CN105278379B - 一种动车段集中控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动车段(所)集中控制系统，所述系统包括列车运行调整计划接收单元、列车计划调整单元、调车建议计划编制单元、调车计划调整单元、计划关联单元、进路指令方案选择单元、控制命令下达单元、计划冲突调整单元、计划执行反馈单元、动车组位置追踪单元和动车组识别单元，该集中控制系统是动车段、运用所的调度人员对段、所内的信号设备进行集中控制、对列车和调车作业直接指挥、管理的技术装备，是动车段、运用所实现管理与控制集成化的关键环节，能够实现动车段(所)调度作业过程自动化，全面满足现场生产作业需求，提高生产效率与作业质量。

Description

一种动车段集中控制系统

技术领域

本发明涉及高速铁路调度指挥系统技术领域，尤其涉及一种动车段、动车运用所集中控制系统。

背景技术

目前，随着京津城际、武广、京沪等高铁的相继开通，中国的高速铁路建设已进入飞速发展时期，应用高科技打造的CRH系列动车组的开行数量与日俱增。因此以动车组维修和养护为核心业务的动车段、动车运用所(以下简称动车段(所))已经成为中国高速铁路安全高效运营的重要保障。动车组的检查检修共分为五个级别，动车组平均运行1.5天必须进行一、二级检修，每9个月要进行三级以上的检修。动车段和运用所是专门进行动车组检查检修的特殊类型的车站，动车段实现对动车组的一级至五级检修，运用所承担动车组的一、二级检修。早建、快建检修设施，提高检修能力，才能保证动车组运行安全、高效。

动车段包含存车场、检查库、检修库等场区。存车场主要用于存放、缓冲存放动车组，进行接车、发车、调车作业；检查库用于动车组一、二级检修；检修库完成动车组三至五级检修。动车运用所一般只包含存车场和检查库。动车组出、入段(所)作业依据列车计划，执行列车作业(接车、发车)；动车组在存车场、检查库、检修库之间转场作业依据调车计划，执行调车作业。

现有技术中一般由铁路局调度所(以下简称“调度所”)进行远程统一指挥完成相关作业，需要解决的问题较多，难以满足动车段(所)现场行车需求。例如，由于动车组的检查、检修、卸污、洗刷等作业需要在各场区间不断进行调车作业来完成，调车作业与列车作业发生冲突互相影响的现象频繁发生。

为了解决冲突，在办理调车作业进路时需要调度所将控制权下放给动车段(所)，进行人工办理；在办理列车作业进路时，调度所收回控制权，进行人工或自动办理。控制权的收放手续复杂，会影响调度所和动车段(所)运输组织部门的工作效率，也存在较大的安全隐患。同时，动车段(所)生产作业流程复杂，列车作业、调车作业都与动车组检修作业结合紧密。如果所有的列车、调车进路频繁由人工办理，必然存在人员工作强度大、易疲劳、效率低、工作质量差，影响生产等问题，对动车段(所)的运营管理不利。

发明内容

本发明的目的是提供一种动车段(所)集中控制系统，该系统能够实现动车段(所)调度作业过程自动化，全面满足现场生产作业需求，提高生产效率与作业质量。

一种动车段(所)集中控制系统，所述系统包括：

列车运行调整计划接收单元，用于自动接收铁路调度指挥系统(TDCS/CTC系统)下达的列车运行调整计划，并对计划的内容进行合法性检查；

列车计划编制单元，用于对所述列车运行调整计划接收单元接收到的列车运行调整计划的车次信息进行分析判断，结合站场状况，自动为列车运行调整计划分配接、发车股道，并添加车组号、编组类型信息，将列车运行调整计划转换为列车作业(分为接车、发车作业)执行计划；

调车建议计划编制单元，用于根据调度人员的输入内容生成调车建议计划，并对建议计划的内容进行合法性检查；

调车计划编制单元，用于根据调车建议计划的内容，结合站场状况，将需求转换为调车作业执行计划；

计划关联单元，用于根据动车组的车组号信息，将列车作业执行计划与调车作业执行计划进行关联，生成动车组在动车段(所)内完整的列车、调车作业执行计划，并自动铺画为动车段(所)技术作业图表；

进路指令方案选择单元，用于在生成动车段(所)内完整的列车、调车作业执行计划之后，根据列车作业执行计划的区间线别搜索动车组接车、发车作业在站内的走行进路，并根据调车作业执行计划中的目的股道、接续关系，搜索动车组调车作业在站内的走行进路，再根据所搜索出的走行进路的不同将列车、调车作业执行计划分解成多个进路指令方案，最终选定可执行的进路指令方案；

控制命令下达单元，用于对联锁条件、侵限绝缘、照查、股道封锁、股道停电、分路不良和动车组位置条件进行实时检查，选择作业内指定的时间将进路指令方案转换为相应的控制命令，下达给计算机联锁系统执行；

计划执行反馈单元，用于根据站场实时状态信息、列车/调车作业执行计划内容、进路指令方案、动车组识别与位置信息，自动追踪动车组在站内的走行轨迹，完成计划与指令方案执行进度与结果的填报，自动计算作业计划执行的时间点，并将上述信息反馈给调度人员，为后续未执行计划的调整提供依据，形成对动车组站内作业的闭环管理；

动车组位置追踪单元，用于根据跟踪动车组在站内的移动轨迹，进行位置追踪，再根据站内动车组识别设备所采集的动车组身份等信息，对车组号信息进行补充与修正，并根据动车组在站内的实时位置信息，结合计划内容，完成作业时间报点。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，该系统能够实现动车段(所)调度作业过程自动化，全面满足现场生产作业需求，提高生产效率与作业质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供动车段(所)集中控制系统的整体结构示意图；

图2为本发明所举实例系统的总体结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例所提供的动车段(所)集中控制系统是动车段、运用所的调度人员对段、所内的信号设备进行集中控制、对列车和调车作业直接指挥、管理的技术装备，是动车段、运用所实现管理与控制集成化的关键环节。系统针对业务流程和用户需求，利用先进的计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，构建先进、合理、完善的系统技术平台，提供列车与调车作业计划管理、列车与调车作业自动控制、动车组位置追踪与现存车管理等功能，实现动车段(所)调度作业过程自动化，全面满足现场生产作业需求，提高生产效率与作业质量。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供动车段(所)集中控制系统的整体结构示意图，所述系统包括：

列车运行调整计划接收单元11，用于自动接收铁路调度指挥系统(TDCS/CTC系统)下达的列车运行调整计划，并对计划的内容进行合法性检查；

列车计划编制单元12，用于对所述列车运行调整计划接收单元接收到的列车运行调整计划的车次信息进行分析判断，结合站场状况，自动为列车运行调整计划分配接、发车股道，并添加车组号、编组类型信息，将列车运行调整计划转换为列车作业(分为接车、发车作业)执行计划；

调车建议计划编制单元13，用于根据调度人员的输入内容生成调车建议计划，并对建议计划的内容进行合法性检查；

调车计划编制单元14，用于根据调车建议计划的内容，结合站场状况，将需求转换为调车作业执行计划；

计划关联单元15，用于根据动车组的车组号信息，将列车作业执行计划与调车作业执行计划进行关联，生成动车组在动车段(所)内完整的列车、调车作业执行计划，并自动铺画为动车段(所)技术作业图表；

进路指令方案选择单元16，用于在生成动车段(所)内完整的列车、调车作业计划之后，根据列车计划的区间线别搜索动车组接车、发车作业在站内的走行进路，并根据调车计划中的目的股道、接续关系，搜索动车组调车作业在站内的走行进路，再根据所搜索出的走行进路的不同将列车、调车作业计划分解成多个进路指令方案，最终选定可执行的进路指令方案；

控制命令下达单元17，用于对联锁条件、侵限绝缘、照查、股道封锁、股道停电、分路不良和动车组位置条件进行实时检查，选择作业内指定的时间将进路指令方案转换为相应的控制命令，下达给计算机联锁系统执行；

计划执行反馈单元18，用于根据站场实时状态信息、列车/调车作业执行计划内容、进路指令方案、动车组识别与位置信息，自动追踪动车组在站内的走行轨迹，完成计划与指令方案执行进度与结果的填报，自动计算作业计划执行的时间点，并将上述信息反馈给调度人员，为后续未执行计划的调整提供依据，形成对动车组站内作业的闭环管理；

动车组位置追踪单元19，用于跟踪动车组在站内的移动轨迹，进行位置追踪，再根据站内动车组识别设备所采集的动车组身份等信息，对车组号信息进行补充与修正，并根据动车组在站内的实时位置信息，结合计划内容，完成作业时间报点。

具体实现中，上述动车组位置追踪、站场状态表示、作业报点等信息可以通过安全接口发送给铁路调度指挥系统(TDCS/CTC)与动车组管理信息系统。这里，动车段(所)集中控制系统与铁路调度指挥系统(TDCS/CTC)、计算机联锁系统、动车组管理信息系统是互联互通的，搭建起信息化、集成化的系统网络，实现动车段(所)运输生产管理与实时控制的无缝衔接，达到动车段(所)综合自动化的目标，其中：

上层是铁路调度指挥系统(TDCS/CTC)和铁路局动车组管理信息系统；

中间层是动车段(所)集中控制系统和动车组管理信息系统；

下层是计算机联锁系统、检查检修设备，其中计算机联锁系统接收动车段(所)集中控制系统下达的控制命令，完成动车组走行进路的办理、解锁等功能。

本发明实施例所述的动车段(所)集中控制系统作为综合自动化的关键环节，位于管控结合的关键点，通过与TDCS/CTC及动车组管理信息系统接口，获取调度指挥信息，并反馈作业计划执行信息；与联锁系统接口，下达控制命令，接收站场表示信息。

另外，在系统具体运行中，还可以根据需要对冲突计划进行排解，具体可以包括：

计划冲突调整单元20，用于根据列车运行调整计划、调车建议计划的变更，结合列车、调车作业执行计划的执行情况，以及动车组位置反馈信息，对有冲突的计划进行提示，以人工或自动的方式对计划进行调整，排解冲突。

具体来说，上述进路指令方案选择单元16分解成的进路指令方案的执行过程可以包括：未执行、待锁定、已下达、已建立、已走行、已完成和异常这7个状态，其中：

所述未执行表示指令尚未开始执行，或者不具备执行条件不能执行；

所述待锁定表示指令已具备执行条件，等待下达；

所述已下达表示指令已下达到联锁系统执行，等待命令的执行结果；

所述已建立表示指令已下达且进路正确建立；

所述已走行表示指令所建立的进路正在或者已经有动车组占用的轨迹；

所述已完成表示动车组已经正常完成了在该进路上的走行，到达计划中的目的股道；

所述异常表示上述已建立状态未能正常执行。

上述未执行、待锁定、已下达、已建立、已走行、已完成这6个状态是依次转换的，不存在跳越式的过程状态转换，如果上述过程中已建立状态未能正常执行，系统会自动将该指令的状态转换到异常状态，且不再进行后续的指令监控，异常状态时需要人工干预解决。

另外，系统将作业计划的执行过程分为未执行、执行中、完成3个状态，其中“执行中”的状态包含进路指令方案的待锁定、已下达、已建立、已走行、异常等5个状态。调度人员可根据需要，分别监视作业计划执行过程、指令执行过程，详细掌握动车段(所)内各类作业的实时状态。

具体实现中，所述系统还可包括：

动车组识别单元21，可以包括铁路车号自动识别(AEI)设备、视频识别设备和列位感应设备等，具体由AEI设备用于通过扫描动车组的电子标签，为系统提供动车组的身份信息，并由视频识别设备通过对动车组车身编号的扫描识别，为系统提供动车组的车组号及编组信息，再由列位感应设备通过检测股道占用情况，为系统提供动车组在股道的停放位置信息。

另外，上述系统提供了自动和人工两种控制模式，调度人员可根据作业现场的实际情况自行决定采用何种控制模式来办理列车、调车作业，两种模式的设定在很大程度上避免了过度集中对系统带来的影响。

下面以具体的实例对上述动车段(所)集中控制系统的结构和工作过程进行详细描述，如图2所示为所举实例系统的总体结构示意图，图2中包括人机交互层、业务逻辑处理层和数据访问层，其中各层所包含的功能模块有：

1.集中控制模块

集中控制模块实现以下功能：

1)计划管理：接收作业执行计划(列车、调车)，自动监视计划的执行进度。

2)计划指令方案管理：将执行计划自动分解为进路指令方案，选择最优方案作为默认执行方案，自动监控指令方案的执行进度，通过值班员终端的人机交互调整指令方案。

3)指令方案自动执行：自动选择执行时机，下达进路控制命令。

2.动车组位置追踪模块

动车组位置追踪模块实现以下功能：

1)根据列车到达、出发的实际情况，增加、删除跟踪对象，更新现车信息。

2)根据跟踪对象在站内的移动轨迹，进行位置追踪。

3)根据站内动车组识别设备所采集的信息，对车组号等信息进行修正。

4)根据动车组在站内的实时位置信息，结合作业执行计划内容，完成计划报点。

3.站调终端模块

站调终端模块实现以下功能：

1)计划管理：依据列车运行调整计划编制列车作业执行计划，依据调车建议计划编制调车作业执行计划，根据作业情况对作业执行计划进行编辑调整，编制完成的作业执行计划下达至其他终端。

2)技术作业图表：依据计划、报点信息铺画技术作业图表，能够对历史图表进行查询、打印。

3)冲突检测：自动检测出有冲突的作业计划并进行提示，可自动排解冲突。

4)现车管理：实时显示现车情况，并按股道、车组号等方式进行查找。

5)交接班管理：用户登录、用户交接班、交接班过表操作。

6)操作信息提示：对重要信息及系统报警信息进行提示。

7)系统运行状态显示：实时显示本系统的主备机运行状态、实时显示系统内其它相关模块的运行状态。

4.值班员终端模块

值班员终端模块实现以下功能：

1)调度命令管理：接收、显示、人工签收、查询、打印等。

2)计划管理：接收列车作业执行计划、接收调车作业执行计划、计划内容展示、人工调整计划、删除计划、作业进度显示、计划报点、计划查询等。

3)进路指令方案管理：接收指令方案、指令方案图形化预览、人工调整指令方案、指令方案进度显示、指令方案人工干预等。

4)行车日志管理：自动生成行车日志、查询、打印历史日志等。

5)行车凭证管理：行车凭证的显示、编辑、打印等。

6)作业办理：接发车计划办理预告、调车计划启动等操作。

7)交接班管理：用户登录、用户交接班、交接班过表操作等。

8)操作权限配置与管理：用户管理与分配操作权限等。

9)语音提示：对预告、同意、邻站到发、本站到发、错误等进行语音报警。

10)操作信息提示：对重要信息及系统报警信息进行提示。

11)系统运行状态显示：实时显示本系统的主备机运行状态、实时显示系统内其它相关模块的运行状态。

5.信号员终端模块

信号员终端模块实现以下功能：

1)站场设备绘制和状态实时显示：包括本场设备和邻站设备。

2)站内现车信息实时显示：在股道上实际显示动车组的车号、车次，并提供动车信息的详细展示。

3)邻站车次窗信息显示：根据邻站车次窗信息，实时显示邻站车次。

4)联锁按钮及控制命令下达：根据用户操作下达联锁命令。

5)铅封记录：对计算机联锁需要进行破铅封的设备，按类型单独记录。

6)站内现车信息人工操作：提供添加、修改、删除等操作。

7)标记对运输造成影响的设备其它状态：包括分路不良、股道封锁、停电等。

8)控制模式转换：完成人工控制→自动控制、自动控制→人工控制的模式转换。

9)作业信息提示：对重要信息及系统报警信息进行提示。

10)语音提示：对设备故障报警进行语音提示。

6.调车建议计划终端

调车建议计划终端模块实现以下功能：

1)编制、调整调车建议计划。

2)发布调车建议计划。

3)调车建议计划版本管理。

7.大屏综合显示模块

大屏综合显示模块实现以下功能：

1)本站站场设备绘制和状态显示。

2)邻站设备状态实时显示。

3)站内现车信息实时显示。

4)邻站车次窗信息显示。

5)站内检修作业信息实时显示。

8.通信与状态管理模块

通信与状态管理模块实现以下功能：

1)实现各系统模块之间基于双冗余局域网的数据通信；

2)对各系统模块的运行状态进行实时监控管理；

3)对主机的网卡、串口状态进行实时检测；

4)实现双机热备管理；

5)自动记录通信、状态管理、双机管理日志。

9.电务维护终端模块

电务维护终端模块实现以下功能：

1)站场状态实时显示：实时显示站场设备状态。

2)站场状态的历史回放：根据用户输入的回放时间范围，进行动态回放。提供手动回放、自动回放、调整回放速度的功能。

3)历史数据的检索：根据用户输入的检索条件查询数据。提供按时间、时间+条件检索的的功能。

4)设备状态实时监视：实时监测系统内设备的运行状态，包括通信状态、主备机工作状态等内容。

10.安全接口模块

安全接口模块实现以下功能：

1)实现与TDCS/CTC系统的信息交互。

2)实现与动车组管理信息系统的信息交互。

3)实现与计算机联锁系统的信息交互。

11.业务数据库模块

系统运用业务数据库模块分别为实时数据、历史数据建立表空间，用于存放作业执行计划、调度命令、进路指令方案、现车信息、用户信息等数据，为系统应用软件提供统一的数据信息，保证系统数据唯一性。

12.维护数据库模块

系统运用维护数据库模块存放全站码位变化、人工操作记录、设备运行状态以及系统应用软件所产生的过程信息等数据，为维护人员提供准确、全面的数据内容，方便其对故障问题进行查找和原因分析，还可进行数据统计分析，为更好的优化作业流程提供依据。

13.动车组识别设备模块

利用AEI、视频识别、列位感应等设备，获得动车组车组号、编组类型、停放位置等信息。

综上所述，本发明实施例所提供的集中控制系统架构切实可行，在动车段、动车运用所的调度指挥业务中应用本系统，能够显著提高运输效率，提升行车安全水平，优化调度指挥流程，减轻劳动强度，节省人力，帮助现场调度与作业人员真正做到了“实时掌握，预先准备，合理安排，加速检修”，达到了综合自动化的目标。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种动车段集中控制系统，其特征在于，所述系统包括：

列车运行调整计划接收单元，用于自动接收铁路调度指挥系统下达的列车运行调整计划，并对计划的内容进行合法性检查；

列车计划编制单元，用于对所述列车运行调整计划接收单元接收到的列车运行调整计划的车次信息进行分析判断，结合站场状况，自动为列车运行调整计划分配接、发车股道，并添加车组号、编组类型信息，将列车运行调整计划转换为列车作业执行计划；

调车建议计划编制单元，用于根据调度人员的输入内容生成调车建议计划，并对需求的内容进行合法性检查；

调车计划编制单元，用于根据调车建议计划的内容，结合站场状况，将需求转换为调车计划；

计划关联单元，用于根据动车组的车组号信息，将所述列车作业执行计划与调车计划进行关联，生成动车组在动车段内完整的列车、调车作业计划；

进路指令方案选择单元，用于在生成动车段内完整的列车、调车作业计划之后，根据列车计划的区间线别搜索动车组接车、发车作业在站内的走行进路，并根据调车计划中的目的股道、接续关系，搜索动车组调车作业在站内的走行进路，再根据所搜索出的走行进路的不同将列车、调车作业计划分解成多个进路指令方案，最终选定可执行的进路指令方案；

控制命令下达单元，用于对联锁条件、侵限绝缘、照查、股道封锁、股道停电、分路不良和动车组位置条件进行实时检查，选择作业内指定的时间将进路指令方案转换为相应的控制命令，下达给计算机联锁系统执行；

计划执行反馈单元，用于根据站场实时状态信息、列车和调车计划内容、进路指令方案、动车组识别与位置信息，自动追踪动车组在站内的走行轨迹，完成计划与指令执行进度与结果的填报，自动计算作业计划执行的时间点，并将上述信息反馈给调度人员，为后续未执行计划的调整提供依据，形成对动车组站内作业的闭环管理；

动车组位置追踪单元，用于跟踪动车组在站内的移动轨迹，进行位置追踪，再根据站内动车组识别设备所采集的动车组身份等信息，对车组号信息进行补充与修正，并根据动车组在站内的实时位置信息，结合计划内容，完成作业时间报点。

2.根据权利要求1所述动车段集中控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

计划冲突调整单元，用于根据列车计划、调车建议计划的变更，结合列车、调车作业计划的执行情况，以及动车组位置反馈信息，对有冲突的计划进行提示，以人工或自动的方式对计划进行调整，排解冲突。

3.根据权利要求1所述动车段集中控制系统，其特征在于，所述进路指令方案选择单元分解成的进路指令方案的执行过程包括：未执行、待锁定、已下达、已建立、已走行、已完成和异常这7个状态，其中：

所述未执行表示指令尚未开始执行，或者不具备执行条件不能执行；

所述待锁定表示指令已具备执行条件，等待下达；

所述已下达表示指令已下达到联锁系统执行，等待命令的执行结果；

所述已建立表示指令已下达且进路正确建立；

所述已走行表示指令所建立的进路正在或者已经有动车组占用的轨迹；

所述已完成表示动车组已经正常完成了在该进路上的走行，到达计划中的目的股道；

所述异常表示上述任意一个状态未能正常执行。

4.根据权利要求1所述动车段集中控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

动车组识别单元，用于通过扫描动车组的电子标签，为系统提供动车组的身份信息，并通过对动车组车身编号的扫描识别，为系统提供动车组的车组号及编组信息，再通过检测股道占用情况，为系统提供动车组在股道的停放位置信息。