地铁车辆段出入库管理系统的原理

摘要

地铁车辆基地是地铁车辆在列车停放、管理、检修的地方。地铁列车运行的首要前提是在车辆管理基地完成地铁列车运行计划的编制。站场运行调度员负责根据地铁列车运行计划组织管理列车进出车库运行。目前行车计划主要是手工编制，书面确认，复杂落后。由于站内车辆管理基地使用人工跟踪的方法对站内列车进行实时跟踪组织车辆出入库，调度人员的工作负担严重，站内主线调度信号系统无法及时获得站内车辆管理基地内所有列车的准确相关位置，效率相对较低。本文重点介绍了地铁车辆段列车出入库管理系统的设计与实现。

关键词：地铁专用车；北京出入境车辆；管理信息系统

　引言

随着发达国家经济和科技的快速进步和发展，促进城市经济发展的行动步伐不断扩大，现代城市严重的交通拥堵问题日益明显，受到了社会各界的广泛关注。要解决和有效缓解当前城市交通拥堵的根本问题，只能通过城市走多元化经济发展的交通道路。其中，加快发展大规模城市轨道交通网络是解决我国城市交通网络拥堵这一突出问题的有效途径。但是在现代城市中，由于所有的土地建筑都很昂贵，几乎是寸土寸金，其中，建设城市地铁所占用的全部土地和建筑空间最小，而地铁是城市环境中交通量最大、运行时间最快、空气污染最小的，也被认为是乘客最舒适的公共交通工具之一。

　第一章地铁车辆段出入列车管理系统概述

　　1.1 车辆组织

根据网络化控制中心建设计划,地铁1、2、3号线将联合建设控制中心,实行集中指挥。因此,在组织下,根据”高度集中、统一指挥、阶段性责任”的指挥原则,主任负责网络指挥中心、各筛选设置人员和工作队、单线的轨道交通驾驶、供电、循环控制监测、客流情况等。

　1.2 运营管理

在铁路客运集中管理下,根据铁路分线不同等级客运集中管理体制框架下的原则,成立铁路客运部,负责三线铁路客运的综合管理。车站运营管理服务实行”一个站长、一组团队、地区控制、一线所属”的车站管理,车站管理服务实施设备按照属地车站管理一体化的管理思路,属地汽车机械运输工具部门负责人对车站管理服务实施设备的维护巡视、维护和问题解决。枢纽站管理实行本地单站站点管理,非同类枢纽站根据当地客流量、设备是否集中和到站与否等实际情况,确定4~7个枢纽站为中心地区站点设立并对中心站进行管理。

　1.3 维护管理

在综合维护管理下,根据层次集中管理体系结构原则和网络操作体系,除车站、机械服务设备系统外,设备系统和线路设施安装设备部负责综合管理。在维修方面,为了共享专业服务资源,主要专家对各专家之间的互联部分进行工作优化整合。另一方面,设备维修采用”更换维修、集中维修”的方式,设立了普通附件、专用附件的深度维修和计量器具的检查、维修中心。

　1.4 维修

在交通维修施工方面,根据”地区维修与线路维修相结合”的维修原则,在多条线路线网交汇的场地共线铁路枢纽站、换乘站、区间场等其他地方有具备条件的维修场所内应设立沿线地区交通维修中心,或根据铁路线网交通维修施工要求,在沿线维修站点内合理安排维修施工区。发生电器设备出现故障、突发事件等时,通过控制中心附近的地区维修中心或工作区部署人员、紧急维修工具移动。

　第二章地铁车辆段出入库管理系统的原理

(1)运营计划;(2)收集管理的车辆编制;(3)列车出库管理、列车出库期间根据列车运行计划进行自动进入处理及列车运行识别和跟踪(4)设计车辆基地与精选列车系统之间的接口,实现车辆基地与精选ATS系统之间的信息交互。(5)通过车辆基地综合自动化系统运行仿真平台,对系统功能进行验证和测试。

　第三章研究地铁车辆段出入列车管理系统的意义

　　3.1 地铁交通处置的重要性

我国近年来正在地铁轨道交通相关领域的建设发展推进速度比较快,地铁交通建设发展给我国城市内部居民的日常生活方式带来了巨大的社会变化,方便了很多人们的日常生活。做好城市地铁列车运营安全管理已经成为比较重要的工作内容,地铁列车行驶事故处置管理工作基本应能由地铁相关部门工作人员根据相关要求组织实施。由于北京地铁长期运营2号线的结构复杂化,运营情况也变得复杂,如果地铁出故障,要由司机处置,保障地铁运行的安全。驾驶员在自身处理事的能力提升方面与北京地铁正常运行的安全密切息息相关,驾驶员自身处理事的能力对如何恢复北京地铁正常经营运行和保障乘客正常乘车活动体验安全具有重要指导作用。

3.2 铁路运输运营管理的重要性

目前,我国轨道交通在各大城市争相建设,已经属于正常稳定的运行状态。但是,我国轨道交通高峰时间运输能力的拥挤问题需要解决。对各种类型的安全风险问题进行分层分析。找出我国城乡规模建设轨道交通枢纽的安全保障措施,不断完善轨道运营及地铁建设工程的安全保障措施。从而对现有城市轨道交通安全风险实施有效的预防和控制,不断完善城市轨道交通运营的首要安全稳定措施,为乘客提供方便舒适的乘车环境。选择适当的方法和措施,不断完善风险预防铁路运输运营的定性和定量风险预防措施等级制度,降低城市轨道运营风险。不断分析经验,开发适合城市地铁运输管理的安全危险源识别体系,通过科学规避,有效降低轨道交通事件的发生率,提高我国地铁运行的安全稳定性。

　第四章地铁车辆段出入列车管理系统的现状

地铁行车工作展开过程中受到各种层面的因素影响,实际工作中仍然存在很多问题,主要表现在以下几个层面:

第一,整体经济工作思想观念比较薄弱。地铁交通运营管理是一个具有整体性的概念,在地铁驾驶员的处置管理工作中也是如此。驾驶员自身应该要具备一个整体化的运营管理概念,不要太重视针对故障点的及时处置,无视非障碍领域的调整。但是,从目前实际管理处置人员工作的服务现状中也可以明显看出,职员们在树立整体观念服务意识上还仍然需要不断加强,这必然地也会直接影响涉及到实际处置人员工作的服务质量和工作效率。

第二、信息和通信问题。地铁列车驾驶员的报废处置工作的有效顺利开展,要求拥有良好的现场信息沟通工作机制,才能迅速就具体的地铁报废处置工作实施内容情况进行信息沟通,提高地铁整体报废处置工作质量管理水平。但是在实际使用信息缺乏通信的各种情况下,沟通不畅的主要问题依然较为突出。主要原因表现在行为对个人信息沟通不及时,信息沟通的及时准确性意识有待不断加强。重视信息处理,轻视部门信息沟通。这是因为部门信息中心和各单位的重要信息采集通报不能及时准确进行,信息尚未传达时也没有任何人对此信息负责,因此容易出现造成部门信息混乱,没有指定或现场的联系方式,信息的沟通效果不好。

第三、没有明确分工。地铁行车处分事业的开展,各方面要有明确的责任,才能正常工作。地铁局在开通前已经明确了对赵督院列车处置的具体分工,但细化分工也不够,只有通过练习分工优化,进一步细化完善处置分工,才能有效提高地铁处置处理工作服务质量。但是从现实的企业分工管理现状中也可以明显看出,没有建立完善的技能评价和绩效激励机制,员工们在进行专业训练时工作目的不明确,思想观念上没有充分认识重视其在训练时对工作的指导作用。这种技术层面的不足之处比较容易直接影响系统处置文件工作的实际效果。

第四、要不断加强人员专业能力。在加强地铁列车驾驶员的处分管理工作的组织实施管理过程中,要充分发挥注意不断提高相关职员的工作专业性。从地铁实际中在处置事故工作中的现状分析来看,决策中不太短,对突发事件造成影响的综合预测分析力度还不足,只能对实际中的地铁交通运行的安全状况产生不利性的影响。地铁实际运营结构调整的成功与果断性的决定密切息息相关,部分地铁大气危险心理和一些经验主义因素等会对地铁实际运营处置各项工作的执行成功率高低产生不利因素影响。而且,对重大事件的分析预测的能力不是很高,只能影响实际处置质量。

第五、在工作管理流程上还需要进一步加强规范。在要求地铁列车驾驶员在工作的规划实施进行过程中报废处置时,要切实遵循严格规范的处置程序,才能真正确保地铁报废处置工作的有效顺利开展。但是实际上在工作中还普遍存在未得到规范的工作现象,没有不断加强新工作规则和规章制度的指导学习,没有充分采用一些专业术语等。

　第五章仓储管理系统的总体设计

　　5.1 车辆出入系统和ATS系统之间的信息交互

由于进出车辆管理基地的高速列车安全管理和监控系统与AT系统和联锁控制系统关系密切，因此必须对车辆管理基地的高速列车安全管理和监控系统进行系统的边界分析和设计。地铁车辆段进出列车管理系统主要从正线的自动测试系统开始，该系统将第二天的列车时刻表发送到车辆段控制中心。调度员根据列车时刻表的列车时刻表及相关信息编制每日运行计划，到达发车时间点后触发自动安排行车计划的进路命令。在建立进路发车信号打开后，车辆基地将列车准备离开车库的信息发送到正线的自动测试系统，同时，列车启动并识别和跟踪列车运行，直到列车进入正线地区。列车出仓至正线运行后，调车场调度员应根据列车运行图的列车时刻表及相关信息编制列车接收计划。当列车在正线完成运行任务后进入出入口路段时，正线的自动测试系统将列车即将到达回库的信息发送到车辆基地的控制中心，同时对列车进行识别和跟踪。在进路命令被触发以在车辆基地中自动安排驾驶计划之后，建立进路将等待进入信号被打开。列车开往进路，在仓储过程中对列车运行进行识别和跟踪，直到列车进入为应收车计划安排的回库轨道。本文中，与联锁系统相关的路由阶段都是通过仿真实现的。

该系统的主要目的是实现列车的交付和存储，因此系统的总体功能设计可分为五个部分：车辆基地列车运行计划管理、车辆基地运行日志、车辆基地车站显示界面、车辆基地界面和ATS系统仿真界面。对于列车出站，直接在MDIAS系统的列车运行日志界面模拟发出该列车出站的命令。当列车设置进路开放信号时，当列车启动时，它将报告该点。然后MDIAS系统通过广播将列车发车信息通知给MDIAS系统接口，然后MDIAS系统接口将列车发车信息发送给ATS系统接口，并转发给ATS系统，以通知出站车次和换乘轨道，便于及时处理进路和了解车次的列车信息。同时，MDIAS系统界面的出站信息显示框和ATS系统仿真界面的正线列车运行状态界面显示列车的出站信息和相应的报告信息。同时，记录在日志中。当列车离开换乘轨道并进入正线时，将在MDIAS系统的列车运行日志界面中报告换乘轨道的实际到达时间，并报告相关列车在换乘轨道的实际到达时间。然后，该信息将通过MDIAS系统接口通知给ATS系统仿真接口，并在其驾驶任务行中报告，其中将报告转移轨迹的实际时间。同时，相应的列车实际换乘轨道的到达时间会在相应的出站信息显示框中进行提示，相关的列车出站信息会显示列车出站的提示信息并记录在日志中。同时，ATS接口仿真显示，列车离开换乘轨道后，列车已经到达正线运行。

对于列车入库，点击相关列车线路快捷菜单的“回库”命令，列车线路由绿色变为灰色，列车线路的列车回库，入库信息显示框提示。列车的“返回车辆段”命令表明列车刚刚从正线进入和离开段线。此时，自动测试系统仿真界面通知多智能体系统界面，并将列车返回车辆段的信息传送到多智能体系统列车运行日志。此时会在MDIAS系统界面入库信息显示框中进行提示。如果满足返回车辆段的条件，它将触发MDIAS系统的列车运行日志中的该列车自动生成命令，然后建立一个进路。此时，该列列车的列车已经进出段线。从那时起，列车将由车辆基地管理，列车将被安排返回进路车辆段，以报告列车在停车位置的实际到达。该过程将记录在MDIAS系统接口日志和ATS系统接口中。

5.2 列车进路控制仿真

由于列车进路控制模式采用自动进路控制模式，有必要在到达列车发车时间后建立进路。建立联锁进路的主要过程是：自动触发高速列车自动调速计划，生成联锁进路控制命令，选择联锁进路表建立进路，检查联锁进路条件设置。日运营计划编制完成后，自动生成的日运营计划航路命令在到达时间点时不会自动执行，但需要具备触发自动生成航路命令的条件。触发自动生成进路命令的方式有两种，一种是通过模拟命令直接触发自动生成进路命令，另一种是触发条件。条件触发要求列车处于合适的触发点，这包括两个方面。一方面需要判断列车当前位置是否在日运营计划对应的区域内，是否在日运营计划对应的停车轨道内，是否已经到达列车出仓的时间点；另一方面，需要确认火车的检查和交付、火车的换乘和司机上车。只有满足这些条件，才能触发自动生成进路命令选择进路，如果列车因其他原因不在计划轨道上，在一定时间范围内返回计划轨道后，当满足其他条件时，也可以触发自动生成进路命令。

5.3 联锁表选择进路

触发列车运行计划自动生成进路命令后，需要从联锁表中选择一条从列车运行计划触发点轨道到目的地轨道的进路。根据列车的日运行计划，确定进路，的起点和终点，然后从联锁表中选择所有合适的进路。由于车辆基地道路复杂，在使用联锁表选择进路的过程中，可能会有几个符合行驶计划的进路，因此在进路列车联锁检查之前，有必要优先检查进路的联锁，如果进路通过检查，则没有必要检查二级进路，准备直接安排目前的进路。如果具有高优先级的进路未能通过检查，则依次检查下一级的进路，直到检查完所有合格的联锁表进路。

　5.4 增加走行线和铁路网转换路段

在出站列车具备一定设备条件的实际应用条件下，车辆段出站列车应考虑同时设置多种类型的进站走行线。确保不同类型车辆进站停车线不同位置的多辆出站列车在车辆出站后，很可能通过多条平行线路的列车通道出站，并从不同类型车辆进站走行线的不同方向出站，如果不连接会造成线路干扰。从而缩短了不同出站时间列车间隔的设计时间，延长了短间隔列车的等待时间，满足了延长不同出站时间列车间隔的基本技术要求。

　5.5 增加调车信号

根据进路特快列车在一定运行条件下的实际应用情况，建议在远离铁路咽喉区的进路高速客运站适当增加调车控制器和带附加电机的电机。为了大幅度提高进路旅客编组列车在快速出口和快速进路，发车时的运行灵活性，提高进路旅客编组列车的快速发车时间和运行控制能力。

5.6 提高经营管理水平

提高铁路运输能力的一个关键阶段是提高铁路经营者的管理水平。从以下方便的角度可以立即提高铁路运营人员的管理水平：适当压缩停轨网咽喉转换的发车时间，减少列车和车辆在停轨网换站区域占用的运行时间，确保后续所有转换列车和车辆能够尽快运行到停轨网转换站区域；当同一区段的进路换乘列车车辆离开仓库时，第二次换乘列车将在第一次换乘列车车辆清场后离开仓库时，立即从同一车库发出动车，以缩短在铁路网换乘区之间运行的前后换乘列车之间的发车时间间隔；在充分保证旅客行车安全的必要条件下，适当控制和提高同一车辆段内换乘列车进出区间的运行速度，同时提高区间内换乘区出站调度列车的运行速度，以满足缩短发车间隔运行时间的基本要求。

　　结论

随着我国城市轨道交通网络交通信息技术的快速进步和发展，主线自动化管理水平逐步提高，对主线车辆管理基地自动化管理水平的技术要求进一步提高。因此，深入实现北京地铁正线车辆管理基地的正线列车出入自动管理监控系统是非常必要的。车辆段自动化水平要求进一步提高，实现地铁车辆段出入列车管理系统非常必要。借助主线车辆管理基地综合管理自动化系统和行车状态模拟控制平台，以实现列车车辆入库自动化管理和次日集合作业计划信息自动编制、列车车辆入库自动化管理、主线车辆管理基地与主线ATS列车系统信息自动交互为目标，设计并成功实现。

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　致谢

行文至此，学习生涯即将结束，在大学的学习生活，是我此生难以忘怀、变化最大的时间。学校有可亲可敬的老师们与同学们。在学习的过程中，我不断汲取专业知识，提升自身学科素养以及综合能力。

第一，感恩老师，在学习的各个时期都给予我极大的帮助，导师的学术造诣深厚，在教学时期不断激励我、监督我，促使我不断学习以及汲取知识，在未来的发展道路上，我也会时刻牢记导师的教导，锐意进取。第二我也感谢在论文撰写时期，考核时期给予我珍贵意见的所有老师！第三，感恩和我共同度过多年学习生活的所有同学，就是因为你们的关照以及爱护，我才得到了如此珍贵的回忆。

未来的道路如梦似幻，我也会坚持初心，勇往直前。大学的学习生活成为我人生的重要转折点，此后的道路依然漫长，希望我可以不负光阴！