由兩個(gè)錨點(diǎn)確定的直線段， 通過(guò)始端錨點(diǎn)和終端錨點(diǎn)坐標(biāo)定位其在屏幕上的顯示位置，根據(jù)軌道電路單元寬度計(jì)算出其四個(gè)邊界點(diǎn)的屏幕坐標(biāo)； 單開(kāi)道岔是由三條直線軌道電路組成， 共有四個(gè)錨點(diǎn)，其中一個(gè)是共有錨點(diǎn)，即道岔中心點(diǎn)，由這四個(gè)錨點(diǎn)的位置和軌道電路單元的寬度即可計(jì)算出道岔的坐標(biāo)和開(kāi)通方向， 其他基本圖形單元可以利用同樣的方法確定其位置和坐標(biāo)。圖6—1—2為一段直線軌道電路，A2和A3分別為其始端和終端錨點(diǎn)，A1為該軌道電路上任一錨點(diǎn)，點(diǎn)1,2,3,4,5為A1的一側(cè)邊界點(diǎn)，定位錨點(diǎn)A1坐標(biāo)實(shí)際上就是計(jì)算其邊界點(diǎn)的坐標(biāo)，可以通過(guò)以下算法實(shí)現(xiàn)。圖6-1-2計(jì)算錨點(diǎn)定悅坐標(biāo)示蕙圖設(shè)設(shè)I為直線軌道的寬度的一半， A'的坐標(biāo)為:和‘三和I+“龍心一 -和匕尸屮（丁心-=TAl+認(rèn)了2-旳］）丿J（也1-耳A1尸十（兀2二兀4I予求出了A，點(diǎn)的坐標(biāo)之后，可以依次求出點(diǎn) 1、2、3、4、5的坐標(biāo)。點(diǎn)1、2、3、4的坐標(biāo)求法基本相同，現(xiàn)只介紹點(diǎn) 1的坐標(biāo)求法。設(shè)C06CT=（ -杠，J（斗仃一工和嚴(yán)十〔旳立一Wl）'*那么:'Jtj=x/-Isina*-y\=yk~Icosa5點(diǎn)是A1點(diǎn)和A'的幾何中點(diǎn)，所以它的坐標(biāo)求法也就是幾何中點(diǎn)的坐標(biāo)求法。如果A1點(diǎn)的連接錨點(diǎn)數(shù)等于1,即A1點(diǎn)作為直線軌道單元的端點(diǎn)，那么確定了這五個(gè)邊界點(diǎn)的坐標(biāo)即可將其顯示出來(lái)了。如果 A1點(diǎn)的連接錨點(diǎn)數(shù)等于2,即A1點(diǎn)作為直線軌道單元中間的絕緣節(jié)存在， 則取A1點(diǎn)的第二個(gè)連接錨點(diǎn)A3，用同樣的方法將A1點(diǎn)的另外五個(gè)邊界點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算出來(lái)。車(chē)站平面圖描述。車(chē)站平面圖的描述涉及以軌道電路、 道岔和曲線等單元組成的車(chē)站咽喉、站線和站內(nèi)列車(chē)進(jìn)路以及交叉進(jìn)路疏解的表示方法， 為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，省略了站內(nèi)與調(diào)車(chē)作業(yè)有關(guān)的編組場(chǎng)（調(diào)車(chē)場(chǎng)）以及調(diào)車(chē)進(jìn)路的表述，對(duì)于到發(fā)車(chē)流量較大的技術(shù)站（主要是編組站），由于車(chē)場(chǎng)配置和各個(gè)車(chē)場(chǎng)d6作業(yè)性質(zhì)，可以將編組站細(xì)分為與接發(fā)列車(chē)作業(yè)相關(guān)的到達(dá)場(chǎng)、出發(fā)場(chǎng)或直通場(chǎng)，系統(tǒng)還將影響列車(chē)運(yùn)行徑路或路網(wǎng)結(jié)構(gòu)走向的線路所歸并到車(chē)站的描述中。車(chē)站平面圖的描述涉及車(chē)站咽喉、站線和站內(nèi)接、發(fā)列車(chē)進(jìn)路和通過(guò)進(jìn)路。車(chē)站咽喉描述需要枚舉車(chē)站兩端咽喉的銜接方向、 平行進(jìn)路和交叉進(jìn)路及疏解方法， 站線描述需要確定正線、到發(fā)線的數(shù)量及站線性質(zhì)（單、雙方向接發(fā)列車(chē)，客、貨列車(chē)站線，有無(wú)站臺(tái)等），根據(jù)車(chē)站咽喉、站線的表述方式計(jì)算站內(nèi)接車(chē)進(jìn)路、 發(fā)車(chē)進(jìn)路和通過(guò)進(jìn)路的數(shù)量和彼此間的平行、敵對(duì)關(guān)系。區(qū)間平面圖描述。區(qū)間平面圖主要根據(jù)車(chē)站平面圖、 區(qū)間字典和線路銜接關(guān)系，描述區(qū)間正線的數(shù)量、使用方式、區(qū)間接發(fā)列車(chē)的性質(zhì) （單、雙方向接發(fā)列車(chē)）和與車(chē)站的銜接方式，并與車(chē)站平面圖一起構(gòu)成路網(wǎng)線路圖的基本單元。路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和路網(wǎng)線路圖描述。路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和路網(wǎng)線路圖的描述是編制網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖的基礎(chǔ)，車(chē)站和區(qū)間按照一定的數(shù)學(xué)方法可以抽象為組成路網(wǎng)的點(diǎn)和線， 而基點(diǎn)作為銜接多方向的車(chē)站與基線按照線路銜接關(guān)系組成路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基本框架， 通過(guò)可視化編程可以描述出編圖鐵路地區(qū)（鐵路局或鐵路分局）的網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)。在路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，將路網(wǎng)結(jié)構(gòu)描述、車(chē)站平面圖描述和區(qū)間平面圖描述結(jié)合一起，

用兩層節(jié)點(diǎn)圖方法表示， 上層節(jié)點(diǎn)圖通過(guò)調(diào)用路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中車(chē)站、 區(qū)間的坐標(biāo)備份數(shù)據(jù)，以中間站、技術(shù)站（主要是編組站）到發(fā)場(chǎng)（直通場(chǎng)）和線路所為頂點(diǎn)，以區(qū)間、技術(shù)站車(chē)場(chǎng)間連絡(luò)線為邊組成的圖，下層節(jié)點(diǎn)圖是以軌道電路絕緣節(jié)，岔心和曲線交點(diǎn)、到發(fā)線中心為頂點(diǎn)，以節(jié)點(diǎn)間連接的最短軌道線路為邊組成的圖，可以詳細(xì)和準(zhǔn)確地描述路網(wǎng)線路圖的實(shí)際性質(zhì)。（2）網(wǎng)絡(luò)分布式編制、調(diào)整列車(chē)運(yùn)行圖根據(jù)計(jì)算機(jī)集中控制和網(wǎng)絡(luò)分布處理原則，系統(tǒng)包含兩種編制、調(diào)整運(yùn)行圖方式，即網(wǎng)絡(luò)分布處理方式和單機(jī)工作方式。 網(wǎng)絡(luò)分布式處理方式是以編圖鐵路局所包含的鐵路分局為基本編圖客戶(hù)機(jī)，編圖鐵路局為服務(wù)器的 C/S模式編制、調(diào)整列車(chē)運(yùn)行圖。服務(wù)器存儲(chǔ)全鐵路局完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運(yùn)行圖和時(shí)刻表編制生成數(shù)據(jù)，客戶(hù)機(jī)存放該鐵路分局的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的編制運(yùn)行圖和時(shí)刻表生成數(shù)據(jù)， 并通過(guò)服務(wù)器授予的權(quán)限修改基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和進(jìn)行運(yùn)行圖調(diào)整。為保證C/S模式下實(shí)施通信中的同步問(wèn)題、數(shù)據(jù)傳輸和合理分布問(wèn)題，系統(tǒng)采用封裝CSocket類(lèi)，利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，打包傳輸數(shù)據(jù)。建立網(wǎng)絡(luò)連接流程圖如圖6—1—3所示。棋式下編制、iM牡列車(chē)運(yùn)行圖強(qiáng)第甚本流程圖系統(tǒng)編制列車(chē)運(yùn)行圖是采用在跨局旅客列車(chē)直通方案既定情況下， 利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信功能，在鐵路局和鐵路分局間完成管內(nèi)旅客列車(chē)運(yùn)行圖、 跨局貨物列車(chē)運(yùn)行圖和管內(nèi)貨物列車(chē)運(yùn)行圖的編制和調(diào)整。根據(jù)網(wǎng)狀線路條件下求解大規(guī)模列車(chē)時(shí)刻表規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)分層并行算法，在貨物列車(chē)行車(chē)量已知條件下， 對(duì)于初始未布點(diǎn)的列車(chē)和已經(jīng)布點(diǎn)但未優(yōu)化的列車(chē)， 按列車(chē)優(yōu)先等級(jí)和最優(yōu)化原則輪詢(xún)各列車(chē)事件， 并根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)確定的列車(chē)運(yùn)行徑路， 列車(chē)運(yùn)行標(biāo)尺，車(chē)站咽喉平行、交叉進(jìn)路的疏解方法以及車(chē)站站線使用程序規(guī)則， 計(jì)算、優(yōu)化時(shí)刻表，當(dāng)所有列車(chē)事件都成為優(yōu)化狀態(tài)時(shí)，就可求解出一個(gè)合理的列車(chē)時(shí)刻表集合。在 C/S模式下，由于服務(wù)器和客戶(hù)機(jī)具有不同等級(jí)的編圖、調(diào)圖權(quán)限，服務(wù)器在重點(diǎn)保證、協(xié)調(diào)分局間分界口列車(chē)數(shù)量和到發(fā)時(shí)刻的前提下， 可以在宏觀上完成整個(gè)鐵路局管內(nèi)列車(chē)運(yùn)行圖的編制和調(diào)整，并利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向各客戶(hù)機(jī)傳輸列車(chē)時(shí)刻表， 而作為鐵路分局的客戶(hù)機(jī)，在分界口列車(chē)方案既定條件下， 可以完成本分局管內(nèi)范圍列車(chē)運(yùn)行調(diào)整和優(yōu)化， 并上傳到服務(wù)器。?計(jì)算機(jī)編制網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)⑴系統(tǒng)目的計(jì)算機(jī)編制網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖系統(tǒng)是在任意一個(gè)鐵路局路網(wǎng)范圍內(nèi)， 在跨局旅客列車(chē)開(kāi)行方案既定條件下，計(jì)算機(jī)自動(dòng)編制旅客列車(chē)和貨物列車(chē)運(yùn)行圖，機(jī)車(chē)交路圖以及計(jì)算相應(yīng)的運(yùn)行圖統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，以期達(dá)到減輕編圖人員勞動(dòng)強(qiáng)度，縮小編圖周期，提高運(yùn)行圖編制質(zhì)量的目的。(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)網(wǎng)狀線路列車(chē)運(yùn)行圖編諱， j系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)管理，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，車(chē)站平面圖，區(qū)間平面圖，路網(wǎng)線路圖，計(jì)算時(shí)刻表，編輯運(yùn)行圖，輸出運(yùn)行圖，輸出時(shí)刻表，指標(biāo)與能力，機(jī)車(chē)交路，客運(yùn)報(bào)表，站線程序，運(yùn)行仿真和數(shù)據(jù)庫(kù) 15個(gè)子系統(tǒng)組成，通過(guò)

6—6—1—4所示。豪性維護(hù)ftSiSfiin—TOC\o"1-5"\h\z■ ——「?站宥字鼻-區(qū)聞字典 :?運(yùn)打圈搏恂 ：?列豐直行標(biāo)尺 :-刊車(chē)種類(lèi)及車(chē)準(zhǔn)帝摘 ：*車(chē)站嘉停険制?車(chē)站占標(biāo)淮 ；■技術(shù)站植術(shù)祚業(yè)時(shí)間*中時(shí)ffil?車(chē)站間NI時(shí)廚數(shù)據(jù) :*居閶間隔時(shí)間Ifcfli :'通U運(yùn)學(xué)區(qū)間粹站列隼與時(shí)罔；?囂工■理*區(qū)段行車(chē)? ；?時(shí)制衰M處理 ；ri?墓點(diǎn)字典|*SWFA嚴(yán)■■■~V■a■?*ri?墓點(diǎn)字典|*SWFA嚴(yán)■■■~V■a■?*車(chē)站疑位:i 述獨(dú)據(jù)： 國(guó)摘述數(shù)掛；彈標(biāo)點(diǎn)定程；； ：： ；4*M■■jj■■?J 「區(qū)間崔位］1車(chē)站平時(shí)； 、區(qū)阿平面;■--字m正計(jì)算時(shí)割衰子羸養(yǎng)站蛭程庫(kù)■■運(yùn)行圈?出：:格式~14時(shí)割覆輸出揩採(cǎi)與直力鼻運(yùn)箍表：子摹規(guī)子基撓子系tt運(yùn)音圈■出子辜搓朝車(chē)交踣:勇謠議旳|運(yùn)行盤(pán)ill：_和分析：于杲竦圖6-1-4義統(tǒng)柩昶站枸因系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)需求分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)， 本系統(tǒng)從完整性、通用性和智能性角度出發(fā)，設(shè)計(jì)如下功能：數(shù)據(jù)智能化功能。數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)用于完成構(gòu)建車(chē)站平面圖、 區(qū)間平面圖、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和路網(wǎng)線路圖功能，列車(chē)運(yùn)行圖編制、運(yùn)行圖調(diào)整、運(yùn)行圖輸出、 時(shí)刻表輸出功能和運(yùn)行圖統(tǒng)計(jì)、分析功能所需數(shù)據(jù)的輸入和維護(hù)。 其中，站名字典模塊完成車(chē)站的索引，車(chē)站上下行站線數(shù)量和車(chē)站性質(zhì)等數(shù)據(jù)的輸入和修改： 車(chē)站間隔時(shí)間模塊完成鐵路局所有各線路上車(chē)站的T不和T會(huì)等各種間隔時(shí)間的批處理錄入和修改： 區(qū)間字典模塊用于區(qū)間起點(diǎn)、 終點(diǎn)站名，區(qū)間正線數(shù)目和閉塞制式的顯示和索引； 區(qū)間列車(chē)間隔時(shí)間模塊完成區(qū)間上下行列車(chē)追蹤間隔時(shí)間等各種間隔時(shí)間的批處理輸入和修改； 區(qū)間正線模塊用于完成區(qū)間正線數(shù)量和正線閉塞制式的輸入和修改；區(qū)間數(shù)據(jù)模塊以全屏幕編輯方式完成區(qū)間公里、 上下行列車(chē)運(yùn)行時(shí)間等標(biāo)尺的輸入：分局及管轄線路數(shù)據(jù)模塊用于管理分局管轄線路和車(chē)站， 以及鐵路局和分局分界口的設(shè)定：技術(shù)站技術(shù)作業(yè)模塊用于輸入不同種類(lèi)貨物列車(chē)始發(fā)、 終到作業(yè)和無(wú)調(diào)、有調(diào)作業(yè)等技術(shù)作業(yè)時(shí)分；列車(chē)種類(lèi)、車(chē)次范圍和列車(chē)種類(lèi)族模塊用于確定編圖涉及到的列車(chē)種類(lèi)，列車(chē)車(chē)次起止范圍和牽引機(jī)車(chē)種類(lèi)； 中間站技術(shù)作業(yè)時(shí)間模塊用于輸入不同種類(lèi)列車(chē)在中間站技術(shù)作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；各站接發(fā)車(chē)占用咽喉時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)模塊完成車(chē)站按接發(fā)車(chē)方向作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的輸入；禁停限制數(shù)據(jù)模塊用于完成不同方向不同種類(lèi)列車(chē)牽引重量禁止停車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定：通勤通學(xué)區(qū)間停站列車(chē)與時(shí)間模塊用于完成為了方便通勤和通學(xué)需要區(qū)間停車(chē)的列車(chē)車(chē)次和停站時(shí)間數(shù)據(jù)的輸入；列車(chē)時(shí)刻表管理模塊用于預(yù)處理列車(chē)時(shí)刻表，提供自動(dòng)順推和自動(dòng)反推列車(chē)時(shí)刻表，改變列車(chē)牽引類(lèi)型，更改列車(chē)徑路，刪除列車(chē)和加開(kāi)列車(chē)的功能；貨物列車(chē)行車(chē)量模塊根據(jù)選定的起始車(chē)站和終止車(chē)站，列車(chē)種類(lèi)和牽引類(lèi)型，上下行列車(chē)數(shù)量自動(dòng)推算列車(chē)經(jīng)由徑路和列車(chē)車(chē)次，各個(gè)模塊的調(diào)用由一個(gè)主控對(duì)話(huà)框模塊完成。車(chē)站平面圖、區(qū)間平面圖和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖的構(gòu)建。利用可視化編程方法，建立車(chē)站平面圖和區(qū)間平面圖專(zhuān)用CAD系統(tǒng)，根據(jù)需要以圖形界面方式方便地勾畫(huà)車(chē)站、區(qū)間的軌道電路、道岔、交叉渡線和曲線，設(shè)定軌道電路絕緣節(jié)、站線編號(hào)和分界銜接點(diǎn)，自動(dòng)生成接發(fā)列車(chē)進(jìn)路并枚舉平行進(jìn)路與敵對(duì)進(jìn)路，并可通過(guò)打印機(jī)或繪圖儀以任意尺寸輸出圖形。列車(chē)運(yùn)行圖的編制和調(diào)整。在全路直通旅客列車(chē)開(kāi)行方案基礎(chǔ)上，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)分層并行算法，采用網(wǎng)絡(luò)分布處理方式或單機(jī)丁作方式，完成跨局貨物列車(chē)運(yùn)行圖的編制，管內(nèi)旅客列車(chē)運(yùn)行圖的編制，管內(nèi)貨物列車(chē)的編制。運(yùn)行圖調(diào)整可以任意增加、刪除列車(chē)運(yùn)行線，移動(dòng)某條運(yùn)行線的部分或全部，改變列車(chē)到發(fā)點(diǎn)，變列車(chē)停車(chē)為通過(guò)或變列車(chē)通過(guò)為停車(chē)，運(yùn)行線自動(dòng)索引和提示，以及多種編輯方案的智能化比較和存儲(chǔ)。機(jī)車(chē)交路圖的生成和編輯。機(jī)車(chē)交路子系統(tǒng)完成自動(dòng)編制、輸出旅客列車(chē)機(jī)車(chē)交路圖和貨物列車(chē)機(jī)車(chē)周轉(zhuǎn)圖以及機(jī)車(chē)運(yùn)用指標(biāo)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)還提供手工繪制、刪除機(jī)車(chē)接續(xù)線等編輯功能。列車(chē)運(yùn)行圖評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)和分析。列車(chē)運(yùn)行圖評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)和分析是系統(tǒng)用來(lái)評(píng)價(jià)列車(chē)運(yùn)行圖編制質(zhì)量的輔助性功能，但也是系統(tǒng)必不可少的重要組成部分，包括站線占用程序圖的編制，列車(chē)運(yùn)行圖旅客列車(chē)報(bào)表統(tǒng)計(jì)、分析以及列車(chē)運(yùn)行圖評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、分析。站線占用程序圖的編制根據(jù)運(yùn)行圖的編制結(jié)果，車(chē)站銜接方向和站線性質(zhì)，自動(dòng)或手工編制不同種類(lèi)列車(chē)占用正線和到發(fā)線的順序和占用時(shí)間；列車(chē)運(yùn)行圖旅客列車(chē)報(bào)表統(tǒng)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)生成的客運(yùn)列車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表，自動(dòng)完成鐵道部客運(yùn)報(bào)表的計(jì)算、比較、顯示和輸出，12個(gè)客運(yùn)報(bào)表分別是客車(chē)停站站名、停站時(shí)分比較表：旅客列車(chē)運(yùn)行時(shí)分表 （即標(biāo)尺）：特、直快列車(chē)運(yùn)行時(shí)間分析表；速度分析表：列車(chē)運(yùn)行圖旅客列車(chē)指標(biāo)計(jì)算表；旅客列車(chē)指標(biāo)匯總表；旅客列車(chē)標(biāo)記定員表：列車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表：旅客列車(chē)對(duì)數(shù)表；旅客列車(chē)編組內(nèi)容、輛數(shù)統(tǒng)計(jì)表；旅客列車(chē)編組表；旅客列車(chē)簡(jiǎn)明運(yùn)行圖。列車(chē)運(yùn)行圖評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、分析用于完成運(yùn)行圖貨物列車(chē)指標(biāo)登記表、運(yùn)行圖各線能力匯總表和區(qū)間能力計(jì)算表的計(jì)算和輸出。列車(chē)運(yùn)行圖技術(shù)文件輸出。列車(chē)運(yùn)行圖技術(shù)文件輸出包括列車(chē)運(yùn)行圖輸出和列車(chē)時(shí)刻表的輸出。列車(chē)運(yùn)行圖輸出按照運(yùn)行圖的輸出格式，可以以二分格或十分格形式輸出，或者多張運(yùn)行圖任意組合輸出。列車(chē)時(shí)刻表輸出是按時(shí)刻表文件格式要求，以鐵路局、鐵路分局或者列車(chē)種類(lèi)為輸出單位，打印列車(chē)時(shí)刻表或者列車(chē)調(diào)整圖的時(shí)刻表。四、計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖理論的比較在計(jì)算機(jī)編制列車(chē)運(yùn)行圖領(lǐng)域經(jīng)過(guò)三十多年的研究，到目前為止，已經(jīng)取得了較大的成就和較成熟的計(jì)算機(jī)編圖的經(jīng)驗(yàn)，并形成了按單、雙線，按區(qū)段編制列車(chē)運(yùn)行圖理論和按網(wǎng)狀線路編制列車(chē)運(yùn)行圖理論，下面通過(guò)表格形式分析二者在研究條件和求解方法方面的特點(diǎn)和不同，如表6—1—2所示。

表6-1-2兩種計(jì)算機(jī)編圖理論附比較理論持統(tǒng)的按單、取蜒■按區(qū)段集圖理論越網(wǎng)狀線踣晞閽理論L區(qū)段內(nèi)有N牛車(chē)站X/V-D牛區(qū)fSh國(guó)段的越始戊和弊點(diǎn)通常曲列軍運(yùn)疔的起點(diǎn)和舞點(diǎn)*在草一區(qū)段冉.同方向列車(chē)具有栩同前列車(chē)運(yùn)血區(qū)段內(nèi)至間；列車(chē)關(guān)系儀發(fā)生在同包段運(yùn)荷列車(chē)間.相對(duì)簡(jiǎn)單］區(qū)段內(nèi)車(chē)站桁搖按踣方自數(shù)相同他為加?L鐵律他區(qū)內(nèi)有N牛車(chē)站，區(qū)間2.區(qū)陀的起點(diǎn)和弊點(diǎn)通當(dāng)不金列車(chē)運(yùn)行的起點(diǎn)和弊點(diǎn)；3低祈地區(qū)內(nèi)存在叢條經(jīng)路.局方向列車(chē)可有霧畏列車(chē)運(yùn)4.毎卒區(qū)段禪至力有一午陶IM庭何丫乩列車(chē)關(guān)系不慎垠生在同區(qū)段運(yùn)石列車(chē)間「也與相常接區(qū)何世抒列車(chē)何，為一杵復(fù)希型列豐黃系T柑對(duì)竄染；G材內(nèi)車(chē)站輻播鐵路方向數(shù)不岡.ttlff理論桂班的按單、雙域.按區(qū)段轄圖理論按劇狀線路壇腳趙論變 ft!列車(chē)在車(chē)站的到達(dá)利出發(fā)f或通過(guò))吋測(cè)戎以用觀學(xué)櫻型來(lái)描述網(wǎng)內(nèi)列車(chē)壇抒.國(guó)為：「善槿Ifi上的列車(chē)具有TRftM的列車(chē)到達(dá)和出靈1我通過(guò)〉時(shí)劉1對(duì)于同吋引入多6鐵躋方向的車(chē)站咽喉"貓進(jìn)仃列車(chē)到發(fā)時(shí)須的沖網(wǎng)內(nèi)迪括敗以百訛車(chē)姑和敷以干計(jì)的列車(chē)；解塊列認(rèn)線路到車(chē)時(shí)別理燥劃材嗟的次整：設(shè)計(jì)網(wǎng)址拔踣的描述方袪；設(shè)計(jì)冏內(nèi)列率is杠禪踣的描述方法1設(shè)計(jì)網(wǎng)內(nèi)備區(qū)盤(pán)列車(chē)時(shí)刻表汁尊羅序*妁束條件列軍區(qū)間運(yùn)壯吋井j列車(chē)車(chē)站作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，九詛賒列車(chē)何隔時(shí)間；車(chē)站間fii時(shí)1W：機(jī)車(chē)桑豪爼連續(xù)工柞轉(zhuǎn)聞零憂(yōu)化目尿列車(chē)雄廿速度；運(yùn)用機(jī)車(chē)骨數(shù)：S.列車(chē)運(yùn)行紅分布的均勻性.'加列車(chē)數(shù)x車(chē)站數(shù)x2)的多曰標(biāo)規(guī)劃■里「購(gòu)大規(guī)模按劃問(wèn)團(tuán). |「般將核型化解為錐行速度扱大的單日拯垠劃問(wèn)題?廿通過(guò)口邯參撫優(yōu)it來(lái)實(shí)現(xiàn)全咼優(yōu)化的方桃事解.】.枚計(jì)陋?jiǎng)偁钫臆P分層節(jié)點(diǎn)我不法12.設(shè)計(jì)出列軍時(shí)刻著序列事件描述沱，軋攝出兩軾St豁列車(chē)運(yùn)行時(shí)割蠱爆期的網(wǎng)狀分層井懺雌.第三節(jié)列車(chē)進(jìn)路控制一、概述1.進(jìn)路控制進(jìn)路控制的主要功能。接發(fā)列車(chē)進(jìn)路控制是行車(chē)指揮自動(dòng)化的關(guān)鍵內(nèi)容，是調(diào)度升級(jí)的重要標(biāo)志；也是列車(chē)運(yùn)行管理系統(tǒng)或運(yùn)輸管理自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分。 進(jìn)路控制自動(dòng)化最主要的功能是解決列車(chē)進(jìn)路辦理自動(dòng)化的問(wèn)題， 是把運(yùn)行圖數(shù)據(jù)與從各車(chē)站經(jīng)由調(diào)度集中傳送來(lái)的列車(chē)位置信息(地點(diǎn)信息)相結(jié)合，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)列車(chē)運(yùn)行進(jìn)行跟蹤，當(dāng)列車(chē)到達(dá)應(yīng)進(jìn)行進(jìn)路控制的位置時(shí)， 進(jìn)行必要的一致性檢驗(yàn)，然后輸出進(jìn)路控制信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同列車(chē)進(jìn)路的有序控制， 簡(jiǎn)單地講就是把目前的繼電聯(lián)鎖裝置的進(jìn)路控制按扭的操作， 交由計(jì)算機(jī)代行處理。進(jìn)路控制的校核條件。一個(gè)進(jìn)路的輸出要受到一系列限制條件的約束，只有當(dāng)所有條件經(jīng)檢查校核都滿(mǎn)足后，計(jì)算機(jī)才能通過(guò)調(diào)度集中輸出控制命令。 進(jìn)路控制輸出校核條件主要來(lái)自幾個(gè)方面：列車(chē)狀態(tài)，包括列車(chē)所在位置及正晚點(diǎn)；設(shè)備狀況，包括已設(shè)進(jìn)路的確認(rèn)及對(duì)應(yīng)的敵對(duì)、交叉進(jìn)路的確認(rèn)：運(yùn)行圖，包括出發(fā)時(shí)刻、使用股道及出發(fā)順序等。進(jìn)路控制輸出時(shí)，必須滿(mǎn)足列車(chē)位置條件、時(shí)刻條件、順序條件、閉鎖條件、車(chē)次對(duì)照條件、站間列車(chē)數(shù)條件、有無(wú)直接輸入的列車(chē)抑止條件、 進(jìn)站進(jìn)路輸出的月標(biāo)股道，有無(wú)禁止使用條件以及該站的列車(chē)跟蹤狀態(tài)應(yīng)為 “正?！睜顟B(tài)條件等，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)路輸出。當(dāng)列車(chē)已經(jīng)進(jìn)入到信號(hào)機(jī)內(nèi)方時(shí)以后， 在調(diào)度集中內(nèi)加入專(zhuān)門(mén)進(jìn)路復(fù)位邏輯， 依據(jù)地點(diǎn)信息實(shí)現(xiàn)進(jìn)路的自動(dòng)復(fù)位，計(jì)算機(jī)不再發(fā)復(fù)位命令。2?列車(chē)跟蹤所謂列車(chē)跟蹤，是利用各種測(cè)量設(shè)備感知、確定列車(chē)位置的動(dòng)態(tài)變化，并將運(yùn)動(dòng)變化實(shí)時(shí)地反映在計(jì)算機(jī)的文件系統(tǒng)、 處理系統(tǒng)和表示系統(tǒng)之中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督和調(diào)控。因此，精確、同步的列車(chē)跟蹤是實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行實(shí)時(shí)控制的前提和基礎(chǔ)。進(jìn)行列車(chē)進(jìn)路控制時(shí)，首先必須在計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行列車(chē)跟蹤， 也就是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際列車(chē)的運(yùn)行狀況，掌握在線列車(chē)的確切位置，并在列車(chē)運(yùn)行控制造臺(tái)或顯示屏上相應(yīng)地點(diǎn)顯示該車(chē)次，實(shí)現(xiàn)進(jìn)路控制。以下主要以日本COMTRAC為背景，對(duì)列車(chē)跟蹤進(jìn)行介紹。⑴列車(chē)位置信息檢測(cè)點(diǎn)。為了能夠檢測(cè)列車(chē)的移動(dòng)情況，需要事先確定地面上的跟蹤方式（或叫跟蹤單位），這是構(gòu)成跟蹤系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一般可采用下列方式：第一，以里程為跟蹤單位來(lái)跟蹤列車(chē)的行駛位置，同時(shí)儲(chǔ)存列車(chē)的速度。一般以0.1km為單位，在跟蹤的同時(shí)計(jì)算列車(chē)速度。這種方式對(duì)于列車(chē)運(yùn)行狀況的預(yù)測(cè)精度很高，但需要設(shè)置很多數(shù)量的檢測(cè)點(diǎn)和檢測(cè)器。第二，以軌道電路為跟蹤單位來(lái)跟蹤列車(chē)的行駛位置。 一般在區(qū)間以自動(dòng)閉塞分區(qū)為單位，站內(nèi)以0?1~0.15km為單位。這種方式可以連續(xù)跟蹤，但處理效率低。第三，設(shè)置必要的地點(diǎn)作為跟蹤單位來(lái)追蹤列車(chē)的行駛位置。 這種方式是事先在區(qū)間和車(chē)站設(shè)置一些必要的檢測(cè)點(diǎn)， 用來(lái)檢測(cè)列車(chē)的移動(dòng)。這樣做可獲得的信息量較少， 但處理效率高，有關(guān)硬設(shè)備的制造也可標(biāo)準(zhǔn)化。以上三種列車(chē)位置檢測(cè)方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。如果僅從進(jìn)路控制的角度講，以必要檢測(cè)地點(diǎn)為單位來(lái)跟蹤列車(chē)就完全可以滿(mǎn)足需要： 但從運(yùn)行調(diào)整的角度講，當(dāng)然是跟蹤的單位越細(xì)越有利于進(jìn)行精確的調(diào)整，但是這樣會(huì)消耗計(jì)算機(jī)處理的時(shí)間和增加處理的難度。 因此，通過(guò)比較，還是認(rèn)為設(shè)置必要地點(diǎn)為單位這種跟蹤方式來(lái)跟蹤列車(chē)比較好， 采用這種方法，需要在區(qū)間和車(chē)站上設(shè)置一些必要檢測(cè)點(diǎn)， 不同的地點(diǎn)，在跟蹤列車(chē)時(shí)將起到不同的作用， 各設(shè)置點(diǎn)位置如圖6—1—5所示?！獈——十、圖6-1-5列舉位置信息取入點(diǎn)N點(diǎn)（車(chē)次檢測(cè)點(diǎn)）：當(dāng)列車(chē)通過(guò)該點(diǎn)時(shí)，檢測(cè)列車(chē)車(chē)次，計(jì)算機(jī)把以前記憶的車(chē)次與本次接收的車(chē)次進(jìn)行對(duì)照， 如果一致，就對(duì)有停車(chē)要求的列車(chē)構(gòu)成進(jìn)站進(jìn)路， 對(duì)有通過(guò)要求的列車(chē)構(gòu)成進(jìn)站和出發(fā)進(jìn)路（通過(guò)進(jìn)路）。該點(diǎn)設(shè)置在R點(diǎn)列車(chē)運(yùn)行方向的后方800~1200m處。R點(diǎn)（車(chē)站接近點(diǎn)）：列車(chē)通過(guò)時(shí)發(fā)生地點(diǎn)信息，作為 N點(diǎn)的后備點(diǎn)使用。H點(diǎn)（進(jìn)站信號(hào)點(diǎn)）：當(dāng)列車(chē)尾部通過(guò)該地點(diǎn)時(shí)，發(fā)生地點(diǎn)信息，用以檢知列車(chē)已駛?cè)胲?chē)站，此時(shí)把表示盤(pán)上車(chē)次由區(qū)間窗移至站內(nèi)窗表示。I點(diǎn)（停車(chē)地點(diǎn)），列車(chē)尾部完全進(jìn)入到發(fā)線接車(chē)端軌道電路內(nèi)方時(shí)，發(fā)生地點(diǎn)信息。經(jīng)過(guò)一定時(shí)分，作為停車(chē)列車(chē)的到達(dá)時(shí)刻。L點(diǎn)（出發(fā)信號(hào)點(diǎn)）：當(dāng)列車(chē)尾部越出該地點(diǎn)，發(fā)生地點(diǎn)信息，用來(lái)檢知列車(chē)已由車(chē)站出發(fā)或通過(guò)，把表示盤(pán)上的車(chē)次從站內(nèi)窗移入?yún)^(qū)間窗。計(jì)算實(shí)際出發(fā)時(shí)刻，并記錄、更新列車(chē)跟蹤表的有關(guān)內(nèi)容（列車(chē)跟蹤表后續(xù)介紹）。（2）列車(chē)跟蹤方法。在計(jì)算機(jī)內(nèi)，列車(chē)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤，即機(jī)內(nèi)列車(chē)位置信息的動(dòng)態(tài)變動(dòng)，是通過(guò)一系列表格數(shù)據(jù)的記錄與更新來(lái)實(shí)現(xiàn)的。列車(chē)跟蹤表。把與列車(chē)運(yùn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)事先寫(xiě)入丁作運(yùn)行圖文件 （WDF）內(nèi)，WDF平時(shí)被儲(chǔ)存在磁盤(pán)之中，當(dāng)時(shí)列車(chē)跟蹤和進(jìn)路控制所需要的數(shù)據(jù)則記人列車(chē)跟蹤表內(nèi)， 列車(chē)跟蹤表在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，隨著列車(chē)的運(yùn)行不斷更新。在列車(chē)跟蹤表內(nèi)隨時(shí)保持有兩個(gè)站的有關(guān)數(shù)據(jù)，即本站和前方站的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)就利用這些數(shù)據(jù)，結(jié)合隨時(shí)從調(diào)度集中收到的地點(diǎn)信息，對(duì)列車(chē)進(jìn)行跟蹤和控制進(jìn)路。對(duì)于跟蹤用的地點(diǎn)信息，也是隨著列車(chē)的運(yùn)行而不斷更新，亦即當(dāng)某一地點(diǎn)校核完了，立即進(jìn)行下一地點(diǎn)名的更新。列車(chē)跟蹤表主要包括：a.列車(chē)跟蹤信息，包括現(xiàn)站名、地點(diǎn)名、進(jìn)站鏈等列車(chē)位置信息，以及下一地點(diǎn)發(fā)生的預(yù)計(jì)時(shí)刻等；列車(chē)共同信息，包括實(shí)際車(chē)次、始發(fā)及終到站名等；現(xiàn)在站信息，包括站名、出發(fā)時(shí)刻、使用股道、停車(chē)時(shí)分等，此為列車(chē)控制方面核心信息：前方站信息，包括站名、出發(fā)時(shí)刻、使用股道、停車(chē)時(shí)分等，用于列車(chē)待避及其他列車(chē)運(yùn)行紊亂監(jiān)視等；采點(diǎn)信息，包括最新出發(fā)站的實(shí)時(shí)、實(shí)際時(shí)刻，用于晚點(diǎn)監(jiān)視；f.鏈接部分，包括用于區(qū)間內(nèi)列車(chē)鏈接。股道寄存器表和首列寄存器表。在列車(chē)跟蹤表上的地點(diǎn)名通常包含指車(chē)站的接近點(diǎn)（只）、進(jìn)站點(diǎn)（"）、到達(dá)點(diǎn)（／）和出發(fā)點(diǎn)（上）四個(gè)點(diǎn)，為了識(shí)別在同一站上的在線列車(chē)，僅靠這幾個(gè)點(diǎn)的信息量就不夠充分了，也不能表示出各個(gè)列車(chē)的確切位置，但如果依靠設(shè)備檢索可以很快找到檢索對(duì)象列車(chē)，為此，設(shè)置股道寄存器表和首列寄存器表。股道寄存器表：各站每條到發(fā)線都有一個(gè)股道寄存器表，它與表示盤(pán)上股道表示窗相對(duì)應(yīng)。當(dāng)列車(chē)進(jìn)站（”點(diǎn)發(fā)生）時(shí)，在股道寄存器表中登記，出站（L點(diǎn)發(fā)生）時(shí)消去，用這種辦法掌握車(chē)站的在線列車(chē)。首列寄存器表。在車(chē)站進(jìn)出口按上、下行分別進(jìn)行設(shè)置，用來(lái)記憶進(jìn)站、出發(fā)的第一個(gè)列車(chē)，即需要進(jìn)行進(jìn)路控制的列車(chē)。在需要為某個(gè)列車(chē)辦理進(jìn)路時(shí)，首先必須核對(duì)一下該寄存器中車(chē)次是否與該車(chē)次相符，如果是該車(chē)次，才可以繼續(xù)核對(duì)其他條件，所有條件都符合要求時(shí)，才能捉出進(jìn)路輸出要求。如果首列車(chē)次不符，則不再校核，而要等待條件的成熟。進(jìn)站列車(chē)鏈。為了規(guī)定列車(chē)的進(jìn)站順序，而設(shè)置列車(chē)鏈。所謂列車(chē)鏈就是以首列寄存器為基準(zhǔn)的單方向的列車(chē)檢索結(jié)構(gòu)。列車(chē)出發(fā)順序表（SOT）。用來(lái)登記按方向別出發(fā)列車(chē)的順序，在 SOT中，把最新出發(fā)的列車(chē)稱(chēng)為執(zhí)行指針列車(chē)。進(jìn)站列車(chē)鏈與后方站列車(chē)出發(fā)順序表 （SOT）的聯(lián)系如圖6—1—6所示。各站按上下行，把該區(qū)間在線列車(chē)群中的首列，填人首列寄存器，而首列以后的列車(chē)，則依據(jù)后方站的出發(fā)順序，再按進(jìn)站順序進(jìn)行鏈接。列車(chē)跟蹤的大致過(guò)程如圖6—1—7。當(dāng)A列車(chē)已被登記于N站的股道寄存器中，B至E列車(chē)則登記于N站的進(jìn)站列車(chē)鏈內(nèi)，而其中B列車(chē)則處于這個(gè)列車(chē)鏈的首位，即在首列寄

存器內(nèi)。當(dāng)B列車(chē)通過(guò)N站的H點(diǎn)，即被轉(zhuǎn)登記在N站的股道寄存器中，C列車(chē)則被登記于進(jìn)站鏈的首列寄存器內(nèi)，其余車(chē)次順序上移， F列車(chē)由N—1站出發(fā)，當(dāng)通過(guò)L點(diǎn)后，即被登記在N站進(jìn)站列車(chē)鏈的最末尾。通過(guò)上述有關(guān)表格數(shù)據(jù)的登錄與更新，便實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對(duì)每個(gè)列車(chē)跟蹤。在進(jìn)站鏈中登記的列車(chē)進(jìn)入 H點(diǎn)，即被轉(zhuǎn)登記于股道寄存器中。而在股道寄存器中登記的列車(chē)，則依據(jù)該站的列車(chē)出發(fā)順序，登記在按方向設(shè)置的 SOT中，而且從登記于出發(fā)首列寄存器中的列車(chē)開(kāi)始出發(fā)。SOT~8~D~E執(zhí)行擂軒列車(chē)D~E執(zhí)行擂軒列車(chē)~￡圖6-1-6進(jìn)站鏈與后方站列車(chē)出發(fā)順序袁處理時(shí)間JV站腔道MJV站腔道M需存器rarnmm苜列奇存養(yǎng)用站進(jìn)站蟹圖6-1-7列車(chē)跟蹤略圖3.進(jìn)路控制⑴進(jìn)路輸出時(shí)機(jī)始發(fā)進(jìn)路。于列車(chē)始發(fā)前的一定時(shí)分由始發(fā)任務(wù)置輸出要求， 但當(dāng)先發(fā)列車(chē)尚未始發(fā)時(shí)，則該列車(chē)的處理被保留。進(jìn)站進(jìn)路。當(dāng)列車(chē)到達(dá)接近點(diǎn)并為進(jìn)站鏈上首列時(shí)， 由列車(chē)跟蹤處理置輸出要求，如該列車(chē)為非進(jìn)站鏈上首列時(shí)，待進(jìn)站中的前行列車(chē)進(jìn)站后，再對(duì)后續(xù)列車(chē)置輸出要求。出發(fā)進(jìn)路。當(dāng)該列車(chē)為通過(guò)列車(chē)時(shí)：到達(dá)接近點(diǎn)且為進(jìn)路首列及出發(fā)首列時(shí)輸出要求：到達(dá)接近點(diǎn)且為出發(fā)列車(chē)而非進(jìn)站首列時(shí)，待進(jìn)站先行列車(chē)進(jìn)站后，對(duì)后續(xù)列車(chē)輸

出要求：C.到達(dá)接近點(diǎn)且出發(fā)非首列時(shí)，待先行出發(fā)列車(chē)出發(fā)完了且后續(xù)列車(chē)為進(jìn)站首列時(shí)輸出要求：d.至U達(dá)接近點(diǎn)且出發(fā)非首列時(shí)，待先行列車(chē)出發(fā)完了，此時(shí)后續(xù)列車(chē)仍非首列時(shí)，再待先行列車(chē)進(jìn)站以后，再對(duì)該后續(xù)列車(chē)輸出要求：該列車(chē)為停車(chē)列車(chē)時(shí)：到達(dá)停車(chē)點(diǎn)(/點(diǎn))后，停夠最小停車(chē)時(shí)分并為出發(fā)首列，則輸出要求；到達(dá)/點(diǎn)時(shí)，出發(fā)非首列，待先行出發(fā)列車(chē)出發(fā)完了，再對(duì)后續(xù)列車(chē)輸出，要求；在時(shí)刻表變更及跟蹤恢復(fù)時(shí)，凡是與變更或恢復(fù)有關(guān)的列車(chē)， 如為首位列車(chē)或已到達(dá)進(jìn)路設(shè)定地點(diǎn)時(shí)，按正常處理輸出要求。進(jìn)路輸出要求的具體作法向首列寄存器置輸出要求；向列車(chē)跟蹤處理連接表置輸出要求。進(jìn)路輸出要求的取消在計(jì)算機(jī)進(jìn)路輸出以前，變更是可能的：當(dāng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸出以后，變更就不可能了。當(dāng)進(jìn)行變更輸入時(shí)，顯示出錯(cuò)信息，當(dāng)把進(jìn)路手柄拉回定位，確認(rèn)信號(hào)已為停止的顯示時(shí)，變更輸入的受理成為可能。進(jìn)路輸出處理為了判定列車(chē)有無(wú)輸出要求，首先檢索連接表的要求是否置位， 如果找到該站的某個(gè)有要求的處所，就要對(duì)該處所內(nèi)的首列寄存器進(jìn)行逐個(gè)檢索， 找出有輸出要求的首列寄存器：在找出登記有輸出要求列車(chē)的首列寄存表以后， 把在首列寄存器中寫(xiě)入的輸出預(yù)定時(shí)刻與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻比較，檢查時(shí)刻是否到來(lái)，如果未到時(shí)，則轉(zhuǎn)去檢索下一個(gè)首列寄存表或下一個(gè)連接表；向調(diào)度集中送出控制數(shù)據(jù)。進(jìn)路輸出后的處理當(dāng)進(jìn)路輸出數(shù)據(jù)輸出以后，主要需進(jìn)行進(jìn)路構(gòu)成監(jiān)視和進(jìn)路鎖閉。①進(jìn)路構(gòu)成監(jiān)視，其流程如圖6—1—8所示。CPUD6Cere仲心)'卜+.ACXCPUD6Cere仲心)'卜+.ACX1進(jìn)踣*DSC:圖6-1-&進(jìn)路構(gòu)成監(jiān)觀流程圖計(jì)算機(jī)在進(jìn)行進(jìn)路輸出時(shí)，必須在能夠構(gòu)成進(jìn)路的時(shí)刻 (亦即在與其他進(jìn)路的爭(zhēng)用解除后)才能輸出。當(dāng)輸出后經(jīng)過(guò)一定時(shí)分(即調(diào)度集中傳輸時(shí)分+聯(lián)鎖裝置構(gòu)成進(jìn)路時(shí)分十冗余時(shí)分，約為45s),進(jìn)路還未構(gòu)成時(shí)，即認(rèn)為發(fā)生異常；顯示提示信息?，F(xiàn)場(chǎng)的聯(lián)鎖裝置雖然能保證不會(huì)開(kāi)通爭(zhēng)用(敵對(duì)、交叉)進(jìn)路，然而出于計(jì)算機(jī)處理上的需要而不許預(yù)排和為更進(jìn)一步保證安全起見(jiàn)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)施軟件鎖閉的辦法。②進(jìn)路的鎖閉與解鎖。在進(jìn)路控制數(shù)據(jù)輸出以后，立即在首列寄存器中記憶輸出完畢標(biāo)記。進(jìn)路控制的后備方式行車(chē)指揮自動(dòng)化條件下的列車(chē)進(jìn)路控制，雖已交由計(jì)算機(jī)辦理，但同時(shí)也應(yīng)具有一定靈活性，無(wú)論是在緊急情況下為了保證安全，或是出于作業(yè) (如維修、調(diào)車(chē)等)上的需要，都應(yīng)允許調(diào)度員或現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員直接介入。第四節(jié)列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化一、概述1．列車(chē)運(yùn)行調(diào)整列車(chē)運(yùn)行調(diào)整就是當(dāng)列車(chē)運(yùn)行實(shí)際狀態(tài)偏離預(yù)定值，造成列車(chē)運(yùn)行紊亂時(shí)，通過(guò)重新規(guī)劃列車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表，盡可能恢復(fù)列車(chē)有秩序運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程。它的實(shí)質(zhì)就是處理列車(chē)與車(chē)站、列車(chē)與區(qū)間及列車(chē)之間的關(guān)系，規(guī)定列車(chē)占用區(qū)間和站線的合理時(shí)機(jī)。列車(chē)運(yùn)行調(diào)整是實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的問(wèn)題，調(diào)整計(jì)劃的編制必須在限定的時(shí)間內(nèi)完成。列車(chē)運(yùn)行調(diào)整在遵循實(shí)時(shí)性要求下，一般要綜合考慮下面三個(gè)方而的工作：參照系。列車(chē)運(yùn)行是一項(xiàng)有計(jì)劃、有組織的活動(dòng)，需要有一個(gè)預(yù)定的時(shí)刻表(基本圖、日班計(jì)劃或上一階段計(jì)劃)，當(dāng)列車(chē)偏離預(yù)定時(shí)刻，造成列車(chē)運(yùn)行次序變更時(shí)，需要以預(yù)定時(shí)刻表為基本參照系進(jìn)行調(diào)整，使列車(chē)運(yùn)行秩序盡可能恢復(fù)到預(yù)定時(shí)刻表所規(guī)定的良性狀態(tài)。調(diào)整手段。它是通過(guò)規(guī)劃時(shí)刻表實(shí)現(xiàn)的。這里的規(guī)劃的含義是指合理的和優(yōu)化的含義，即在滿(mǎn)足各種設(shè)備條件和時(shí)間間隔約束條件下，確定有利的調(diào)整策略。調(diào)整的目的，是盡快使列車(chē)從無(wú)序變?yōu)橛行颉Ｕ{(diào)整就是產(chǎn)生新的有序。2．列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化的必要性在正常條件下，列車(chē)應(yīng)嚴(yán)格按照運(yùn)行圖運(yùn)行，但是由于種種原因的隨機(jī)干擾，列車(chē)運(yùn)行難免偏離基本運(yùn)行圖，尤其是在列車(chē)運(yùn)行密度高的線路上，一個(gè)列車(chē)晚點(diǎn)，往往波及其他列車(chē)，有時(shí)受影響的幅度很大，需要調(diào)度員調(diào)整若干小時(shí)，才能恢復(fù)正常。當(dāng)偏離程度不大，只影響到1-2列，可以利用運(yùn)行圖自身的冗余時(shí)間，通過(guò)一定措施組織列車(chē)恢復(fù)正點(diǎn)。但當(dāng)遇到惡劣天氣或?yàn)?zāi)害等情況，列車(chē)運(yùn)行紊亂程度比較嚴(yán)重時(shí)，就需要從整體上在大范圍內(nèi)梳理己紊亂的運(yùn)行線，組織列車(chē)配合運(yùn)行，以便盡快恢復(fù)按圖行車(chē)，也就是要進(jìn)行大幅度的調(diào)整。采用傳統(tǒng)的人工調(diào)整方法，要求調(diào)度員必須具備一定經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)水平，以便根據(jù)列車(chē)運(yùn)行的當(dāng)前情況和對(duì)未來(lái)的預(yù)計(jì)，采取一定的調(diào)整措施，使晚點(diǎn)列車(chē)盡快恢復(fù)正點(diǎn)，并使其損失和對(duì)其他列車(chē)的影響降低到最小。列車(chē)調(diào)度員要根據(jù)紛繁的客觀條件和眾多的隨機(jī)因素，在有限的時(shí)間內(nèi)制定出一個(gè)優(yōu)化調(diào)整方案，并不是容易做到的。一個(gè)調(diào)整方案質(zhì)量的好壞，在很大程度上取決于當(dāng)班調(diào)度員的個(gè)人素質(zhì)。采用自動(dòng)化調(diào)整方法，可以通過(guò)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)邏輯判斷等優(yōu)勢(shì)，能夠比較及時(shí)并全面地選出優(yōu)化的調(diào)控方案，克服上述因人而異的缺點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行調(diào)整，核心問(wèn)題是正確地對(duì)運(yùn)行調(diào)整進(jìn)行描述、建立切合實(shí)際的模型和算法，使列車(chē)運(yùn)行調(diào)整措施模型化、自動(dòng)化；或者在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，建立運(yùn)行調(diào)整的知識(shí)庫(kù)，利用專(zhuān)家系統(tǒng)使列車(chē)運(yùn)行調(diào)整措施智能化，把各種調(diào)整措施作為提案，向調(diào)度員進(jìn)行顯示，從而起到列車(chē)調(diào)度員的參謀和助手作用，以彌補(bǔ)人們經(jīng)驗(yàn)不足的缺陷，同時(shí)也可以避免人們采用調(diào)度措施的隨意性。因此，自動(dòng)化調(diào)整的意義，就在于它不但代替人們繁瑣的事務(wù)性勞動(dòng)，而且它能從整體上提高調(diào)度工作水平，減少調(diào)度失誤。當(dāng)然，列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化也決不意味著束縛調(diào)度員的能力，限制其發(fā)揮主動(dòng)精神，而是恰恰相反，應(yīng)該為調(diào)度員提供一切可能，來(lái)發(fā)揮他們的主觀能動(dòng)性。調(diào)度員可以靈活利用運(yùn)行圖文件變更功能，通過(guò)事先改變運(yùn)行圖數(shù)據(jù)，來(lái)主動(dòng)干預(yù)在線列車(chē)的運(yùn)行，以達(dá)到運(yùn)行調(diào)整的目的。因此，計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)整列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃的系統(tǒng)是一種智能化的決策支持系統(tǒng)，這種智能化的決策技術(shù)和微機(jī)化的調(diào)度集中技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成綜合的高度自動(dòng)化的行車(chē)指揮系統(tǒng)。3．列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化的主要問(wèn)題編制列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃時(shí)，考慮的因素眾多，涉及而廣，內(nèi)容復(fù)雜，工作量大，將這些工作用計(jì)算機(jī)處理，設(shè)計(jì)列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，注意解決以下幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題；實(shí)時(shí)信息的采集問(wèn)題。列車(chē)運(yùn)行調(diào)整是實(shí)時(shí)性極強(qiáng)的問(wèn)題，信息收集的及時(shí)性和準(zhǔn)確性是列車(chē)運(yùn)行調(diào)整的基本依據(jù)，因此，必須采用必要的手段加以保證。人機(jī)接口問(wèn)題。快速、明了、便捷、直觀、全面表示列車(chē)運(yùn)行的歷史、當(dāng)前和計(jì)劃信息，是行車(chē)指揮自動(dòng)化的基本要求，因此，各種信息的表示、基本運(yùn)行圖、日班計(jì)劃圖、實(shí)績(jī)運(yùn)行圖的顯示和沖突報(bào)警所使用的畫(huà)面以及相應(yīng)的打印內(nèi)容，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單明確，便于操作，絕對(duì)不能由于圖形等的辨認(rèn)困難或操作煩瑣而成為調(diào)度員的負(fù)擔(dān)。調(diào)整計(jì)劃的算法描述問(wèn)題。列車(chē)運(yùn)行調(diào)整問(wèn)題具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，因而編制調(diào)整計(jì)劃的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)。但是用于實(shí)際的運(yùn)行計(jì)劃調(diào)整必須考慮列車(chē)種類(lèi)、機(jī)車(chē)交路、站線性質(zhì)、信聯(lián)閉類(lèi)型等等眾多因素，求解調(diào)整計(jì)劃要進(jìn)行大規(guī)模的比較與運(yùn)算，算法的求解速度和收斂性是影響其實(shí)用性的一個(gè)重要因素。因此，調(diào)整問(wèn)題的準(zhǔn)確描述與求解算法的設(shè)計(jì)是該問(wèn)題最重要的難點(diǎn)。二、關(guān)于列車(chē)運(yùn)行調(diào)整算法的一些理論研究上述列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化三個(gè)主要問(wèn)題中的前兩個(gè)問(wèn)題，主要依賴(lài)于硬技術(shù)和設(shè)備，隨著通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)得到了或即將得到令人滿(mǎn)意解決；而算法問(wèn)題則更主要是軟技術(shù)問(wèn)題，對(duì)該問(wèn)題的研究更主要依敕于對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí) (描述)和算法設(shè)計(jì)。為此，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了比較深入的研究。日本鐵路行車(chē)密度大而且非常重視列車(chē)的正點(diǎn)率，因此對(duì)列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整的研究比較深入。早在70年代，就有人將調(diào)整問(wèn)題轉(zhuǎn)化為大規(guī)模的組合問(wèn)題來(lái)研究，將調(diào)整問(wèn)題近似為0—1整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題，利用已有運(yùn)籌學(xué)方法求解，但在求解時(shí)間上不能滿(mǎn)足實(shí)用化要求。作為對(duì)窮舉法的改進(jìn)，日本學(xué)者又提出了評(píng)價(jià)函數(shù)棄卻法，主要采用按時(shí)間順序列車(chē)設(shè)定法，隨時(shí)間推移產(chǎn)生多個(gè)調(diào)整方案，計(jì)算各種方案的評(píng)價(jià)函數(shù)值，當(dāng)方案數(shù)超過(guò)指定的允許值時(shí)，將評(píng)價(jià)函數(shù)最小的方案舍棄，這種方法的問(wèn)題是當(dāng)方案允許值過(guò)小時(shí)，難于得到較好的方案，而方案允許值過(guò)大時(shí)，需要過(guò)多的處理時(shí)間，并且難于找到評(píng)價(jià)函數(shù)的規(guī)律。為解決組合爆炸問(wèn)題，1983年日本專(zhuān)家提出了利用專(zhuān)家系統(tǒng)和分枝定界法來(lái)減少搜索空間的方法，以達(dá)到快速求解的目的。該方法的特點(diǎn)是將專(zhuān)家系統(tǒng)和定量化決策分為獨(dú)立的兩步實(shí)現(xiàn)。在前一步吸取人的意志和專(zhuān)家的啟發(fā)，在后一步則由計(jì)算機(jī)進(jìn)行定量化決策。專(zhuān)家系統(tǒng)的目的是除去不可行的解，該方法能否消除窮舉法的缺點(diǎn)主要取決于如何確定對(duì)分枝的各種限定，限定過(guò)多有可能失去相當(dāng)一部分可能解，限制過(guò)少，則難于消除窮舉法的缺點(diǎn)。 1995年，NorioTOMII先生提出一種基于知識(shí)工程與PERT方法結(jié)合的調(diào)整方法，該方法引進(jìn)一個(gè)運(yùn)行秩序可變節(jié)點(diǎn)集合，利用一個(gè)包括10條啟發(fā)式規(guī)則的知識(shí)庫(kù)推理列車(chē)運(yùn)行秩序的改變，在測(cè)知運(yùn)行線之間出現(xiàn)沖突的同時(shí)進(jìn)行消解。該方法把專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算、處理能力良好地結(jié)合在一起，但對(duì)調(diào)整知識(shí)表示有些簡(jiǎn)單，而且難以同時(shí)處理幾個(gè)相關(guān)的沖突點(diǎn)。對(duì)于列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化理論，我國(guó)學(xué)者也做了深入的研究。程宇博士對(duì)已有的理論研究方法和運(yùn)行調(diào)整問(wèn)題本身進(jìn)行了深入研究后認(rèn)為，列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃編制問(wèn)題屬于劣構(gòu)問(wèn)題(111—structuredproblem)，即具有非數(shù)值性、不適應(yīng)性、離散性和信息開(kāi)放性，依賴(lài)于有經(jīng)驗(yàn)專(zhuān)家判斷的情況較多，指出利用數(shù)學(xué)模型方法解決是極其困難的。其原因主要是，在列車(chē)運(yùn)行調(diào)整中，存在大量非常規(guī)決策(帶有人的意志決定以及社會(huì)因素的決策)，這些非常規(guī)決策往往起著全面性、決定性的作用，在列車(chē)運(yùn)行調(diào)整中占有重要地位，往往難于用數(shù)學(xué)方法描述：對(duì)于常規(guī)決策部分，有一部分難以描述成數(shù)學(xué)模型，有的即使描述成數(shù)學(xué)模型，可能也難于求解或求解時(shí)間難以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求；另外對(duì)于運(yùn)行調(diào)整這一多目標(biāo)問(wèn)題，很難轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)：數(shù)學(xué)模型的修改將花費(fèi)大量的時(shí)間和費(fèi)用，數(shù)學(xué)模型建立后一般要求相對(duì)穩(wěn)定，但隨著人們對(duì)運(yùn)行調(diào)整認(rèn)識(shí)的不斷發(fā)展，若不經(jīng)常修改和補(bǔ)充，在新的條件下仍使用舊的數(shù)學(xué)模型，就不能作出適應(yīng)新情況的最佳決策。基于上述認(rèn)識(shí)，1988年程宇提出了“組合界線法”編制列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃。該方法的思路是：先編制出客車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃，由其在運(yùn)行圖上的到發(fā)時(shí)刻構(gòu)成客車(chē)界線。所謂界線就是列車(chē)的到發(fā)時(shí)刻在運(yùn)行圖上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線。然后，根據(jù)具體情況，確定虛擬客車(chē)界線。所謂虛擬是指該列車(chē)線并非由真正的客車(chē)到發(fā)時(shí)刻的連線構(gòu)成，而是根據(jù)需要假定的。此外，還要參照運(yùn)行調(diào)整開(kāi)始時(shí)刻進(jìn)行取舍組合，構(gòu)成組合界線，這樣，可用組合界線將由時(shí)間、距離構(gòu)成的運(yùn)行圖平面，分割成若干設(shè)定子區(qū)域，在于區(qū)域內(nèi)設(shè)定貨車(chē)的部分，當(dāng)該子區(qū)域的所有貨車(chē)在此區(qū)域的部分都設(shè)定完之后，轉(zhuǎn)入下一個(gè)子區(qū)域，直至設(shè)定到運(yùn)行調(diào)整結(jié)束時(shí)刻。其主要內(nèi)容為：旅客列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃的編制、確定組合界線和貨物列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃的編制。1991年，程宇又對(duì)其前期研究丁作進(jìn)行了改進(jìn)，建立了基于產(chǎn)生式規(guī)則的專(zhuān)家系統(tǒng)，使列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化水平提高了一步。為了更加適合我國(guó)鐵路的實(shí)際情況，1994年周磊山博士應(yīng)用事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)理論，用分層決策和滾動(dòng)優(yōu)化的方法設(shè)計(jì)了適合我國(guó)各種鐵路區(qū)段列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃與調(diào)整的通用算法。該算法主要思路如下：當(dāng)列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)偏離基本運(yùn)行圖，出現(xiàn)了不同列車(chē)同時(shí)間段內(nèi)爭(zhēng)奪同一設(shè)備的現(xiàn)象時(shí)，必須重新合理規(guī)劃列車(chē)占用設(shè)備的時(shí)機(jī)。調(diào)整的表現(xiàn)形式是移動(dòng)運(yùn)行線，其焦點(diǎn)問(wèn)題是合理安排運(yùn)行線之間的間隔。如果將運(yùn)行線定義為事件，則調(diào)整的焦點(diǎn)問(wèn)題是疏解事件之間的沖突問(wèn)題。所謂兩事件沖突，是指同一空間上兩事件發(fā)生的時(shí)機(jī)不能滿(mǎn)足必要的間隔，即前一事件尚未騰空設(shè)備，后一事件便已出現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)編制列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃的算法關(guān)鍵是要有一套確定和疏解事件沖突的方法。事件沖突類(lèi)型可以歸結(jié)為區(qū)間沖突和車(chē)站沖突。區(qū)間沖突包括對(duì)向沖突、連發(fā)沖突和追蹤沖突，車(chē)站沖突包括間隔時(shí)間沖突和站線沖突。對(duì)于各種沖突可按照事件的性質(zhì)分別設(shè)計(jì)判別式。列車(chē)運(yùn)行調(diào)整就是要按照優(yōu)化原則疏解事件之間的沖突。疏解沖突的一般方法是采用錯(cuò)開(kāi)沖突事件的發(fā)生時(shí)機(jī)，包括兩個(gè)方面的含義：一是根據(jù)沖突類(lèi)型和沖突性質(zhì)，確定兩沖突事件的放行順序，二是根據(jù)放行順序確定待避事件的滯后量，按上述方法構(gòu)造的求解列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃的算法模型，可以反映列車(chē)運(yùn)行調(diào)整的規(guī)律。設(shè)計(jì)求解算法時(shí)，結(jié)合列車(chē)運(yùn)行調(diào)整的實(shí)際要求，按照列車(chē)等級(jí)，區(qū)別輕重緩急，順序求解，即采用分層決策的方法。所謂分層決策就是把問(wèn)題按各種因素的重要程度分成不同的層次，按層次的優(yōu)先順序，對(duì)各個(gè)層次的因素分別決策，高層次的決策為低層次的決策規(guī)定輪廓，低層次的決策在高層次決策的基礎(chǔ)上，使問(wèn)題的決策具體化。這樣可以把一個(gè)復(fù)雜的大問(wèn)題化為幾個(gè)簡(jiǎn)單的子問(wèn)題，降低了問(wèn)題的復(fù)雜性，提高求解效率。采用分層決策，可以比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出列車(chē)越行和交會(huì)地點(diǎn)，為組織列車(chē)趕點(diǎn)運(yùn)行、提高列車(chē)正點(diǎn)率提供了有利條件。由于調(diào)整計(jì)劃的復(fù)雜性及因素的動(dòng)態(tài)性，優(yōu)化方法不宜采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，而應(yīng)采用滾動(dòng)優(yōu)化的方法。滾動(dòng)優(yōu)化與一般意義下的優(yōu)化方法不同，它不是采用一個(gè)不變的的全局最優(yōu)目標(biāo)，而是采用滾動(dòng)式的有限時(shí)域內(nèi)的優(yōu)化策略；優(yōu)化過(guò)程不是一次完成的，而是在求解過(guò)程中不斷滾動(dòng)實(shí)施、反復(fù)進(jìn)行的。調(diào)整系統(tǒng)的優(yōu)化主要體現(xiàn)在沖突事件的放行順序上，只有當(dāng)兩事件發(fā)生沖突時(shí)，才需要根據(jù)當(dāng)時(shí)的優(yōu)化目標(biāo)，配合事件的優(yōu)先級(jí)、正晚點(diǎn)、緊交路等狀況，確定兩事件的放行順序。調(diào)整計(jì)劃的優(yōu)化寓于沖突的疏解過(guò)程中，這樣，可以避免構(gòu)造大規(guī)模的優(yōu)化模型和不必要的迭代計(jì)算。三、列車(chē)運(yùn)行調(diào)整自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)即列車(chē)運(yùn)行調(diào)整不是根據(jù)列車(chē)運(yùn)行國(guó)外關(guān)于列車(chē)運(yùn)行調(diào)整的研究一般都是離線進(jìn)行的，即列車(chē)運(yùn)行調(diào)整不是根據(jù)列車(chē)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息制定調(diào)整方案， 用于指揮列車(chē)運(yùn)行，而是獨(dú)立于列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)， 通過(guò)對(duì)各種的實(shí)時(shí)信息制定調(diào)整方案， 用于指揮列車(chē)運(yùn)行，而是獨(dú)立于列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)， 通過(guò)對(duì)各種情況的擾動(dòng)分析，用計(jì)算機(jī)模擬各種延誤和突發(fā)事件，分析各種調(diào)整策略的調(diào)整效果，供調(diào)度員調(diào)整時(shí)參考。各種系統(tǒng)一般都不具備自動(dòng)制定大面積調(diào)整計(jì)劃的功能。 我國(guó)的研究十分重視和鐵路實(shí)際情況的結(jié)合，保證系統(tǒng)的在線性能，力求直接應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中，但由于客觀條件不十分完善，已有的研究仍沒(méi)有用于實(shí)際系統(tǒng)中。在已有的自動(dòng)化系統(tǒng)中，日本的COMTRAC系統(tǒng)是比較成功的系統(tǒng)，可以用于實(shí)時(shí)信息的處理，并可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)局部調(diào)整功能。 其調(diào)整過(guò)程是通過(guò)解決始發(fā)列車(chē)間隔監(jiān)視、 股道爭(zhēng)用判斷、待避判斷、到發(fā)優(yōu)先判斷等問(wèn)題， 然后向調(diào)度人員提供選擇方案，由人機(jī)對(duì)話(huà)方式實(shí)現(xiàn)。1?始發(fā)列車(chē)間隔監(jiān)視主要監(jiān)視始發(fā)列車(chē)(包括由支線駛?cè)?與其前后通過(guò)列車(chē)之間的間隔， 當(dāng)間隔小于規(guī)定值時(shí)，顯示提示信息，提示調(diào)度員注意，以便及時(shí)采取措施。設(shè)11為各站按方向測(cè)算的各種列車(chē)之間的規(guī)定間隔， t1為兩列車(chē)之間的實(shí)際間隔，當(dāng)t1<I1時(shí)，顯示提示信息。如圖6—1—9(a)中由于x列車(chē)晚點(diǎn)，當(dāng)t1<I1時(shí)，顯示提示信息；圖6—1—9(b)中由于P列車(chē)晚點(diǎn)，當(dāng)t2<l2時(shí)，顯示提示信息。圖6-1-9始發(fā)列車(chē)與其前后列車(chē)關(guān)系圖p—始發(fā)列車(chē)或由支踐駐入的列車(chē)：工一通過(guò)列車(chē)*2?列車(chē)爭(zhēng)用接車(chē)股道判斷主要監(jiān)視圖定接車(chē)股道是否空閑，即當(dāng)列車(chē)已接近車(chē)站，在接車(chē)進(jìn)路開(kāi)通指令輸出前，檢查原定接車(chē)股道可否使用， 發(fā)現(xiàn)不能使用時(shí)，再檢查本站有無(wú)其他可使用股道， 并將可使用股道進(jìn)行畫(huà)面輸出，之后顯示股道爭(zhēng)用提案，當(dāng)調(diào)度員用指定接車(chē)的股道號(hào)應(yīng)答后， 自動(dòng)修正該列車(chē)工作運(yùn)行圖和列車(chē)跟蹤表中的有關(guān)車(chē)站的接車(chē)股道號(hào)， 從而使進(jìn)路控制任務(wù)部分將按修改后的股道號(hào)辦理接車(chē)進(jìn)路。3.待避判斷處理原則優(yōu)先級(jí)低的列車(chē)待避優(yōu)先級(jí)高的列車(chē)， 如后行的列車(chē)與本列車(chē)等級(jí)相同或后行列車(chē)級(jí)別低于本列車(chē)，則不進(jìn)行待避判斷。待避判斷分兩次進(jìn)行，第一次為待避列車(chē)于出發(fā)后，判斷其在前方站是否需要待避后行的列車(chē)，第二次為列車(chē)于站線上(停站或行進(jìn)中)，判斷其是否于前方站待避后行列車(chē)，第二次判斷實(shí)質(zhì)上是對(duì)第一次判斷的復(fù)查。判斷結(jié)果與原計(jì)劃對(duì)比，如相同，不提示任何信息；不同時(shí)，如原計(jì)劃待避，此次判斷結(jié)果不需要待避，則顯示取消待避的提案：如原計(jì)劃無(wú)待避，此次判斷結(jié)果需待避， 則顯示待避提案。顯示提案后，等待調(diào)度員的應(yīng)答，當(dāng)調(diào)度員用待避股道號(hào)應(yīng)答后，執(zhí)行。如無(wú)調(diào)度員的應(yīng)答，則視為沒(méi)有任何提案，按原計(jì)劃執(zhí)行。待遇判斷算法無(wú)用等待時(shí)間比較法。分別計(jì)算前方站進(jìn)行待避或不待避時(shí)的等待時(shí)間， 選擇其中等待時(shí)間小者為方案。相對(duì)位置關(guān)系法。在一定時(shí)機(jī)測(cè)出前后兩列車(chē)的相對(duì)位置， 與規(guī)定的位置限界進(jìn)行比較，大于該限界不需待避，如果小于或等于該眼界時(shí)，則需要待避。時(shí)間間隔計(jì)算法。首先預(yù)測(cè)出判斷列車(chē)和后行列車(chē)在判斷站的出發(fā)時(shí)刻，求出時(shí)間差△t，再與事先查定的時(shí)間間隔常數(shù) CC比較，確定是否在判斷站待避。當(dāng)△t<Ct時(shí)，需要待避，而△t>Ct時(shí)，則不需要待避。這種方法比較準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、實(shí)用，在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中多采用這種方法。（3） 列車(chē)運(yùn)行預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)或推算的目的，是為判斷提供必要的計(jì)算數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)際就是預(yù)計(jì)某列車(chē)到達(dá)某一點(diǎn)的時(shí)刻，這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該盡可能的準(zhǔn)確，否則判斷將沒(méi)有意義。概算法。這個(gè)方法是把列車(chē)計(jì)劃發(fā)車(chē)時(shí)刻加上晚點(diǎn)時(shí)間，再按紊亂程度進(jìn)行修正，而后得出概算時(shí)刻。為此，應(yīng)事先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按不同紊亂程度規(guī)定出修正系數(shù)。在預(yù)測(cè)比較長(zhǎng)的區(qū)段時(shí)，一般精度可以滿(mǎn)足要求。累加計(jì)算法。此法是把各區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)走行時(shí)間、車(chē)站最小停車(chē)時(shí)間、加減速附加時(shí)分以及冗余時(shí)間等累加起來(lái)，推算出預(yù)計(jì)到達(dá)某一點(diǎn)的時(shí)刻。在區(qū)段較短、列車(chē)密度不高的條件下，采用此法比較有效。（4） 判斷時(shí)間常數(shù)的查定時(shí)間間隔常數(shù)Ct是根據(jù)不同類(lèi)別列車(chē)組合，按各站上下行分別查定。4．到發(fā)優(yōu)先判斷主要為在跨越相對(duì)方向正線的列車(chē)進(jìn)站 （出發(fā)）前，要求辦理接（發(fā)）車(chē)進(jìn)路時(shí)，進(jìn)行本列車(chē)與相對(duì)方向列車(chē)的到發(fā)優(yōu)先判斷，向調(diào)度員顯示接發(fā)列車(chē)順序的提案，然后，根據(jù)調(diào)度員應(yīng)答順序，辦理接（發(fā)）車(chē)進(jìn)路。5．列車(chē)出發(fā)順序的自動(dòng)修正各站的列車(chē)出發(fā)按出發(fā)順序表進(jìn)行，如果不是出發(fā)順序表的首列時(shí)就不能構(gòu)成進(jìn)路。但當(dāng)某站的出發(fā)順序表發(fā)生了變化（如進(jìn)行待避或人為指定等），前方各站的出發(fā)順序表也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的改變，可是這種改變?nèi)绻烧{(diào)度員來(lái)做，則很不恰當(dāng)。 為此，設(shè)計(jì)了列車(chē)出發(fā)順序自動(dòng)修正程序。根據(jù)列車(chē)在線情況（如股道寄存器表的在線位置、進(jìn)站的讀入信息等 ）和列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃（如抑制、保留等），查出出發(fā)順序表中的矛盾，進(jìn)而編制變更列車(chē)出發(fā)順序表的文件，變更數(shù)據(jù)，經(jīng)變更出發(fā)順序表后，列車(chē)走行的矛盾得到解除。第五節(jié)移動(dòng)自動(dòng)閉塞一、移動(dòng)自動(dòng)閉塞的提出傳統(tǒng)鐵路的自動(dòng)閉塞是按照固定閉塞分區(qū)方法組織行車(chē)，如果將運(yùn)行計(jì)劃的因素排除，把列車(chē)追蹤間隔完全看作只與相鄰兩個(gè)列車(chē)有關(guān)的話(huà)，固定閉塞列車(chē)追蹤間隔是由閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度和信號(hào)控制方式?jīng)Q定的。對(duì)于某一種信號(hào)控制方式 （如三顯示、四顯示等），閉塞分區(qū)的劃分按最困難的運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，后行列車(chē)通過(guò)保持與前行列車(chē)占用的閉塞分區(qū)的間距保證行車(chē)安全。由于不同種類(lèi)、重量、速度列車(chē)所需最小追蹤間隔僅僅取決于后行列車(chē)的制動(dòng)距離和必要的安全距離，這使得固定閉塞方式對(duì)于非困難運(yùn)行參數(shù)的列車(chē)實(shí)際追蹤間隔時(shí)分比所需間隔變大。因此，若能通過(guò)實(shí)時(shí)控制后行不同重量、速度列車(chē)保持所需最小間隔運(yùn)行，便可以獲得較短的運(yùn)行間隔，從而較傳統(tǒng)固定閉塞方式提高區(qū)間內(nèi)的行車(chē)密度及線路的通過(guò)能力；微電子技術(shù)、通信技術(shù)等的飛速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)一種基于以上思想的、以現(xiàn)代通信技術(shù)、