一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法

1.本发明涉及一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，属于计算机技术领域。


背景技术：

2.编组站是我国铁路运输系统的枢纽，被称为“列车工厂”。根据数据显示，货车在一次全周转过程中，大约有70％的时间都是在站内进行操作和停留。一般情况下，一列货车从装载到卸载，需要经过5～6次的调车，而列车停靠在股道的时间超过30％，用于调车的机车数量大约为全部运用机车总数的20％。提高编组站运行效率，对于提高铁路整体水平具有重要意义。
3.发明专利(授权公布号cn108182841b)公开了一种铁路编组站综合自动化仿真培训系统，包括：应用服务设备、终端设备与模拟设备；其中：所述应用服务设备，用于实现编组站综合自动化系统sam各项功能；所述终端设备为sam系统人机界面设备；所述仿真模拟设备包括：总控模拟机、上行过程设备模拟机以及下行过程设备模拟机。
4.发明专利(公布号cn108153165b)公开了一种铁路编组站综合自动化系统的仿真测试方法及装置，可以对各个相关的系统做一站式测试，且测试结果与现场实物测试结果一致，从而减少测试阶段对于现场设备的依赖，减少了对现场行车的干扰，提高系统建设阶段运营车站行车安全；并且测试内容也具有针对性，可避免出现重复测试和无效测试的项目；同时，也只需要对对车务和电务人员进行培训，使其利用测试阶段可以充分了解编组站综合自动化系统功能与结构，缩短现场人员培训时间，优化人员实作培训效果。
[0005]“编组站到达场联锁仿真设计”(2017,53(10):16-19.doi:10.13879/j.issn1000-7458.2017-10.17291.)在cad软件基础上二次开发专用软件，绘制到达场平面图，获取设备数据信息并生成站场型数据。根据到达场联锁逻辑关系，自动生成进路表，能实现到达场接车进路和推送进路的仿真。
[0006]
铁路编组站技术作业仿真系统建模与分析(铁路编组站技术作业仿真系统建模与分析.大连交通大学,2010)以实际运营数据为依据，借助面向过程的建模思想，重点分析研究编组站运营系统各环节的仿真逻辑结构，确定仿真模型中相关参数，以arena仿真软件为平台，实现对编组站技术作业仿真系统的建模与分析。
[0007]
上述现有方法需要的服务器、终端设备等实物、半实物设备较多，一方面增加了系统的成本，使得培训成本高，另一方面提高了系统搭建和维护的难度。现有方法主要集中在对编组站各站场底层联锁关系、编组站自动化系统测试方面的仿真，不能仿真编组站到、解、集、编、发整个作业流程的详细过程和车流状态。


技术实现要素：

[0008]
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法。
[0009]
步骤1、利用网络云平台技术，在web端实现编组站行车组织的整个流程仿真功能
步骤，
[0010]
步骤2、以编组站现车系统为数据基础，以车站班计划、阶段计划、调车作业计划为业务核心，实现编组站车流组织的虚拟仿真模拟步骤，对列车到达、机车出入段、票据交接、现车核对、列检货检、车列解体、货场取送、车辆扣修、完成车流集结、列车编组、出发、货车统计一系列相关作业步骤，配置虚拟车流，实现无调中转、部分改编、到达解体、始发编组4种货物列车在站技术作业步骤。
[0011]
还含有以下步骤：利用svg(scalablevectorgraphics)技术在web端虚拟典型混合式二级四场编组站其衔接各方向线路站场图，包含到达场、调车场、上下行出发场、货场、专用线、车辆段、机务段，站场图基本信息保存在服务器端数据库中。客户端站场的道岔转动，接车、发车、调车进路的选排，各种操作通过websocket接口程序与服务器的联锁程序交互，每个客户端申请都对应一个独立的联锁线程，由联锁判断操作意图是否满足动作条件，并将结果反馈给客户端。
[0012]
本发明有如下优点：一种基于云平台的编组站行车组织仿真系统将编组站行车组织仿真系统部署到云端，实现多用户同时登录并行使用的目的，将车站日班计划实训步骤、阶段计划编制实训步骤、技术检查作业实训步骤、接发列车作业实训步骤等综合在一个系统中，在web端使用svg技术实现编组站到达场、出发场、调车场等站场图绘制和显示，实现站调运行大表的绘制和显示，有效解决基于c/s架构系统中各子系统需要在各客户端独立安装运行所带来的繁重的更新维护问题。
附图说明
[0013]
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：
[0014]
图1为本发明的编组站站场布局图。
[0015]
图2为本发明的系统配置架构。
[0016]
图3为本发明的功能结构图。
[0017]
图4为本发明的编组站各作业流程和关系。
[0018]
图5为本发明的系统核心功能步骤。
[0019]
图6为本发明的过程监测管理步骤功能。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0021]
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
[0022]
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0024]
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
[0025]
为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对实施例的限定。
[0026]
实施例1：
[0027]
本发明实例提供的基于云平台的编组站行车组织虚拟仿真系统以一个混合式二级四场编组站(如图1)为蓝本，以虚拟车流为数据源头，以行车计划和装卸车计划为主线，以高效运用编组站的生产资源为出发点，以提高效率、压缩中停时、降低运输成本、保证运输安全为目标，以信息为导向，再造编组站行车组织的业务流程。
[0028]
如图1、图2、图3、图4及图5所示，一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，含有以下步骤：
[0029]
利用网络云平台技术，在web端实现编组站行车组织的整个流程仿真功能步骤，以编组站现车系统为数据基础，以车站班计划、阶段计划、调车作业计划为业务核心，实现编组站车流组织的虚拟仿真模拟步骤，对列车到达、机车出入段、票据交接、现车核对、列检货检、车列解体、货场取送、车辆扣修、完成车流集结、列车编组、出发、货车统计一系列相关作业步骤，配置虚拟车流，实现无调中转、部分改编、到达解体、始发编组4种货物列车在站技术作业步骤。
[0030]
还包括以下步骤：
[0031]
基于云平台的编组站行车组织虚拟仿真系统的配置架构如图2所示，包括云端和web用户端，具体的系统功能架构如图3所示，云端包括服务器、数据库、车站信号联锁、websocket接口，web端包括用户子系统和管理子系统。服务器通过在云端搭建系统，提供web服务，数据库采用mysql，在云端保存铁路站场线路基础数据、用户注册信息、试题库、日志文件、联锁表等数据，云端车站信号联锁子系统包括：到达站联锁、编组调车场联锁、出发站联锁等，实现信号机、道岔、轨道电路之间的联锁关系仿真。
[0032]
websocket接口为web前端和服务器后端的数据交换提供通信格式转换。
[0033]
web端用户子系统为用户前端界面，用于呈现系统的任务信息，并将使用过程中的操作意图发送到云端进行校验、审核和保存。
[0034]
web端用户子系统包括：车站资源认知介绍步骤、虚拟车流配置统计步骤、技术作业过程标准步骤、车站日班计划实训步骤、阶段计划编制实训步骤、调车作业计划实训步骤、技术检查作业实训步骤、接发列车作业实训步骤。
[0035]
1.车站资源认知介绍步骤
[0036]
车站资源认知介绍步骤：车站对认知类的车站资源、设备功能进行介绍。大致包括：
①
运转设备：到达场、出发场的线路配置和工作分工；
②
调车设备：驼峰、牵出线、调车场、调机；
③
机务设备：机务段线路，本务机车；
④
车辆设备：车辆段线路、检修能力；
⑤
货物
装卸线、装卸货位；
⑥
其他设备：信号、照明设备等。
[0037]
通过此步骤，掌握车站的设备资源配置情况，提供基本信息和数据，以便进行具体的作业。
[0038]
2.虚拟车流配置统计步骤
[0039]
对仿真实训平台的车流进行虚拟配置和统计，包括站线、货场、专用线、车辆段、机务段等运用车与非运用车全部车辆信息。管理实训内容包括：列车确报信息的接收、处理与传输，日请求车计划的生成与传输，以及批准请求车计划的接收与处理等。并根据车站值班员输入的列车到、发时刻等车站车流动态信息，完成车站统计工作。
[0040]
3.技术作业过程标准步骤
[0041]
认知无调中转、部分改编、到达解体、始发编组4种货物列车在站技术作业过程、作业标准(含时间标准)，认知无调中转货车、有调中转货车、一次作业车、双重作业车的在站技术作业过程、作业标准(含时间标准)。
[0042]
4.车站日班计划实训步骤
[0043]
调度所每日17:30前下达的车站日(班)计划包括第一班计划和第二班计划轮廓，每日6：00下达早6:00修正计划。班计划是路局为车站制定的班运输任务：本班内应完成的接发列车数,装车数(按车种、车数、到站、品名、发货人的承认车命令，其中指定成组车数、组数和始发、阶梯直达的车次、车数)，卸车数和排空车数(分车种、方向别)。车站应通过正确编制和组织实施班计划、阶段计划和调车作业计划保证班计划任务的完成。
[0044]
认知班计划的内容和格式，完成以下三项任务。
[0045]
1)编制列车出发计划：对每一个出发列车确定车流来源，发出货车总数及本站货物作业车数。出发列车的车流来源主要有三个方面：
①
预计18:00已编好转出发场列车；
②
在编组场集结的车辆及到达场待解的车列；
③
本班内陆续待到达本站的车辆，从货场、专用线及车辆检修点取回调车场的车辆。
[0046]
2)确定装卸取送计划：卸车计划是根据调度所在班计划中下达的卸车任务，对站存待卸车和有确报的到达卸车安排卸车地点、卸完用途、空车用途和排空车次。排空计划应根据调度所下达的排空任务，按指定的排空车次、车种、车数作出切实安排。装车计划根据调度所批准的承认计划，按品类、到站、车种、车数安排装车地点、配空来源、装完时间和挂运车次。
[0047]
3)推定班计划各项指标：货车停留时间指标包括：无调中转车停留时间、有调中转车停留时间、中转车平均停留时间和货物作业车一次货物作业平均停留时间。
[0048]
5.阶段计划编制实训步骤
[0049]
阶段计划编制实训步骤包括：站调作业大表步骤、车流线编辑步骤。采用svg矢量图技术完成站调作业大表中接发车作业、编组场解体作业、货场取送作业等图表线绘制和车流线编辑功能。
[0050]
阶段计划由车站调度员根据班计划要求、现在车分布状态、编组解体列车线路占用情况、机车交路及型号、货物列车到达预确报等条件进行编制，值班站长进行审批。编制内容包括：
[0051]
1)到达列车车次、时分、机车型号、占用线别、编组内容、解体顺序和起止时分
[0052]
2)出发列车车次、时分、机车交路及型号、编组内容、车流来源、占用线别、编组顺
序、起止时分
[0053]
3)各线的装车数、车种、品名别、空车来源、送入时间、装完时间，挂运车次
[0054]
4)各线的卸车数(包括直达成组)、品名、送车时间、卸完时间，空车用途
[0055]
5)调车机运用和整备计划及取送作业的安排施工和维修计划等。
[0056]
6.调车作业计划实训步骤
[0057]
认知编制调车作业计划的要求和依据，熟悉调车作业计划单的填写，掌握调车区的现场信息，完成解编调车作业计划的编制。
[0058]
实训包括解体、编组、取送车三种调车作业计划和执行，具体内容包括：
[0059]
1)解体：在驼峰或牵出线上将到达解体列车或车组按铁路货车的到达地点分解到调车场各固定线路内。
[0060]
2)编组：根据班计划及编组车流、车数、吨数等要求了解编车计划；挑选货票计算列车长度及重量；编制列车编组顺序表；
[0061]
3)取送车：根据阶段计划的取送安排，制定并实施调车场与货场、车辆段、机务段等装卸地点的车辆调移。
[0062]
7.技术检查作业实训步骤
[0063]
完成无调中转、部分改编、到达解体、始发编组4种货物列车技术检查、货运检查及现车核对工作。
[0064]
完成以下3项实训任务：
[0065]
1)车辆技术检查与修理：包括试风及摘机车，由检车员负责，列检内容包括走行部分的转向架及制动系统是否出现问题与故障，并及时排除。包括发现故障时，检车员须将故障车辆的顺位或车号及其特征记于检车员手册内，并用对讲广播话筒报给列检值班员。值班员根据故障车的编组顺位，用广播通知所属部位之检车员进行详细检查和处理。
[0066]
2)车辆的货运检查及整理：车辆经过一段长距离运行后，货运装载状态可能发生变化，需要进项装载整理，该作业由车站货运检查员负责，具体内容包括货物列车中货物装载、加固状态；施封；货车门、窗、盖、阀关闭情况；危险货物押运人押运情况等。
[0067]
3)现车核对：该作业由车号员负责，实训内容为：按照列车编组顺序表中的内容，检查核对现车，即与车列中的机车、车辆实际状况进行逐项对照、修改，补充列车编组顺序表中的记载，使之与实际状况相符，保证现车、货运单据、列车编组顺序表“三相符”。
[0068]
8.接发列车作业实训步骤
[0069]
接发列车作业实训步骤在web前端采用svg技术实现站场图的绘制，包括：道岔、信号机、轨道电路、操作按钮、指示灯，实现道岔转换、进路排列、故障设置、行车模拟等功能。
[0070]
通过接发列车作业实训步骤掌握进路排列、设备操作、站间联系等基本操作方法。完成编组站基本运转业务，完成列车的接车、通过、发车作业。
[0071]
接车作业：开放进站信号后，车站值班员确认光带(表示灯)、信号显示正确，立即使用闭塞电话通知发车站值班员；发车站值班员确认接车站信号开放正确后，回复检查情况。
[0072]
办理列车通过作业：开放通过信号后，车站值班员确认光带(表示灯)、信号显示正确，立即使用闭塞电话通知接、发车站值班员(通知顺序按先通知发车站，后通知接车站)；接、发车站值班员确认信号开放正确后，回复检查情况。
[0073]
发车作业：开放出站信号后，车站值班员确认光带(表示灯)、信号显示正确，立即使用闭塞电话通知接车站值班员确认；接车站值班员确认信号开放正确后，回复检查情况。
[0074]
web端管理子系统包括：练习管理步骤、任务管理步骤、考核管理步骤。练习管理步骤包括：基本概念、基本操作、作业要求、作业标注、作业流程等。
[0075]
任务管理步骤包括：角色(岗位)分配、任务(实训)设置、案例分析、应急故障、过程监控等。
[0076]
考核管理步骤包括：试题管理、试题生成、考核计时、分数统计、成绩分析等。
[0077]
系统具备作为铁路运行管理专业进行编组站作业职能竞赛的功能扩展条件，未来通过扩展竞赛过程监控步骤，使其成为一个基于云平台的竞赛平台。竞赛通过分析车站各类指标进行，包括实时、分阶段两种方式统计装车数、卸车数、发送吨、静载重、总停时、作业次数、停时、总中时、中转车数、中时、货车正点率、客车正点率等指标。
[0078]
如上，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，其特征在于,含有以下步骤：利用网络云平台技术，在web端实现编组站行车组织的整个流程仿真功能步骤，以编组站现车系统为数据基础，以车站班计划、阶段计划、调车作业计划为业务核心，实现编组站车流组织的虚拟仿真模拟步骤，对列车到达、机车出入段、票据交接、现车核对、列检货检、车列解体、货场取送、车辆扣修、完成车流集结、列车编组、出发、货车统计一系列相关作业步骤，配置虚拟车流，实现无调中转、部分改编、到达解体、始发编组4种货物列车在站技术作业步骤。2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，其特征在于,还含有以下步骤：利用svg(scalablevectorgraphics)技术在web端虚拟典型混合式二级四场编组站其衔接各方向线路站场图，包含到达场、调车场、上下行出发场、货场、专用线、车辆段、机务段，站场图基本信息保存在服务器端数据库中，客户端站场的道岔转动，接车、发车、调车进路的选排，各种操作通过websocket接口程序与服务器的联锁程序交互，每个客户端申请都对应一个独立的联锁线程，由联锁判断操作意图是否满足动作条件，并将结果反馈给客户端。3.根据权利要求1所述的一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，其特征在于,还包括以下步骤：设置云端和web用户端，云端包括服务器、数据库、车站信号联锁、websocket接口，web端包括web端用户子系统和web端管理子系统，服务器通过在云端搭建系统，提供web服务，数据库采用mysql，在云端保存铁路站场线路基础数据、用户注册信息、试题库、日志文件、联锁表等数据，云端车站信号联锁子系统包括：到达站联锁、编组调车场联锁、出发站联锁，实现信号机、道岔、轨道电路之间的联锁关系仿真。4.根据权利要求3所述的一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，其特征在于,web端用户子系统为用户前端界面，用于呈现系统的任务信息，并将使用过程中的操作意图发送到云端进行校验、审核和保存；web端用户子系统包括：车站资源认知介绍步骤、虚拟车流配置统计步骤、技术作业过程标准步骤、车站日班计划实训步骤、阶段计划编制实训步骤、调车作业计划实训步骤、技术检查作业实训步骤、接发列车作业实训步骤。5.根据权利要求3所述的一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，其特征在于,web端管理子系统包括：练习管理步骤、任务管理步骤、考核管理步骤，练习管理步骤包括：基本概念、基本操作、作业要求、作业标注、作业流程，任务管理步骤包括：角色(岗位)分配、任务(实训)设置、案例分析、应急故障、过程监控，考核管理步骤包括：试题管理、试题生成、考核计时、分数统计、成绩分析。

技术总结
一种基于云平台的编组站行车组织仿真方法，属于计算机技术领域。利用网络云平台技术，在Web端实现编组站行车组织的整个流程仿真功能步骤，以编组站现车系统为数据基础，以车站班计划、阶段计划、调车作业计划为业务核心，实现编组站车流组织的虚拟仿真模拟步骤，对列车到达、机车出入段、票据交接、现车核对、列检货检、车列解体、货场取送、车辆扣修、完成车流集结、列车编组、出发、货车统计一系列相关作业步骤，配置虚拟车流，实现无调中转、部分改编、到达解体、始发编组4种货物列车在站技术作业步骤。骤。骤。


技术研发人员：黄赞武
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2022.10.19
技术公布日：2022/12/23