客运站行车组织作业计算机仿真.doc

1、-91 客运站行车组织作业计算机仿真 摘要：本文介绍的客运站行车组织技术作业计算机仿真系统，不但实现了自动生成车站平面布置示意图功 能，而且在静态的车站平面布置示意图*础上实现了列车进路的动态优化和列车运行动态演示功能。此外 本系统还实现了对到发线和咽喉区道岔组占用时间的自动统计功能，为计算车站通过能力提供数据。通过 计算车站通过能力，可以寻找出车站固定设备的薄弱环节。对薄弱环节加以改进，可以优化车站行车组织 技术作业方案。关键词：计算机仿真技术；行车组织作业；车站通过能力；列车进路 1. 引言随着列车运行速度的不断提高和行车密度的不断增加，如何配置客运站的固定设备，发 挥各项设备的能力，搞好

2、设备协调，完成运输生产任务，是当前客运站行车组织技术作业而 临的主要问题。假如通过现场实验来解决这个问题，需要投入大M的资金，容易造成人力和 物力的浪费。而借助计算机仿真技术，运行按照实际系统建立的模型来进行研究，利用模型 实验研究的结果来推测实际系统的工作，不仅可以对车站的工作进行准确的定量分析，而且 可以节省大量的人力和物力。因此运用计算机仿真技术对客运站行车组织技术作业过程进行 仿真模拟是解决此问题的有效手段。本文介绍的客运站行车组织技术作业计算机仿真系统正 是运用了计算机仿真技术，通过建立并运行行车组织技术作业仿真模型，实现了列车进路的 动态优化和自动生成，行车组织技术作业过程动态演示

3、、到发线和咽喉区道岔组占用时间自 动统计功能。2. 系统设计2.1系统设计思想客运站行车组织技术作业计算机仿真系统实现列车进路的自动生成和列车运行动态演 示功能，需要以车站平而图为基础。这是因为列车运行动态演示是以列车进路为径路来进行 的，而列车进路是根据车站平而图自动生成的。列车进路的生成和列车运行动态演示是根据具体的列车信息来执行的。系统应该对列车 信息进行识别和数据处理，为不同的列车建立相应的进路，并针对不同的列车类型动态演示 相应的行车组织技术作业过程。同时系统还应对列车进路排列进行动态优化，以保证车站作 业的完成。为了对车站的工作进行分析，系统需要对车站技术作业指标进行统计。而列车占

4、用咽喉 区道岔组和到发线时间是十分重要的技术作业指标。因此本系统还需要统计咽喉区道岔组占 用时间和到发线占用时间。2. 2系统结构根据系统设计思想，系统可以分为以下四个子系统：车站图形自动生成子系统、列车信 息数据库子系统、行车组织技术作业动态演示子系统和行车组织技术作业情况査询子系统。车站图形自动生成子系统的功能是自动生成车站平面布置示意图，为行车组织技术作业 动态演示子系统提供车站图形，是本系统的基础子系统。列车信息数据库子系统的功能是存取列车信息，对列车信息进行数据处理为行车组织技 术作业动态演示子系统提供数据。列车信息包括列车车次、进站时间、发车时间和列车类型 (包括通过列车、终到列车

5、和始发列车）等字段。行车组织技术作业动态演示子系统的功能是根据车站平而布置示意图和列车信息子系 统中的列车信息，自动优化列车进路，自动生成列车进路并动态演示列车运行。行车组织技术作业情况査询子系统的功能是提供到发线占用情况査询，自动统计到发线 和咽喉区道岔组占用时间，为计算车站通过能力提供数据。3. 系统功能实现3.1车站图形自动生成功能实现车站图形实际上是点和线的结合（如图1所示)，不管是道岔、曲线、站线还是渡线， 都是通过点（即图1中的锚点）和线（即图i中的轨道单元）连接的。因此，只需要确定锚 点的坐标和锚点间的关系，在直接相连的锚点之间绘制直线即可自动生成车站平而布置示意 图。锚点之间的

6、关系可以通过建立索引来实现，锚点的索引表示与该锚点直接相连的锚点。点（描点）线（直线轨道单元）_图1车站结构框架图3.2列车信息自动识别和处理功能实现列车信息A动识别和处理功能实际上是系统按照一定的时间步长不间断地遍历并筛选 列车信息数据库中的列车信息。系统首先以系统时间作为筛选条件对各列车信息中的进站时 间和发车时间字段值进行筛选。当某条列车信息的进站时间或发车时间字段值与系统时间相 符合时，系统将对该条列车信息的列车类型字段值进行进一步地筛选，系统根据筛选的结果 对该列车进行相应的作业。例如，某列车信息字段如下：车次T1,进站时间为06:10,列车类型为终到列车。系统 首先以系统时间为条件

7、对所有列车信息的进站时间和发车时间字段值进行筛选。当系统时间 到达06:10时，该条列车信息中的进站时间字段值与系统时间相符合，系统将对该条列车信 息的列车类型字段值进行进一步筛选，系统根据列车类型字段值为终到列车动态演示终到列 车作业过程。3. 3行车组织作业动态演示功能实现假设某列车信息如下：车次K7,进站时间为22:15分，出发时间是22:21分，列车类 型为通过列车。当系统时间到达22:15分时，系统对列车信息进行识别和处理后，系统将自 动安排接车股道，并建立接车进路。如果进路建立条件成立，系统将建立进路，进路显示为 黄色光带。进路建立后，系统将以列车进路为径路动态演示K7次列车的运行

8、。该子系统能对列车进路排列进行动态优化。本系统的列车进路排列优化方法和文献5 中的列车进路排列优化方法有所不同。本系统建立了列车进路信息库用于存取经优化后的列车作业常用进路和备用进路。在正常的作业情况下，系统调用列车作业常用进路；如果系统 在安排列车作业的过程中出现异常情况，系统将调用备用进路完成列车作业。文献5中的 列车进路排列优化方法利用图论和运筹学中的相关方法建立数学模型优化列车进路排列。由 于该方法在建立列车进路时没有列车进路可供调用，因此使用该方法时优化进路都是临时生 成。该方法根据车站和作业情况，在排列进路时以为后续作业提供最多的可用平行进路为原 则来建立进路。列车运行动态演示实际

9、上就是行车组织技术作业动态演示子系统按照一定的时间步长 不间断地进行列车实时定位显示。系统通过轨道电路区段显示列车位置，红色光带表示列车 占用的轨道电路区段，白色光带表示列车出清的轨道电路区段。随着列车的运行，红色光带 不断移动实现列车运行的动态演示。列车的定位显示是按照时间步长法进行的。以下是在一 个时间步长内对某一列车定位显示的算法：确定该列车在当前时间步长内的头尾部坐标；根据进路上的绝缘节坐标确定列车占用和出清的轨道电路区段；画出列车定位光带，在占用的轨道电路区段内绘制红色线段，在出清的轨道电路内 绘制白色线段；将当前时间步长内列车的头尾部坐标记录下来，供下一时间步长定位显示时调用。完成

10、上述过程后，已经将列车显示在车站平面布置示意图上了，当下时钟信息被取出时，重复(1)到(4)。运行时系统按时间步长连续发出时间消息，列车的定位光带也不断更新，这 样产生的视觉效果就是列车在车站图形上的动态移动。下而举例说明一下该算法的实现过 程。(25, 2&8) (85, 268) (145, 268)(195, 268)(246,275)85145171195220 246 2783$0441图2 K7次列车接车进路和轨道绝缘节坐标将列车进路和绝缘节投影到一条直线上，如图2所示。定义K7次列车头部坐标为k7Head =0,列车长度为150米，相应的尾部坐标为k7Rear=k7head 15

11、0。使列车头尾部坐标随 着时间的推移不断增加。当k7Head=25&k7Rear=85&k7Rear145时，代表K7次列车出清1号轨道电路区段。然后绘制出 列车定位光带，在占用的轨道电路区段内绘制红色线段，在出清的轨道电路区段内绘制白色 线段。最后将当前时间步长内列车的头尾部坐标记录下来，以供下一时间步长定位显示时调 用。系统按照时间步长连续地发出时间消息，列车头尾部坐标不断增加，轨道电路区段的颜 色逐段地变化，形成一条沿着列车进路不断移动的红色光带，行车动态演示功能就实现了。3.4到发线占用时间自动统计功能到发线和咽喉区道岔组占用时间的自动统计功能也是通过时间步长法实现。其工作原理 是：当

12、需要计时开始的事件发生时，系统以一定的时间步长开始计时；当需要计时的事件结 束完成后，停止计时，并将记录的时间结果累加到相应的变S。4. 结论本系统已在Microsoft Visual Studio. NET平台上用C #实现，基本到达了设计目标。 本系统具有以下三个方面的实用价值：（1)可以用于对车站工作进行定s分析；（2)可以用 于评估和优化车站运输组织方案；（3)可以用于现场工作人员的业务培训工作。本系统以长 沙客运站为研究对象，进行了行车组织技术作业计算机仿真，取得了良好的实用效果。参考文献【1】胡思继。铁路行车组织M。北京：中国铁道出版社，1998。538。【2】刘苏斌，马桂贞。铁路

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