（交通运输规划与管理专业论文）技术站能力查定与计算方法的研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位拉论文第1 页 摘要 技术站能力( 包括通过能力和改编能力) 是各级决策部门和调度指挥人 员进行科学决策及合理组织运输生产的重要依据。随着当前铁路走向市场， 列车运行图的调整越来越频繁，车流性质和数量也常发生较大的变化，这就 要求车站能力查定周期相对缩短，传统的能力查定方法已经不能满足这一要 求，因此，对技术站能力查定方法改进、能力计算方法的研究及数据处理系 统的开发具有重要的意义。 论文详细介绍了技术站能力查定过程，指出传统能力查定方法的不足之 处，并根据技术站联锁设备的工作原理，确定了利用车站现有设备采集原始 数据的方法，通过采集微机上的己存储数据，代替人工跟班采点写实，再将 这些数据输入微机，利用研制开发的数据处理系统即可自动完成车站能力的 计算，整个过程仅需4 6 人即可完成，实现了对传统能力查定方法的改进。 文中对技术站能力的计算方法和计算步骤作了详细介绍，本着化繁为简、 方便写实、易于汇总计算的原则设计能力写实和计算表格。利用搜索最短路 径和寻找平行进路的方法，确定咽喉区各进路的直接妨碍道岔组，实现了直 接妨碍道岔的自动寻找和自动输入。论文就能力查定中遇到的若干特殊问题 进行了探讨，其中包括专用机走线问题、坐编列车问题、补调问题。 论文对技术站能力查定系统的开发过程和主要功能作了简单介绍，并以 内江站为实例，利用数据处理系统对能力查定的原始写实数据进行汇总，计 算出车站的最终能力，并针对结果提出建议。 最后，通过对车站能力计算公式的分析，推导出当车站技术设备状况和 作业组织方法不变时，列车结构变动对车站通过能力的影响表达式，并利用 内江站的统计资料，计算确定了当旅客列车数和无调比变化时内江站通过能 力的变化情况。 关键词：技术站；通过能力；改编能力；妨碍道岔；列车结构 a b s t r a c t e x a m i n a t i o na n dd e t e r m i n a t i o n f o rt h ec a p a c i t yo ft e c h n i c a l s t a t i o ni st h em a i nw a yt od e t e r m i n et h e c a r r y i n gc a p a c i t ya n d r e s o r t i n gc a p a c i t yo ft h et e c h n i c a ls t a t i o n ，a n di st h eb a s i sf o rt h e t r a n s p o r tp r o d u c t i o n so r g a n i z a t i o n w i t ht h ed e v e l o p m e n to fr a i l w a v s y s t e mm o d e r n i z a t i o n ，t or e f o r mt h ee x a m i n a t i o na n dd e t e r m i n a t i o n w a y a n d p r o g r a me x a m i n a t i o na n dd e t e r m i n a t i o nd a t ap r o c e s s i n gs y s t e mi s a ti t sk e e nt i m e t h ee x a m i n a t i o na n dd e t e r m i n a t i o nf o rt h e c a p a c i t yo ft e c h n i c a l s t a t i o i lp r o c e s si s e x p a t i a t e d i nd e t a i l ，a n dt h e s h o r t a g e so ft h e t r a d i t i o n a le x a m i n a t i o na n dd e t e r m i n a t i o nm e t h o da r e p o i n t e do u t a c c o r d i n g t ot h ew o r k m a n a g e m e n to f t h e i n t e r l o c k i n gm a c h i n e sa t t e c h n i c a ls t a t i o n ，an e wm e t h o d u s i n gt h ed a t am e m o r i e so ft h e s t a t i o n sc o m p u t e r st oc o l l e c to r i g i n a ld a t ai s i n t r o d u c e d ，w h i c h m a k e u p f o rt h e s h o r t a g e o f n e e d i n gm u c hm a n p o w e ra n dm a t e r i a l r e s o u r c e sa n dn e e d so n l y4 6r e c o r d e r s t h ec a p a c i t yc a l c u l a t i o nm e t h o da n dp r o c e s sa r ei n t r o d u c e di n d e t a i l b a s e do nt h e p r o c e s s ，t h e s o u r c e r e c o r d i n g t a b l e sa n d c a l c u l a t i n gt a b l e sa r ed e s i g n e db yt h er u l et ob es i m p l ea n dc o n v e n i e n t w a y so ff i n d i n gt h ei n t e r f e r e dp o i n t si nc a l c u l a t i n gc a r r y i n gc a p a c i t y o ft h r o a tp o i n t sa tt e c h n i c a ls t a t i o na r ee x p l o r e d t od i f f e r e n t s p e c i a lp r o b l e m s ，i n c l u d i n gl o c o m o t i v er u n n i n g1 i n ep r o b l e m ，a u x il i a r y l o c o m o t i v ep r o b l e m ，a p p r o p r i a t em e a s u r e sa r et a k e n a sc o l l e c t e do r i g i n a ld a t ai s i n p u ti n t ot h ec o m p u t e r ，w i t ht h e e x a m i n a t i o na n dd e t e r m i n a t i o nd a t ap r o c e s s i n gs y s t e mf o rt h ec a p a c i t y o ft h et e c h n i c a l s t a r i o n ，t h ec a p a c i t y c a nb e f i g u r e do u t t h e d e v e l o p i n gp r o c e s sa n dt h ef u n c t i o no ft h ed a t ap r o c e s s i n gs y s t e ma r e i n t r o d u c e ds i m p l ya n dt h es y s t e mi st e s t e dt a k i n gn e i j a n ga sa ne x a m p l e t ot h er e s u l t sp r o p o s a l sa r ep u tf o r w a r d i nt h e o r y ，w h e nt h ef a c i l i t i e sa n dt h eo p e r a t i o nw a y sd o n tc h a n g e t h et i m es t a n d a r do ft h eo p e r a t i n gp r o c e d u r ed o e s n tc h a n g e u s i n g 西南交通大学硕士研究生学位拉论文第1 页 t h ee x a m i n e da n dd e t e r m i n e dt i m es t a n d a r dt oa n a l y z ea n dc a l c u l a t et h e i n f l u e n c eb yt h et r a i nc a t e g o r y sc h a n g e ，a n dd e t e r m i n et h ec a r r y i n g c a p a c i t y sc h a n g ew i t ht h ep a s s e n g e rt r a i n sa d d e da n dt h en o n r e s o r t t r a i np r o p o r t i o ni n c r e a s i n g k e y w o r d s ：t e c h n i c a ls t a t i o n ；c a r r y i n gc a p a c i t y ；r e s o r t i n g c a p a c i t y ；d a t ap r o c e s s i n gs y s t e m ；t r a i nc a t e g o r y 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 问题的提出 第1 章绪论 编组站和区段站是铁路的基层生产单位，它集中着大量的技术设备，担 负着繁重的运输任务，随着改革开放和社会主义建设的蓬勃发展，铁路运量 大幅度增长，对车站提出更高的要求。车站究竟能承担多大的任务? 现有多 大的能力可用? 为此，必须细致地进行调查研究，查定车站的通过能力和改 编能力。 技术站通过能力和改编能力，是在采用合理的技术作业过程的前提下， 利用现有设备发挥的最大效能，在一昼夜内所能通过的列车数和改编的列车 数或车辆数。通过查定能力，可以查明车站现有设备能完成多大的任务。 为了适应运量的需求，协调各项设备之间的作业，查出技术站设备和作业组 织上的薄弱环节，科学合理地运用各项技术设备组织运输生产，必须查定和 计算技术站通过能力与改编能力。这是技术站技术管理的一项重要内容，也 是技术站行车组织的一项重要任务。 然而，车站能力不是一成不变的东西，随着运量的不断增长，设备的不 断更新，人员的思想水平和技术水平不断地提高，车站的技术作业过程和能 力都会有很大的变化。如果仍采用原定的技术作业过程和能力，就势必与新 的情况不适应。因此，当列车编组计划、列车运行图、车站技术设备、车站 工作组织和作业标准有重大变更，以及车流性质和数量有大的变化时，就应 该对过程和能力进行局部修订或全部重新查定。 我国铁路从1 9 5 2 年起，开始在编组站和区段站查定技术作业过程和计算 通过能力，按规定车站能力查定工作每隔五年进行一次“1 。每次查定动用几 十人甚至百余人对连续三天三夜的实际作业进行采点写实，写实的资料由专 人进行汇总整理，然后分别对咽喉道岔和到发线计算通过能力，分别对驼峰 和尾部牵出线计算改编能力，最后由车站领导和上级主管部门拍板定标。这 一过程从开始准备、人员培训、试查，到计算完成、最后定标，前后经历少 则个把月，多则几个月的时间。由于查定和计算定标过程繁琐，查定工作组 织复杂，需要动用大量人力物力，容易打乱车站正常的工作秩序，影响运输 生产，所以许多车站并没有按规定要求进行能力查定，仍然沿用着十几年前 查定的能力标准，超能力运营的现象时有发生。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 随着改革开放的发展，铁路向市场化和组织管理现代化迈进，列车运行 图的编制周期越来越短，列车编组计划的调整也越来越频繁，对运输组织工 作造成一定程度的影响。由于人们对物质需求的增长，物质流动需求不断增 长，车流性质和数量在不断变化。在列车运行图、车站技术作业方式、车站 设备等条件改变后，都需要进行能力的查定和测算，这就要求能力查定的频 率更加频繁。 现有能力查定方法的不足和对能力查定工作的强烈需求之间的矛盾日益 显著，并迫切的需要解决。因此，现有能力查定方法亟待改进，查定资料的 数据处理系统亟待开发，在当前铁路走向市场，实现跨越式发展，调图相对 频繁，车站设备时有改造，车流性质和数量常发生较大变化的情况下本文的 研究具有重要的现实意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 能力计算方法的分类 每一单项技术设备的通过能力或车站改编能力的计算方法，有图解法和 分析计算法两种。图解法较精确，但因图解作业量大、费时费力，近年来， 图解法已经被计算机模拟法取代。分析计算法简便易行，为通常使用的方法， 又可分为直接计算法和利用率计算法两种。 1 分析计算法或称公式计算法，包括直接计算法和利用率计算法两种。 直接算法的基本公式为： n ：1 4 4 0 ( 1 1 ) 名 式中车站某项设备的通过能力，列： r 占每列车到发作业占用该项设备的平均时间，m i n ； 利用率计算法的基本公式为： k ：区 1 4 4 0 ( 1 2 ) ：旦 k ( 1 - 3 ) 式中足车站某项设备的利用率； 疗占用该项设备的现有列车数。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 分析计算法能求出车站某项设备通过能力的概略平均值，方法简便，节 省计算时间，无论新建车站或既有车站求算通过能力均可采用。 2 图解计算法。该方法是根据车站相邻区段的列车运行图、车站技术设 备的固定使用方案、车站技术作业过程和作业时间标准等有关资料，绘出列 车接发、车列解体、集结、编组、机车出入段等作业过程的图表，以求得车 站各项设备的通过能力。 这种方法的特点是能把区间和车站各项技术设备作为一个统一的整体来 求得车站的通过能力。绘制这种图表复杂费时，新建车站因缺少原始资料不 能采用。 1 2 2 国外技术站能力计算方法 i 咽喉通过能力计算方法 前苏联k k 塔里教授提出的咽喉通过能力计算方法”1 的主要理论依据是 概率论，先确定各项作业占用该咽喉的概率及其总时间，在此基础上再确定 该咽喉区的通过能力。 各项作业占用咽喉区彳的概率为各条进路占用咽喉区4 的概率之和减去 进路和进路平行的概率，其计算式为： 刑) = 蔫+ 篙+ 羔一器( i - 4 ) 一昼夜占用咽喉区的总时间为 t = 1 4 4 0 p ( a 、 ( 1 - 5 ) 该咽喉区的利用率为 k ：三 ( 1 - 6 ) 1 4 4 0 通过能力为 m = ( 1 - 7 ) 。f 进路上列入计算的一昼夜的作业次数。 该咽喉区总作业次数 ：y ( 卜8 ) 波兰铁道科学院提出的计算方法“3 是分别按不同进路求得利用率k ，再 按不同进路的k 求得该进路的通过能力，加总后得出整个咽喉的通过能力， 比较符合实际，但没有考虑空费时间。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 2 到发线通过能力计算方法 日本计算到发线的通过能力采用直接计算法，日本铁路即使负荷水平不 高，列车长度也较短，但计算通过能力时仍留有充分的余地5 1 ，值得借鉴。 = 掣 ( 1 - 9 ) 式中一列货物列车占用到发线的总时间( r a i n ) ： k 波列车到发波动系数； m 到发线数量。 3 驼峰解体能力计算方法 德国驼峰解体能力计算方法用分析法中的直接计算法，计算过程中考虑 了解体过程中的损失时间。“。 b _ _ ! ! 选! 塾( 辆) ( i - 1 0 ) 三车+ 6 0 v 解r 损失 式中 k 作驼峰一昼夜的总工作时间，1 4 4 0 m i n ； v 。解体推峰平均速度( m l s ) ； 如。平均每辆车的损失时间。 日本驼峰解体能力计算方法，考虑了由于到达进度和解体进度不协调以 及编组线数不够所引起的驼峰非生产时间，并按不同调车机台数分别计算。 4 尾部编组能力的计算方法 美国斯坦福研究中心p j 王等人提出的计算编组能力公式考虑了尾部 敌对进路的交叉对编组能力的影响，而且考虑了重复作业“”。 c e = 雨寿高法丽c 辆，( 1 - 1 1 ，2 瓦i 再瓦丽再丽 式中瓦，牵出线一昼夜的工作时间，1 4 4 0 减去吃饭和中断作业时间 s 调车机台数； l 车列平均编成辆数； 调车机自调车场至出发场的转线时间 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 耳，调车机由出发场至调车场的平均运行时间 。每次牵出包括的重复作业次数 调车场内每次重复作业需要的时间 g 交叉干扰系数，即由于机车相互干扰所形成的平均延误； 。c 连挂一组平均长度的车列需要的平均时间。 1 2 3 国内研究现状 我国普遍采用利用率计算法，由于我国铁路运输能力紧张，对铁路运输 能力的重要组成部分车站能力的研究，一直都是被关注的重点。研究比较有 成就的是对车站通过能力和改编能力的模拟计算。“”1 ，其中包括北方交通大 学交通运输学院刘旭等进行的编组站通过能力和改编能力模拟计算系统的 研究和西南交通大学交通运输学院的刘澜等进行的车站咽喉通过能力网 络模型及算法研究，前者采用计算机模拟方法计算编组站通过能力和改编能 力，是以图解法为基本思路，以排队论为理论基础，以计算机模拟为技术手 段，将车站看作一个各项设备相互关联的整体系统。1 。从而使计算结果较为 真实的反应车站的实际能力。后者运用图论和网络优化技术，实现了对车站 咽喉布置和作业过程的网络优化模型及其计算机算法的构建，进而研制车站 咽喉通过能力的计算机模拟系统。试验结果表明模型和算法符合实际作业特 性，是对传统车站咽喉通过能力计算方法的创新。1 。 另外，西安铁路分局李玉旦曾经做过车站技术作业过程何通过能力查 定计算管理系统的研究，实现了车站通过能力计算过程的计算机实现1 。 以上可以看出我国对技术站能力查定和计算方法方面的研究达到了一定 的水平。但上述研究成果并不能在现场推广应用，究其原因主要有两方面： 1 以上成果研究不全面，有的只是针对其中的通过能力方面，而对于通 过能力和改编能力都有研究的，也只是针对其中能力计算方面。以上成果均 不能代替现有的能力查定过程。 2 现场需要更贴近其能力查定和计算过程的研究成果，从而既能在查标 过程中应用，又能体现出其与传统查定和计算方法的方便、简洁之处，减少 查定能力过程中人力、物力的使用和时间消耗。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 1 3 本文的主要研究内容 1 改进技术站能力的查定方法 充分利用信号楼、驼峰、编尾、调车机上的有关设备及微机监控设备， 并以车站现有图表的为补充，实现原始数据的采集。 2 对技术站能力计算中若干问题的探讨 从理论上研究车站能力的计算方法、步骤及其表示形式，对计算过程尽 可能的简化，对能力计算中的若干问题进行探讨，提出解决问题的方法。 3 技术站能力查定数据处理系统介绍 对实现能力自动汇总和计算的技术站能力查定数据处理系统的开发过 程，系统设计原则及系统的主要功能等作出介绍。 4 分析列车结构变动对车站能力的影响 充分利用能力查定数据处理系统的计算结果，根据数据处理系统统计汇 总得出的车站的作业时间标准，做出列车结构变动对车站能力影响的预测。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章技术站能力查定方法的改进 2 1 技术站能力概述 2 1 1 基本概念 技术站能力包括通过能力和改编能力。 2 1 1 1 车站通过能力 技术站通过能力是在技术站现有设备条件下，采用合理的技术作业过程， 一昼夜能够接、发各方向的货物列车数和运行图规定的旅客列车数n ”。通过 能力分咽喉通过能力和到发线通过能力。 车站咽喉通过能力有两个不同的概念：咽喉道岔通过能力和咽喉区通过 能力。咽喉道岔( 组) 通过能力是指在合理固定到发线使用方案和作业进路 条件下，某方向接、发车进路上繁忙道贫( 组) ( 即负荷量最大的道岔组) 一 昼夜能够接、发该方向的货物列车数和运行图规定的旅客列车数；咽喉区通 过能力是指咽喉区各进路咽喉道岔( 组) 一昼夜能够接、发各方向货物列车 数和运行图规定的旅客列车数之和。 因此，咽喉道岔的通过能力是按方向别接车或发车进路上繁忙道岔确定 的通过能力，其目的是为检算区间通过能力与车站咽喉通过能力是否协调。 咽喉区通过能力是按车站咽喉区确定的通过能力，其目的是为检算车站内部 咽喉区通过能力与到发线通过能力是否协调。 到发线通过能力是指到达场、出发场、直通场、或到发场中办理列车到 发作业的线路一昼夜能够接、发各方向的货物列车数和运行图规定的旅客列 车数。按方向别、列车种类别分别计算接、发车能力。 2 1 1 2 车站改编能力 技术站改编能力是在合理使用技术设备的条件下，技术站调车设备一昼 夜能够解体和编组的货物列车数或车辆数。车站改编能力由驼峰解体能力和 尾部编组能力组成。 驼峰解体能力是在既有技术设备、作业组织方法及调车机车台数条件下， 该驼峰一昼夜能解体的货物列车数或车辆数。 尾部编组能力是在既有技术设备、作业组织方法及调车机台数等条件下， 该调车场尾部一昼夜能编组的货物列车数或辆数。 在横列式编组站上，当驼峰和尾部牵出线既解又编，或驼峰以解体为主、 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 辅助编组，尾部以编组为主、辅助解体时，则要查定驼峰的解体和编组能力 及牵出线的解体和编组能力。车站改编能力为驼峰和牵出线解体与编组能力 之和。 2 1 2 影响车站能力的主要因素 影响车站能力的主要因素主要包括以下几个方面： 1 车站现有设备情况。如：各种站场类型和咽喉进路布置、到发线数量 和有效长、调车设备类型和数量、信号联锁闭塞设备类型等。 2 车站作业组织情况。如：各种列车的技术作业过程，所采用的先进工 作方法，各项作业占用设备的时间标准，各车场分工和线路固定用途等。 3 车站办理各方向的列车种类和数量，如：客、货列车的比重，摘挂列 车的数量，计划行车量的分配方案等。 4 货物列车到发的均衡程度。货物列车到发的不均衡性与列车运行图和 车站衔接的方向数有关，随着不均衡性的增加，车站能力将降低。 2 1 3 查定车站能力的目的和依据 查定和计算技术站通过能力和改编能力的目的： 1 为了有效利用现有的技术设备，正确地组织列车接发，合理分配列车 解编任务； 2 查明技术站工作组织和技术设备中的薄弱环节，采取相应措施，挖掘 设备潜力、提高作业效率和加强技术站能力； 3 为了加强技术站技术管理为编制列车编组计划和列车运行图，以及对 现有技术设备进行改建或扩建提供依据。 查定的主要依据包括：现行列车编组计划及运行图；车站既有技术设备 及其使用方法；车站劳动组织及人员的业务能力；车站前阶段运输工作统计 分析资料；车站行车工作细则执行情况分析资料；车站今后运量增长和设 备扩建的规划资料；铁道部、铁路局颁发关于查定车站能力的规定“。 2 2 传统的能力查定方法 2 2 1 查定步骤和方法 我国铁路从1 9 5 2 年起，开始在编组站和区段站查定技术作业过程和计算 能力。车站能力查定工作规定每隔五年进行一次。具体操作过程是按铁道部、 铁路局有关业务管理部门逐级下达能力查定和计算的有关文件，由分局运输 科( 运输分处) 组织实施；直属站由各站技术室负责组织壹定；段管站由车务 段业务室负责组织查定”1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 车站通过能力与改编能力的查定和计算办法，通常是采取全面查标的方 式进行的，每次查标，大致都要经过以下三个步骤： 1 准备阶段 成立查定领导小组和专业小组，专业小组负责处理整个查定的日常工作， 如：整理资料、写实、计算分析。对人员进行培训，拟定查定工作的部署、 时间安排、人员分工计划。拟定和印制供查定写实和分析计算用的各种表格。 2 写实阶段 即按人员分工，连续三昼夜分别对各种作业进行写实。写实过程采用时 间写实和作业方法写实结合的方式，一面记时间，一面记作业方法。 3 整理、分析、计算、定标阶段 将列车的到达、解体、编组、出发作业，车场咽喉道贫、到发线占用时 间等写实资料进行分类整理，进行综合分析计算，提出各项技术作业时间标 准。计算车站的通过能力和改编能力，确定车站的最终能力。 2 2 2 现行能力查定方法的不足之处 1 需要动用较多的人力、物力、财力，容易打乱车站的正常工作秩序和 人员班次安排。若车站本身的人手不够，还不得不请外单位支援，耗费不必 要的财务开支。 2 查定工作组织复杂，工种、岗位众多，表格繁多，汇总整理起来极为 繁琐。目前尚无相应的计算机软件，完全靠手工操作，劳动强度高，且容易 出错。 3 按照能力的定义，车站通过能力和改编能力是指在现有技术设备、采 用合理的作业组织方法条件下，车站一昼夜所能通过的列车数和改编的列车 数( 或车辆数) 。现有查定方法一般连续采点三昼夜。三昼夜的样本数量显然 偏少，而且不能保证这三昼夜的作业就一定是正常的，组织是很合理的，在 这样的基础上算得的最终能力，其可信度有多高，自然要打个问号。 2 3 微机联锁系统简介 2 3 1 微机联锁概述 我国8 0 年代初，在一些科学研究部门和高等院校开展计算机联锁系统的 研究，目前我国铁路已相继实现了专用线车站和铁路正线车站的微机集中联 锁控制。铁道部科学研究院研发的t y j l 系列计算机联锁系统“。“1 和北方交 大研发的j d - - i a 型计算机联锁系统“”1 ，得到广泛的应用。 车站微机联锁系统是一种新型的铁路车站自动控制设备，微机联锁技术 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 是当今铁路信号的新技术，是继电联锁技术的更新换代产品“8 ”1 。它按照铁 路行车调度计划在值班人员或上级自动化控制系统的操作下实现铁路车站道 岔转辙机、信号机、轨道电路等行车设备之间的联锁动作，正确地、高效率 地指挥列车运行，同时保障列车通过车站时的安全，是铁路行车指挥自动化 控制系统的一个重要组成部分”2 “。车站计算机联锁系统除了能实现保证 行车、调车安全的联锁功能外还具有单钩溜放、存储钩命令、自诊断、车列 走行再现、储存、存盘、及打印等功能。“”1 。 2 3 2 微机联锁组成及功能 下面以t y j l i i 型计算机联锁系统为例，说明微机联锁系统的组成， 功能和工作原理。 t y 儿一i i 型计算机联锁系统主要由四部分组成：监控机、联锁机、执表 机( 小站无执表机) 和电务维修机 2 0 y 如图2 - 1 。采用双套互为备用( 热备) 的微机系统，微机在热备方式工作时，主、备机之间进行信息交换。同步工 作时，主机出现故障，能进行切换，备机出现故障，则会自动脱机。由图2 - 1 可以看出，系统的信息传输和主要功能包括： 图2 1t y j 卜i i 型计算机联锁系统 1 控制台提供站场图形显示，语音和文字提示，供车站值班员办理各种 行车命令。车站值班员利用数字化仪或鼠标通过控制台切换电路与监控机相 连。监控机根据控制台发送的控制命令初选进路，与联锁机进行通信，向联 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 锁机传送经初选的进路控制及其他操作命令信息。联锁机实现与监控机和执 表机的通信调度，接收监控机进路控制等命令信息后，对信号设备进行联锁 逻辑运算处理，完成进路确选、锁闭、发出开放信号和动作道岔的控制命令， 在联锁机( 执表机) 驱动层输出，通过动态驱动继电器控制现场设备。 2 联锁机( 执表机) 采集层采集现场信号设备状态，包括轨道电路状态、 道翁表示、和信号机状态等并向联锁机发送采集信息，联锁机与监控机进行 通信，交换信息，将站场信息传送到监控机，并在控制台实时显示。 3 监控机保留最近一段时间( 几个小时) 的系统信息和站场信息，供维 修人员做简单查阅，并实时和电务维修机交换信息，向电务维修机提供站场 信息和系统自检故障信息，并接收维修机修改时钟的命令，进行时钟调整。 电务维修机与主、备监控机通信，接收监控机送来的系统运行状态的各种信 息，可实时显示主、备联锁系统的运行状态，并在每天的零点将前一天的值 班员所有操作、道岔、信号、轨道表示信息及联锁系统的工作状态等信息， 自动存盘，形成以日期为文件名的信息记录文件。系统一个月之内的运行状 态均可通过选择打开记录文件再现。 t y j l i i 型微机联锁系统中的电务维修机保存了值班员的道岔、信号、 轨道表示等站场信息，打开记录即可再现站场情况”。这为车站能力查定的 原始数据写实提供了条件。 2 3 3 微机监测系统 在未装设微机联锁设备的车站，目前普遍使用6 5 0 2 继电集中设备。这种 设备主要通过继电器的动作来实现信号、道岔与进路之间的联锁关系。为适 应铁路电务部门现代化管理的需要，大多数车站使用微机信息监测管理系统， 实现了对铁路车站的6 5 0 2 电气集中设备运行状况进行实时监督、记录和故障 分析；对信号设备的电气性能进行自动测量；并能通过铁路专用通讯线路将 车站信号设备的状态信息，传送设在管理部门的监测管理终端。“。电务管理 部门通过监测管理终端能够及时、全面的了解管内车站信号设备的运行状况 和技术状态。据文献 2 9 1 介绍，系统由三部分组成： 1 设置在管理部门的监测管理终端( 简称主机) ； 2 安装在铁路车站的微机监测系统( 简称分机) ； 3 主机与分机之间的通讯线路及数据调制解调器。主机能监督、查询管 内装有监测分机的车站信号设备的运行状态和故障信息，远程监测分机进行 自动测量。分机负责各类信息的采集、处理和输出。主机和分机之间通过通 讯线路进行信息交换。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 该系统具有实时监督、自动测量、信息管理的功能。其中信息管理功能 包括： 信息传送：分机能按照主机命令，将车站信号设备的即时状态信息或有 关记录传送给主机。 记录重现：主、分机内的各类记录均能保存一定时间，可按记录的特征 ( 如时间、位置或名称等) 为索引进行查询或拷贝。 数据维护：主机能定西自动将有关记录生成数据文件没，也可人工选择 记录生成数据文件。这些文件可显示、打印或制作软盘备份。 图表输出：各类信息均可处理成直观的图表形式输出，也可根据需要生 成各类生产报表和技术档案。 所以，在没有安装微机联锁的车站，使用6 5 0 2 继电集中联锁设备并安装 了微机信息监测管理系统的主机或分机也可实现站场记录的再现功能。 2 4 利用微机系统采集原始数据的方法 以微机监测或微机联锁系统为基础，利用系统的“记录再现”功能，通 过人工记录，可以得到计算咽喉通过能力、到发线通过能力、牵出线编组能 力和驼峰解体能力所需要的数据。微机监测和微机联锁系统回放中界面布置 不尽相同，但大体功能一致。本文以t y 儿一i i 型计算机联锁系统为例介绍 采集原始数据的方法。 2 4 1 屏幕图形显示 屏幕显示按站场图形布置，平时显示的灰色光带为基本的轨道图形。屏 幕图形对轨道区段、列车信号、道岔等不同颜色的显示有不同的含义1 。 1 轨道区段： 灰色光带基本图形； 白色光带进路在锁闭状态； 红色光带轨道区段有车占用，或区段故障； 2 列车与调车信号与站场实际信号颜色大体一致： 红色列车信号关闭： 绿色列车信号开放 白色调车信号开放 2 4 2 写实内容 列车( 或机车车辆) 由咽喉区一端a 处，经过若干道岔前进至咽喉区另 一端b 的一条通路叫做一条进路。原始数据写实，要求将各项作业进路的作 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 3 页 业项目、进路经由，进路的准备、开始占用、道岔解锁的时刻准确记录，有 到发线占用时，要记录到发线的列车停妥和线路腾空时刻，以便计算该项作 业占用咽喉和到发线或者调车作业占用驼峰和牵出线的时间。 根据站场图形轨道区段和信号机颜色的含义，可以确定以下时刻的记录 方法： 准备进路一一进路锁闭或者信号机开放时刻，屏幕上显示为进路所有轨 道区段完全变白的时刻或列车信号由红变绿，调车信号由蓝变白的时刻，如 图2 2 。 图2 2 准备进路 开始占用一一接车时为列车轮压上预告信号的时刻，屏幕上表现为接车 信号由绿变红的时刻；发车、调车则是列车或机车正式开动时刻，屏幕上表 现为进路的部分轨道区段由白变红的时刻，如图2 - 3 。 道岔解锁一一作业进路最后一个道岔解锁，屏幕显示为进路最后一部分 轨道区段红色光带熄灭时刻，图2 - 4 。 图2 - 3 开始占用 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 列车停妥列车、机车车辆完全进入到发线警冲标内方停妥，按接车 进路解锁后1 分钟计。 线路腾空列车或车列出清到发线，屏幕显示为该股道红色光带熄灭 时刻，图2 5 。 图2 4 道岔解锁 图2 5 线路腾空 2 4 3 写实方法 平时电务维修机显示屏的图形框复示控制台的显示状况。若进行站场再 现，首先点击电务维修机屏幕主菜单栏的“再现”图标按钮，如图2 - 6 示， 进入选择再现记录文件对话框，然后选择需要再现的时间段，并点击“确定” 按钮即可开始站场再现操作。屏幕上出现站场再现控制按钮条，如图2 7 示， 其上显示再现的当前记录时间，此时。由人工按作业进路动作时间标准，对 站场每条作业进路一一记录。 通过站场再现控制条，可控制站场重放的速度、选择播放时间、更换播 放日期，或是进行暂停、后退、返回等操作。由于回放功能时可以控制播放 速度，在繁忙时段，可以适当减慢速度或按暂停键，准确记录作业时间。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 站场再现可以得到作业进路起止点、经由道岔号码，区分接、发车和调 车信号、进路动作时刻等信息，但不能得到具体的作业内容。若要得到完整 的写实资料，还须参照车站行车日志、技术作业图表、调车作业通知单等对 微机回放记录数据分析整理。完整的写实表格格式见附录a 中表a 1 、表 a 2 。 图2 - 6 电务维修机屏幕显示 图2 7 站场再现控制条 2 5 技术站能力查定方法的改进 利用车站微机联锁或微机检测系统，通过采集微机上的己存储数据，代 替人工跟班采点写实，由此获得的原始信息，加上行车日志、技术作业大表、 调车作业通知单等现场生产记录，形成完整的查标数据。利用这些数据再经 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 6 页 人工输入微机，利用编制开发的数据处理系统即可自动完成咽喉通过能力、 到发线通过能力、驼峰和牵出线改编能力的计算，得出最后结果。这样车站 能力查定的步骤可表述如下： 1 查标准备，包括以下工作内容： ( 1 ) 对咽喉区道岔分组： ( 2 ) 确定车站的固定作业内容： ( 3 ) 划分车站列车种类，一般旅客列车分为：始发、终到、中转、行包； 货物列车分为：无改编、部分改编、到达解体、编组始发、单机、轨道车； 2 利用信号楼或电务机房的微机设备的回放功能，人工在后台记录原始 数据。 3 参照车站技术作业图表、调车作业通知单等资料对原始数据分析整理 并加以完善。 4 数据录入，将完整的写实数据录入微机。 5 利用数据处理系统汇总、计算，输出结果。 这种方法与现行能力查定方法相比，具有节省人力和物力，查标人员不 必到现场进行记录，不影响车站的正常作业等优点，简化了查标过程。其最 大优点是通过微机监测系统或微机联锁系统得到的数据排除了人为因素的干 扰，提高信息的可靠度，并随时都可以查定能力，提高了能力的查定的灵活 性，从根本上改革了传统的能力查定方法。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 第3 章技术站能力计算中若干问题的探讨 3 1 技术站能力计算方法 3 1 1 咽喉通过能力计算 3 1 1 1 咽喉通过能力计算的方法和步骤 1 计算占用咽喉的时间标准 首先对写实表汇总，对同一端咽喉，对接发列车作业只按列车种类计算 客f 客。货，货f 单机。单机 统一的单项时间标准：。接，。发，接，发，接 l 发。对其它作业，不计算每次 占用时间标准，而按道岔组号统计总时间嘻它及其中的固定作业时间 k 。 ( 1 ) 接车占用咽喉时间标准k 是指自开始准备接车进路时起，至列车进入 到发线警冲标内方停车时止占用咽喉区的时间，等于准备进路与列车通过进 站距离时间之和，即嘻= + 。 ( 2 ) 发车占用咽喉时间标准。发是指自准备发车进路时起，至列车腾空线 路时止占用咽喉区的时间，等于准备进路与列车通过出站距离时间之和，即 发2 堍+ 出。 2 计算咽喉区各道岔组的总占用时间 占用总时间r 计算公式： r = 竹接f 接+ h 发f 发+ f 其它+ f 妨 ( 3 1 ) 式中，一昼夜占用该道岔组的接、发列车数( 客、货、单机分开) k ，r 发接、发车占用咽喉时间标准( 客、货、单机分开) ，其它除接、发列车外的其他作业( 包括机车出入段、其它调车) 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 占用该道岔组的总时间； 锄一一直接妨碍时间，在汇总时，按道岔组号统计总时间，其计算公 式同r 其它。 根据每个道岔占用时间，确定占用时间最长的为咽喉道岔组为最繁忙道 岔组，即咽喉道岔组。 3 计算咽喉道岔组通过能力利用率 足2丽哑t-而tnl440 t ( 3 一。) ( 一：囿) ( 1 一，空) ，一。、 式中 缸一一固定作业占用咽喉道岔组总时间，固定作业包括：旅客列车 到发，客机出入段，调机出入段，定时取送车等； ，空咽喉道岔空费系数，可采用0 1 5 0 2 。 4 计算咽喉道岔组的通过能力 按车站各衔接方向确定货物列车通过能力： 忙等 ( 3 _ 。) 雌= 睾 式中釜，釜f 方向接、发货物列车能力 ( 3 - 4 ) ”釜，n 釜f 方向列入计算的接、发货物列车数。 3 1 1 2 咽喉通过能力数据流程图 根据以上咽喉通过能力的计算步骤和方法，设计咽喉通过能力计算各种 表格，见附录a 中表a 3 表a 7 。根据表格计算咽喉通过能力的数据流程图 如图3 - 1 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 9 页 原始写实表 咽喉道岔每次占用时间汇总表 接车每次占用时间 汇总表( 计算协) 发车每次占用时间 汇总表( 计算t 技) 接发列车占用咽喉道 岔时间标准汇总表 其他作业每次占用时 间汇总表( 其他作业 包括机车出入段和其 他调车两类) 咽喉道岔占用时间计算表 确定咽喉道岔计算其能力利用率k ，计算咽喉通过能力n 咽喉通过能力汇总表 图3 - 1 咽喉通过能力计算数据流程图 3 1 2 到发线通过能力计算 对车站行车工作细则文献【3 0 】规定的到发线通过能力计算方法进 行改进，按股道别统计不同列车种类对到发线的首尾占用，并汇总、分析、 计算，使需要计算的参数减少。 3 1 2 1 到发线通过能力计算的方法和步骤 1 计算占用到发线时间标准 对到发线首尾占用数据汇总，对于列车对到发线的占用分以下类别：旅 客列车f 。、到达解体到解、编组始发编发、无改编讳和部分改编f ；来统计占 用时间标准。 2 计算到发线总占用时间r 各股道总占用时间 丁= 7 玮f 中+ 碎哞+ 解白解+ 玎犏发发+ 竹客峰十f 其它 ( 3 - 5 ) 式中 ，咋，解，t m 发，噜办理各种列车一列或单机一次占用到发线的时 间： ，喀，n 到解，”犏发，列入计算的各种列车一昼夜占用到发线的列数 或单机次数； 西南交通大学硕士研究生学位论文 3 计算到发线通过能力利用率： k = 丽 第2 0 页 ( 3 6 ) 式中 自一一昼夜固定作业占用到发线总时间； y 空到发线空费系数，可采用0 1 5 一o 2 。 4 分方向计算不同类别货物列车的通过能力和到发场的接发车能力 到发线的接车能力 发车能力 货接2 坼。+ 吗+ 到解( 3 - 7 ) n 货发= 中+ ；+ 编发7 ( 3 8 ) 其中 r 中无改编中转列车通过能力，n 十= 等； m ， ；部分改编中转列车通过能力，牟= 等； a n 到解到达解体列车通过能力，到解= 等； 、 ，螭发编组始发列车通过能力，编发= 芋； 饰，n 牟，”到解，”绽发一一列入计算的一昼夜无改编中转、部分改编中转、到 达解体、编组始发列车数； 全站到发线通过能力为各车场通过能力之和。 3 1 2 2 到发线通过能力数据流程图 股道别计算到发线通过能力的表格见附录a ，表a 8 表a 1 1 。其数据 流程图如图3 - 2 所示。 3 1 3 改编能力的计算 3 1 3 1 车站改编能力计算方法和步骤 车站改编能力的计算方法一般采用利用率计算方法”“”1 ，其步骤如下： 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 1 页 股道别到发线每次占用时问写实表 股道别到发线每次首尾占用时间分析汇总表 股道别到发线占用时间计算表ll 股道别到发线接发列车数统计 到发线通过能力汇总表 图3 2 到发线通过能力计算数据流程图 1 计算一昼夜占用驼峰或牵出线的总时间r r = 7 墉喙+ 喙+ ”调+ + 钿+ 纽 ( 3 9 ) 式中 ，一昼夜解体或编组某方向的某种列车数( 包括直达、直通、 区段、小运转列车数，不包括摘挂列车数) ； k ，t 糍解体或编组该种列车每列平均时分( 不包括整场、送禁溜车、 妨碍时间在内，是纯解、编时间。k 包含空程、牵出、推 峰、分解，k 包含连挂、选编、转线、空程) ； n 谭，是除解体、编组以外的其他调车作业次数、一次调车作业时 间： 一一由于进路交叉干扰，一昼夜须停止占用驼峰或牵出线的总时 分； 嘻一昼夜熬场占用驼峰或牵出线的总时