CN113468769A - 一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统 - Google Patents
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Abstract
一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,包括以下步骤:步骤1:建立调车作业推演仿真框架与流程;步骤2:设计调车推演仿真数据处理算法;步骤3:检索作业车车号;步骤4:检验摘车动作合法性。本发明实现了调车作业计划无实物自动推演,实时展示调车作业计划执行内容和执行情况,并随推演钩计划自动生成每钩作业时分数据;运用平面和立体视图的切换设计以及调车作业状态信息显示实现了调车作业过程以及调车作业实时数据的可视化;具有动态展示作业车车号、钩计划以及单独执行每一钩计划的功能,可为车站职教科、铁路专业院校提供一种新型的教学方式,并具备修改线路简单、维护成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及铁路车站调车作业技术领域。
背景技术
当前与铁路车站调车作业计划相关的技术多是以计划编制为主,鲜有调车作业计划自动推演的相关技术出现,尤其是客运站调车作业计划的自动推演,因为客运站的推送调车作业过程相较于其他类别车站的溜放调车作业更为复杂,对于调机和现车车辆之间相互关系的处理要求较高。在目前的客运站、高校的调车业务培训环节,多采用简易式的车场沙盘对调车生产任务进行手动推演讲解,这样的简易实体沙盘无法生动形象地展现调车作业计划的执行情况,且建设与后期维护成本较高,当车场线路改造,原有的实体沙盘将面临整改甚至失效的问题。
发明内容
本发明旨在实现调车作业计划在电子沙盘屏幕上的自动推演,解决调车推演系统离散事件逻辑流程设计和数据处理的难题,生动明了地展示每一钩计划的执行过程,提供调机、本务机、列车在咽喉、股道占用逻辑。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,包括以下步骤:
步骤1:建立调车作业推演仿真框架与流程:
步骤1-1:建立调车作业推演仿真框架,明确推演的各基本状态,将调车作业的推演过程按时间顺序分为三种状态:现车加载、调车作业计划执行和执行完毕;
步骤1-2:对复杂调车离散事件进行简化与分类,将调机动作分为4类:调机在库内有车股道挂车或摘车、调机在库内无车股道摘车、调机牵引车列出库至到发场和调机将到发场车列推送至库内;
步骤1-3:设计离散事件处理的流程;
步骤2:设计调车推演仿真数据处理算法,运用迭代算法通过程序的循环结构实现作业车车号查找和摘车动作合法性检验的计算模型,数学模型如下:
步骤2-1:定义起始条件,令第一次计算的数据序号为1,s1=1;
步骤2-2:进行迭代循环计算,
sk+1=sk+xk
步骤2-3:终止计算,如果满足终止条件,则跳出迭代循环计算,即:当计算至k=n或时,停止计算,保留第sk个数据,作为下一个迭代目标的起始点;若有表示本次迭代计算返回值为第sk个数据;若则表示本次计算无返回值;
步骤3:检索作业车车号,
步骤3-1:默认本列车起始车辆车号显示为空,选择数据跨度xk均为1;
步骤4:检验摘车动作合法性:
步骤4-1:起始默认每个摘车钩为仅一次摘车动作;
步骤4-2:由于每一钩内容不一,故每次迭代时的数据序号跨度xk取本钩计划的轨道号;
步骤4-3:进行迭代计算,若循环结构的轨道现车迭代结果为0,则摘车钩动作合法;若迭代结果大于0,则当前摘车钩动作不合法,现摘车钩动作将变为先挂后摘。
所述步骤1-1中,将调用现车表、列车到发时刻表、调车作业计划和列车编组顺序表作为数据基础,结合现场调车作业需求,绘制铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统业务流程。
所述步骤1-3中,执行调车计划时判断本钩计划是否为站内作业,如果是站内作业则判断是否向站内送车,如果向站内送车则牵引车列至到发线,如果非向站内送车,则调机经由机走线专线至目标到发线,然后调机连挂车列行驶至咽喉区;牵引车列至到发线后,调机摘车,判断下一钩是否站内挂车,如果站内挂车则调机经由机走线转线至咽喉区,跳车计划执行完毕,调机入段;如果本钩计划非站内作业则判断本钩计划是否存在车道作业,如果是车道作业则调机行驶至目标股道并挂车,调机摘下没目标车辆行驶至咽喉区,如果本钩计划不是车道作业,则调机行驶至目标股道,调机摘下目标车辆行驶至咽喉区。
所述步骤3中,为了在推演界面运动的车辆一侧正确显示作业车车号,利用AnyLogic软件中的RailCar智能体建立关于车号信息的迭代模型。
所述步骤4中,针对这两种不同的股道情景,利用AnyLogic软件中的Blocks建立轨道现车数的迭代模型。
本发明的铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,实现了调车作业计划无实物自动推演,实时展示调车作业计划执行内容和执行情况,并随推演钩计划自动生成每钩作业时分数据;运用平面和立体视图的切换设计以及调车作业状态信息显示实现了调车作业过程以及调车作业实时数据的可视化;可辅助调车区长检查调车计划编制的合理性;具有动态展示作业车车号、钩计划以及单独执行每一钩计划的功能,可为车站职教科、铁路专业院校提供一种新型的教学方式,尤其是当下疫情期间利用本系统的电子推演功能可实现远程教学,减少人员流动,更适合实践教学的高效开展,并具备修改线路简单、维护成本低的优点。
附图说明
图1是本发明铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统业务图。
图2是本发明调车计划执行状态离散事件处理流程图。
具体实施方式
本发明的本发明为实现上述目的所采用的技术方案是设计一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统的实现方法,其实现环境是基于AnyLogic软件的仿真环境和Microsoft Windows 7及以上操作系统,开发工具采用Visual studio 2013,开发语言应用Java语言。本系统实现方法包括4个主要步骤:建立调车作业推演仿真框架与流程、设计调车推演仿真数据处理算法、检索作业车车号、检验摘车动作合法性,具体如下:
步骤1:建立调车作业推演仿真框架与流程:
步骤1-1:建立调车作业推演仿真框架,明确推演的各基本状态。在实际铁路客运站调车生产过程中,站内、库内现存车的数量、位置会随着时间的变化而变化,即任意时刻都会对应一个站内、库内现车状态,故需要考虑调车作业计划推演初始时刻的现车状态。根据推演逻辑,本设计将调车作业的推演过程按时间顺序分为三种状态:现车加载、调车作业计划执行、执行完毕。调车作业计划执行的全过程需要调用现车表、列车到发时刻表、调车作业计划、列车编组顺序表作为数据基础,结合现场调车作业需求,绘制铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统业务流程如附图1所示。由于执行完毕状态仅是以调机入段作为起始标志,逻辑较为简单,因此业务流程图中仅选取了前两个推演状态进行详细描述。
步骤1-2:对复杂调车离散事件进行简化与分类。铁路客运站的到发场与客技库的布局关系可分为横列式和纵列式两种,虽然调机的作业径路有所差异,但是在推送调车法下按照调车作业计划内容以及机车作业方式,均可将调机动作大致分为4类,即:调机在库内有车股道挂车或摘车、调机在库内无车股道摘车、调机牵引车列出库至到发场、调机将到发场车列推送至库内。
步骤1-3:由此设计离散事件处理的流程。可将复杂的调车作业过程中不同内容且变化多样的钩计划进行有目的的简化。调车作业计划执行状态离散事件处理流程如附图2所示,执行调车计划时判断本钩计划是否为站内作业,如果是站内作业则判断是否向站内送车,如果向站内送车则牵引车列至到发线,如果非向站内送车,则调机经由机走线专线至目标到发线,然后调机连挂车列行驶至咽喉区;牵引车列至到发线后,调机摘车,判断下一钩是否站内挂车,如果站内挂车则调机经由机走线转线至咽喉区,跳车计划执行完毕,调机入段;如果本钩计划非站内作业则判断本钩计划是否存在车道作业,如果是车道作业则调机行驶至目标股道并挂车,调机摘下没目标车辆行驶至咽喉区,如果本钩计划不是车道作业,则调机行驶至目标股道,调机摘下目标车辆行驶至咽喉区。
步骤2:设计调车推演仿真数据处理算法:
对于数据的处理,为了降低庞大数据带来的计算冗余,本设计运用迭代算法的思想提出通过程序的循环结构实现作业车车号查找和摘车动作合法性检验的计算模型。数学模型假设如下:
设:sk为第k次计算的数据序号;
xk为第k次计算后数据序号跨度;
vk(sk,xk)为第k次计算结果;
计算步骤如下:
步骤2-1:定义起始条件。令第一次计算的数据序号为1;
s1=1
步骤2-2:进行迭代循环计算:
sk+1=sk+xk
步骤2-3:终止计算:如果满足终止条件,则跳出迭代循环计算,即:当计算至k=n或时,停止计算,保留第sk个数据,作为下一个迭代目标的起始点;若有表示本次迭代计算返回值为第sk个数据;若则表示本次计算无返回值。
这里把变量原值定为从表中计算的第一个数据的值,通过循环结构完成变量的迭代,当变量值达到目标函数的最优值,则完成一次计算任务,下一个计算任务会接续上一次迭代的变量新值继续计算。这样的迭代计算会遍历表中的每一个数据,由于车号、车次、股道编号等数据的唯一性,这样就会保证用最少的计算量得到精确唯一的计算结果。
步骤3:检索作业车车号:
作业车车号查找的运算以站内到达列车作业车车号查找为例。到达列车的列车编组顺序表中包含各到达列车所对应的车辆的车号信息,调车作业计划的记事栏包含作业车车号信息。为了在推演界面运动的车辆一侧正确显示作业车车号,利用AnyLogic软件中的RailCar智能体建立关于车号信息的迭代模型,将步骤3算法编为程序来判断所检索的作业车号的准确性。
步骤3-1:默认本列车起始车辆车号显示为空,选择数据跨度xk均为1;
步骤4:检验摘车动作合法性:
对于摘车动作合法性检验的运算,同样是执行摘车钩,目标股道上有车的摘车钩包括一次挂车和一次摘车动作,目标股道上无车的摘车钩仅是一次摘车动作。而计算机无法分辨推送法下的调机摘车细节,因此需要进行调车动作的合法性判断。比如,当调机执行摘车动作时,若目标股道上有车,仅执行一次摘车动作而不预先与股道上车辆连挂则动作不合法。针对这两种不同的股道情景,利用AnyLogic软件中的Blocks(逻辑模块)建立有关轨道现车数的迭代模型,将步骤3算法编为程序来判断摘车钩动作的合法性。
步骤4-1:起始默认每个摘车钩为仅一次摘车动作;
步骤4-2:由于每一钩内容不一,故每次迭代时的数据序号跨度xk取本钩计划的轨道号;
步骤4-3:进行迭代计算。若循环结构的轨道现车迭代结果为0,则摘车钩动作合法;若迭代结果大于0,则当前摘车钩动作不合法,现摘车钩动作将变为先挂后摘。
本发明是通过实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:建立调车作业推演仿真框架与流程:
步骤1-1:建立调车作业推演仿真框架,明确推演的各基本状态,将调车作业的推演过程按时间顺序分为三种状态:现车加载、调车作业计划执行和执行完毕;
步骤1-2:对复杂调车离散事件进行简化与分类,将调机动作分为4类:调机在库内有车股道挂车或摘车、调机在库内无车股道摘车、调机牵引车列出库至到发场和调机将到发场车列推送至库内;
步骤1-3:设计离散事件处理的流程;
步骤2:设计调车推演仿真数据处理算法,运用迭代算法通过程序的循环结构实现作业车车号查找和摘车动作合法性检验的计算模型,数学模型如下:
步骤2-1:定义起始条件,令第一次计算的数据序号为1,s1=1;
步骤2-2:进行迭代循环计算,
sk+1=sk+xk
步骤2-3:终止计算,如果满足终止条件,则跳出迭代循环计算,即:当计算至k=n或时,停止计算,保留第sk个数据,作为下一个迭代目标的起始点;若有表示本次迭代计算返回值为第sk个数据;若则表示本次计算无返回值;
步骤3:检索作业车车号,
步骤3-1:默认本列车起始车辆车号显示为空,选择数据跨度xk均为1;
步骤4:检验摘车动作合法性:
步骤4-1:起始默认每个摘车钩为仅一次摘车动作;
步骤4-2:由于每一钩内容不一,故每次迭代时的数据序号跨度xk取本钩计划的轨道号;
步骤4-3:进行迭代计算,若循环结构的轨道现车迭代结果为0,则摘车钩动作合法;若迭代结果大于0,则当前摘车钩动作不合法,现摘车钩动作将变为先挂后摘。
2.根据权利要求1所述的一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,其特征在于:所述步骤1-1中,将调用现车表、列车到发时刻表、调车作业计划和列车编组顺序表作为数据基础,结合现场调车作业需求,绘制铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统业务流程。
3.根据权利要求1所述的一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,其特征在于:所述步骤1-3中,执行调车计划时判断本钩计划是否为站内作业,如果是站内作业则判断是否向站内送车,如果向站内送车则牵引车列至到发线,如果非向站内送车,则调机经由机走线专线至目标到发线,然后调机连挂车列行驶至咽喉区;牵引车列至到发线后,调机摘车,判断下一钩是否站内挂车,如果站内挂车则调机经由机走线转线至咽喉区,跳车计划执行完毕,调机入段;如果本钩计划非站内作业则判断本钩计划是否存在车道作业,如果是车道作业则调机行驶至目标股道并挂车,调机摘下没目标车辆行驶至咽喉区,如果本钩计划不是车道作业,则调机行驶至目标股道,调机摘下目标车辆行驶至咽喉区。
4.根据权利要求1所述的一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,其特征在于:所述步骤3中,为了在推演界面运动的车辆一侧正确显示作业车车号,利用AnyLogic软件中的RailCar智能体建立关于车号信息的迭代模型。
5.根据权利要求1所述的一种铁路客运站调车作业计划执行过程推演系统,其特征在于:所述步骤4中,针对这两种不同的股道情景,利用AnyLogic软件中的Blocks建立轨道现车数的迭代模型。
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