楊 帆，王堅(jiān)強(qiáng)

（1. 西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都 611756；2. 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，成都 610031）

城市軌道交通車(chē)輛基地是列車(chē)停放、保養(yǎng)和檢修的基地[1]，為列車(chē)每天從車(chē)輛基地出發(fā)至正線車(chē)站提供運(yùn)營(yíng)服務(wù)，運(yùn)營(yíng)結(jié)束后再?gòu)恼€返回車(chē)輛基地。車(chē)輛基地內(nèi)主要作業(yè)任務(wù)為發(fā)車(chē)作業(yè)和收車(chē)作業(yè)，發(fā)車(chē)計(jì)劃通常由夜班的車(chē)場(chǎng)調(diào)度根據(jù)檢修調(diào)度次日的檢修計(jì)劃、列車(chē)實(shí)際停放位置和次日的運(yùn)行圖時(shí)刻表等信息編制。收車(chē)計(jì)劃是車(chē)場(chǎng)調(diào)度根據(jù)當(dāng)日的發(fā)車(chē)計(jì)劃、實(shí)際的運(yùn)營(yíng)情況，車(chē)輛基地現(xiàn)場(chǎng)情況、次日的運(yùn)行計(jì)劃和當(dāng)日的檢修計(jì)劃等信息編制[2]。

目前，車(chē)輛基地作業(yè)組織的計(jì)劃報(bào)表都是通過(guò)調(diào)度員手動(dòng)采用電子表格編制實(shí)現(xiàn)的[3]，編制方法落后，效率低下。本文設(shè)計(jì)了一種車(chē)輛基地收發(fā)車(chē)計(jì)劃編制系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)化計(jì)劃編制步驟，利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，可以快速通過(guò)可視化界面編制出收發(fā)車(chē)計(jì)劃，最終導(dǎo)出可執(zhí)行的計(jì)劃報(bào)表。

1 收發(fā)車(chē)計(jì)劃編制及調(diào)整系統(tǒng)功能分析

根據(jù)車(chē)輛基地作業(yè)的需求，編制系統(tǒng)應(yīng)包含基本的作業(yè)計(jì)劃生成導(dǎo)出功能，還添加了仿真功能，具體包含的功能模塊，如表1所示[4]。

表1 功能模塊

1.1 作業(yè)計(jì)劃編制

（1）基本計(jì)劃自動(dòng)編制。編制計(jì)劃時(shí)，導(dǎo)入正線時(shí)刻表，獲得轉(zhuǎn)換軌發(fā)車(chē)時(shí)間和收車(chē)時(shí)間。再導(dǎo)入檢修計(jì)劃和列車(chē)停放位置信息。發(fā)車(chē)時(shí)，對(duì)于今日有檢修任務(wù)的列車(chē)，匹配好車(chē)次的列車(chē)自動(dòng)排列出來(lái)。收車(chē)時(shí)，有檢修任務(wù)的列車(chē)自動(dòng)排列到可以進(jìn)行檢修的股道。

（2）人工編制和調(diào)整。編制發(fā)車(chē)計(jì)劃時(shí)，沒(méi)有匹配列車(chē)的車(chē)次號(hào)，則需要人工手動(dòng)選擇無(wú)檢修任務(wù)的列車(chē)來(lái)匹配車(chē)次號(hào)。編制收車(chē)計(jì)劃時(shí)，無(wú)檢修計(jì)劃的列車(chē)人工選擇收車(chē)股道。同時(shí)，也可以對(duì)編制的計(jì)劃進(jìn)行人工的微調(diào)。

1.2 作業(yè)計(jì)劃在線調(diào)整

（1）自動(dòng)調(diào)整發(fā)車(chē)車(chē)號(hào)。在編制好計(jì)劃后，也會(huì)隨著現(xiàn)場(chǎng)的特殊情況而對(duì)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。例如：在發(fā)車(chē)前，綁定車(chē)次號(hào)的列車(chē)檢修還未完成或者臨時(shí)出故障不能運(yùn)營(yíng)，則需要進(jìn)行自動(dòng)的調(diào)整，選擇備用列車(chē)進(jìn)行發(fā)車(chē)。

（2）自動(dòng)調(diào)整收車(chē)股道。收車(chē)時(shí)，如果收車(chē)股道被占用，則也需要進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整選擇空閑出來(lái)的股道停車(chē)。

1.3 作業(yè)計(jì)劃報(bào)表生成

（1）報(bào)表的輸出打印。在可視化界面編制完發(fā)車(chē)和收車(chē)計(jì)劃后，能一鍵生成相應(yīng)的發(fā)車(chē)計(jì)劃報(bào)表和收車(chē)計(jì)劃報(bào)表，并可以導(dǎo)出保存和打印。

（2）報(bào)表的下發(fā)仿真。在報(bào)表生成過(guò)后，可以下發(fā)給仿真子系統(tǒng)，可按照?qǐng)?bào)表里信息進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

1.4 數(shù)據(jù)管理

可以進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的查看、添加和改動(dòng)，例如：車(chē)輛基地的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)股道的增刪改動(dòng)。還需要編輯導(dǎo)入的一些檢修計(jì)劃、時(shí)刻表和車(chē)輛停放信息等。

1.5 作業(yè)計(jì)劃動(dòng)態(tài)仿真

為了驗(yàn)證編制計(jì)劃的正確性，仿真出列車(chē)按照作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行收發(fā)車(chē)作業(yè)。同時(shí)，可以在仿真界面內(nèi)設(shè)置列車(chē)的臨時(shí)故障和股道臨時(shí)占用，來(lái)驗(yàn)證作業(yè)計(jì)劃編制系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)整功能。

2 作業(yè)計(jì)劃編制及調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

車(chē)輛基地作業(yè)計(jì)劃編制系統(tǒng)是建立在Windows操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用的開(kāi)發(fā)工具是Visual Studio2013，數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是SQL Server2014。開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為C#，C#作為.NET平臺(tái)的核心語(yǔ)言，是一種精確、簡(jiǎn)單、類(lèi)型安全、面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言[5]。系統(tǒng)使用GDI+圖像處理技術(shù)[6]繪制作業(yè)計(jì)劃，GDI+是.NET的繪圖技術(shù)，在C#中，使用GDI+處理二維的圖形和圖像，能夠根據(jù)坐標(biāo)軸x和y表示的點(diǎn)來(lái)快速繪制出圖形圖像。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用3層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分別為界面層、處理層和數(shù)據(jù)層[7-8]，結(jié)構(gòu)如圖1所示。界面層繪制圖像的數(shù)據(jù)全是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)層，中間處理層負(fù)責(zé)讀取數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)，生成符合界面層GDI+可識(shí)別的繪制命令。數(shù)據(jù)層分為4個(gè)存儲(chǔ)模塊，分別為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、正線時(shí)刻信息、檢修計(jì)劃信息和車(chē)輛停放信息?；A(chǔ)數(shù)據(jù)主要為車(chē)輛基地股道和轉(zhuǎn)換軌等信息；正線時(shí)刻信息主要為列車(chē)出轉(zhuǎn)換軌進(jìn)入正線的時(shí)刻；檢修計(jì)劃主要為車(chē)輛檢修的內(nèi)容和時(shí)間等信息；車(chē)輛停放信息主要為車(chē)輛在車(chē)輛基地所停的位置信息。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.3 系統(tǒng)流程

作業(yè)計(jì)劃編制系統(tǒng)的工作流程，如圖2所示，主要實(shí)現(xiàn)步驟為：

（1）導(dǎo)入正線時(shí)刻表、檢修計(jì)劃和車(chē)輛停放位置信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，執(zhí)行步驟（2）；（2）根據(jù)第導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)將今日有檢修任務(wù)的列車(chē)匹配車(chē)次號(hào)，執(zhí)行步驟（3）；（3）將匹配好車(chē)次號(hào)的列車(chē)自動(dòng)在繪制界面繪制出來(lái)，若還沒(méi)有車(chē)次號(hào)匹配車(chē)號(hào)，執(zhí)行第（4）步，若所有車(chē)次號(hào)都有匹配車(chē)號(hào)，則執(zhí)行第（5）步；（4）人工為沒(méi)有檢修任務(wù)的列車(chē)匹配上車(chē)次號(hào)，排列出作業(yè)計(jì)劃。或者系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自動(dòng)調(diào)整已經(jīng)排列出的計(jì)劃，修改完成后，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的改變，執(zhí)行步驟（2）；（5）計(jì)劃編制完成，生成計(jì)劃報(bào)表并打?。换蛘呦掳l(fā)給仿真模塊進(jìn)行仿真驗(yàn)證，執(zhí)行步驟（6）；（6）根據(jù)計(jì)劃報(bào)表仿真驗(yàn)證，若在驗(yàn)證過(guò)程中計(jì)劃有調(diào)整，則重復(fù)步驟（4），經(jīng)過(guò)調(diào)整過(guò)后，繼續(xù)按照調(diào)整過(guò)后的計(jì)劃進(jìn)行仿真。

圖2 系統(tǒng)流程

2.4 界面設(shè)計(jì)

收發(fā)車(chē)計(jì)劃編制系統(tǒng)編制界面類(lèi)似于正線的運(yùn)行圖編制界面[9]，如圖3所示，縱軸表示的是停車(chē)股道和轉(zhuǎn)換軌等信息，橫軸表示的是時(shí)刻信息，斜虛線表示列車(chē)在車(chē)輛基地內(nèi)的移動(dòng)，用戶(hù)可在界面點(diǎn)擊小圓點(diǎn)更改該車(chē)次的相關(guān)信息。仿真界面如圖4所示，可以仿真模擬出列車(chē)位置的變化，仿真界面可以設(shè)置突發(fā)情況，并實(shí)時(shí)反饋給編制系統(tǒng)給出調(diào)整信息。

圖3 編制界面

圖4 仿真界面

3 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種車(chē)輛基地收發(fā)車(chē)計(jì)劃編制及調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算與圖像處理優(yōu)勢(shì)來(lái)快速編制收發(fā)車(chē)計(jì)劃，減少車(chē)輛基地調(diào)度人員的工作量和提高編制效率，該編制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，可以直觀形象地表示出收發(fā)車(chē)計(jì)劃。在編制計(jì)劃完成后，可以一鍵導(dǎo)出計(jì)劃報(bào)表，并仿真驗(yàn)證作業(yè)計(jì)劃的可行性。系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)人工對(duì)收發(fā)車(chē)作業(yè)計(jì)劃的調(diào)整修改，系統(tǒng)的后續(xù)研究，將以系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)整為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在突發(fā)情況下的作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整。