高速鐵路客運組織論文(2)
高速鐵路客運組織論文篇二
鐵路客運站運輸組織優化系統
摘要：分析我國鐵路客運站運行圖調整編制的工作方法, 并結合車站設施設備及行車組織特點, 提出鐵路客運站運輸組織優化問題, 指出開發客運站運輸組織優化優化系統的必要性和迫切性。對運輸組織方案數學優化模型進行概述。分析系統設計目標、功能需求、數據組織等內容, 為客運車站運輸組織提供決策支持, 為車站日常工作組織提供業務指導。
關鍵詞：客運站;列車運行圖;鐵路運輸組織
中圖分類號：U292.1文獻標志碼：A
doi:10.3969/j.issn.1001―8360.2014.1.001
Railway Passenger Traffic Organizations to Optimize System
Du Wei,Dong Jie,Zhang Jun-feng
(1.China Railway Eryuan Engineering Group Co.Ltd.,ChongQin,400023;2. Beijing Science and Technology Development Co.Ltd. YaoHui,Beijing,100085; 3.Dispatching station of TaiYuan Railway Administration,TaiYan,030000)
Abstract：Analysis of Railway Passenger diagram prepared to adjust working methods, equipment and station facilities combined lane organizational characteristics, the optimization of railway passenger transport organization, pointing out that the development of passenger transport organization to optimize the necessity and urgency to optimize the system. Transport organization scheme for mathematical optimization model overview. Content analysis system design objectives, functional requirements, data organization, to provide decision support for the organization of passenger transport station, providing operational guidance for the station daily work organization.
Key words：Passenger station;Train diagram;Railway traffic organization
伴隨我國經濟的快速發展，人民出行需求在不斷增加，鐵路旅客出行需求也在持續快速增長。為方便旅客出行，鐵路總公司每年都要根據客流變化進行運行圖的調整編制。而各個車站在編制列車運行圖工作中要根據各站的設施設備及運輸組織要求合理安排每趟列車在各車站的到、發或通過時刻，并相應組織好終到、始發列車車底的推拉計劃、車站調機的工作安排，以及本務機車的作業安排等等。為了更快速地適應旅客運輸變化，改變各車站依靠傳統的人工進行運行圖調整編制方式，充分挖掘車站運輸潛力，實現增運增收，保障旅客運輸安全正點，開發了客運站運輸組織優化系統，該系統已經在哈爾濱車站投入使用。
1系統目標
我國鐵路樞紐客運組織方案的特點是客流量大、客流量變化大、發送列車多、各工序的整體協調與配合，需要各項設備設施的綜合利用，更需要進行整體的協調和優化?？瓦\站的運輸組織優化的目標是在正點接發列車的條件下，充分高效地利用車站各項設施設備完成車站各項作業。
目前，鐵路客運站旅客運輸組織方案主要由人工編制確定，客運站的信息化、自動化、輔助決策的程度不高，客運站到發線運用、咽喉區進路排列等作業優化研究不夠，基于客運站設備運用、客運作業和技術作業的綜合研究還有待進一步深化。
本系統目標是根據哈爾濱車站站場設備情況、固定接發車時刻、到停時間、本務機作業以及列車類型等數據，以各項作業等待時間的二階矩作為運輸組織的優化目標建立數學模型，從而能夠更好地兼顧“緊湊”和“均衡”原則。利用優化算法，自動優化出到發線合理使用方案，自動優化出車底推送，本務機出入段等作業時機、次序和進路，使得車底推送，接發列車，本務機作業等之間干擾最小，行程最短，運力最省。實現客站基本圖的優化編制。
第一作者：董杰(1987-)，男(漢)，山西，工程師，碩士。Email:dongjie528623@126.com
通訊作者：杜偉(1979-)，男(漢)，山西，工程師，碩士。E-mail:duwei0101@gmail.com
2總體設計
客站運輸組織優化系統利用客戶機服務器(C/S)模式構建，車站技術科及其他運輸主管科室通過辦公網方式連接服務器訪問本系統，系統結構如圖1所示。主要由數據服務，應用服務，人機交互等3個部分組成。
(1)數據服務
本系統選用SQL Server數據庫，主要存儲數據包含靜態數據和動態數據兩個部分。
靜態數據主要包括：站形圖，道岔、區段、信號機等以及他們之間的拓撲關系等字典數據;基本運行圖編制的數學模型及參數。動態數據主要包括：列車時刻表、數據處理運算的中間結果、運行圖編制結果以及用戶調整后的結果。
(2)應用服務
應用服務是將動態數據和靜態數據作歸一化和標準化后，按照設定的數學模型計算出最優結果，經過適當的處理和補充后進行顯示，同時記錄用戶的操作。
(3)人機交互
首先，用戶可以直接將本站及鄰站的Excel格式的列車時刻表導入本系統，系統能夠檢查時刻表的可行性，并對問題列車進行提示;其次，用戶可以根據運行圖調整編制的實際需求修改列車信息，系統將實現到發線的自動決策功能。再次，用戶通過調機作業決策即本務機作業決策功能優化安排出調車機車和本務機車的各項作業次序、時間及路徑;最后，系統通過車站占線圖、調機動態圖、本務機作業圖等展現所有作業的優化結果。
此外，系統提供參數配置功能，用戶可以根據業務需求設置優化約束及頁面展現等內容。另一部分是用戶對時刻表可以做局部修改，重新查看運行圖結果，或者對系統優化結果做微量調整后，選擇下保存、打印等操作。
3系統功能
鐵路客運站運輸組織優化系統在Windows Sever 2003操作系統下，用.Net開發平臺C#語言進行開發，系統采用SQL Sever 2008R2作為數據庫，并提供文本輸出、Microsoft Excel 2010的輸入/輸出和界面展現。
(1)優化功能
由于車站業務環環相扣，相互影響，相互依賴。我們在深入理解業務的基礎上，以均衡、緊湊作為系統的優化目標，以車站線路，道岔、設備、機車的設備能力和正點發車作為約束條件，建立運輸組織優化模型。在此基礎上對車站的所有作業(包含接發列車、調機取送、本務機車作業等)的進路安排，作業時機進行綜合決策，從而實現車站的運輸組織優化。其優化功能主要包括接發列車自動檢測、到發線自動安排，本務機車作業自動安排，推拉方案自動安排，調車進路自動安排以及綜合決策等六項核心功能。
1)接發列車檢測
接發列車檢測是在安排到發線路和調車作業之前，首先對時刻表中的列車進行一次可行性驗證。通過對接發列車到發線是否夠用，接發列車的占用的進路時間是否沖突等，來測定時刻表中的列車到發時間是否合適。
2)到發線路安排
到發線路安排是在考慮車站的到發線路資源和接發車進路的前提下，根據換長限制、候車廳等限制，合理安排到發線路。
3)推拉方案安排
推拉方案是在到發線安排的前提下，對于需要取送車底作業的列車進行統籌的調機安排。主要內容包括為每個取送車底安排調機，并且安排車底的停放線路和場別，安排調機的推拉方式和調機的作業次序。
4)調車作業安排
運輸組織優化系統在綜合考慮站場資源的使用、調車作業的相擾、正點接發列車等因素前提下，合理高效地安排站內的調車作業。調車作業安排為每個調車作業決策要素如下：
?、僬{車作業所使用的進路資源，包含調車作業過程中所使用的道岔、信號機和無岔區段以及機待線等資源。
?、谡{車作業的開始時間。
③調車作業的停車點。為了高效使用進路資源，有時為了避開干擾，保證正點接發列車，需要在調車作業途中停車。
?、苷{車作業在每個停車點的停車時間
?、莞黜椪{車作業之間的作業次序。
5)本務機車作業安排
運輸組織優化系統在綜合考慮站場資源的使用、調車作業的相擾、正點接發列車等因素前提下，合理高效地安排站內的本務機車作業。本務機車作業安排與調車作業決策要素相同。
6)綜合決策
上述的核心功能不是獨立的，比如到發線使用肯定會影響到車次取送的安排，也會影響到本務機作業的安排。因此，需要綜合考慮取送車底安排、本務機作業安排、接發車進路等因素，安排列車的到發線使用。
將上述系統功能一一實現的前提下，將所有功能組合在一起就可以實現綜合決策的功能。組合方式為：在不考慮調車進路情況下，搜索到發線使用的所有可能性;在每一種到發線使用的方案下，安排調車作業;按照作業的均衡和緊湊標準，綜合比較每種方案的優劣，選出最優方案。
(2)運行圖調圖功能
本系統著重于車站技術人員在調整車站列車運行圖時的各項運輸組織安排，在綜合考慮車站的到發線路資源和接發車進路的前提下，根據列車長度、候車廳等限制，提供車站用戶智能化、自動化調圖工具，合理安排接發列車到發線路，輔助用戶完成運行圖調圖工作，并根據調整后的運行圖自動生成車底推拉方案。
圖2 客站占線圖
(3)系統仿真
仿真功能將系統自動優化編制的到發線決策、本務機作業決策(包括安排本務機作業的次序和作業時間及走行進路)、調機作業決策(包括取送車底作業次序和作業時間及走行進路)等在仿真中進行演示。
圖3 站場示意圖
(4)通過能力估算
車站通過能力(咽喉區通過能力、到發線通過能力)能力指標是評價行車設備使用是否合理及技術作業計劃是否協調的根本依據，因此，本系統提供咽喉區、到發線的通過能力及利用率指標的查定功能，用于對車站的到發線運用和咽喉區技術作業安排進行了評價，為運輸部門調整列車運行圖提供真實有效的數據支撐。
4數據組織
鐵路樞紐客運站基礎數據量龐大，如何將這些數據有效的組織起來供系統運算使用是一個非常重要的問題。本系統有效的將鐵路客運站到發線股道、客技站和其他存放車體股道、道岔、信號機以及之間的前后鏈接關系用數據結構表示出來，存放于SQL Sever數據庫中。
系統的基礎數據包括以下幾部分：
(1)設備信息表。用表的形式進行記錄，方便數據操作、維護以及移植。包括車站的進路信息表、道岔信息表、信號機信息表、調機信息表。形成路徑、道岔和信號機之間的拓撲鏈接關系，形成車站結果網絡，供系統繪制車站站場圖、路徑選擇的優化運算。[1]
(2)區域信息表。主要包括站場內各區域的信息，包括客技庫、駝峰場、機務折返段、咽喉區等，以及鄰站信息
(3)列車時刻表。
(4)字典信息表。以字典的形式存儲各類列車作業的流程信息、車站進路信息等等。
(5)其他信息表。
表1 數據庫表信息
5結論
鐵路客運站旅客列車運輸組織的合理性直接影響到旅客利益和鐵路企業效益?？瓦\站運輸組織優化系統的開發是鐵路既有車站與新建車站行車組織的需要，也是車站進行鐵路運行圖調整編制的需要，是在旅客運輸組織與市場經濟共同作用的必然結果。
鐵路客運站運輸組織優化系統，在給定鐵路客運站站型結構和列車運行圖的前提下，在進路與到發線資源不相擾，并且滿足到發線使用偏好的約束條件下，以車站各項作業等待時間二階距之和最小為優化目標，建立數學模型，運用優化算法實現客運站各項業務的優化組織，從而代替傳統的手工編制車站基本圖的方式，不僅降低了現場職工的工作強度，大大提高了工作效率，而且實現了我國鐵路客運站運輸組織自動決策，進一步提升了我國客站的智能化水平。
參考文獻
[1] 史峰，鄧連波，霍亮. 客運專線旅客列車開行方案優化系統設計[J].系統工程，2006，26(11)：24-30.
Shi Feng，Deng Lianbo，Huoliang. System Design of Passenger Train Plan Optimal Reference on Passenger Special Lines，2006，26(11)：24-30.(in Chinese)
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1.地鐵客運組織論文
2.地鐵行車組織論文
4.項目組織管理論文
5.客運索道技術論文