CN109532960A - 铁路编组站调度自动化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路编组站调度自动化系统，该系统整合了路局调度所调度系统、机务段车号识别系统、机务段运用安全管理信息系统、车站管理信息系统、车站施工管理系统、集中控制系统及高清货检系统的信息资源，实现数据的透明、无差别共享，实现调度指挥和作业的自动、智能、动态、实时编制及调整，从而提升调度计划的准确性及兑现率。

Description

铁路编组站调度自动化系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种铁路编组站调度自动化系统。

背景技术

编组站的运输生产工作是由不同部门协同作业来完成的，编组站调度指挥系统是驱动各项作业循序推进、指挥各项工种联劳协作的核心系统。长期以来，国内外专家学者对编组站调度指挥系统自动化方面进行了大量的研究，虽然取得了令人瞩目的成果，但至今大部分工作仍需要手工录入作业，自动化水平亟待提高。

近年来，编组站综合自动化系统开始陆续装备我国主要大型编组站，编组站的作业模式已经开始由人工控制向自动控制方向转变。在现代化装备条件下，车站调度员通过电话掌握列车和机车动态，依靠人脑编制和调整阶段计划的作业方式，严重影响了编组站运输生产的安全性、目的性和有序性。把车站调度员从繁重的脑力劳动中解放出来，把机车推算与车流推算结合起来，实现计划编制与计划调整的闭环控制，成为当前大型编组站最为迫切的需求。

因此，研究新一代铁路编组站调度自动化系统技术，对于进一步解放编组站运输生产力，提高我国编组站智能化装备水平，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路编组站调度自动化系统，可以实现铁路编组站自动调度，提高编组站运输生产力。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，包括：

车站班计划生成模块，用于根据路局调度所下达的班计划及从车站施工管理系统获取的车站的施工计划来生成车站班计划；

总调模块，用于根据车站班计划、路局调度所下达的行调阶段计划与周转计划，来生成预编的列车到发阶段计划并发送给站调模块与驻站机调模块，同时，根据站调模块与驻站机调模块反馈的信息对预编的列车到发阶段计划进行调整，生成最终的列车到发阶段计划；

站调模块，用于根据预编的列车到发阶段计划以及车站班计划，来编制配流计划、发线运用计划、以及调机运用计划，从而生成车站阶段计划，以及根据最终的列车到发阶段计划对车站阶段计划做自动调整；

驻站机调模块，用于根据路局调度所下达的班计划及预编的列车到发阶段计划，来生成机车交路计划和乘务员叫班计划，以及根据进站口与机务段得到的机车信息、调车机车整备计划与调车机车计划生成机车走行计划。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，整合了其他外部信息的信息资源，实现数据的透明、无差别共享，实现调度指挥和作业的自动、智能、动态、实时编制及调整，从而提升调度计划的准确性及兑现率。

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为本发明实施例提供的铁路编组站调度自动化系统的框图；

图2为本发明实施例提供的铁路编组站调度自动化系统的硬件结构示意图；

图3为本发明实施例提供的铁路编组站调度自动化系统的网络结构示意图；

图4为本发明实施例提供的班计划的人机交互操作界面示意图；

图5为本发明实施例提供的车流推定表示意图；

图6为本发明实施例提供的接发大表示意图；

图7为本发明实施例提供的站调技术作业大表界面示意图；

图8为本发明实施例提供的毛玻璃界面示意图；

图9为本发明实施例提供的机车交路图界面示意图；

图10为本发明实施例提供的与路局调度所调度系统的网络结构示意图；

图11为本发明实施例提供的与机务段车号识别系统的网络结构示意图；

图12为本发明实施例提供的与机务段运用安全管理信息系统的网络消息传输形式的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的与机务段运用安全管理信息系统的共享方式的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的与车站管理信息系统的网络结构示意图；

图15为本发明实施例提供的与车站施工管理系统的网络结构示意图；

图16为本发明实施例提供的与集中控制系统的网络结构示意图；

图17为本发明实施例提供的与高清货检系统的网络结构示意图；

图18为本发明实施例提供的铁路编组站调度自动化系统的软件架构示意图。

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。

本发明实施例提供一种铁路编组站调度自动化系统，如图1所示，其主要包括：

车站班计划生成模块，用于根据路局调度所下达的班计划及从车站施工管理系统获取的车站的施工计划来生成车站班计划；

总调模块，用于根据车站班计划、路局调度所下达的行调阶段计划与周转计划，来生成预编的列车到发阶段计划并发送给站调模块与驻站机调模块，同时，根据站调模块与驻站机调模块反馈的信息对预编的列车到发阶段计划进行调整，生成最终的列车到发阶段计划；

站调模块，用于根据预编的列车到发阶段计划以及车站班计划，来编制配流计划、发线运用计划、以及调机运用计划，从而生成车站阶段计划，以及根据最终的列车到发阶段计划对车站阶段计划做自动调整；

驻站机调模块，用于根据路局调度所下达的班计划及预编的列车到发阶段计划，来生成机车交路计划和乘务员叫班计划，以及根据进站口与机务段得到的机车信息、调车机车整备计划与调车机车计划生成机车走行计划。

由于生产系统对于系统安全、长期稳定运行的高要求，对于停机时长也有严格的要求。在硬件架构方案中，采用高可用集群部署方案，来实现系统的高效、稳定、安全。考虑硬件稳定性，对于系统所涉及到的服务器均采用至少两台武器服务器作为灾备方案。如图2所述，铁路编组站调度自动化系统的硬件结构示意图，其主要包括：七层负载均衡器、Web应用集群(其中设置了图1所示的各个模块)、Session共享集群、分布式高速缓存集群、数据库集群与用户终端；其中：

七层负载均衡器包含若干负载均衡服务器，用于对Web应用集群中应用服务器的多个应用实例进行管理，并实现负载均衡，分担访问压力；运维过程中可实现应用服务器各节点灵活摘挂，保证应用服务器不停机的情况下进行维护。

Web应用集群为应用服务器Tomcat搭建的应用的服务器集群，各节点应用服务器独立部署，由七层负载均衡器统一管理。

Session共享集群，用于配合Web应用集群来处理事务性工作。

分布式高速缓存集群，用于缓存数据库中的核心数据，设置在Web应用集群与数据库集群之间，以提高应用服务器效率。

数据库集群为一主多从的数据库服务器集群，用于实现数据库的读写分离，与高速缓存集群服务器配合提高读取效率。

用户终端(图2未示出)，除服务器架构外总调、站调、机调需单独部署用户终端来满足操作计算等需求，主要用于运行总调、站调、机调各用户角色下的操作界面程序，与调度自动化系统中的各种服务器连接，进行数据交互。

本发明实施例中，涉及的数据交互及各种计划的运算主要由Web应用集群来完成，其余硬件结构均是为了更好的为Web应用集群服务，处理速度更高效而设置的。

本发明实施例中，用户终端通过交换机连接系统服务器集群，服务器集群也即图1所示负载均衡服务器、应用服务器、session服务器、高速缓存服务器、数据库服务器，系统服务器集群中的各服务器也通过交换机连接。外部访问端及相关数据接口通过防火墙，访问本系统Web接口或中间库。整个铁路编组站调度自动化系统的网络结构如图3所示。

本发明实施例中，为了提高调度系统自动编制计划的准确率与兑现率，整合了各系统信息资源，即通过由调度自动化系统中的Web接口、服务器或中间数据库通过特定方式与路局调度所调度系统、机务段车号识别系统、机务段运用安全管理信息系统、车站管理信息系统、车站施工管理系统、集中控制系统及高清货检系统进行通信，实现相关数据的无差别共享与交互；此外，还可以根据获取的数据实现调度指挥与作业的自动、智能、动态、实时编制及调整。

为了便于理解，下面针对调度自动化系统进行详细介绍。

一、调度自动化系统

1、系统功能：

铁路局、车站、机务段自动推算车流，自动编制和调整班计划、阶段计划、作业计划，驱动编组站综合自动化系统、机务运用安全管理系统下达控制指令，对编组站运输作业过程中进行安全卡控。其中：

推算车流的内容包含对机车、车辆、乘务员结存数的计算，结存数分为实际结存数、有效结存数、推定结存数3类；根据预确报匹配到达列车的编组内容，根据机车实际周转图匹配到达列车的机车型号，根据车场分工推荐到达列车接车场别；根据车辆接续时间、机车接续时间、乘务员接续时间，推出出发列车的出发场别、出发方向、出发车次、出发时间、编组内容、机车型号和乘务员班次。

班计划的内容包含列车到达计划、列车出发计划、卸车计划、装车计划、排空计划、配空计划、施工计划、天窗修计划、小运转计划、调机整备计划、本务机定期检修计划、乘务员待班计划。

阶段计划的内容包含列车到达计划、列车出发计划、到发线运用计划、分类线运用计划、专用线运用计划、调机运用计划、本务机周转计划、乘务员叫班计划。

作业计划的内容包含列车作业计划、调车作业计划、本务机作业计划。

编组站综合自动化系统被驱动下达的控制指令包含列车进路办理指令、调车进路办理指令、技术作业通知指令。

机务运用安全管理系统被驱动下达的控制指令包含乘务员出乘指令、本务机出乘指令。

编组站运输作业过程中安全卡控的内容包含施工和天窗修封锁的线路不纳入阶段计划，接触网停电区域不安排本务机作业计划，超限列车必须分配超限股道，机车交路必须匹配列车编组内容，列车出发运行方向必须与实际编组内容中的车流方向相符，车流、本务机和乘务员必须满足规定的接续时长。

2、系统设备组成：

值班站长终端、总调度员终端、车站调度员终端、驻站机车调度员终端、系统监控终端、数据维护终端、分析查询终端、应用服务器集群(Web应用集群)、铁路局接口服务器、车站接口服务器、机务段接口服务器、车号识别设备；其中：

值班站长终端，用于提供编制和调整班计划的人机界面，展示整个编组站的运输调度情报、运输资源分布、调度计划内容、运输作业进度。

总调度员终端，用于提供推算车流、编制和调整阶段计划中的列车到达计划和列车出发计划的人机界面，展示整个编组站的运输调度情报、运输资源分布、调度计划内容、运输作业进度。

车站调度员终端，用于提供编制和调整阶段计划中的到发线运用计划、分类线运用计划、专用线运用计划、调机运用计划的人机界面，以及作业计划中的列车作业计划和调车作业计划的人机界面，展示整个编组站的运输调度情报、运输资源分布、调度计划内容、运输作业进度。

驻站机车调度员终端，用于提供编制和调整阶段计划中的本务机周转计划、乘务员叫班计划的人机界面，以及作业计划中的本务机作业计划的人机界面，展示整个编组站的运输调度情报、运输资源分布、调度计划内容、运输作业进度。

系统监控终端，用于提供监控系统硬件工作状态、软件工作状态、网络工作状态、数据库工作状态、接口工作状态的人机界面，提供查看历史操作数据、历史生产数据的人机界面。

数据维护终端，用于提供维护编组站运输生产技术资料数据的人机界面，包括列车运行图数据、货物列车编组计划数据、机车周转图数据、《车站行车工作细则》数据、《机务段行车工作细则》数据等。

应用服务器集群(Web应用集群)，包含了图1所示的各个模块，用于实现自动推算车流、自动编制和调整调度计划、自动驱动调度流程、自动卡控作业环节的核心运算业务。

铁路局接口服务器，用于实现与铁路局系统的数据通信和数据格式转换。

车站接口服务器，用于实现与车站系统的数据通信和数据格式转换。

机务段接口服务器，用于实现与机务段系统的数据通信和数据格式转换。

车号识别设备，用于实现编组站站内机车、车辆的身份识别与校核。

上述接口服务器及车号识别设备都可以设置在Web应用集群中。

3、系统同时利用外部信息与自采信息，对机车车辆进行精确跟踪定位。

从铁路局运输调度管理系统、编组站综合自动化系统、机务整备管理系统获取机车车辆的身份、位置、作业内容、作业时间信息。在进站口、推峰线、牵出线、车站与机务段的分界线、车站与车辆段的分界线、车站与路外单位的分界线、机务段整备区的出入口安装车号识别设备，对机车车辆进行身份识别和跟踪定位。

下面针对图1所示模块的主要工作过程做详细介绍。

A、车站班计划生成模块

其主要任务是接收路局的班计划，根据车站车流集结和接续的状况、专用线及车辆段/整备线内车辆状态转换情况和设备整备计划协同路局调度所完成班计划的编制，实现明确班内运输任务和统筹组织运输生产的目的。

其对应的设备操作界面如图4所示，由值班站长终端显示。

班计划生成及编辑界面实现车站班计划的编制，编制的依据是路局的班计划和本站车流的集结。界面提供对路局班计划的签收功能，签收时应具有选择签收的功能，值班员在弹出的签收界面上进行人工勾选需要签收的计划。根据路局班计划中规定的分界口排车计划和出发车计划、本站的车流预推结果、运行图上运行线内容，确定本站开行列车的计划，并依据列车编组计划内容的规定和重点运输任务，确定列车的编组内容。根据路局的施工计划和本站的日施工计划，编辑本站的施工计划内容。最终形成本站的班计划模板界面，以统筹本班的运输生产活动。车站各作业岗位可通过网页的形式浏览班计划信息，以明确班内作业任务和作业指标。

工作流程如下所示：

第一步：接收并签收路局班计划；

第二步：标记重点列车、重点机车、重点车流，填写重点事项；

第三步：根据路局货调的装卸车计划，填记本班当日的装卸车数；

第四步：根据分界口的排空计划，组织好排空车辆的编组和分界口交出；

第五步：接收车站施工计划；

第六步：标记施工封锁的设备、线路及封锁时段；

第七步：推算并制定本班总任务及作业指标；

第八步：下达车站班计划；

返回第一步(在有新任务时)。

本发明实施例中，班计划主要考虑两方面内容，即本班内各时段的车辆结存、本班当日装卸作业任务：具体来说，首先，自动接收并签收路局调度所下达的班计划数据，自动接收车站的施工计划；然后，结合班次开始时站内结存车流、接入列车的编组内容、以及出发列车的编组内容，推算出本班内各时段的车辆结存，根据装卸车计划确定本班当日装卸作业任务；再根据路局调度所下达班计划中指定的重点列车、重点机车与重点车流内容，以及车站的施工计划，生成车站班计划的重点事项；最后，组织好分界口的排空车辆编组开车，最终得到车站的班计划模板。

B、总调模块。

相关的车流推定表如图5所示，以时间轴表格的方式，将各阶段计划在界面上使用线条展示出来。横轴为时间轴，展示当前班次的时间范围，默认以一个小时为间隔展示车辆结存数量。左侧最上方和左下方是到达出发方向，中间为各个方向、卸车、机车等信息，上方为到达列车计划线，下方为出发列车计划线。用户可以在该界面上进行计划线的查看、编辑、拖拽等功能。在上面工具栏中提供多个操作功能，如上先行的筛选、计划的新增、计划重新推算等功能按钮。

接发大表如图6所示，接发列车列表分为，接车列表界面和发车列表界面。在接发列表界面，对于行调下发的数据总调未确认的(如序号1～3行所示)、已经确认场别的(如序号4～12行所示)、正在进行的计划(如序号13～16行所示)、已经完成的计划(如序号17～21行所示)依次进行排序。对于行调下发的新计划，场别红色三角闪烁标识，若场别符合要求进行确认取消闪烁标识为静态红色三角，若需要进行调整，将需要调整的的场别上报行调，调整后的场别黄色三角标识，等待行调下发后自动更新该条数据，若下发场别和总调修改的场别一致，则将新场别红色三角标识，旧场别灰色三角标识。若行调下发的依然不和总调一致，将行调下发的新场别红色场别闪烁标识，同时上报的黄色三角闪烁标识等待总调再次上报。对于确认后的计划，在上报下发之后使用绿色三角标识。如图所示：

总调模块的工作流程如下：

第一步：修改系统计算参数，添加特殊任务。

第二步：接收车站班计划

第三步：接收路局行调阶段计划

第四步：接收路局机车周转计划

第五步：编制列车到达阶段计划，下达给上行站调、下行站调、驻站机调。

第六步：编制列车出发阶段计划，下达给上行站调、下行站调、驻站机调。

第七步：审核车站阶段计划、机车和乘务员阶段计划，下达列车出发阶段计划。

第八步：向路局上报列车到发阶段计划。

返回第一步。

总调模块的数据处理策略如下：完成列车到发任务的安排，是对编组站内车流、股道、调机等资源和时间的运用安排，系统对资源的运用安排时需根据不同作业环境和不同作业时间阶段采取不同的资源运用策略，主要的数据处理策略有：

(1)作业时间浮动策略；

(2)车流编挂及保留策略；

(3)机车运用策略；

以作业时间浮动策略为例进行说明：路网内客货列车混合运行的现状以及局间分界口集中交接列车的影响，编组站的到发列车作业虽是按运行图组织的，但总体上呈现的是不均衡状态，为了使系统更好地适应这种状态和系统方案更加符合生产组织要求，系统进行计划安排和资源分配时采取不同时间阶段应用不同的作业时间间隔和时间标准的时间浮动策略。

作业时间浮动策略主要有以下几方面：

(1)相同方向到达的列车在不同时间段采用不同的到达间隔；

(2)不同到达方向的到达机车入段、入线采用不同的走行时间；

(3)不同类型的列车采用不同的技术作业时长。

总调模块生成列车到发阶段计划的过程主要如下：

任务自动识别：

(1)上一阶段已安排，晚点未到站的列车。

(2)行调计划下达的本阶段到达的列车。

(3)计划调度安排重点列车、重点编挂车辆任务的识别。

(4)上一阶段已安排，晚点未发出的列车。

(5)计划在一小时内到站，满足在站作业时间标准的直通列车。

(6)按车流接续时间标准推算出的满轴始发列车(含编组计划调整和车流径路调整的列车)。

(7)行调计划下达的单机出发计划和路用列车出发计划。

资源自动配置：

(1)根据到达列车的车次，自动匹配发报时间最新的预确报。

(2)根据站调到发线运用计划，自动判断各场接车能力。

(3)行调阶段计划中货车车次的列车，接车场别是上行到达场和下行到达场的，自动识别为终到列车；接车场别是上行出发场和下行出发场的，自动识别为直通列车；接车场别是军供站的，自动识别为军列。

(4)根据直通列车的编组内容，自动判断出发运行方向；根据出发运行方向的牵引定数要求，自动判断是否需要补轴或减轴。

(5)自动识别到达机车的配属段、车型和车号。

(6)根据施工和天窗计划，自动标记资源约束。

(7)根据路局日(班)计划的列车开行和编组要求，自动为出发列车指定路局日(班)计划中的车次。

(8)根据路局下达的车流调整计划，自动变更出发列车的发车方向和编组要求。

(9)根据乘务员休息时间标准和待班计划，自动为具备发车条件的列车落实乘务员来源。

(10)根据机车接续时间标准，自动为具备发车条件的列车落实机车来源。

(11)根据区间列车追踪间隔标准，自动为有机车来源保障的列车指定发车时分。

(12)根据站调反馈的车站阶段计划，自动调整出发列车开车时分，向驻站机调下达出发机车需求。

(13)自动更新车流、机车推算结果，自动向路局上报列车出发计划(实际编组内容及实际机车使用)。

此外，还进行方案的自动调整：

(1)列车已到站或已经办理接车手续，该次列车的到达计划不再自动调整。

(2)根据行调下达的列车调整计划，自动调整未到站列车的到达时分。

(3)根据总调人工修改的列车接车场别、列车类型，自动调整后续到达列车计划安排。

(4)根据进站口自动识别的到达机车的配属段、车型和车号，自动更新站内机车数量，自动调整后续出发列车的机车来源。

(5)根据调车作业计划执行进度，自动将作业晚点造成的到发线占用延长纳入后续到达列车计划安排。

(6)出发列车已安排机车叫班，该次列车的出发计划不再自动调整。

(7)根据取消施工、天窗的命令，自动重新分配到发线、分配出发列车开车时间。

(8)根据计划调下达的车流调整计划，自动变更出发列车的发车方向和编组要求。

(9)根据行调下达的列车出发计划，自动识别路局确认开行的出发列车。

(10)根据总调人工调整的开车顺序，自动重新计算出发列车的机车来源。

(11)根据总调人工调整的开车顺序，自动为出发列车重新计算发车时分。

(12)根据调车作业计划执行进度，自动将作业晚点造成的到发线占用延长纳入后续出发列车计划安排。

另一方面，所述总调模块，还用于实现结存车流的推算统计与结存本务机的推算统计；其中：

结存车流的推算统计是以当前站内车流结存为基础，结合列车的到达预报和出发编组信息，按照作业系统类别预推出某一时间节点的方向车流或车种车流；结存车流的推算统计需要应用到以下几方面的信息：当前站内车流结存；到达列车预报及确报；出发列车的编组内容；推算时间节点前可转为运用状态的车流；推算时间节点前可解除保留状态的车流；根据上级或相关部门及岗位要求，在推算时间节点前需转为保留状态的车流；推算时间节点前计划将被送往专用线、货场进行装卸作业的车辆；推算时间节点前完成装卸作业并可转入分类线的车辆；

结存本务机的推算统计是以当前站、段结存的本务机为基础，从中扣除已安排值乘机车信息，并结合下阶段接入列车的编组信息和列车来向信息预测出将要到达的本务机机型、配属段及交路信息，得到下一时段的机车结存信息；结存本务机的推算统计需要应用到以下几方面的信息：机车交路信息；行调的阶段计划信息，内含部分担当机车信息；车站记录的列车编组内容、列车来向与机型匹配的历史信息；列车来向、机车车号与机车配属段的历史信息。

本发明实施例中，班计划生成模块也需要推算结存车辆，通常需要推算12小时内每3个小时的结存，但是班计划生成模块是按照列车预确报(预计到达的列车)推算结存，而总调模块是按照行调阶段计划(实际将要到达的列车)推算结存。

C、站调模块。

站调技术作业大表界面，主要作为信息展示页面，左侧列展示两个到发场的资源展示，包括到达列车方向、一场、解体调机、编组调机、三场、出发列车方向。作业占用资源市场在各资源行以直线进行标识占用，点击横线可连接具体列车计划线。如图7所示，示意性的展示了一部分的站调技术作业大表界面。

毛玻璃界面，主要展示各股道资源展示车流信息，左侧列展示到达场(一场)、存车线(上行交换线、禁溜线、迂回线、二场、七场、站修所、车辆段、货洗所、加冰线、维修基地、机务段、折返段)、出发场(三场)信息。在本页面可以查看各方向股道车辆编组情况，是否满足列车出发条件。如图8所示，示意性的展示了一部分的毛玻璃界面。

站调的工作流程如下：

第一步：修改系统计算参数，添加特殊任务。

第二步：接收车站班计划

第三步：接收预编的列车到发阶段计划

第四步：编制配流计划

第五步：根据配流计划确定解编顺序

第六步：编制到达列车的到发线运用计划

第七步：编制出发列车的到发线运用计划

第八步：编制调机运用计划

第九步：生成车站阶段计划，上报总调

第十步：接收总调批准的列车到发阶段计划和车站阶段计划

第十一步：调整车站阶段计划(调整到发线运用、车流运用、调机运用)

第十二步：编制调车作业计划

返回第一步。

车站阶段计划自动生成方案主要过程如下：

一、编制的前序准备工作

(1)读取本阶段车流调整计划；

(2)读取本阶段施工、天窗封锁的区间、线路及时段；

(3)读取本阶段重点列车、重点车辆、重点事项；

(4)读取本阶段取送作业任务；

(5)读取本阶段预确报；

(6)读取本阶段调机整备方案；

(7)读取本阶段固定调车方案；

(8)人工标记本阶段车流的有效性；

(9)人工标记本阶段到发线封锁；

(10)人工标记本阶段分类线封锁及用途；

(11)人工标记本阶段专用线封锁；

(12)人工标记本阶段调机用途；

(13)人工标记本阶段的站整作业、临时作业任务；

(14)读取上一阶段调车作业计划进度。

二、接收总调的列车计划

读取当前调车作业计划的信息

(1)系统读取截止到当前时刻，调车作业计划的实际执行及调整信息，获取到发线、调机的作业安排，更新实际车流，预测作业晚点。

(2)对于已经下达的调车作业计划，系统不再自动进行调整，仅将延迟的后果带入本阶段，自动编制本阶段计划时考虑其影响；

(3)对于已下达但尚未执行的调车作业计划，除非站调人工标记“解锁”，否则系统不自动将其纳入本阶段编制计划的范围。

收到新的列车到发阶段计划

(1)读取站调标记“解锁”的已下达但未执行的计划。

(2)获取新下达的到达列车的车次、接车类型、来向、到达时分、接车场别、编组内容、注意事项。

(3)获取新下达的出发列车的车次、发车类型、去向、出发时分、发车场别、编组要求、注意事项。

三、编制配流计划

站调根据总调的列车出发计划，对列车的编挂车流进行选择推定。

配流原则：

(1)按照车流在站停留时间，停留时间长(以时段为单位)的车流先配流，停留时间短(以时段为单位)的车流后配流。

(2)停留时间相同的车流(时段相同)，按照车流等级(快运、普通)，等级高的车流先配流，等级低的车流后配流。

(3)等级相同的车流，按照车流量大小，车流量小的先配，车流量大的后配。

有改编直通列车配流的顺序：

(1)需要减轴的，默认从首部减轴，减轴的车流优先用于补轴，本阶段没有补轴作业的，送回对应分类线。

(2)需要补轴的，默认从首部补轴，优先用减轴的车流，本阶段没有减轴作业的，从对应分类线取车流。

始发列车配流的顺序：

(1)一配编组场待编的车流。

(2)二配本阶段从专用线取回的车流。

(3)三配到达场待解的车流。

(4)四配交换线、编组场整理线上待重新解体的车流。

(5)五配未到站车流。

车流选取的原则：

(1)先取已排到编组线尾端的车流，再取未排到编组线尾端的车流。

(2)有多条编组线尾端都有所需车流时，先取快运车流数多的编组线车流；快运车流数相同时，先取车流数少的编组线车流；车流数相等时，取集结时间长的编组线车流。

(3)一条编组线的车流直接满轴，该列车车流来源确定完毕。

(4)一条编组线的车流不够满轴条件，在同一线束的其他编组线取同去向车流。

(5)一个线束的车流不够满轴条件，在相邻的线束中取同去向车流。

(6)加上相邻线束的车流仍不够满轴条件，在本阶段有取车任务的专用线上取同去向车流。

(7)编组场及专用线上的车流仍不够满轴条件，在到达场取满足车流接续时间的同去向车流。

(8)加上到达场同去向车流仍不够满轴条件，取交换线车流和编组场整理线的车流。

(8)加上交换线同去向车流仍不够满轴条件，取未到站列车的同去向车流，并提示站调。

(9)加上未到站车流后仍不够满轴条件，提示站调，由人工决定是否编组。

站调审核配流计划

配流计划自动编制完毕后，系统暂停计算。站调审核并人工修改配流计划，启动调车任务计算。

四、编制到发线运用计划

到发线的用途及占用时长计算

(1)到发线按列车来向和去向划分用途(比如南到北开、东到北开、南到推1峰、东到推2峰、牵1到北开、牵3到西开等)，系统自动分配的到发线用途与列车的来向和去向匹配。

(2)终到列车占用到发线的时长：从接车进路准备时分开始，至解体作业完成时分，附加平均解体等待时长。

(3)直通列车占用到发线的时长：从接车进路准备时分开始，至列车出发时分，附加平均出发晚点时长。

(4)始发列车占用到发线的时长：从转线进路准备时分开始，至列车出发时分，附加平均出发晚点时长。

根据到发线的用途及占用时长自动分配到发线的顺序

(1)按照到发线的用途，先分配本阶段重点列车的到发线，超限、超重、超长列车只能分配《站细》规定的到发线。

(2)终到和直通列车，按照列车到达的先后顺序分配到发线，先到先分；始发列车，按照列车出发顺序分配到发线，先开先分。

(3)多条到发线都可以分配给同一列车时，空线时间长的到发线先分配，空线时间短的到发线后分配；其中，空线时间通过到发线的占用时长来计算。

自动分配到发线的原则：

(1)剔除施工封锁的到发线和站调人工封锁的到发线。

(2)场内空到发线数量在2条以上时，才自动进行分配；空到发线数量在2条或2条以下时，进行提示，经站调人工确认后才进行分配。

(3)终到列车，具备双推双溜条件的，根据确报内容和和分类线运用确定到发线分配，分配便于双推双溜的到发线。

(4)终到列车，不具备双推双溜条件的，前序没有禁溜作业时，按照峰1一列、峰2一列分配；前序一列有禁溜作业时，按照峰1一列、峰2两列或峰2一列、峰1两列分配。

(5)直通列车，按照来向和去向匹配的原则分配。

(6)始发列车，先分配不能接到达列车的到发线，再分配可以接到达列车的到发线。

站调审核到发线运用计划

到发线运用计划自动编制完毕后，系统暂停计算。站调审核并人工调整到发线运用计划后，启动配流计划编制。

五、自动编制调机运用计划。

所述站调模块编制调机运用计划时，首先，识别调车任务的类型；再根据调车任务的类型确定相应的最早开始时分和最晚结束时分，从而确定解体和编组顺序，完成调机运用计划的编制，具体如下：

自动识别调车任务

(1)固定调车任务。

固定调车任务在每天的固定时段进行，固定调车任务包括：交接班、吃饭、整备、专用线取送。

固定调车任务取固定作业时长。

(2)甩挂调车任务。

有补轴或减轴作业的直通列车，有甩挂调车任务：补轴列车有挂车作业；减轴列车有甩车作业；同时有补轴列车和减轴列车，有甩挂作业。

甩车作业和挂车作业取固定作业时长；甩挂作业也取固定作业时长。

(3)编组调车任务。

始发列车有编组调车任务。

编组调车任务的作业时长＝转线作业时长+分线作业时长。

根据配流计划，一条编组线上直接满轴的车流，编组调车任务只有转线调车任务；只要不是一条编组线上直接满轴的车流，均有分线调车任务；一条编组线上直接满轴，但不是按到站成组的摘挂车流，也有分线调车任务。

转线调车任务取固定作业时长。

分线调车任务，单钩作业时长按取固定值，总作业时长＝单钩作业时长*车流所在的线路数；摘挂车流的总作业时长＝单钩作业时长*(车流所在线路数+相同线路车流所需换序次数)。

(4)解体调车任务。

终到列车都有解体调车任务。

解体调车任务作业时长＝基本作业时长+禁溜作业时长。

基本作业时长取固定值，单钩禁溜作业时长取固定值，总禁溜作业时长＝单钩禁溜作业时长*禁溜车钩数。

(5)交换调车任务。

始发列车的车流包含交换线车流或交换线满线时，有交换调车任务。

交换调车任务作业时长取固定值。

(6)站整调车任务

站整调车任务由站调在编制计划前人工输入，站整任务的时长由人工指定。

自动计算调车作业任务最早开始时分和最晚开始时分

(1)固定调车任务

交接班的起止时间固定，系统不自动调整。

吃饭、整备、专用线取送作业的作业时段固定，最早开始时分为固定作业时段的开始时分，最晚开始时分＝固定作业时段的结束时分-作业时长。

固定作业时段的最早开始时分和最晚结束时分由站调人工指定。

(2)甩挂调车任务

甩挂调车任务的最早开始时分＝列车到站时分+到发线到达技术作业标准时分，最晚开始时分＝列车发车时分-到发线出发技术作业标准时分-甩挂作业时长。

若计算出的最晚开始时分早于最早开始时分，提示站调。

(3)编组调车任务

调车任务的最早开始时分＝所需的最后一组车流解体完成时分(按解体平均时长、取送禁溜平均时长、下峰平均时长计算)，最晚开始时分＝发车时分-到发线出发技术作业标准时长-转线时长-分线时长。

若计算出的最晚开始时分早于最早开始时分，提示站调。

(4)解体调车任务

解体调车任务的最早开始时分＝列车到达时分+到发线到达技术作业标准时长，最晚开始时分＝发车时分-车流接续平均时长。

(5)交换调车任务

交换调车任务的最早开始时分＝需要取的交换车流解体完成时分，最晚开始时分＝发车时分-车流接续平均时长-交换调车时长。

自动确定解体和编组顺序

(1)确定编组顺序

按照计算的最晚甩挂开始时间、最晚编组开始时间、最晚分线开始时间、最晚专用线取送时间，对调车任务进行时间排序，时间靠前的先分配调机，时间靠后的后分配调机。

(2)确定解体顺序

按照计算的最晚解体时间的先后顺序，对调车任务进行时间排序，时间靠前的先分配调机，时间靠后的后分配调机。

自动将任务分配到调机

(1)分配固定调车任务，先给每台编组调机分配吃饭、交接班、整备任务。

(2)分配编组调车任务，牵出车流所在的编组线在哪个调机的作业区，就分配给哪个调机。

(3)分配专用线取送任务，规定专用调机的，分配给专用调机；没有专用调机的，分配给本作业区当前编组任务最少的调机。

(4)分配站调人工安排的站整任务。

自动调整调机作业时间

(1)每台调机分配到的调车任务，若存在2项任务的作业时段重叠的，将最晚开始时分靠前的任务时间提前，直到2项任务的作业时段不重叠为止。

(2)调整后的作业开始开始时分早于计算的最早开始时分的，提示站调，按最早作业开始时分展示在界面上。

(3)站调人工调整调机作业任务，调整调车作业时段。

站调审核调机运用计划

调机运用计划自动编制完毕后，系统暂停计算。站调审核并人工修改调机任务分配和调车作业时段。

六、生成车站阶段计划

根据站调调整后的调机运用计划，系统自动更新配流计划和到发线运用计划，生成车站阶段计划。已下达的计划，系统自动锁定。

一批计划编制完成后，站调按照车次或调机运用下达车站阶段计划。调机运用计划下达后才能进行调车作业计划的编制。

车站阶段计划中的到发线运用计划和配流计划确定的出发列车编组内容要反馈给总调和驻站机调。

此外，所述站调模块还用于编制调车作业计划，其包括：解体调车作业计划与编组调车作业计划。

1、解体调车作业计划

所述解体调车作业计划是根据到达的列车信息、上级下发的调度命令以及编组场各股道的应用情况来编制，从而对列车进行解体作业；解体调车作业计划的实质就是为解体车列的每一车辆确定编组场股道，按照解体照顾编组原则，自动计算的过程遵照事先制定的七条规则进行判断计算。本发明实施例将七条规则分别标为ABCDEFG，从左到右优先级从高到低：

A：依据调度命令，比如根据调度命令空车按车种确定方向、军用车生成军用方向；

B：特征车股道，系统把满足某种或几种属性的车辆定义为特征车，属性的种类包括到站、方向、品名、车种、车种简码、换长、记事、收货、到局、站调方向、载重、自重、空重标志、部企标志、军运标志、运非标志、租用标志、使用属性、车辆属主、回送标志等十几大类，不同组合的属性构成车辆的不同特征；

C：股道活用表，充分把方向与股道联系起来，股道交叉进路，根据对应确定车辆的编组场股道；

D：“露头”原则，露头即在编组场各股道中最靠近驼峰位置车辆的方向号称为该股道的露头方向简称露头,查找露头与下车车辆方向一致的股道若有多条选择车辆最多且没有满轴和编车的股道；

E：股道活用表2，功能与规则C一样，只是优先级不一致，提供车流满轴后需要；

F：现有方向原则,现有方向指的是编组场股道所包含的车辆方向,查找现有方向与下车车辆方向一致的股道；

G：虚拟空股道，需人工确定实际股道。

按以上步骤选择完成后还要对该股道进行满轴判断隔离审查关门车判断空车入空线判断容车数判断和成组判断等如果没有通过以上审查和确认就必须重新选择下车股道重新进行审查和确认。

2、编组调车作业计划

由于解体调车作业计划执行了解体照顾编组原则，编制解体调车计划时已经自动考虑了满轴、隔离、关门、违编违流等限制条件，编组调车计划的编制显得较为简单，但从宏观角度来说编组计划是较为复杂的，编组调车计划的依据是站调下达的出发阶段计划，它是编组站编发流程的开始，编制时除了考虑前面所讲的满轴、隔离、关门、违编违流，还必须合理掌握调机的运用、牵出线的使用甚至本务机的运用，更重要的是掌握车流、组织车流、利用车流，所以编组调车计划的优劣很大程度上取决于阶段计划，而要实现阶段计划的智能化编制，自动编制编组计划的算法是必须考虑的，系统依据一下几个步骤自动编制出编组调车作业计划：

初始化车辆库；在编组场内将符合编组计划要求的车辆标记出来；利用标记的车辆计算车组；再确定编组用车组；针对编组用车组生成比选方案集合，求得标准钩计划钩数，确定最终的编组调车作业计划方案。

其中，生成比选方案：每次生成钩计划时，会生成若干个可行的钩计划方案，下达钩计划时，只会选择其中的一个方案，其余方案会被废弃掉。标准的钩计划钩数，是指根据历史经验或历史统计得出的进行某项作业的平均钩数。

D、驻站机调模块。

驻站机调操作界面由编制机车阶段计划的机车交路图界面和编制乘务员叫班计划的叫班计划界面组成。

机车交路图根据东、南、西、北四个到发方向将机车周转划分为四个界面，每一个界面又根据机车交路与机型划分为独立模块。每一个模块根据到发阶段计划自动添加线条，每隔一个小时自动推算机车供应情况。每一个出发终到线条注明车次与时间，点击线条边的小标签可查看列车编组内容，机车类型，机车车号等信息，界面如图9所示。

乘务员叫班计划根据乘务员乘务交路与机车动力类型将值乘任务划分为七个模块，每一个模块包含班计划开点(乘务员排班表)，从出发阶段计划自动读取的阶段开点、阶段车次、场别信息，从机车交路计划中读取计划机车车号，乘务员计划出乘点。并根据实际值乘情况，自动添加实际机车车号、实际出乘点、实际车次、实际开点。

驻站机调模块的工作过程包括：

第一步：修改系统自动计算参数，添加特殊任务

第二步：接收路局机车班计划

第三步：接收预编的列车到发阶段计划

第四步：铺画机车交路，安排乘务员

第五步：生成机车工作计划和乘务员叫班计划

第六步：生成机车走行计划

第七步：返回第一步。

1、生成机车交路计划

首先，推算机车供应：将段内已整备完毕但未叫班、已入段但尚未整备以及已到达站内但尚未入段三种情况的运用机车机车号、最早叫班时间按照机车交路分组，形成机车阶段供应集合；再从路局调度所的行调与机调计划中获取线上机车的配属段、机型、机车号以及预计到站时间，自动推算线上机车最早可用时间，并按照机车交路分组，加入到机车阶段供应集合；如机务段将非运用机车转为运用机车或运用机车转为非运用机车，在机车阶段供应集中增加或删减指定机车；然后，自动获取出发列车任务：根据列车出发阶段计划，获取列车出发任务中的出发车次、所需机型、挂车位置，出发方向和开车点，并从机车阶段供应集合中选择相应的机车，出段挂车；根据挂车位置获得相应机车站内走行时间标准，与开车点结合自动推算最晚机车出段时间；最后，根据接续时间标准条件自动勾画机车交路。

2、生成乘务员叫班计划

首先，推算乘务员供应：根据已到站的外段乘务员到站时间与段内休息时间标准，推算外段乘务员最早叫班时间与乘务交路，并按照乘务交路与值乘机型自动分组，将分组结果添加到乘务员供应集合中；将本段乘务员排班表按乘务交路与值乘机型分组，加入到乘务员供应集合中；根据列车到达阶段计划的线上列车的车次，推算机车型号，预计到达时间推算机车乘务员归属段、乘务交路与预计最早叫班时间，并将推算结果添加到乘务员供应集合中；然后，获取机车交路计划：根据出发阶段计划的出发车次，出发方向，机车型号，开车点与勾画机车交路的计划机车推算所需乘务员的乘务交路与值乘机型；并根据所配机车的最晚机车出段时间与机车登乘位置推算乘务员最晚叫班时间；最后，编制乘务员叫班计划：在叫班计划页面中自动将出发阶段计划中的出发车次，开车点，计划机车填写完成，并按照乘务员最早叫班时间早于推算的乘务员最晚叫班时间要求安排乘务员，并生成乘务员叫班计划。

驻站机调模块生成的机车走行计划包括：本务机车出入库走行计划与调车机车出入库走行计划；其中：

1)本务机入库走行计划：将进站口识别的机车车型、车号以及出发阶段计划规定的接车场别和接车股道，与数据库中的机车交路及机车入段路径进行匹配，从而生成本务机入库走行计划。

计划执行前，若人工修改了车型、车号，应重新匹配机车交路、机车入段路径，调整入库计划。

计划按场分段，某场的计划一旦开始执行，不允许再修改；后续尚未执行计划的场，只能在不改变转场场别和转场顺序的前提下修改股道经由，其余内容禁止修改。

2)本务机出库走行计划：将机务段管理信息系统(其包括运用安全管理信息系统，整备管理信息系统、检修管理信息系统等)反馈的出段机车车型、车号、出段顺序、出段线路，以及出发阶段计划规定的发车场别、发车股道及车次，与数据库中的机车交路及机车出段路径进行匹配，从而生成本务机出库走行计划。

根据出段口机车识别系统识别的车型、车号，自动调整机车出库计划顺序，并提示当前出库计划已具备执行条件。

计划执行前，若人工修改了车型、车号，应重新匹配机车交路、机车出段路径，自动调整出库计划。

计划按场分段，某场的计划一旦开始执行，不允许再修改；后续尚未执行计划的场，只能在不改变转场场别和转场顺序的前提下修改股道经由，其余内容禁止修改。

3)调车机车入库走形计划：从站调模块处获取调机的整备计划与相应的调车机车末单调车作业计划，推算调车机车入段整备前调车机车型号、机车车号、调号、机车当前位置、工作状态以及计划入库时刻，并与数据库中的调车机车入段路径进行匹配，从而生成调车机车入库走形计划。

计划按场分段，某场的计划一旦开始执行，不允许再修改；后续尚未执行计划的场，只能在不改变转场场别和转场顺序的前提下修改股道经由，其余内容禁止修改。

4)调车机车出库走形计划：从机务段获取段内调车机车车型、机车车号、调号、整备状态以及当前位置；从站调模块处获取计划出段调车机车的首单调车作业计划；并推算出调车机车计划出段时刻以及调车机车目的股道；将推算结果与数据库中的调车机车出段路径进行匹配，从而生成调车机车出库走形计划。

计划按场分段，某场的计划一旦开始执行，不允许再修改；后续尚未执行计划的场，只能在不改变转场场别和转场顺序的前提下修改股道经由，其余内容禁止修改。

此外，还可以针对计划做自动调整：

1、读取当前机车叫班和机车走行计划的信息

(1)系统读取截止到当前时刻，机车叫班计划和机车走行计划的实际执行及调整信息，获取到发线、整备线上机车的作业安排和作业进度，更新站内和段内实际机车，预测作业晚点，并按照晚点情况对计划进行相应更改。

(2)对于已经执行完毕和正在执行的机车叫班计划和机车走行计划，系统不再自动进行调整，仅将延迟的后果带入本阶段，自动编制本阶段计划时考虑其影响。

(3)对于已下达但尚未执行的机车叫班计划和机车走行计划，除非驻站机调人工标记“解锁”，否则系统不自动将其纳入本阶段编制计划的范围。

2、收到新的列车到发阶段计划

(1)读取驻站机调标记“解锁”的已下达但未执行的计划。

(2)机车进站后自动采集机车型号，如发现机车型号或车号与实际不符，系统自动将机车阶段供应集合中指定推算机车修正。对于已经勾画机车交路的机车，如实际机车与勾画机车交路不符，重新勾画机车交路。

本发明实施例中，将调度信息划分为资源信息、计划信息和作业信息，分别进行状态管理。①资源信息包括列车、本务机、车辆、调机、到发线、分类线、专用线、整备线和乘务员，每种资源都有有效、无效、占用和使用4种状态。②计划信息包括路局日(班)计划、编组站班计划、编组站阶段计划、编组站作业计划，每种计划都有预编、下达、启动和结束4种状态。③作业信息包括接发列车作业、到发线技术作业、解编取送调车作业、本务机出入库作业、整备线技术作业，每种作业都有预告、执行和完成4种状态。

利用调度信息状态转移控制调度流程的方法是：①根据情报加入新的“有效”资源；②标识“有效”资源和“无效”资源；③检查“有效”资源是否满足可编制计划的条件；④满足条件的“有效”资源生成“预编”计划，“预编”计划可以修改和撤销；⑤计划下达后，“预编”计划转为“下达”计划，“有效”资源转为“占用”资源，“占用”资源不能再生成其它“预编”计划；⑥“下达”计划生成“预告”作业，“下达”计划可以修改和撤销，“下达”计划撤销后“预告”作业也被撤销；⑦作业启动后，“预告”作业转为“执行”作业，“下达”计划转为“启动”计划，“启动”计划禁止修改和撤销；⑧作业完成后，“执行”作业转为“完成”作业，“启动”计划转为“结束”计划，不能重复使用的资源转为“使用”资源，可以重复使用的资源转为“有效”资源。

此外，为了实现精细化调度，本发明实施例预设了4类策略机制。①系统运行模式策略，包括自动、半自动、人工3种，在自动模式下，系统自动编制调度计划；在半自动模式下，资源信息的选取和启动计划编制的时机由用户控制，系统自动生成调度计划；在人工模式下，调度计划完全由人工编制。②选项型策略，用于控制与时间量无关的计算规则，策略的数量较少，以选项的形式提供给用户选择，例如出发车次的分配策略提供了按基本运行线分配车次和按货物列车编组计划分配车次两个选项。③可变参数型策略，用于控制与时间量有关的计算规则，例如车流接续时间值、解体作业的平均作业时间值等。④优先型策略，用于控制哪些资源可以获得优先计算权，例如推流时重点车流、快运车流具有高优先级。

除运行模式策略外，其他3类策略都可以在实际调度过程中由人工增加，系统自动记录曾经使用过的策略，通过大数据分析找出策略与使用时环境变量的联系，并按照不同调度时段、不同操作习惯、不同作业场景向用户推荐策略。

下面针对铁路编组站调度自动化系统(简称调度自动化系统)与各系统的接口方案进行详细介绍。

1、与路局调度所调度系统的接口方案。

如图10所示，应用服务器采用webService接口访问的方式请求路局调度所调度系统，路局调度所调度系统将返回状态位告知其系统状态；示例性的，0：接收并开始写入数据；1：不能写入；2：无数据写入等。

当路局调度所调度系统接收请求并开始写入的情况下，将数据写入数据库服务器中的中间库(共享视图)，并调用调度自动化系统接口(主要是通过应用服务器和中间库(共享视图)的方式来进行接口)回执写入完成，再将写入中间库信息的标识列表传递给应用服务器；之后应用服务器处理中间库的数据，将信息转入数据库服务器；

在上述通信过程中，还进行网络状况监控与写入数据情况监控：

网络状况监控，当应用服务器与路局调度所调度系统之间的网络状况正常时能够发送请求并接收回执信息，在请求发送未能接收到返回信息或请求失败情况认为网络状态异常；

写入数据情况监控，应用服务器在发送请求写入时将本次请求ID，作为本次操作标识传递至路局调度所调度系统，在写入操作完，调用调度自动化系统接口告知路局调度所调度系统写入完成时一并将ID传回，作为本次写入任务完成的标志。

通过以上操作，可监控网络情况，并可以通过写入完成时的返回信息比对中间库信息是否准确。完成一次请求、写入、返回流程的各环节状况并记录日志。

如出现返回正在写去状态后，未能接收到调用完成接口，则视为写入失败；若在一定时间范围内未成功，则写入记录日志文件中。

本发明实施例中，考虑了数据隔离性问题，在上述交互过程中，由于外部数据库与调度自动化系统的数据库服务器没有直接交互，外部程序在接收请求后可对自己数据库内容进行处理，并按照自己的方式及时写入中间库，中间库建立在调度自动化系统下，对于中间库能够更加自主的进行先关监控、维护。

2、与机务段的接口方案。

1)与机务段车号识别系统的通信方式。

如图11所示，在机务段车号识别系统侧设置车号识别结果转发服务器，车号识别结果转发服务器通过网线穿过网络隔离设备与调度自动化系统侧的第一转发服务器(即车号识别结果转发服务器，包含在应用服务器中)建立TCP/IP链接；

车号识别结果转发服务器作为TCP服务的客户端，负责车号识别结果的读取与转发服务，以及调度自动化共享信息的接收与转发服务；第一转发服务器作为TCP服务的服务端，负责机务段侧消息的接收与转发服务，以及调度自动化系统共享消息接收转发服务。主要过程如下：车号识别结果转发服务器向第一转发服务器发送TCP链接请求，链接建立成功后，车号识别结果转发服务器向第一转发服务器实时发送车号识别结果，第一转发服务器接收车号识别结果并存入数据库服务器；同时，第一转发服务器实时向车号识别结果转发服务器发送车站共享消息。

2)与机务段运用安全管理信息系统的通信方式。

调度自动化系统与机务段运用安全管理信息系统的接口方式可按数据交互内容划分，车站的站场显示信息遵循TCP协议通过网络消息进行传输，机车、乘务组及车站计划信息通过共享数据表的方式交互，主要如下：

A、站场信息以网络消息形式传输：如图12所示，在机务段的运用安全管理信息系统侧设置站场显示转发服务器，站场显示转发服务器通过网线穿过网络隔离设备与调度自动化系统侧的第二转发服务器(即站场显示转发服务器，包含在应用服务器中)进行TCP/IP链接；站场显示转发服务器作为TCP的服务器端，第二转发服务器作为TCP的客户端，在进行站场显示信息转发前，由第二转发服务器向站场显示转发服务器发起TCP链接请求，链接建立成功后，第二转发服务器向站场显示转发服务器发送显示信息；站场显示转发服务器配置遵照UDP网络传输协议的网内显示信息广播服务，同时，机务段的运用安全管理信息系统侧能够预先部署站场显示软件，接收并显示站场显示转发服务器转发过来的站场显示信息。

B、机务段的段存机车数据、乘务组数据与派班数据，以及车站的站存机车数据、接发列车计划数据通过数据库共享方式进行交互，由于机务段和车站目前不具备数据交互条件，通过本发明实施例提供的调度自动化系统，机务段与车站则可以通过调度自动化系统的共享库进行数据交互。如图13所示，机务段运用安全管理信息系统侧的数据接口服务器将运用安全管理信息系统中的接口数据从共享数据表中读取出后穿过网络隔离设备写入调度自动化系统侧的数据库服务器中，再从调度自动化系统侧的数据库服务器中将共享给机务段的共享数据读取出来并写入到机务段的运用安全管理信息系统的共享数据表中；

实现上述共享方式时，需要在运用安全管理信息系统的数据库上创建一个数据共享用户，保存来自调度自动化系统侧的共享数据，并在运用安全管理信息系统既有数据用户下创建同名的数据共享视图，赋予相应读写的权限；同时，在共享用户下创建运用安全管理信息系统既有用户下共享数据的同名视图，将共享数据同步到共享视图中，并根据数据处理需要赋予相应读取权限。

3、与车站管理信息系统的接口方案。

1)与车站管理信息系统通信方式如下：如图14所示，在车站管理信息系统的核心数据库上创建共享数据视图，将车站管理信息系统提供的数据开放给调度自动化系统中的web应用服务器，调度自动化系统定时从视图中获取数据；同时在调度自动化系统的数据库服务器上创建一共享用户，在共享用户里创建为车站管理信息系统提供数据的视图，车站管理信息系统通过此共享视图获取到调度自动化系统提供的接口数据。

2)与车站施工管理系统通信方式如下：如图15所示，调度自动化系统的web服务器通过网络交换机直接访问车站施工管理系统中数据库的共享数据表，在车站施工管理系统的数据库上创建一个共享用户，在共享用户中创建系统所需的与实时作业用户下的数据表同名的共享视图，调度自动化系统的web服务器通过网络交换机从车站施工管理系统共享视图读取数据并写入数据库服务器，从而实现各自系统完成独立的数据处理和作业指挥。

4、与集中控制系统的接口方案。

调度自动化系统与集中控制系统接口主要用于获取行调阶段计划(由路局行调TDCS系统下达给集中控制系统)、作业计划执行情况、作业动态跟踪、线路占用情况、站场设备状态等数据，并将调度自动化系统编制的出发列车阶段计划、调车作业钩计划、本务机出入段走行计划下达至集中控制系统，以达到实时掌握作业动态、动态调整推算结果、智能准确指挥行车的目的。

行调阶段计划是调度自动化系统生成到达列车阶段计划、单机列车出发计划、路用列车出发计划的信息来源，是推算车流、推算本务机、列车出发计划的重要依据，目前集中控制系统已实现与行调的接口，鉴于单一接口原则，调度自动化系统从集中控制系统获取行调阶段计划。

为实现上述数据的实时有效传输，采用两种数据共享方式：站场设备状态采用网络消息形式传输，其它行调阶段计划、作业动态跟踪、作业计划等数据采用共享数据库形式传输，主要如下：

A、站场设备状态信息采用网络消息形式传输：如图16中的通道1所示，调度自动化系统与集中控制系统分别设置一套web服务器，通过网络隔离设备连接，采用TCP/IP协议进行通信，调度自动化系统的接口服务器作为服务器端，集中控制系统的接口服务器作为客户端，在进行站场设备状态信息转发前，由集中控制系统的接口服务器向调度自动化系统的接口服务器发起TCP链接请求，链接建立成功后，集中控制系统的接口服务器向调度自动化系统的接口服务器发送站场设备状态信息；在调度自动化系统内部，接口服务器配置UDP网络传输协议的网内显示信息提供广播服务，从而实现站场设备状态信息实时获取；

B、行调阶段计划、作业动态跟踪与作业计划采用共享数据库形式传输：如图16中的通道2所示，集中控制系统的接口服务器通过网络隔离设备直接访问调度自动化系统中数据库服务器的共享数据表，从而实现各自系统完成独立的数据处理和作业指挥；在调度自动化系统的数据库上创建一个共享用户，集中控制系统接口程序将需转发的行调阶段计划、作业动态跟踪与作业计划写入共享用户的数据表中，在调度自动化系统实时作业用户下建立与这些数据表同名的共享视图，调度自动化系统从共享视图中读取数据；在调度自动化系统的库共享用户中创建与实时作业用户下数据表同名的共享视图，将需下达的出发列车阶段计划、调车钩计划、本务机走行计划、本务机采集信息同步至共享视图，集中控制系统接口程序从共享视图读取计划信息实现作业计划的下达。

5、与高清货检系统的接口方案。

如图17所示，在高清货检系统侧设置车号识别结果转发服务器，车号识别结果转发服务器通过网线穿过网络隔离设备与调度自动化系统侧的第三转发服务器(即车号识别结果转发服务器，包含在应用服务器中)建立TCP/IP链接；

车号识别结果转发服务器作为TCP服务的客户端，第三转发服务器作为TCP服务的服务端；车号识别结果转发服务器向第一转发服务器发送TCP链接请求，链接建立成功后，车号识别结果转发服务器向第一转发服务器实时发送车号识别结果，第三转发服务器接收车号识别结果并存入数据库服务器。

本领域技术人员可以理解，机务段车号识别系统识别的是机车号码(即带动力的火车头的号码)，用于了解机务段机车的情况，用于机务段计划的编制。高清货检系统识别的是车辆的号码(即不带动力的车厢的号码)，用于编组计划。

本发明实施例提供的上述铁路编组站调度自动化系统应用了铁路安全运输设备、现代计算机、网络通信、数据存储、智能优化等一系列关键技术，整合了路局调度所调度系统、机务段运用安全管理信息系统、车站管理信息系统、车站施工管理系统、集中控制系统、高清货检系统的信息资源，实现数据的透明、无差别共享，实现调度指挥和作业的自动、智能、动态、实时编制及调整，提升调度计划的准确性及兑现率。同时，通过智能化设计，合理利用编组站的运输设备(股道、作业设备资源)，协调各作业环节的工作，提高编组站的运营管理水平，提高编组站的作业能力以及效率，提高作业自动化程度，降低调度人员劳动强度，降低运输成本，保证运输生产安全。

下面针对上述铁路编组站调度自动化系统的软件架构进行介绍。

根据调度自动化系统具体的业务需求，采用模型-视图-控制器(MVC)模式、和客户端-服务器模式两种软件架构进行系统的开发工作。操作大表业务采用客户端-服务器模式开发，由于调度自动化系统业务中总调、站调、机调操作大表对于页面的渲染和操作顺畅要求比较高，使用浏览器web页面进行页面的渲染会影响一定的操作流畅度，影响客户体验，所以操作大表界面，使用C#客户端进行操作大表展示。使用java为C#客户端提供后台服务。对于其他业务相关的数据维护工作，采用模型-视图-控制器模式开发，并使用浏览器web页面作为用户的操作平台。

视图层，视图对象是应用程序中用户可以看见的对象。视图对象知道如何将自己绘制出来，并可能对用户的操作作出响应。视图对象的主要目的，就是显示来自应用程序模型对象的数据，并使该数据可被编辑。

在调度自动化系统业务中，视图层可视作两部分，分别是C/S端和B/S端。C/S又称Client/Server或客户/服务器模式，优点是能充分发挥客户端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器，对应的优点就是客户端响应速度快，所以操作大表页面使用C/S架构要优于B/S端架构。B/S是Brower/Server的缩写，客户机上只要安装一个浏览器，其他业务对操作界面没有太高的要求，页面的加载和操作都不会对浏览器造成较大压力，所以采用B/S端架构。

控制层负责从视图读取数据，控制用户输入，并向模型发送数据。

模型层用于处理应用程序数据逻辑的部分。

调度自动化系统使用数据库连接池来进行数据库的连接资源的管理，采用alibaba druid数据库连接池，druid可以监控数据库访问性能，能够详细统计SQL的执行性能，能够支持多种log日志监控数据库访问情况。

通过数据缓存实现数据的读写分离，生产数据库进行数据的新增、修改，当生产库数据发生变更时，缓存数据将进行同步更新，页面对同一的数据多次获取不在生产数据库中获取而是在缓存数据中进行获取。

在同其他系统进行数据交互上，一部分采用webservice接口的形式，另一部分采用数据中间库的形式。调度自动化系统与站内其他系统建立数据中间库，其他系统将调度自动化系统需要的数据插入到中间库中，调度自动化系统再通过定时调用任务等形式将数据同步至生产库中。

持久化框架使用Mybatis进行数据库的交互，mybatis可以进行更为细致的SQL优化，以后和sql相关的运维工作会更直观和便于维护；调度自动化系统的软件架构如图18所示。

开发语言：java和C#winform

开发平台：window操作系统

JDK版本：JDK1.8

C#版本：framework4.5

服务器中间件：tomcat8

开发工具：idea

软件模块划分如表1所示：

表1软件模块划分

上述各模块均是布署在Web应用集群中，各功能模块功能独立，公共服务模块的结果供其他模块使用。

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 (9)

1.一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，包括：

车站班计划生成模块，用于根据路局调度所下达的班计划及从车站施工管理系统获取的车站的施工计划来生成车站班计划；

总调模块，用于根据车站班计划、路局调度所下达的行调阶段计划与周转计划，来生成预编的列车到发阶段计划并发送给站调模块与驻站机调模块，同时，根据站调模块与驻站机调模块反馈的信息对预编的列车到发阶段计划进行调整，生成最终的列车到发阶段计划；

站调模块，用于根据预编的列车到发阶段计划以及车站班计划，来编制配流计划、发线运用计划、以及调机运用计划，从而生成车站阶段计划，以及根据最终的列车到发阶段计划对车站阶段计划做自动调整；

驻站机调模块，用于根据路局调度所下达的班计划及预编的列车到发阶段计划，来生成机车交路计划和乘务员叫班计划，以及根据进站口与机务段得到的机车信息、调车机车整备计划与调车机车计划生成机车走行计划。

2.根据权利要求1所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，所述车站班计划生成模块生成车站班计划的过程包括：首先，自动接收并签收路局调度所下达的班计划数据，自动接收车站的施工计划；然后，结合班次开始时站内结存车流、接入列车的编组内容、以及出发列车的编组内容，推算出本班内各时段的车辆结存，根据路局货运调度员的装卸车计划确定本班当日装卸作业任务；再根据路局调度所下达班计划中指定的重点列车、重点机车与重点车流内容，以及车站的施工计划，生成车站班计划的重点事项；最后，组织好分界口的排空车辆编组开车，最终得到车站的班计划模板。

3.根据权利要求1所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，所述总调模块，还用于实现结存车流的推算统计与结存本务机的推算统计；其中：

结存车流的推算统计是以当前站内车流结存为基础，结合列车的到达预报和出发编组信息，按照作业系统类别预推出某一时间节点的方向车流或车种车流；结存车流的推算统计需要应用到以下几方面的信息：当前站内车流结存；到达列车预报及确报；出发列车的编组内容；推算时间节点前可转为运用状态的车流；推算时间节点前可解除保留状态的车流；根据上级或相关部门及岗位要求，在推算时间节点前需转为保留状态的车流；推算时间节点前计划将被送往专用线、货场进行装卸作业的车辆；推算时间节点前完成装卸作业并可转入分类线的车辆；

结存本务机的推算统计是以当前站、段结存的本务机为基础，从中扣除已安排值乘机车信息，并结合下阶段接入列车的编组信息和列车来向信息预测出将要到达的本务机机型、配属段及交路信息，得到下一时段的机车结存信息；结存本务机的推算统计需要应用到以下几方面的信息：机车交路信息；行调的阶段计划信息，内含部分担当机车信息；车站记录的列车编组内容、列车来向与机型匹配的历史信息；列车来向、机车车号与机车配属段的历史信息。

4.根据权利要求1所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，

所述站调模块编制配流计划时的配流原则包括：按照车流在站停留时间，停留时间长的车流先配流，停留时间短的车流后配流；停留时间相同的车流，按照车流等级，等级高的车流先配流，等级低的车流后配流；等级相同的车流，按照车流量大小，车流量小的先配流，车流量大的后配流；

有改编直通列车配流的顺序如下：需要减轴的，默认从首部减轴，减轴的车流优先用于补轴，本阶段没有补轴作业的，送回对应分类线；需要补轴的，默认从首部补轴，优先用减轴的车流，本阶段没有减轴作业的，从对应分类线取车流；

始发列车配流的顺序如下：一配编组场待编的车流；二配本阶段从专用线取回的车流；三配到达场待解的车流；四配交换线、编组场整理线上待重新解体的车流；五配未到站车流；

所述站调模块编制到发线运用计划时，先进行到发线的用途及占用时长计算，再根据到发线的用途及占用时长分配到发线的顺序；其中：

发线的用途及占用时长计算包括：到发线按列车来向和去向划分用途，将自动分配的到发线用途与列车的来向和去向匹配；终到列车占用到发线的时长：从接车进路准备时分开始，至解体作业完成时分，附加平均解体等待时长；直通列车占用到发线的时长：从接车进路准备时分开始，至列车出发时分，附加平均出发晚点时长；始发列车占用到发线的时长：从转线进路准备时分开始，至列车出发时分，附加平均出发晚点时长；

分配到发线的顺序包括：按照到发线的用途，先分配本阶段指定的重点列车的到发线；超限、超重以及超长列车分配规定的到发线；终到列车和直通列车，按照列车到达的先后顺序分配到发线，先到先分；始发列车，按照列车出发顺序分配到发线，先开先分；并且，多条到发线都能够分配给同一列车时，空线时间长的到发线先分配，空线时间短的到发线后分配；其中，空线时间通过到发线的占用时长来计算；

所述站调模块编制调机运用计划时，首先，识别调车任务的类型；再根据调车任务的类型确定相应的最早开始时分和最晚结束时分，从而确定解体和编组顺序，完成调机运用计划的编制；同时，根据调机运用计划自动更新配流计划和到发线运用计划，生成车站阶段计划。

5.根据权利要求1所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，所述站调模块还用于编制调车作业计划，其包括：解体调车作业计划与编组调车作业计划；其中：

所述解体调车作业计划是根据到达的列车信息、上级下发的调度命令以及编组场各股道的应用情况来编制，从而对列车进行解体作业；

编组调车作业计划编制过程如下：初始化车辆库；在编组场内将符合编组计划要求的车辆标记出来；利用标记的车辆计算车组；确定编组用车组；针对编组用车组生成比选方案集合，求得标准钩计划钩数，确定最终的编组调车作业计划方案。

6.根据权利要求1所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，

所述驻站机调模块生成机车交路计划包括：首先，推算机车供应：将段内已整备完毕但未叫班、已入段但尚未整备以及已到达站内但尚未入段三种情况的运用机车机车号、最早叫班时间按照机车交路分组，形成机车阶段供应集合；再从路局调度所的行调与机调计划中获取线上机车的配属段、机型、机车号以及预计到站时间，自动推算线上机车最早可用时间，并按照机车交路分组，加入到机车阶段供应集合；如机务段将非运用机车转为运用机车或运用机车转为非运用机车，在机车阶段供应集中增加或删减指定机车；然后，自动获取出发列车任务：根据列车出发阶段计划，获取列车出发任务中的出发车次、所需机型、挂车位置，出发方向和开车点，并从机车阶段供应集合中选择相应的机车，出段挂车；根据挂车位置获得相应机车站内走行时间标准，与开车点结合自动推算最晚机车出段时间；最后，根据接续时间标准条件自动勾画机车交路；

所述驻站机调模块生成乘务员叫班计划包括：首先，推算乘务员供应：根据已到站的外段乘务员到站时间与段内休息时间标准，推算外段乘务员最早叫班时间与乘务交路，并按照乘务交路与值乘机型自动分组，将分组结果添加到乘务员供应集合中；将本段乘务员排班表按乘务交路与值乘机型分组，加入到乘务员供应集合中；根据列车到达阶段计划的线上列车的车次，推算机车型号，预计到达时间推算机车乘务员归属段、乘务交路与预计最早叫班时间，并将推算结果添加到乘务员供应集合中；然后，获取机车交路计划：根据出发阶段计划的出发车次，出发方向，机车型号，开车点与勾画机车交路的计划机车推算所需乘务员的乘务交路与值乘机型；并根据所配机车的最晚机车出段时间与机车登乘位置推算乘务员最晚叫班时间；最后，编制乘务员叫班计划：按照乘务员最早叫班时间早于推算的乘务员最晚叫班时间要求安排乘务员，并生成乘务员叫班计划。

7.根据权利要求1所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，驻站机调模块生成的机车走行计划包括：本务机车出入库走行计划与调车机车出入库走行计划；其中：

本务机入库走行计划：将进站口识别的机车车型、车号以及出发阶段计划规定的接车场别和接车股道，与数据库中的机车交路及机车入段路径进行匹配，从而生成本务机入库走行计划；

本务机出库走行计划：将机务段管理信息系统反馈的出段机车车型、车号、出段顺序、出段线路，以及出发阶段计划规定的发车场别、发车股道及车次，与数据库中的机车交路及机车出段路径进行匹配，从而生成本务机出库走行计划；

调车机车入库走形计划：从站调模块处获取调机的整备计划与相应的调车机车末单调车作业计划，推算调车机车入段整备前调车机车型号、机车车号、调号、机车当前位置、工作状态以及计划入库时刻，并与数据库中的调车机车入段路径进行匹配，从而生成调车机车入库走形计划；

调车机车出库走形计划：从机务段获取段内调车机车车型、机车车号、调号、整备状态以及当前位置；从站调模块处获取计划出段调车机车的首单调车作业计划；并推算出调车机车计划出段时刻以及调车机车目的股道；将推算结果与数据库中的调车机车出段路径进行匹配，从而生成调车机车出库走形计划。

8.根据权利要求1所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，所述调度自动化系统中的Web接口、服务器或中间数据库通过特定方式与路局调度所调度系统、机务段车号识别系统、机务段运用安全管理信息系统、车站管理信息系统、车站施工管理系统、集中控制系统及高清货检系统进行通信，实现相关数据的无差别共享与交互，进而根据获取的数据实现调度指挥与作业的自动、智能、动态、实时编制及调整。

9.根据权利要求8所述的一种铁路编组站调度自动化系统，其特征在于，

与路局调度所调度系统通信时，路局调度所调度系统将信息写入数据库服务器中的中间库，由调度自动化系统将中间库的数据转入数据库服务器；

与机务段车号识别系统的通信时，车号识别结果以网络消息形式进行传输；与机务段运用安全管理信息系统通信时，站场信息以网络消息形式传输，机务段的段存机车数据、乘务组数据与派班数据，以及车站的站存机车数据、接发列车计划数据通过数据库共享方式进行交互；

与车站管理信息系统通信时，数据的交互通过数据库的共享表的方式完成；与车站施工管理系统通信时，调度自动化系统直接访问车站施工管理系统数据库的共享数据表；

与集中控制系统通信时，站场设备状态信息采用网络消息形式传输，行调阶段计划、作业动态跟踪与作业计划采用共享数据库形式传输；

与高清货检系统通信时，车号识别结果以网络消息形式进行传输。