基于 TDCS 的铁路港口站技术作业管理系统的设计研究

李 亮

（北京铁路局 总工程师室，北京 100860）

作为铁路线尽头的港口车站，其主要的技术作业是根据到港的重车信息，编制重车卸车计划；卸车完毕后，上报空车的回空计划，并组织空车回空。由于港口站技术作业模式比较固定，根据铁路港口站实际技术作业需要，从 TDCS[1]系统接收的重车到港计划，通过设计并开发铁路港口站技术作业管理系统，生成相应的卸车、装车调车作业计划，再根据卸车、装车调车计划生成列车的牵出调车作业计划，最终生成列车的出港计划，从而实现技术作业图表的自动绘制。

1 铁路港口站技术作业管理系统可行性分析

铁路港口站通常通过联络线或专用线与国铁相连。随着海铁联运的逐步推进，铁路港口站信息化建设逐步加强。港口站铁路运输相关信息系统与国铁运输管理相关信息系统相连，从国铁运输管理相关信息系统获取到港列车的相关信息，同时把出港列车的相关信息报送至国铁运输管理相关信息系统。港口站技术作业图上需要显示的数据包括列车到港计划、到达列检计划、卸车勾计划、装车勾计划、牵出勾计划、清扫车底计划、出发列检计划、列车出港计划和机车动态信息。

铁路港口站技术作业的流程包括：列车到港→到达列车检查→编制卸车、装车计划→卸车、装车→编制牵出计划→牵出→出发列车检查→列车出港。在编制车站作业计划时，如果通过从 TDCS 系统接收列车到港计划，采用对应的软件算法，完全可以采用计算机自动完成到达列检计划、卸车勾计划、装车勾计划、牵出勾计划、出发列检计划等计划的生成，站调手工干预的时间很少。调车机车动态信息可以由系统直接根据调车作业勾计划推算出来，交接班、吃饭、上油、上水、整备、解体等辅助作业时间可以由站调员手工干预生成，两勾作业之间的等待时间可以直接由调车勾计划推算。这样，可以大大提高站调的工作效率，降低劳动强度。

另外，该系统采用计算机作为运行平台，可以由显示屏输出计算机辅助绘图，由绘图仪打印纸质技术作业图表，从而可以使车站调度员实现无纸化办公。

2 铁路港口站技术作业管理系统体系结构

2.1 系统的体系结构

铁路港口站技术作业管理系统的体系结构图如图 1 所示。

（1）数据库访问模块。实现对数据库的访问，包括新增、修改、删除数据和读取数据。

（2）列车计划获取模块。实时接收 TDCS 系统的列车计划信息，并存储在该系统数据库内。

（3）数据打印模块。实现调车作业单和技术作业图表的打印，调车作业单通过打印机打印，技术作业图表通过绘图仪打印。

（4）数据处理模块。对列车计划、调车作业计划、调车机车动态等数据进行处理，包括生成到达列检信息、重车卸车调车作业计划信息、翻车机卸车信息、空车牵出调车作业计划信息、清扫车底信息、出发列检信息等，而且包括根据调车作业计划自动生成调车机车动态的功能。

（5）视图显示模块。根据调度工作设备和图表的要求及车站技术作业表绘制的特殊要求，将数据处理子模块生成的数据绘制成图文数据，包括表格绘制、到达和出发列车绘制、调车机车动态绘制、股道占用绘制、现车信息和编组内容标注等，最后生成车站技术作业图表。

图1 铁路港口站技术作业管理系统体系结构图

2.2 系统功能设计

铁路港口站的整个作业流程主要围绕列车到港和列车出港。列车在港口站技术作业过程主要包括：列车到达、重车卸车 ( 送车)、空车牵出 ( 取车 )、空车清扫、空车装车、列车解编和整编、调车机整场、甩挂等。

2.2.1 编制列车到港计划

港口车站通过数据采集模块，从 TDCS 系统中获取列车到港计划和列车到达确报信息，模块对所有计划信息内容进行冲突检查、接续一致性等逻辑判断，形成列车到港信息数据并进行计算和分析，最终生成绘图的基本数据，包括车次号、到达时间、到达股道、到达列检 ( 含开始列检和结束列检 )。通过自动绘图模块，根据给定数据计算机自动进行图表绘制。

技术作业图表的铺画采用了设计参数表的办法处理。在参数表中，通过测量计算并确定技术作业表中的数值，系统分别根据列车到港计划中的到达时间、到达股道信息，完成列车到达点在车站技术作业图表上横坐标、纵坐标的确定，进而完成列车到达点在车站技术作业图表上的定位。

由于相关数据的不统一，在自动采集数据的功能基础上，系统提供了友好界面，通过数据录入模块，由相关岗位完成数据的调整、修改并进行录入。

2.2.2 编制调车作业计划

调车作业计划模块分为卸车调车作业和牵出调车作业 2 个部分。重车到港列检完毕后，需要编制卸车调车作业计划，由调车机车把列车送到翻车机房或卸车线进行卸车作业。系统根据站场股道和翻车机或卸车线的对应关系，自动生成列车到特定翻车机或卸车线的调车作业计划信息。卸车调车作业计划的第一勾为加车，作业股道为列车到达股道；卸车调车作业计划的第二勾为减车，作业股道为用户选择的翻车机所有对应的股道，即把列车从到达股道调送到翻车机对应的股道进行卸车作业。

重车卸车完毕后，需要编制把空车从翻车机或卸车线牵出的调车作业计划。系统根据翻车机、卸车线、牵出线、牵出线尽头股道的对应关系，自动生成把空车从特定翻车机或卸车线牵出的调车作业计划。牵出调车作业计划的第一勾为加车，作业股道为卸车线对应的股道，牵出调车作业计划的第二勾为减车，作业股道为牵出线尽头股道，即把列车从卸车线调送到存车股道。

2.2.3 编制列车出港计划

影响列车出港计划因素主要有车底清扫作业、列检作业、计划开行时间等基本因素，同时也有临时装车、车辆扣修，以及机车是否匹配等不确定因素，将各种因素进行量化处理，并将不确定因素当作随机变量。

从清扫作业开始，以车底清扫时间和列检作业时间默认值的总和作为基础文件，将随机变量转化为约束条件，建立列车出港计划的动态优化模型。利用建模程序进行时间计算，再结合获取到的车次号、发车股道、列车编组顺序表等出港列车信息，对相关基础文件、约束性文件进行处理，形成最终信息文件后输出。车站调度员可以提前掌握车流变化的合理范围, 从而保证计划的执行效果。

2.2.4 绘制调车机车动态信息

根据调车作业计划，按照《 铁路运输调度规则 》[2]有关规定，采用折线流的形式，并辅以文字说明绘制调车机车动态信息。调车机车动态信息反映调车机车的作业过程和作业方法，从调车机车动态信息中能够区分调车机车的作业时间和非作业时间，而且能够反映每一勾的作业时长。调车机车动态中的作业信息由调车作业计划自动生成，如果 2 次作业间隔时间超过设定值，则自动生成一个等待信息。调车机车动态中的非作业信息，如吃饭、上水、上油、机车故障等，由车站调度员人工输入。

编制完成的调车机车动态信息，通过自动绘图模块，系统绘制机车详细移动轨迹图，用以反映机车的作业时间、作业位置和作业顺序。

2.2.5 统计班次作业指标

按照不同的统计维度，系统提供班次作业各项指标统计的功能。班次作业指标统计通过班次作业信息完成。班次作业信息内容包括调车作业批数、调车作业勾数、作业合计时间、转场列车数量、对位列车数量、牵出列车数量等。系统进行后台运算，如设定调车作业批数=有调车作业的列车数，作业合计时间 = 所有调车作业勾时长之和等。通过计算完成的班次作业信息提供给统计模块，最终形成班次作业指标，主要包括装卸车统计、现在车统计、货车停留时间统计和货物列车出发正点率统计等[3]。

2.2.6 绘制作业单和技术作业图表

系统综合处理各种数据，根据设置的静态配置信息，自动完成技术作业图表 ( 运站一 ) 底图表格的自动绘制。根据从 TDCS 系统获取的，以及系统内部产生的动态数据，自动完成列车技术作业的各种符号、标记、线条、备注、调车机车动态、调车机车详细移动轨迹的动态绘制和实时调整[4]。

图2 调车机动态图

3 铁路港口站技术作业管理系统功能实现

（1）从 TDCS 系统中接收重车到港计划。重车到港计划是车站站调部署车站技术作业的核心，所有的港口站技术作业均是围绕到港的重车展开。

（2）根据重车到港计划自动生成卸车、调车作业计划。系统根据重车到港的站场股道和翻车机的对应关系，自动生成列车到特定翻车机的调车作业计划信息。

（3）根据卸车计划自动生成空车的牵出调车作业计划。系统根据翻车机、牵出线、牵出线尽头股道的对应关系，自动生成把空车从特定翻车机牵出的调车作业计划信息。

（4）根据调车作业计划自动绘制调车机车动态。根据调车作业计划，按照《 铁路运输调度规则 》规定，采用折线流的形式，并辅以文字说明绘制调车机动态信息。调车机动态图如图 2 所示。

（5）根据调车作业计划自动绘制机车详细移动轨迹。根据调车作业计划，采用折线流的形式，绘制机车详细移动轨迹。机车详细移动轨迹图如图3 所示。

（6）自动铺画技术作业图表。技术作业图表如图 4 所示，主要包括 3 个部分：左边为站线显示区域，该区域用来标识、定位技术作业图表的纵坐标。上边为时间标尺，显示对应班次的 12 h 的时间刻度，该区域用来表示、定位技术作业图表的横坐标。例如，一个调车勾计划于 10 : 00 在Ⅰ场的 3 股道执行，则根据作业时间便可定位该点的横坐标，根据作业位置可以定位该点的纵坐标。根据该原理，可以定位所有的图形元素在技术作业图表上的位置，实现自动铺画。

图3 机车详细移动轨迹图

图4 技术作业图表

4 结束语

铁路港口车站技术作业管理系统根据从 TDCS系统获取的信息，实现了调车作业计划自动编制和技术作业图表的快速自动铺画，充分发挥了技术作业图表在生产指挥、作业统计、技术分析等方面的作用。该系统自投入运行以来，各项功能效果显著，大幅度降低了车站调度员的劳动强度，方便了车站调度员日常运输作业管理，提高了调度指挥水平和工作效率。该系统可以根据铁路港口站实际情况在全路推广应用。

[1] 铁道部劳卫司. 调度集中和列车调度指挥系统[M]. 北京：中国铁道出版社，2008.

[2] 中华人民共和国铁道部. 铁路运输调度规则[M]. 北京：中国铁道出版社，2008.

[3] 彭其渊，王慈光. 铁路行车组织[M]. 北京：中国铁道出版社，2010.

[4] 杜俊伟. 计算机绘制铁路车站技术作业表的研究[J]. 铁道运输与经济，2004，26(8)：58-60.