CN113879371A - 一种城市轨道交通互联互通线网计划调度系统与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种城市轨道交通线网调度系统和方法。现有的城市轨道交通线网调度系统指挥层次只有三层，当线网需要调度调整时，由线网调度员给出调整方案，线网调度员需要逐个联系各线路调度员进行调度指挥，线路调度在单一线路内进行调整。本发明提供的城市轨道交通线网调度系统包括了四级指挥层次，分别为线网调度、线路调度、车站调度、信号控制；提出了线路调度与线网调度相结合的方法，可以同时对多条线路进行线网级的运行图编制，实现了对互联互通全线网列车运营的调度方法，突破了以单线为基础的城市轨道交通行车指挥的传统策略，实现不同列车在不同线路上安全运行，尤其是跨线过程中的无缝衔接，在提高互联互通轨道交通运输效率和保障运行安全方面起到了极其重要的作用。

Description

一种城市轨道交通互联互通线网计划调度系统与处理方法

技术领域：

本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体涉及一种城市轨道交通中调度系统及方法。

背景技术

随着城市轨道交通线路互联互通技术的实现以及线网运营模式的出现，常规的单线调度模式已经不能满足线网网络化运营的需求，主要体现在单线运营仅支持对本线路的车辆调度运营工作，不能满足互联互通技术提出的跨线车运营的调度需求，对于跨线运营出现的跨线车必须站在线网角度进行调度。

该发明应用于轨道交通领域，突破了以单线为基础的城市轨道交通行车指挥的传统策略，提出了线路调度与线网调度相结合的方法，实现了对互联互通全线网列车运营的调度方法，辅助行车调度人员对全线网列车进行管理调度,处理全局性的调度与协调问题，它在提高互联互通轨道交通运输效率和保障运行安全方面起到了极其重要的作用。

现有的指挥层次为三层，线路调度、车站调度、信号控制。当线网需要调度调整时，由线网调度员给出调整方案，线网调度员需要逐个联系各线路调度员进行调度指挥，线路调度在单一线路内进行调整。三级架构的调度指挥平台仅仅适用于单线为基础的行车指挥模式，不能满足城市轨道交通互联互通网络化运营后，线网统一调度的行车指挥模式。

由于不同线路的信号系统之间存在差异，互联互通的运营是实现不同列车在不同线路上安全运行，尤其是跨线过程中的无缝衔接。因此，调度人员需实时关注跨线列车在跨线站的交出和接入情况，以便及时处理线路突发情况。现有调度系统相对独立，无法同时处理两条或者多条线路出现突发情况。

传统线路运营只有单条线路的运行模式，而互联互通网络化运营可实现共线、跨线、跨线快慢车等多种运行模式。跨线运营后本线会有其他线列车，本线列车也会到其他线路载客运营，针对这样的运行模式，目前的线网调度人员，只能通过调度命令、电话等传统方式进行线网调度指挥，缺乏直接高效的手段，无法满足城市轨道交通线网运营的需求。

跨线列车需在两条或多条线路上跨线运营，需要在两条线路上均有跨线列车的计划运行信息，传统的运行图调度系统仅能单独针对某一条线路进行计划编制，不能同时对多条线路进行线网级的运行图编制。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在的不足及未涉及之处，提供一种城市轨道交通线网调度指挥系统。在多条不同制式线路上，实现互联互通跨线成网运行时，系统的运营模式从原有单线方式转变为网络化过轨方式，为满足网络化线网运营需求，提供线路与线路，线网调度与线路调度之间高效、便捷的调整手段，解决线网全局性的调度与协调问题，设计的一种线网调度指挥方法。

具体技术方案如下：

一种城市轨道交通线网调度系统，其特征在于，包括四级指挥层次，分别为线网调度、线路调度、车站调度、信号控制；其中，线网调度层包括：线网计划工作站、线网调度工作站，线网应用服务器，线网数据库服务器，线网接口服务器；

线网计划工作站、线网调度工作站和线网数据库服务器，分别通过网络连接线网应用服务器；线网与线路接口服务器有多个，可根据每条线路单独设置，均和线网应用服务器通过网络连接。

进一步的，所述线网计划工作站用于线网离线计划统一编制，线网离线计划统一下达，计划编制校验；所述线网调度工作站用于线网当日实时运行状态监视，线网当日计划获取，线网当日计划调整、编辑和校验，线网当日计划下达；所述线网应用服务器用于接收线网调度工作站向线路调度发送的信息流，并转发给线网接口服务器，接收线网接口服务器转发的各线路信息流，并转发至线网调度工作站；所述线网数据库服务器用于存储线网离线计划，存储线网当日调整计划，存储线网历史计划；所述线网接口服务器用于对从线网发送线路的信息进行唯一性验证后转发，对从线路发送线网的信息进行唯一性验证后转发。

一种城市轨道交通线网调度方法，应用于城市轨道交通线网调度系统，其特征在于，包括线网离线计划调度方法和线网在线计划调度方法，其中，

所述线网离线计划调度方法包括：在线网中心运行图上统一绘制互联互通所有线路列车离线计划，内容包括跨线运营列车计划和本线运营列车计划；进行线网级别的计划校验，包括单线路计划校验和跨线运营的计划校验；编制全线网离线计划，并通过线网中心运行图下达预处理，同步为各单线离线计划，通过线网结构下达到各个单独线路；单线列车自动监控ATS接收到线网调度下达的离线运行图，进行二次线路校验，校验通过后，存入本地，同时向线网中心发送回执；

所述线网在线计划调度方法包括：线网在线运行图，其中，线网在线运行图包括当日线网开行计划、线网实时计划和线网调整计划。

进一步的，线网离线计划的下达及回执处理，包含以下步骤：

离线计划下达时，线网中心首先将全线网离线计划同步为各线路计划，然后发送至线网结构，线网结构根据计划线路号分发至各线路；线路列车自动监控ATS接收离线计划，对离线计划进行线路校验，校验失败时向线网结构发送失败回执，校验成功时则存储本地，同时向线网结构发送成功回执；

线网中心收到线路校验失败回执时，尝试再次下达离线计划，N次失败后，通知线网各工作站线路计划发送失败；当接收到各线路校验成功回执时，首先进行时间和图号校验判定，判定是否为当前离线计划的下达回执；然后进行线网完整性校验，判断是否接收到了所有线路的成功回执，若完成校验则通知线网各工作站线路计划发送成功，否则通知线网各工作站线路计划发送失败；所述N为大于等于2的自然数。

进一步的，所述线网在线计划调度方法中，

所述当日线网开行计划具体为：每班线路运行前，线网调度员统一指定当日运行图，形成当日线网开行计划，并通过线网结构统一下达给各条线路，线网结构根据计划内容分发至各线路，线路列车自动监控ATS校验线路号ID成功后，通过运行图号唯一约束，从本地获取离线计划，形成当日计划供行车调度系统执行；

所述线网实时计划具体为：每班线路运行时，各条线路的运营数据通过线网结构实时发送至线网中心，包括列车实时位置信息和实际线信息，信息内容包括唯一约束条件线路号ID；线网调度汇总形成线网实时运行图，提供全线网的列车实时运行状态的监视与告警，可实时发现计划偏差，监视跨线列车运行情况；当需要调度操作时，由线网调度发起，向线路调度发送当日计划获取信息，线路调度收到信息后响应，向线网调度发送当日运行计划；线网调度获得每一条线路的计划后，首先对各线路的数据进行有效性检查，然后形成每一条线路的运行线链表，然后同步线网实时运行图形成线网实时运行图的子图运行线链表和跨线运行线链表；

所述线网调整计划具体为：线网实时运行图支持网络化的运行组织与运行调整，线网行车调度针对单线路运行计划和跨线路的运营车辆计划调整运行图；调整措施包括列车停站时间、变更跨线列车运行交路、临时增开或者取消跨线列车；当执行完线网调整后，线网调度在对当日线网调整计划进行有效性检查的基础上，将当日线网调整计划图同步为符合单线运行图逻辑的数据，形成每条线路的当日调整计划，通过线网结构下达至各个线路，各线路接收后，校验通过执行。

进一步的，线网实时运行图的校验包括，检查跨线列车与本线列车冲突，检查跨线列车接入交出时刻是否匹配，最小时间校验，检查股道冲突，检查运行线完整性，检查车次号完整性。

附图说明

图1为城市轨道交通线网调度系统的系统结构。

图2为城市轨道交通网络化调度系统线网结构。

图3为城市轨道交通线网离线计划调度方法。

图4为城市轨道交通线网离线计划的下达及回执处理流程。

图5为城市轨道交通线网计划在线计划调度方法。

图6为开行计划下达流程。

图7为线网列车实时监视与告警流程。

图8为线网计划的获取流程。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例附图对本发明作进一步详细的说明。本领域技术人员可以明确的是，在缺少部分或全部这些具体细节的情况下也可以实现本发明。在其他情况下，为了不会使本发明存在不必要的不清楚之处，没有具体描述公知的处理步骤和/或结构。另外，尽管结合特定的实施例对本发明进行描述，但是应该理解的是，该描述并不旨在将发明限制于所描述的实施例。相反，该描述旨在覆盖可包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的替换、改进和等同方案。

本发明提供的一种城市轨道交通线网调度系统结构如图1所示，系统指挥层次从三层变为四层架构，是在城市轨道交通现有线路调度之上再建立更高一级的调度系统，组成线网级调度系统。线路调度负责传统轨道交通列车自动监控ATS(Automatic TrainSupervision)相关功能，并与线网调度系统接口。线网调度系统主要面对跨线运营的协调处理。

线网框架是在现有三层架构基础上新增了一层线网调度层，实现四层结构。线网调度层包括：线网计划工作站、线网调度工作站，线网应用服务器，线网数据库服务器，线网接口服务器。线网计划工作站、线网调度工作站和线网数据库服务器，分别通过网络连接线网应用服务器；线网与线路接口服务器有多个，可根据每条线路单独设置，均和线网应用服务器通过网络连接。

线网计划工作站的功能包括：线网离线计划统一编制；线网离线计划统一下达；计划编制校验功能。线网调度工作站的功能包括：线网当日实时运行状态监视；线网当日计划获取；线网当日计划调整、编辑和校验；线网当日计划下达。线网应用服务器的功能包括：线网应用服务器接收线网调度向线路调度发送的信息流，转发给线网接口服务器；线网应用服务器接收线网接口服务器转发的各线路信息流，转发线网调度。线网数据库服务器的功能包括：存储线网离线计划；存储线网当日调整计划；存储线网历史计划。线网接口服务器的功能包括：线网接口服务器对从线网发送线路的信息进行唯一性验证后转发；线网接口服务器对从线路发送线网的信息进行唯一性验证后转发。

实施例一：

线网离线计划调度方法，如图3所示，线网离线调度流程包含以下步骤：

在线网中心运行图上统一绘制互联互通所有线路列车离线计划，内容包括跨线运营列车计划和本线运营列车计划；进行线网级别的计划校验，除了满足单线路计划校验功能外还要满足跨线运营的计划校验功能；编制全线网离线计划，通过线网中心运行图下达预处理，同步为各单线离线计划，通过线网结构下达到各个单独线路；单线ATS接收到线网调度下达的离线运行图，需要再进行二次线路校验，校验通过后，存入本地，同时向线网中心发送回执。

如图4所示的线网离线计划的下达及回执处理，包含以下步骤：

离线计划下达时，线网中心首先将全线网离线计划同步为各线路计划，然后发送至线网结构，线网结构会根据计划线路号分发至各线路；线路ATS接收离线计划，对计划进行线路校验，校验失败向线网结构发送失败回执，校验成功则存储本地，同时向线网结构发送成功回执。

线网中心收到线路的失败回执，会尝试再次下达，多次失败后，会通知线网各工作站线路计划发送失败；当接收到各线路成功回执时，首先进行时间和图号校验判定，判定是否为当前离线计划的下达回执；然后进行线网完整性校验，看是否接收到了所有线路的成功回执，若完成校验则通知线网各工作站线路计划发送成功，否则通知线网各工作站线路计划发送失败。

跨线运行线的数据结构定义：

1)单线中跨线运行线的数据结构定义

需要增加定义跨线始发站节点信息、跨线接入站节点信息、跨线接入车次信息、跨线交出站节点信息、跨线终到站节点信息、交出车次信息。

2)线网跨线运行线的数据结构定义

每个正线节点信息需要增加子图号、线路号、接入车次号、交出车次号。

实施例二：

线网在线计划调度方法，如图5所示调度流程，线网在线运行图分为三部分，即当日线网开行计划运行图、线网实时计划和线网调整计划。

如图6所示当日开行计划下达，每班运行前，线网调度员需要统一指定当日运行图，形成当日开行计划，并通过线网结构统一下达给各条线路，线网结构会根据计划内容分发至各线路，线路ATS校验线路号ID成功后，通过运行图号唯一约束，从本地获取离线计划，形成当日计划供行车调度系统执行。

如图7所示的线网列车实时监视与告警，每班运行时，各条线路的运营数据通过线网结构实时发送线网中心，包括列车实时位置信息和实际线信息，信息内容包括唯一约束条件线路号ID；线网调度系统汇总形成线网实时运行图，提供全线网的列车实时运行状态的监视与告警，可实时发现计划偏差，监视跨线列车运行情况。

如图8所示线网计划的获取，当需要调度操作时，由线网调度发起，向线路发送当日计划获取信息，线路收到信息后响应，向线网中心发送当日运行计划。线网调度系统获得每一条线路的计划后，首先对各线路的数据进行有效性检查，然后形成每一条线路的运行线链表；然后同步线网实时运行图形成线网实时运行图的子图运行线链表和跨线运行线链表。

线网计划的调整、下达和执行包括：

线网实时运行图支持网络化的运行组织与运行调整，线网行车调度不但可以针对单线路运行图进行调整，而且可以针对跨线路的运营车辆计划进行运行图调整。调整措施如调整列车停站时间、变更跨线列车运行交路、临时增开或者取消跨线列车等。

当需要执行完线网调整后，线网调度在对当日线网调整计划进行有效性检查的基础上，将当日全网调整计划图同步为符合单线运行图逻辑的数据，形成每条线路的当日调整计划，通过线网结构下达至各个线路。

各线路通过线网结构接收后，校验通过执行。

线网实时运行图的校验包括：跨线列车与本线列车冲突；检查跨线列车接入交出时刻是否匹配；最小时间校验(包括最小追踪间隔、最小纯折返时间、最小停站时间等)；检查股道冲突；检查运行线完整性(折返、出入段、方向)；检查车次号完整性。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种城市轨道交通线网调度系统，其特征在于，包括四级指挥层次，分别为线网调度、线路调度、车站调度、信号控制；其中，线网调度层包括：线网计划工作站、线网调度工作站，线网应用服务器，线网数据库服务器，线网接口服务器；

线网计划工作站、线网调度工作站和线网数据库服务器，分别通过网络连接线网应用服务器；线网与线路接口服务器有多个，可根据每条线路单独设置，均和线网应用服务器通过网络连接；

所述线网计划工作站用于线网离线计划统一编制，线网离线计划统一下达，计划编制校验；所述线网调度工作站用于线网当日实时运行状态监视，线网当日计划获取，线网当日计划调整、编辑和校验，线网当日计划下达；所述线网应用服务器用于接收线网调度工作站向线路调度发送的信息流，并转发给线网接口服务器，接收线网接口服务器转发的各线路信息流，并转发至线网调度工作站；所述线网数据库服务器用于存储线网离线计划，存储线网当日调整计划，存储线网历史计划；所述线网接口服务器用于对从线网发送线路的信息进行唯一性验证后转发，对从线路发送线网的信息进行唯一性验证后转发。

2.一种城市轨道交通线网调度方法，应用于如权利要求1所述的城市轨道交通线网调度系统，其特征在于，包括线网离线计划调度方法和线网在线计划调度方法，其中，

所述线网离线计划调度方法包括：在线网中心运行图上统一绘制互联互通所有线路列车离线计划，内容包括跨线运营列车计划和本线运营列车计划；进行线网级别的计划校验，包括单线路计划校验和跨线运营的计划校验；编制全线网离线计划，并通过线网中心运行图下达预处理，同步为各单线离线计划，通过线网结构下达到各个单独线路；单线列车自动监控ATS接收到线网调度下达的离线运行图，进行二次线路校验，校验通过后，存入本地，同时向线网中心发送回执；

所述线网在线计划调度方法包括：线网在线运行图，其中，线网在线运行图包括当日线网开行计划、线网实时计划和线网调整计划。

3.根据权利要求2所述的城市轨道交通线网调度方法，其特征在于，线网离线计划的下达及回执处理，包含以下步骤：

离线计划下达时，线网中心首先将全线网离线计划同步为各线路计划，然后发送至线网结构，线网结构根据计划线路号分发至各线路；线路列车自动监控ATS接收离线计划，对离线计划进行线路校验，校验失败时向线网结构发送失败回执，校验成功时则存储本地，同时向线网结构发送成功回执；

线网中心收到线路校验失败回执时，尝试再次下达离线计划，N次失败后，通知线网各工作站线路计划发送失败；当接收到各线路校验成功回执时，首先进行时间和图号校验判定，判定是否为当前离线计划的下达回执；然后进行线网完整性校验，判断是否接收到了所有线路的成功回执，若完成校验则通知线网各工作站线路计划发送成功，否则通知线网各工作站线路计划发送失败；所述N为大于等于2的自然数。

4.根据权利要求2所述的城市轨道交通线网调度方法，其特征在于，所述线网在线计划调度方法中，

所述当日线网开行计划具体为：每班线路运行前，线网调度员统一指定当日运行图，形成当日线网开行计划，并通过线网结构统一下达给各条线路，线网结构根据计划内容分发至各线路，线路列车自动监控ATS校验线路号ID成功后，通过运行图号唯一约束，从本地获取离线计划，形成当日计划供行车调度系统执行；

所述线网实时计划具体为：每班线路运行时，各条线路的运营数据通过线网结构实时发送至线网中心，包括列车实时位置信息和实际线信息，信息内容包括唯一约束条件线路号ID；线网调度汇总形成线网实时运行图，提供全线网的列车实时运行状态的监视与告警，可实时发现计划偏差，监视跨线列车运行情况；当需要调度操作时，由线网调度发起，向线路调度发送当日计划获取信息，线路调度收到信息后响应，向线网调度发送当日运行计划；线网调度获得每一条线路的计划后，首先对各线路的数据进行有效性检查，然后形成每一条线路的运行线链表，然后同步线网实时运行图形成线网实时运行图的子图运行线链表和跨线运行线链表；

所述线网调整计划具体为：线网实时运行图支持网络化的运行组织与运行调整，线网行车调度针对单线路运行计划和跨线路的运营车辆计划调整运行图；调整措施包括列车停站时间、变更跨线列车运行交路、临时增开或者取消跨线列车；当执行完线网调整后，线网调度在对当日线网调整计划进行有效性检查的基础上，将当日线网调整计划图同步为符合单线运行图逻辑的数据，形成每条线路的当日调整计划，通过线网结构下达至各个线路，各线路接收后，校验通过执行。

5.根据权利要求2所述的城市轨道交通线网调度方法，其特征在于，线网实时运行图的校验包括，检查跨线列车与本线列车冲突，检查跨线列车接入交出时刻是否匹配，最小时间校验，检查股道冲突，检查运行线完整性，检查车次号完整性。

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