賈國強，李松林

（1.中國鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司 運輸部，河南 鄭州 450052；2.河南譽凌電子科技有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

高速鐵路在工程靜態(tài)驗收后，要采用檢測列車、綜合檢測列車、試驗動車組列車及相關(guān)檢測設(shè)備，對系統(tǒng)間的輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、流固耦合關(guān)系、車-線-橋耦合關(guān)系、列車運行控制、環(huán)境影響等方面進(jìn)行嚴(yán)格測試、驗證、調(diào)整、優(yōu)化，使各系統(tǒng)和整體系統(tǒng)性能達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，我國稱這一龐大的系統(tǒng)工程為聯(lián)調(diào)聯(lián)試。聯(lián)調(diào)聯(lián)試完成后要開展運行試驗，按運行圖組織列車運行，對整體系統(tǒng)在正常和非正常運行條件下的行車組織、客運服務(wù)、故障模擬和應(yīng)急救援等進(jìn)行演練，驗證是否具備開通運營條件。高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試和運行試驗是高速鐵路建設(shè)的重要組成部分和運營準(zhǔn)備的必要環(huán)節(jié)，是高速鐵路動態(tài)驗收的主要工作過程［1］。

在整個動態(tài)試驗過程中，聯(lián)調(diào)聯(lián)試和運行試驗大綱中所有試驗項目都要落實到每日運輸組織計劃中來實現(xiàn)，通過安全、高效的行車組織工作，實現(xiàn)動態(tài)驗證。編制每日運輸組織計劃是聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中的一項重要工作。

近年來，高速鐵路在我國得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，高速鐵路線路開通日益增多。我國高鐵的各項設(shè)備、技術(shù)領(lǐng)跑于世界高鐵，但是，聯(lián)調(diào)聯(lián)試和運行試驗的行車組織工作從技術(shù)手段、信息化水平、編制效率、安全性等方面滯后于高鐵發(fā)展總體技術(shù)水平，需要進(jìn)一步完善［2］。2019年以來，中國鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司先后完成了鄭萬、鄭阜、商合杭、鄭太、濟(jì)鄭高鐵濮鄭段（濮陽東—鄭州東）等5條不同速度等級高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試和運行試驗工作，對基于“一日一圖”的高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃智能編制系統(tǒng)進(jìn)行研究，并投入實際運用，進(jìn)行了初步嘗試，提高信息化水平、試驗效率，確保行車安全，助力了新線開通。

1 運輸組織計劃編制需求分析

1.1 運輸組織計劃編制要求[3]

由現(xiàn)場指揮部組織至少在前一日研究確定并發(fā)布，根據(jù)工作需要，聯(lián)調(diào)聯(lián)試日計劃可跨日安排。運輸組織日計劃由現(xiàn)場指揮部運輸組織組牽頭組織編制［3］，主要包括試驗列車及編組、試驗區(qū)段、檢測測試內(nèi)容、運行計劃及試驗速度、試驗列車行車指揮人、行車組織注意事項、安全措施、列車乘務(wù)及保潔擔(dān)當(dāng)、添登乘人員及車上工作職責(zé)、后勤安排等內(nèi)容。

鐵路局集團(tuán)公司要進(jìn)一步維護(hù)聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作計劃的嚴(yán)肅性［4］。聯(lián)調(diào)聯(lián)試日計劃編制時應(yīng)充分考慮與試驗列車運行和檢測測試相關(guān)的各種因素，編制完成并公布后，不得隨意取消、變更。實施過程中，因天氣、設(shè)備故障、檢測指標(biāo)超限等特殊因素需取消、調(diào)整計劃內(nèi)容時，必須在確保安全的前提下，經(jīng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試現(xiàn)場指揮部批準(zhǔn)并傳達(dá)到位后方準(zhǔn)實施。

根據(jù)以上要求，運輸組織日計劃編制具有時效性強（要及時發(fā)布，便于現(xiàn)場學(xué)習(xí)執(zhí)行）、內(nèi)容根據(jù)試驗日計劃要求變化大、內(nèi)容復(fù)雜、涉及因素多等特點，集中體現(xiàn)在每天的運行圖鋪畫中，必須快速、準(zhǔn)確、一日一圖、一試驗一方案［5］。

1.2 既有編制方法現(xiàn)狀

既有編制方法采用2種：一是利用既有運行圖編制系統(tǒng)；二是采用手工繪制運行圖、編制運輸組織計劃。

1.2.1 利用既有運行圖編制系統(tǒng)

既有運營線路有成熟的運行圖計算機編制系統(tǒng)，已經(jīng)實現(xiàn)了運行圖編制的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化［6］，為鐵路運輸日常組織提供了強大技術(shù)支撐。如應(yīng)用于聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，還存在一定問題。根據(jù)《列車運行圖編制管理規(guī)則》［7］第三款要求，必須提前輸入技術(shù)資料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需設(shè)置線路屬性、線路車站、線路區(qū)間、運行標(biāo)尺、慢行標(biāo)尺、徑路數(shù)據(jù)、列車數(shù)據(jù)、天窗數(shù)據(jù)、交路數(shù)據(jù)、間隔時間標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，而新建高鐵的動態(tài)檢測是在開通前進(jìn)行，其中的運行標(biāo)尺、慢性標(biāo)尺、間隔時間標(biāo)準(zhǔn)等資料只有在動態(tài)檢測后開通前才能提供。同時，由于根據(jù)逐級提速要求和其他特定試驗要求，試驗中速度級范圍大、變化快，造成運行標(biāo)尺不斷變化，根據(jù)速度級變化調(diào)整系統(tǒng)中運行標(biāo)尺耗時費力，編制計劃效率較低，不能很好的滿足試驗需要［8］。

1.2.2 采用手工繪制運行圖、編制運輸組織計劃

完全依賴經(jīng)驗豐富的調(diào)度人員手工繪制運行圖、編制運輸組織方案，但因試驗場景的不同導(dǎo)致計劃編制適時調(diào)整工作難度大、耗時長、易出錯。尤其是幾條線同步進(jìn)行試驗時，每天需要分線編制不同計劃，工作難度極大，而且還面臨著以下問題：

（1）調(diào)度員根據(jù)經(jīng)驗和試驗內(nèi)容，推算運行時分后，人工繪制運行圖。由于推算的誤差，聯(lián)調(diào)聯(lián)試指揮部無法掌握準(zhǔn)確的列車運行計劃與試驗計劃。

（2）聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗方案可能根據(jù)試驗場景和現(xiàn)場實際適時做出多次調(diào)整，依靠人工頻繁調(diào)整方案費時費力、難度很大且易失誤。

（3）聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗涉及新建線路和車站，面對新建線路和車站，每次編制計劃時需查閱大量線路和站場設(shè)備技術(shù)資料，計劃編制人員對新建線路的數(shù)據(jù)資料需要一個熟悉過程，給計劃編制工作帶來很大困難，安全壓力增大。

以上2種編制方式，都存在效率低、勞動強度大、調(diào)整不方便、準(zhǔn)確性不高的問題，不能滿足聯(lián)調(diào)聯(lián)試需要。

2 運輸組織計劃智能編制系統(tǒng)研發(fā)

2.1 系統(tǒng)總體目標(biāo)

為了提高聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃編制人員工作效率，減輕現(xiàn)場勞動強度，同時綜合考慮高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃編制系統(tǒng)準(zhǔn)確性、可靠性、易操作和可維護(hù)性等各個方面的要求［9］，需要完成以下目標(biāo)［10］：

（1）實現(xiàn)列車編組、區(qū)間數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)及試驗內(nèi)容等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理維護(hù)；

（2）根據(jù)試驗計劃，結(jié)合區(qū)間距離、運行速度、起停附加時分、限速等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，自動鋪畫列車運行圖；

（3）根據(jù)運行圖能一鍵生成聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織方案和列車時刻表；

（4）實現(xiàn)對已鋪畫運行圖的車次、編組、速度、行別、站停、股道、始發(fā)終到信息等數(shù)據(jù)編輯和修改；

（5）根據(jù)基本圖能實現(xiàn)列車多徑路規(guī)劃，檢查共有線路占用沖突；

（6）實現(xiàn)運行圖、運輸組織方案、列車時刻表歷史查詢、復(fù)制、保存、導(dǎo)出、打印等功能。

2.2 系統(tǒng)主要設(shè)計原則

2.2.1 確保聯(lián)調(diào)聯(lián)試行車安全

聯(lián)調(diào)聯(lián)試不同于正常行車，有大量的反方向行車、拉鋸試驗，有正方向、反方向、多列動車組同時運行，給現(xiàn)場接發(fā)列車造成安全隱患［11］。高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃編制系統(tǒng)根據(jù)試驗要求生成運行計劃，直接注明運行線別、正方向、反方向、股道等信息，為現(xiàn)場防錯辦、確保運行安全提供明確無誤的運行信息［12］。

2.2.2 數(shù)據(jù)安全，計劃精準(zhǔn)[13]

系統(tǒng)采用雙因子認(rèn)證技術(shù)對登錄用戶身份進(jìn)行鑒別，通過數(shù)據(jù)加密、權(quán)限控制等手段確保聯(lián)調(diào)聯(lián)試數(shù)據(jù)安全。該系統(tǒng)基于繪圖參數(shù)信息自動繪制運行圖、生成列車時刻表和運輸組織方案，減少人工干預(yù)，降低人為出錯的概率，提高組織管理人員工作效率，提升運輸組織計劃精準(zhǔn)度，確保聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織工作安全有序進(jìn)行。

2.2.3 減輕勞動強度，提高工作效率

以往聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃大部分借助編圖軟件，個別采用人工繪圖編制，由于根據(jù)逐級提速要求和其他特定試驗要求，試驗中速度級范圍大、變化快，造成運行標(biāo)尺不斷變化，根據(jù)速度級變化調(diào)整系統(tǒng)中運行標(biāo)尺耗時費力，過程繁瑣復(fù)雜易出錯，編制計劃效率較低，不能很好的滿足試驗需要。通過高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃編制系統(tǒng)可以隨時適應(yīng)速度級變化，用時短、效率高、準(zhǔn)確性高，同時可根據(jù)聯(lián)調(diào)聯(lián)試方案會審核結(jié)論靈活調(diào)整，減輕運輸人員編制工作強度，使其精力真正集中在運輸組織工作上來。

2.2.4 優(yōu)化試驗方案，縮短試驗時間

高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃編制系統(tǒng)可整體檢查評估試驗計劃的可執(zhí)行性和飽和程度，方案編制人員據(jù)此修改聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗序列，自鄭萬、鄭阜、商合杭、鄭太高鐵及濟(jì)鄭高鐵濮鄭段等高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作開展以來，通過每天優(yōu)化試驗方案，增加試驗序列，整體聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作比原定時間節(jié)點都提前完成，節(jié)約聯(lián)調(diào)聯(lián)試時間、人力成本，為提前完成新建高鐵線路開通提供保障。

2.3 完成目標(biāo)需解決的主要技術(shù)問題[10]

（1）線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入與維護(hù)；

（2）運行圖的鋪畫與智能調(diào)整；

（3）運行圖沖突檢測提醒；

（4）運輸組織計劃的自動生成與發(fā)布；

（5）時刻表與基本圖的導(dǎo)入導(dǎo)出；

（6）實現(xiàn)運行圖、運輸組織方案、列車時刻表歷史查詢、復(fù)制、保存、導(dǎo)出、打印等功能。

2.4 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)依據(jù)聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗計劃，結(jié)合區(qū)間距離、運行速度、起停附加時分、限速等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了在聯(lián)調(diào)聯(lián)試指揮部中從繪制運行圖到編制運輸組織計劃，再到信息發(fā)布共享等工作的一整套信息化流程［14］，系統(tǒng)工作流程見圖1。

圖1 系統(tǒng)工作流程

2.5 主要功能

系統(tǒng)模塊中主要功能分為8個部分［15］，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)的8個主要功能如下：

（1）運行圖自動鋪畫。根據(jù)車次號、運行速度、發(fā)車時間、車站、公里標(biāo)等數(shù)據(jù)，結(jié)合聯(lián)調(diào)聯(lián)試場景，通過逐級提速加車、道岔側(cè)向測試加車等功能自動鋪畫列車運行圖。

（2）基本圖導(dǎo)入、同步。導(dǎo)入基本圖EXCEL時刻表、TDMS接口文件，自動鋪畫運行圖。

（3）同步計劃。支持本局、鄰局計劃同步，提供協(xié)作運輸組織計劃的技術(shù)手段。

（4）股道運用展示。展示各既有站股道運用情況，確定每日試驗始發(fā)站發(fā)車時間和股道。

（5）區(qū)間停車自動鋪畫。通過區(qū)間停車、折返功能準(zhǔn)確評估出試驗列車的運行時分，及時掌握列車開行計劃。

（6）沖突檢測。車次號重復(fù)，股道占用檢測，正反向行別沖突檢測，多圖車次查重。

（7）運輸組織計劃定制化。支持運行圖圖片、列車時刻表、運輸組織方案定制化。

（8）信息文件共享平臺。在聯(lián)調(diào)聯(lián)試現(xiàn)場指揮部將每日試驗計劃、施工計劃、會議紀(jì)要等文件上傳到平臺中，可在線預(yù)覽，同時供各部門下載查閱。

3 運輸組織計劃智能編制系統(tǒng)運用

該系統(tǒng)在鄭萬、鄭阜、商合杭、鄭太、濟(jì)鄭等5條高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試中發(fā)揮重要作用，減輕了聯(lián)調(diào)聯(lián)試人員現(xiàn)場工作壓力，使運輸組織人員將更多的精力投入到運輸安全管理和試驗安全管理工作中，提高運輸組織工作效率。其主要運用場景和案例如下。

3.1 逐級提速試驗[10]

試驗內(nèi)容：160～220 km/h的提速試驗。

列車運行要求：檢測車最高運行速度不超過140 km/h，動車組運行運行速度分別為160、180、200、220 km/h。

輸入條件：輸入相應(yīng)的車次號、運行速度、發(fā)車時間、車站、公里標(biāo)等，系統(tǒng)輸入條件后自動鋪圖見圖3。

圖3 逐級提速試驗自動輔圖

計劃兌現(xiàn)情況：當(dāng)日試驗計劃全部兌現(xiàn)。

3.2 隧道交會試驗[10]

試驗內(nèi)容：兩列動車組在隧道內(nèi)交會試驗。

試驗計劃：兩列動車組在拐河北與方城之間隧道內(nèi)交會，交會時兩車速度最高不超過350 km/h。

輸入條件：輸入相應(yīng)的車次號、運行速度、發(fā)車時間、車站、公里標(biāo)等，系統(tǒng)輸入條件后自動鋪圖見圖4。

圖4 隧道交會試驗自動輔圖

計劃兌現(xiàn)情況：當(dāng)日試驗計劃全部兌現(xiàn)。

3.3 站場股道和列車徑路沖突檢查[10]

鄭萬高鐵與鄭阜高鐵同時開行試驗列車，從鄭州東動車所到寺后線路所為試驗列車經(jīng)由線路，存在占用沖突的問題，將試驗列車運行圖共有部分展示在1張運行圖上，同時加粗顯示，有利于調(diào)度人員檢查列車占用徑路沖突。系統(tǒng)輸入條件后自動鋪圖見圖5。

圖5 站場股道和列車徑路沖突檢查自動輔圖

3.4 列控ITC試驗[10]

試驗內(nèi)容：C2等級控車下，各信號設(shè)備的工作狀態(tài)測試。

列車運行要求：以列控設(shè)備允許速度運行，自動過分相。系統(tǒng)輸入條件后自動鋪圖見圖6。

圖6 列控ITC試驗自動輔圖

4 結(jié)束語

2019年11月，高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃智能編制系統(tǒng)通過了中國鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司科信部組織的總體技術(shù)方案審查和科技成果技術(shù)審查。目前，先后應(yīng)用于鄭萬、鄭阜、商合杭、鄭太、機南城際、濟(jì)鄭、鄭州南剩余工程、京廣高鐵動態(tài)檢測等8條不同速度等級高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試和運行試驗工作，編制計劃790余份。該系統(tǒng)實現(xiàn)了項目建設(shè)預(yù)期，將聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃編制工作從手工邁向計算機信息化、自動化，填補了聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間運行圖自動鋪畫的國內(nèi)空白。下一步聯(lián)調(diào)聯(lián)試運輸組織計劃智能編制系統(tǒng)需進(jìn)一步完善，加強與試驗計劃、試驗大綱結(jié)合，利用大數(shù)據(jù)分析，智能自動鋪畫出每日運行圖，并不斷根據(jù)每日試驗結(jié)果迭代修正。