（交通运输工程专业论文）客运站站调辅助决策管理系统的探讨.pdf

西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 摘要 i 客运站作业的效率和质量直接影响到铁路旅客运输任务的完 成，、客运站的行车组织工作以站调工作为核心，他的调度指挥工作 是通过编制与执行阶段计划、调车计划来实现的。现行手工编制不 但劳动强度大，而且受许多人为因素的影响，编出计划的质量得不 到保证，所以客运站站调辅助决策管理系统的建立，不仅可以提高 车站工作组织和车站技术管理水平，促进车站工作组织与管理现代 化，从车站内部尽可能实现作业计划优化，挖掘车站潜力，提高旅 客列车正点率，而且可以提高缝堕鎏塑组织水平，促使铁礁毛宣占管 理手段的现代化，从而提高铁路运输的经济效益和社会效益 本文从我国客运站实际出发，利用管理信息系统的思想，对阶 段计划、调车计划编制的原则、内容及过程进行了详细的论述，对 客运站站调辅助决策管理系统的目标、功能、结构和开发应用进行 了初步的探讨。本文的主要工作为： 对我国客运站阶段计划、调车计划编制的原则、内容、过程 进行了系统的分析。 从管理信息系统的角度出发，对客运站站调决策管理系统的 目标、功能和结构进行了探讨。 对站调辅助决策管理系统的软、硬件环境，对系统详细功 能设计及数据库概念设计进行了研究。 到发线的运用、取送车安排、调机作业安排是编制阶段计 划、调车计划所要解决的关键问题。本文对以上问题的数学模型和 算法进行了探讨。 、 【关键词j瓶辅胁抉策管理系统 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t t h ee f f ic i e n c ya n dq u a l i t yo fp a s s e n g e r r a i l w a y s t a t i o n st a s k se f f e c t st h ea c c o m p l is h m e n to f t h er a i l w a y t r a n s p o r t a t i o nd i r e c t l y t h ed i s p a t c h i n gw o r k i st h ek e yo f p r t sr u n n i n ga n do r g a n iz a t i o nw h i c hd e p e n d sc l o s e l yo nt h e p h a s ep 1 a na n dt h ec a r s t r a n s f e r r i n gp l a n a t t h em o m e n t ， t h et h i n gisp l a n sc o m p i i e db yh a n dh a v ea1 0 wq u a l i t ya n da r e e f f e c t e db yf a c t i t i o u sf a c t o r s t h ee x e c u t i o no fa d m sc a nn o t o n l yi m p r o v e t h es t a t i o no r g a n i z a t i o na n dt h el e v e lo ft h e m a n a g e m e n tb u ta l s oa c c e l e r a t et h em o d e r n i z a t i o no fw o r kw h i c h c a nm a k eo u tg o o dp 1 a n s ，m a k ef u l l u s eo ft h ed e v i c eo f s t a t i o n ，i m p r o v et h ea c c u r a c yc o e f f i c i e n to fp a s s e n g e rt r a i n s a n da sar e s u l tt h ew h 0 1 el e v e lo fr a i l w a yo r g a n i z a t i o nis t o b el i f t e d 。t h em o d e r n i z a t i o no fr a i l w a ys y s t e mm a n a g e m e n tis t ob ea c c e l e r a t e da tt h es a m et i m eb o t ht h ee c o n o m i ca n ds o c i a l e f f i c i e n c ya r et o b ei m p r o v e d b a s e do nt h ef a c to fo u rc o u n t r y sp a s s e n g e rs t a t i o n s ， t h ep a p e rd e t a i l so nt h er u l e s 。c o n t e n t sa n dp r o c e s so fp h a s e p l a na n dc a r s t r a n s f e r r i n gp l a na n dd i s c u s s e st h es y s t e m s a i m ，f u n c t i o n s ，s t r u c t u r e ，d e v e l o p m e n t a n d a p p l i c a t i o n e l e m e n t a r i i y t h em a i n c o n t e n to ft h ep a p e ri sa sb l o w ： i i ta n a l y s e st h er u l e s ，c o n t e n ta n dp r o c e s so fc o m p i l i n g p r o c e s s o f p h a s ep l a n a n dc a r s t r a n s f e r r i n g p l a n i n p a t i c u l a r 2 f r o mt h ep o i n to fm i s ，i td is c u s s e st h ea d m s sa i m ， f u n c t i o na n di t ss t r u c t u r e 3 i td is c u s s e st h es o f e w a r ea n dh a r d w a r ec o n f i g u r a t i o n ， r e s e a r c h e so nt h es y s t e m sc o n c r e t ef u n c t i o n sa n dd e s i g n o f i t sd a t a b a s e 4 a p p l i c a t i o n o fr o u t e so fd e p a r t m e n ta n da r r i v a l ， a r r a n g e m e n to f c a r s e x t r a c t i o na n dd e l i v e r y a n ds e t t l i n g 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 t r a n s f e r1 0 c o m o tiy ea r et h ek e y c o r r e s p o n d i n gm a t hm o d e l sa n d p o i n t s t h ep a p e rp r o v i d e st h e d is c u s s e st h e i rm a t hm e t h o d s k e yw o r d ：s t a t i o i l d i s p a t c h i n g ，a u x i l i a r yd e c i s i o n m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第l 页 1 1 问题的提出 第1 章绪论 铁路是我国国民经济的大动脉，它的主要任务就是合理组织运 输生产过程，采取各种有力措施保证安全、迅速、经济、准确、便 利的运送旅客和货物，以满足国家建设和人民生活的需要，提高铁 路运输产品的市场竞争能力。由于铁路旅客运输具有运输能力大、 运输速度高、安全可靠、费用低廉等特点，所以它担负的旅客周转 量较大，因此，搞好铁路旅客运输，是非常重要的一项任务。 质量良好的完成铁路旅客运输任务，对满足广大人民群众在生 产上和生活上的旅行需要，促进国民经济的发展，活跃和改善社会 生活，加强城乡联系以及国内各民族的团结，增进各国人民的友好 往来及旅游事业的发展都具有十分重要的意义。 客运站是专门办理大量客运业务的车站。客运站是铁路旅客运 输的基本生产单位，它的主要任务是保证安全、正点地接发旅客列 车；方便地取送客车车底；迅速、准确、有秩序的组织旅客上、下 车和行包、邮件的装卸和搬运：保证旅客迅速、方便的办理一切旅 行手续和候车。自列车几次提速以来，特别是为了适应市场经济的 需要及旅客出行的特点，开行了大量的夕发朝至、朝发夕至的旅客 列车。提速和列车开行时段的变化无疑对发展铁路旅客运输及其在 各种运输方式取得更多的份额起到了很大的作用。但是，由于列车 到发的相对集中，使原已不富裕的客运站能力的利用发生了很大的 变化。无论是到发线和咽喉的通过能力还是调车机车的解编能力， 在列车到发的高峰时段都显得十分紧张，改善客运站现状已势在必 行。解决此问题的方法之一是增加设备及机车，另一个方法就是充 分利用和发挥信息技术的作用优化作业方案，提高车站能力。一味 的增加设备是不现实的，相反信息技术的应用无疑是解决此问题的 最佳选择。 客运站的行车组织工作以站调工作为核心，他的调度指挥工作 是通过编制与执行阶段计划、调车计划来实现的。现行手工编制计 划不但劳动强度大，还受编制人员经验水平，思维方式和个人习惯 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 页 等许多人为因素的影响，所以编出的计划质量得不到保证，因此影 响了车站的工作效率，降低了车站的能力。而站调决策管理信息系 统就是研究实现用计算机辅助完成调度工作，这样就可以避免人为 疏忽等于扰，同时减轻工作人员的劳动强度，提高计划的准确性和 合理性，操作起来也方便快捷，因此，客运站站调辅助决策管理系 统的实现是十分必要的。 1 2 现状及存在问题 目前，客运站运营管理上处于相当落后的状态，基本上仍然是 沿袭传统的管理模式。采用电话联系、手工作业，用毛玻璃板登记 掌握现车，对复杂的信息处理瞬间的动态变化和各种随机因素影响 的调整，全凭人脑掌握控制，难以充分发挥既有站场线路设备和调 机的潜力。为了进一步挖潜扩能，适应国民经济不断发展的需要， 必须依靠科技进步，走现代化的道路，以此来提高车站各种工作效 率和综合运输能力。 客运站站调辅助决策管理系统的建立，不仅可以提高车站工作 组织和车站技术管理水平，促进车站工作组织与管理现代化，从车 站内部尽可能实现作业计划优化，挖掘车站潜力，提高旅客列车正 点率。而且可以提高铁路运输组织水平，促使铁路车站管理手段的 现代化，从而提高铁路运输的经济效益和社会效益。因此客运站站 调辅助决策管理系统的研究与开发有着十分重要的现实意义。 1 3 国内外研究现状 国外许多先进的国家，对于把计算机用于车站的综合自动化研 究进行了大量的工作，并已取得一些成就。目前，美国、西德、日 本的一些编组站已经可以采用电子计算机编制解体计划及编组计 划，列车到发进路也由计算机程序自动控制。 r 本铁路武藏野自动化编组站可以采用电子计算机进行作业计 划的自动编制和传递。 北美铁路由美国和加拿大铁路协会联合研究开发的先进列车 控制系统( a t c s ) ，在传统调度集中的基础上增加了车次报告和进路 自动排列的功能，并引入列车运行图管理。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第3 页 我国铁路的电子计算机引用技术开始于6 0 年代，主要用于编制 铁路运输计划、技术计划及统计和工程计算等方面；7 0 年代初开始 全面规划在铁路上应用电子计算机，开始了多方面的科学研究：8 0 年代随着计算机应用有了很大的发展，在铁路各个部门都开展了计 算机应用。全国铁路计算机基干网络已初步建成了铁道部至1 2 个铁 路局和各个铁路分局三级“全国铁路计算机基干网络”，这是一个具 有全国规模，实时运行的计算机网络系统。 但是，目前对于采用计算机编制客运站作业计划的研究工作进 行的较少。 1 4 本文研究的主要内容 阶段计划、调车计划的编制要解决以下三个问题，即：到发线 运用计划、调机作业计划、取送车安排。本论文从客运站实际情况 出发，针对其现行计划编制系统，以使用为目的，设计了计划辅助 编制系统的功能。本论文的主要内容包括： 1 对阶段计划、调车计划编制过程进行深入分析，并对阶段计 划、调车计划要解决的主要问题的数学模型及算法进行了探讨。 2 从管理信息系统的角度对系统的目标、功能、结构及输入输 出进行了设计。 3 结合现场实际。对系统的软、硬件环境进行了探讨。 4 对系统的操作界厩进行了设计。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第4 页 第2 章客运站行车组织工作 2 1 车站的行车工作组织情况概述 铁路车站实行站长负责制，客运站行车组织系统如图2 一l 所示 车站日常运输生产实行单一指挥制。值班站长是车站一个班工 作的组织者和领导者，负责组织全班职工完成规定的生产任务。车 站调度员是车站调车工作的领导人，他在值班站长的领导下负责组 织和指挥车站的调车活动，以实现班的生产计划。 2 2 作业计划编制的原则、内容及过程 车站作业计划包括班计划、阶段计划和调车作业计划。班计划 是车站最基本的计划，它体现分局调度所对车站规定的任务和要求， 由站长或主管运输的副站长按照分局调度所的要求编制；阶段计划 是一个班各阶段工作的具体安排，是完成班计划的保证，由车站调 度员根据该阶段工作开始前的具体情况编制；调车作业计划是列车 解体、编组和车辆取送作业的具体行动计划。 2 2 1 车站作业计划编制与执 亍 的原则 车站作业计划是有条不紊进行作业的重要保证，所以在编制和 执行计划时，必须遵循以下暇则： 1 集思广益，不断提高计划编制和兑现水平。 2 组织均衡运输，挖掘设备潜力，经济合理地使用机车车辆和 其他运输设备，提高运输效率。 3 遵章守纪确保安全生产。 4 服从上级调度的统一指挥，严肃计划纪律，严格按计划办理， 质量良好地组织实现。 2 2 2 阶段计划编制内容 班计划是对本班工作的总体安排，比较粗略，而阶段计划是班 计划的细化。阶段计划由车站调度员根据车站技术作业过程和各项 时间标准，班计划规定的任务及作业进度进行编制，用铅笔铺画在 图2 - 1客运站行车组织系统 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第6 页 车站技术作业表上的有关栏内。其编制内容如下： 1 到达列车的车次，时分，占用到发线股道，入库别，时分， 占用库内股道。 2 出发列车的车次，占用库内股道，出库时分，占用到发线股 道。 3 客车车辆的甩挂，编组列车起止时分。 4 客运站至各专用线取送货物作业车的起止时分。 5 调车机的运用及整备计划。 2 2 3 现在车掌握办法 以上介绍为本系统需要完成的工作任务，实际工作的班计划图 表上还要求有许多统计工作，其中比较重要的是现在车情况，车站 调度员在玻璃板及车站技术作业表上填记全站现在车分布情况： 1 按调车作业计划将车辆的车种、车号、率数、到站( 或空车) 、 运用类别依照车辆顺序在玻璃板上相应的线路栏内正确登销。 2 以阶段计划终了时间为统计阶段，将各类货物作业车结存数 填记在技术作业表的现车结存栏内。 3 交接班时，将各类现在车状况填记在技术作业表的交接班现 车情况栏内。 4 统计员应经常核对现车。保证帐车相符。 5 车号员和客技站扳道员应按车站调度员的布置。核对停留车 及线路上的现车状况。 6 货运员应将现车按车种、车号、重空状态、发出重车到站情 况，报告计划货运员，计划货运员报告车站调度员。 2 2 4 阶段计划的编制与下达 1 阶段计划由车站调度员根据车站值班员提供列车正晚点情 况，车站技术作业过程和时间标准，班计划规定的任务及作业进度 进行编制，用铅笔铺画在车站技术作业表上的有关栏内。 2 阶段计划是班计划分阶段的具体安排，一般情况下，每班编 制3 4 个阶段计划。亦即每个阶段计划为3 4 小时的工作安排，阶 段计划前后须衔接，以保持计划的连续性。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第7 页 3 阶段计划中占用到发线应固定使用，特殊情况下必须变更时。 车站调度员应与车站值班员商定。 4 阶段计划编制完后，站调应于每阶段开始前半小时通知车 站值班员和车辆段库检值班员。遇特殊情况需变更到发线固定使用 或压缩占线停留时间时，车站值班员应将变更情况向客运、行包车 间及客列检传达。 2 2 5 调车作业计划 1 编制内容 调车作业计划由车站调度员编制。调车作业计划应根据车站技 术作业过程，本阶段的阶段计划作业进度及现车分布情况编制。作 业中应注意的安全、技术事项须在注意事项拦内注明。 2 其内容应包括： ( 1 ) 调车机作业时进入的股道和甩挂车数。 ( 2 ) 一批作业的起止时分。 ( 3 ) 作业中应注意的安全事项。 3 调车计划的下达 假定车站有两台调机，一调为主二调为辅，一调主要负责车站 客车车底的取送作业，兼顾专用线取送车；二调主要负责货车取送， 兼顾客车车底取送。 调车计划的下达如图2 2 所示 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第8 页 图2 - 2 调车计划的下达流程图 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第9 页 第3 章系统分析及功能设计 3 1 管理信息系统的基本概念 3 1 1 管理信息系统的定义 管理信息系统一词在中国出现于2 0 世纪7 0 年代末8 0 年代初， 根据中国的特点，许多从事管理信息系统工作最早的学者给管理信 息系统下了一个定义，该定义为：管理信息系统是“一个由人、计 算机等组成的能进行信息的收集、传递、储存、加工、维护、和使 用的系统。管理信息系统能实测企业的各种情况；利用过去的数据 预测未来：从企业全局出发辅助企业进行决策，利用信息控制企业 行为；帮助企业实现其规划目标。”这个定义指出了当时中国一些人 认为管理信息系统就是计算机应用的误区，再次强调了计算机只是 管理信息系统的一种工具。 这个时期的管理信息系统主要有以下几条功能： ( 1 ) 准备和提供同一格式的信息，使各种统计工作简化，使信 息成本降低。 ( 2 ) 及时全面的提供不同要求不同细度的信息。以期分析解释 现象迅速，及时产生正确的控制。 ( 3 ) 全面系统的保存大量信息，并能迅速查询与综合，为组织 的决策提供信息支持。 ( 4 ) 利用数学方法和各种模型处理信息，以期预测未来，并进 行科学的决策。 2 0 世纪9 0 年代以后，支持信息系统的一些环境和技术有了很大 的变化，因丽对管理信息系统的描述也有了一些变化这样我们可 以重新描述一下管理信息系统的定义 管理信息系统是一个以人为主导，利用计算机硬件、软件、网 络通讯设备以及其他办公设备，进行信息的收集、传输、加工、储 存、更新和维护，以企业战略竞优、提高效益和效率为目的，支持 企业高层决策、中层控制、基层运作的集成化的人机系统。 这个定义说明管理信息系统绝不仅仅是一个技术系统，而是把 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 0 页 人包括在内的人机系统，因而它是一个管理系统，是个社会系统。 我们说管理信息系统是一个一体化系统或集成系统，这就是说 管理信息系统进行企业的信息管理是从总体出发，全面考虑，保证 各种职能部门共享数据，减少数据的冗余度，保证数据的兼容性和 一致性。严格地说只有信息的集中统一，信息才能成为企业的资源。 数据的一体化并不限制个别功能子系统可以保存自己的专用数据， 为保证一体化，首先要有一个全局的系统计划，每一个小系统的实 现均要在这个总体计划的指导下进行。其次是通过标准、大纲、手 续达到系统一体化。这样数据和程序就可以满足多个用户的要求， 系统的设备也应当互相兼容，即使在分布式系统和分布式数据库情 况下，保证数据的一致性也是十分重要的。 具有集中统一规划豹数据库是管理信息系统成熟的重要标志， 它象征着管理信息系统是经过周密地设计建立的，它标志着信息已 集中成为资源，为各种用户所共享。数据库有自己功能完善的数据 库管理系统，管理着数据的组织、数据的输入、数据的存取、使数 据为多种用户服务。 管理信息系统用数学模型分析数据、辅助决策。只提供原始数 据或者总结综合数据对管理者来说往往并不满足，管理者希望直接 给出决策的数据为得到这些数据往往需要利用数学模型。模型可 以用来发现问题、寻找可行解、非劣解和最优解 3 1 2 管理信息系统的结构 管理信息系统的结构是指各部件的构成框架。由于对部件的不 同理解就构成了不同的结构方式，其中最重要的是概念结构、功能 结构、软件结构和硬件结构。 1 概念结构z 从概念上来看，管理信息系统由四大部件组成，即信息源、信 息处理器、信息用户和信息管理者。见图3 1 ： 这里，信息源是信息产生地；信息处理器担负信息的传输、加 工、保存等任务；信息用户是信息的使用者，他应用信息进行决策； 信息管理者负责信息系统的设计实现，在实现以后，他负责信息系 统的运行和协调。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 1 页 2 功能结构 一个管理信息系统从使用者的角度看，它总是有一个目标，具 有多种功能，各种功能之间又有各种信息联系，构成一个有机结合 的整体，形成一个功能结构。 图3 1管理信息系统总体结构 3 软件结构 支持管理信息系统各种功能的软件系统和软件模块所组成的系 统结构。是管理信息系统的软件结构。 4 管理信息系统的硬件结构 管理信息系统的硬件结构说明硬件的组成及其联接方式，还要 说明硬件所能达到的功能广义而言，它还应当包括硬件的物理位 置安排，如计算中心和办公室的平面安排。在客运站站调辅助决策 管理系统中我们采用主机终端明结构，主机终端网结构是由一台或 两台主机的c p u ，通过通信控制器和许多终端相联，也和机器所用得 的外部设备相联一般主枫放在信息中心的机房中，而终端放在各 办公室或远离中央办公室的车间中 3 2 客运站站调辅助决策管理系统设计的原则 系统设计就是为了能够足够详细地定义一个系统以便使得保证 其物理实现而应用各种技术和原则的过程，得到逻辑上解决问题的 方法。一般按照“目标一功能一结构”的程序进行。客运站调度辅助 决策管理系统的最终目标是通过现代化的计算机技术、智能决镱技 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 2 页 术、数学方法提高客运站调度决策管理水平，改革传统手工方式。 实现客运站调度决策管理的科学化与现代化。为达到上述目的，系 统的设计一般按以下原则进行： 1 实用性原则：系统应在与现场实际密切结合的基础上研制开 发，充分考虑各种环境下工作人员的要求，提高智能程度，扩大适 用面，增强通用性。 2 先进性原则：系统在设计过程中，应充分考虑同类系统的先 进经验，采用先进的技术，要跟上现代信息技术的高速发展，能不 断完善，灵活扩展，不仅在功能和技术上先进，而且确保系统适应 未来技术长远发展趋势。 3 安全可靠性原则：客运站的工作以站调工作为核心，系统的 安全性不仅关系到车站运输任务的完成，而且对铁路职工有直接影 响。安全可靠是对客运站调度决策管理系统的基本要求。 4 整体最优原则：因为站调工作涉及的因素较多。要使系统成 为一个有机的整体，高度统一，使整体效果最优。 5 使用方便原则：因为现场人员大多不是计算机专业人员所以 系统应简单易学、便于管理。 3 3 客运站站调辅助决策管理系统的设计目标 系统的设计目标是指系统的性能簧求，一个好的决策管理信息 系统的性能要求必须满足实际工作的需要，另外结合计算机的工作 特点提出如下要求： l 。系统功能齐全，满足各工作点应用需要。 信息系统覆盖面广。连接各个作业点，有完成列车到发，解体， 编组，摘挂作业等功能，连接客技站和专用线等线路。完成取送车 和装卸作业的功能这些功能应具备较强的通用性，完全满足现场 作业的需要。 2 用户界面好，操作简单 常用功能必需具有友好的人机界面。中文菜单弓i 导，具有菜单 方式和直接命令两种交互式操作方式。菜单方式，一般用鼠标选择 和键盘输入某一选项输入方式，采用多窗口，热键技术，操作方便， 灵活，容易掌握，车站作业人员经过短期培训均能熟练使用各种功 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 3 页 能。系统还必须具有较强的联机帮助功能，提示信息丰富。操作简 便，在作业中可以随时通过终端查阅车辆种类代码，调机作业代码 等帮助信息，减少不必要的翻阅手册的时间，提高工作效率。 3 系统稳定可靠 根据铁路车站连续工作的特点，系统配备两台主机，一台为运 行机，另一台为备份机，两台主机联接成为双机系统，以保证主备 份磁盘数据的一致性和完整性，有效的避免某一台主机故障而造成 全站数据丢失现象，当主机发生故障时，启动备份机，系统可正常 运行。 4 信息处理的响应速度快 本系统设计为实时信息处理系统，尽量将全站现车及股道占用， 车站技术作业图表等数据置于内存中，并在关键作业点使用高速数 据传输技术，提高用户操作的响应速度，减少等待时间，使设备资 源充分合理分布，克服主机速度不足的缺点。 5 系统保密措施完善 各班站调及其他工作人员，按各自的密码，注册进入系统，限 制不合法用户对数据的访问、。各种数据文件为不同用户分配不同的 权限，文件的建立者拥有文件的读，写，修改权限，其他用户只能 读取数据，不能修改，保证数据的准确，可靠及系统的稳定完整。 6 客运站站调辅助决策管理系统应根据客运站的一般规律进行 设计采用面向对象的分析设计方法。车站技术作业图表，调车计划 单，列车编组顺序表，都应采用参数文件，其格式及内容，根据用 户的要求，只要将有关参数文件，数据文件进行重新设定，经过功 能裁剪，模块装配，即可形成一个满足特定用户要求的客运站调度 辅助决策管理系统，以满足车站发展，设备增加及作业组织改变的 要求，使系统具有生命力及较广泛的运用前景。 综上所述，本系统具有如下特点： 准一各种数据要求必须准确无误。 实一实时信息处理系统。 连一一年3 6 5 天，一天2 4 小时连续不断地工作。 广一站调联系面非常广泛，上至分局行调、客调，左右联系车 站值班员、列检、机务段，下面联系调车组、司机、扳道员、车号 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 4 页 员、统计员。 专一专业性强，涉及铁路行车组织工作的各个方面。应用铁路 通用的u n i x 操作系统，采用多屏显示，运行仿真终端。 3 4 客运站站调辅助决策管理系统功能设计 客运站站调辅助决策管理系统功能的设置与其完成的业务和工 作密切相关，同时也应与系统的建设目标一致，系统功能的设置即 要能提供科学的数据存储方法和快捷、方便的数据处理手段：同时 也要方便管理，提供辅助决策手段。使客运站行车组织工作在科学 的基础上充分发挥客运站调度员的主观能动性，提高调度决策过程 的智能水平。 站调辅助决策管理系统的主要功能如下： 图3 - 2 客运站站调辅助决策管理系统功能图 1 查询功能 可以查询各种作业车的编组内容，各到发列车在本站的始发、 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 5 页 终到、停留等技术作业情况以及本站车辆的实时信息。 2 数据库管理功能 交接班的站存车需要站调确认，对与实际情况不符的车辆和车 次进行修改；在解体编组车列后推算各股道现车，以及其它各种数 据的管理。 3 阶段计划的编制与调整 确定本阶段到达列车的车次、时分、占用股道、客车体入库时 分；确定出发列车的车次、占用库内股道、出库时分、占用到发线 股道；客车车辆的甩挂、编组列车起止时分；确定各专用线取送货 物作业车的起止时分及调车机车运用及整各计划，根据当前站存车， 班计划、列车运行动态、客调命令和车站技术设备等情况以屏幕图 形方式自动编制到发线运用计划、调机运用计划。通过人机交互对 阶段计划进行输入、确认和修改，最后执行站调阶段计划 4 调车作业计划的编制与调整 优化编制调车作业计划，包括调车机作业肘进入股道和甩挂车 数；一批作业的起止时分；作业中应注意的安全事项。通过人机交 互对调车计划进行输入、确认和修改，最后打印并执行调车作业计 划。 5 客车到发处理 输入到发线占用及列车到发时刻实际数据后，系统自动修改到 发线实际数据，再绘制到发线实际图形；列车出发后，从现车场、 车辆信息库中删除出发车辆信息，再将出发列车编组顺序表存入到 发列车编组顺序库中；列车到达后，系统修改、显示现车场并将到 达列车编组顾序表存入到达列车编组顺序表中。 6 帮助功能 一个好的系统应该有便捷明了的帮助功能。合适的帮助是衡量 设计的信息系统的一个重要标准，现场的工作人员对自已的工作很 熟悉，但不一定对计算机术语清楚，所以设计时应充分考虑到现场 工作人员的操作上的方便，同时方便于工作人员对先前工作结果的 查询。 “ 西南交通查兰三堡堡主堕窒生兰垡笙窒 兰! ! 耍 一一 3 5 系统的结构 根据系统的功能需求及数据交换特点，本系统的结构如图3 - 3 所示： 图3 - 3客运站站调辅助决策管理系统的结构 西南交通查堂三堡塑主堡壅竺堂竺笙室 蔓! ! 要 _ _ _ 一 第4 章软件的开发与运用 4 1 系统的软硬件环境 4 1 1 系统的硬件配置 考虑到实际工作的需要和现实情况因素，确定该系统的硬件设 置如下： 4 - 1客运站站调辅助决策管理系统的硬件设置 4 1 2 系统的软件环境 由于现行铁路系统都采用u n i x 操作系统，所以本系统软件在主 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 8 页 机上采用u n i x 操作系统，而从友好界面方面考虑在站调微机仿真终 端上采用w i n d o w s 操作系统，分四屏进行显示，其中一屏显示车站 班计划作业图表，要求其格式和现行的图表格式完全相同；其它三 屏显示股道现在车情况，包括存车线、整备线及专用线的现车情况。 4 2 系统功能模块的划分 根据系统设计的目标及客运站站调辅助决策管理系统功能的划 分，可以将客运站站调辅助决策管理系统划分为以下几个模块： 1 阶段计划编制 2 钩计划编制 3 钩计划执行 4 客车到发处理 5 现车管理 4 3 系统的输入输出设计 4 3 1 编制阶段计划 输入： ( 1 ) 数据：列车到发时刻、占用到发线实际数据； 来源；在值班员终端输入，通过网络传输数据到客运站站调辅 助决策管理系统； 客运站站调辅助决策管理系统处理方式：接收数据后，系统自 动修改到发线实际数据，调整界面绘制到发线实际图形 ( 2 ) 数据：列车编组内容； 来源t 车号员终端输入。传输数据到客运站站调辅助决策管理 系统： - 客运站站调辅助决策管理系统处理方式：系统根据传输数据自 动修改到发线、存车线现车，显示现车。 ( 3 ) 数据：本阶段的列车到发时刻、车次、作业； 来源：本机内存中班计划数据，交接班时读入班计划文件； 客运站站调辅助决策管理系统处理方式：提取本阶段到发列车 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 9 页 车次时刻数据，在列车到发方向上绘制运行线。 ( 4 ) 数据：本阶段的列车到发时刻、车次、作业； 来源；行调； 客运站站调辅助决策管理系统处理方式：站调通过界面在班计 划的基础上修改列车到发数据( 与行调核对本阶段列车到发时刻、 车次) ，对修改的列车重新绘制运行线。 ( 5 ) 数据：现车场数据； 来源：扳道员； 客运站站调辅助决策管理系统处理方式： 改现车数据( 核对现车) 。 ( 6 ) 数据：调机动态； 来源：调车员； 客运站站调辅助决策管理系统处理方式： 调机动态实际，系统绘制调机动态实际图。 ( 7 ) 数据：货运作业情况； 来源：货运室； 站调通过界面人工修 站调执行钩计划修改 处理方式。站调通过界面输入修改作业线上作业车的作业性质、 作业开始时间、结束对阅等。 ( 8 ) 数据：调度命令和本阶段工作重点； 来源：客调等； 处理方式：站调输入。 处理 ( 1 ) 推算本阶段开始时的现车，及调机、到发线占用情况； ( 2 ) 制定阶段计划( 到发线、客技线使用计划，调车机车运用计划) ： ( 3 ) 下达阶段计划。 输出 ( 1 ) 到发线运用计划； 去向：值班员终端； 方式：传输数据文件。 ( 2 ) 出发列车编组内容； 去向：车号员终端； 方式：传输数据文件。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 0 页 ( 3 ) 调机运用计划： 去向：客运站站调辅助决策管理系统内编制钩计划。 4 3 2 钩计划编制 输入： ( 1 ) 数据：实际现车场股道现车； 来源：客运站站调辅助决策管理系统： 处理：为编制钩计划开始时计划现车赋值。 ( 2 ) 数据：调机运用计划，调机作业的顺序及时刻： 来源：客运站站调辅助决策管理系统阶段计划； ( 3 ) 数据：到发线使用计划，客技线使用计划，到达、出发列车 数据( 编组内容、使用的到发线及整备线) ： 来源：客运站站调辅助决策管理系统阶段计划 处理： ( 1 ) 提供界面实现自动编制( 整列客车的解体编组可以实现) 、手 工编制、修改、执行钩计划钓功能： ( 2 ) 边编制边推算、显示计划现车场现车； ( 3 ) 编制钩计划时生成出发列车计划编组顺序表。 输出： ( 1 ) 打印钩计划作业单。 4 3 3 钩计划执行 输入： 数据：钩计划一批作业的作业内容及开始、结束时间； 来源：调车员电话汇报，站调执行； 处理：在钩计划界面执行钩计划后，进行以下操作： ( 1 ) 修改并显示钩计划执行后现车场股道现车； ( 2 ) 修改调机动态，绘制调机实际图； ( 3 ) 到发线占用、客技线占用实际数据，到发线、客技线使用实 际图； ( 4 ) 如果是列车编组作业，生成出发列车编组顺序表，核对后传 递出发列车编组顺序表给车号终端。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 1 页 4 3 4 客车到发处理 ( 1 ) 数据：到发线占用及列车到发时刻实际数据 来源：在值班员终端输入，通过网络传输数据到客运站站调辅 助决策管理系统 客运站站调辅助决策管理系统处理方式： 接收数据后，系统自动修改到发线实际数据，再调整界面绘 制到发线实际图形； 列车出发后，从现车场、车辆信息库中删除出发车辆信息。 出发列车编组顺序表存入到发列车编组顺序库中。 ( 2 ) 数据：到达列车编组顺序表 来源：在车号员终端输入，通过网络传输数据到客运站站调辅 助决策管理系统 处理方式： 接收数据后，系统修改、显示现车场； 到达列车编组顺序表存入到达、到发列车编组顺序库中。 4 3 5 现车场管理 数据：实际现车场； 来源：客运站站调辅助决策管理系统； 处理：修改、核对车辆在股道上的排列顺序 4 4 数据库概要设计 为了方便数据的管理以及提高系统的适应性、通用性，在客运 站站调辅助决策管理系统采用数据库来管理客运站蛄调辅助决策管 理系统所处理的数据。根据客运站管理信息系统的目标及功能，数 据信息的分析，以及系统模块的划分，结合现场实际。我们给客运 站站调辅助决策管理系统建立参数文件、列车文件和阶段计划及作 业实际文件三类文件，以实现系统通用性和灵活性的要求。 4 4 1 数据字典 在数据库管理方式中要开发共享数据库，首先要有数据字典 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 2 页 数据字典描述数据定义、格式、内容、以及数据库的相互关系，以 确保所建立的数据库的完整性、一致性和可行性、使组织中各种应 用所需的数据连接起来并集中存入一些共享数据库，从而代替存入 许多各自独立的数据文件中。现根据现场实际制定如下数据字典。 ( 1 ) 车场文件 车场名场别股道数 ( 2 ) 道文件 股道号股道名场别有效长容车数设备 ( 3 ) 牵出线文件 牵出线号牵出线名 ( 4 ) 到发线使用方案 股道号方向优先权作业类型( 到、发) ( 5 ) 调机文件 调机号调机名 ( 6 ) 调机作业文件 作业项目作业代号线形颜色作业时间 说明： 线形：= 【直线i 曲线】 直线：= l 曲线：= 2 颜色；= 【兰j 红l 黑】 兰：；1 红：t 2 黑：；3 ( 计划) 具体内容为： 解体 一 编组 + 取送 + 一 站整 z 等信号 d x 等检d j 待命 d 2 0 2 0 3 0 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 3 页 等装卸d x 上煤m 上水 s 上油 y 籀备 z b 交接班j 吃饭 c 取专线收车 送专线配车 5 0 4 0 3 0 ( 7 ) 客运站车流号文件： 车流名称车流代号 具体内容如下： 。 客车：l 作业车：2 中转车：3 检修车：4 代客车：5 路用车：6 这些标准需要车站各系统共同遵守，才能将各部分工作联系起 来，是各系统工作遵循的依据，我们在具体设计客运站站调辅助决 策管理系统时也要应用该标准，这样才有意义，各部分的衔接才紧 密。这些文件可以作为本系统设计的应用程序的资源文件来应用， 对程序的维护和修改相应要方便一些。 ( 8 ) 系统用户文件 。 调度员姓名口令密码 ( 9 ) 班次信息 日期班次调度员姓名开始时间结束时间 4 4 2 列车文件 ( 1 ) 班计划 车次立折车次列车种类( 特快临客) 始发站名 终到站名到达时刻出发时刻到达方向出发方向 2；l l 2 1 l 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 4 页 到发线号整备线号 ( 2 ) 列车日计划 车次立折车次到发标志列车种类( 特快临客) 始发站名 终到站名到达时刻出发时刻到达方向出发方向 到发线号整备线号调机号调机开始作业时间 调机结束 作业时间 说明：到发标志：；【终到f 始发f 到发通过】 终到：= 0 始发：= 1 到发通过：= 2 ( 3 ) 调机工作日计划 调机号作业号车次开始时间结束时间 4 4 3 阶段计划与作业实际文件 ( 1 ) 到发线使用文件( 一列列车一个记录，分为计划和实际) 车次到发线号占用时间腾空时间占用作业腾空作业 注：占用作业表示占用到发线的原因一一到达、编组、转线 腾空作业表示腾空到发线的原因一出发、解体、转线 ( 2 ) 到、发列车编组顺序 车次顺位车号载重车种到站站名局名品名 发站站名棚布自重 换长到达车次到达日期到达时刻装卸 作业性质装卸作业场别装卸作业股道 ( 3 ) 钩计划详细信息文件( 每钩一行，分为计划、实际) 钩计划编号序号股道号摘挂作业代号场别股道号方向 车数调机作业代号( 与调机动态对应) 注意事项 ( 4 ) 钩计划综合信息文件( 一行存放一张钩计划单，分为计划、 实际) 调机号钩计划编号作业日期班别作业开始时间 作业结束时间 ( 5 ) 调机工作文件( 对应技术作业图表的调机动态，分为计划和 实际) 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 5 页 调机号作业代号开始时分结束时分车次场别股道号 ( 6 ) 股道现车历史文件( 分为计划、实际) 实际( 计划) 场号时刻场别股道顺位车号方向号 ( 7 ) 当前股道现车文件( 分为计划、实际) 实际( 计划) 场号场别股道顺位车号 车次方向号 注：每修改一次股道现车文件就生成一个场号，o 为接班时对应的现 车场，每一次作业累加一次。 ( 8 ) 车辆信息文件 车号载重车种到站站名局名品名 发站站名棚布自重 换长到达车次到达日期到达时刻装卸作业场别 装卸作业股道装卸作业性质装卸作业开始时间装卸作业结束 时间 注：股道现车文件和车辆库文件结合使用得到现车场股道现车详细 信息 ( 9 ) 到发列车文件( 分为计划和实际) 车次立折车次列车种类( 特快临客) 始发站名 终到站名到达时刻出发时刻到达方向出发方向 到发线号整备线号 4 5 界面设计 客运站站调辅助决策管理系统采用w i n d o w s 操作系统，采用 多屏显示技术，一台主机配置4 台显示器，一台显示器显示技术作 业图表作为客运站站调辅助决策管理系统的调整界面，客运站站调 辅助决策管理系统的所有操作均可以在此显示器上完成，另外三台 显示器显示现车场，系统提供热键方便鼠标在各台显示器上切换。 系统采用单文档多视窗的框架结构。 1 界面卜一一技术作业图表 显示车站技术作业图表，绘制阶段计划，监控绘制车站作业的 实际图形，为阶段计划的编制调整提供工具。在图形上可以完成以 下功能： ( 1 ) 技术作业图上列车、作业、设备、时间的识别和及其各种信息 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 6 页 显不： ( 2 ) 到发线占用阶段计划的调整、安排，利用鼠标拖动图形、键盘 fj 以及直接输入来调整、安排到发线使用阶段计划； ( 3 ) 调机作业安排、调整，利用菜单选择、工具条选择安排调机作 业计划，利用鼠标拖动图形，键盘输入调整调机作业计划； ( 4 ) 显示各种错误、提示、统计信息： ( 5 ) 交接班时打印技术作业图表。 2 界面2 一一显示股道现车 显示客技线、存车线、作业线的现车，按排列顺序显示各股道上现 车车号。在该界面上可以完成以下功能： ( 1 ) 可以选择显示计划场或实际场； ( 2 ) 查询车辆的详细信息； ( 3 ) 修改股道现车； ( 4 ) 删除车辆； ( 5 ) 可以动态监视现车场的变化，根据列车到发作业、调机作业情 况动态显示现车场现车。 3 界面3 一一编制、修改、执行钩计划 用于显示、编制、修改、执行、打印钩计划。在该界面可以完成以 下功能： ( 1 ) 自动编制钩计划； ( 2 ) 通过人机交互修改钩计划： ( 3 ) 执行计划钩计划，形成新的计划场； ( 4 ) 完成实际钩计划，修改、显示实际场现车，修改、绘制调机动 态实际图； - ( 5 ) 打印钩计划：打印指定钩计划； ( 6 ) 回推钩计划t 将指定的钩计划在计划场回推； 实现方式：采用弹出式对话框，选择菜单上相应选项弹出该对