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        SelTrac? CBTC 2.0中的自動化車輛段列車調(diào)度功能設(shè)計

        2022-08-27 02:11:38李際俊
        鐵路通信信號工程技術(shù) 2022年8期
        關(guān)鍵詞:存車股道班次

        李際俊

        (上海電氣泰雷茲交通自動化系統(tǒng)有限公司,上海 201206)

        全自動無人駕駛系統(tǒng)(Full Automatic Operation,F(xiàn)AO)是基于現(xiàn)代計算機、通信、控制和系統(tǒng)集成等技術(shù)實現(xiàn)列車運行全過程自動化的新一代城市軌道交通系統(tǒng),是系統(tǒng)自動化程度的最高等級。FAO與傳統(tǒng)駕駛系統(tǒng)相比,具有優(yōu)化人力資源配置、降低運營人員勞動強度、提升系統(tǒng)安全性、提高系統(tǒng)可靠性、提升運營能力等優(yōu)勢。FAO滿足IEC 62290國際標(biāo)準(zhǔn)中的GoA4級標(biāo)準(zhǔn),車輛從喚醒到自檢、出庫、停站、開/關(guān)門、發(fā)車、回庫、休眠、洗車等全過程由控制中心自動控制,無需司機參與,實現(xiàn)全自動運行,與傳統(tǒng)的CBTC系統(tǒng)有明顯區(qū)別。

        FAO列車在車輛段/停車場需實現(xiàn)自動喚醒、自動休眠、自動出/入庫、自動洗車、控制區(qū)域自動駕駛、全自動調(diào)車等功能。本文重點闡述SelTrac?CBTC 2.0中的自動化車輛段功能設(shè)計。

        1 列車自動出庫

        1.1 車輛段用車計劃

        車輛段用車計劃是車輛段調(diào)度員制定的每日上線列車及備車計劃。其內(nèi)容包括以下幾點。

        1)列車當(dāng)日可用狀態(tài),包括:

        可用:列車可被自動出庫;

        不可用:列車不可被自動出庫;

        備用車:在可用車數(shù)量不足時,系統(tǒng)將自動選擇備用車自動出庫。

        2)列車是否早高峰回庫。

        3)列車回庫是否優(yōu)先進入維護股道。

        4)列車回庫目的地(在線路有兩個或多個車輛段情況下)。

        對于每列車的用車計劃,其在列車出庫后不能再被車輛段調(diào)度員修改,在列車回庫后自動清除。車輛段用車計劃是車輛段列車出庫計劃的基礎(chǔ)輸入。

        1.2 列車自動出庫

        在每日運營開始前,系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)日時刻表和車輛段列車用車計劃,自動編排列車出庫計劃。如圖1所示為分配出庫計劃的列車。

        圖1 車輛段列車出庫計劃Fig.1 Depot train launch plan

        在列車完成自動喚醒后,系統(tǒng)根據(jù)可用車計劃搜索車輛段存車線內(nèi)的可用列車和備用車,根據(jù)一定的列車出庫策略,將車輛段內(nèi)列車和時刻表班次關(guān)聯(lián),即完成列車出庫計劃的自動排列。列車出庫計劃關(guān)聯(lián)車輛段列車和正線時刻表班次,通過正線班次計劃投入時刻倒推得到列車在車輛段的發(fā)車時刻。

        在車輛段列車發(fā)車之前,車輛段調(diào)度可通過列車自動監(jiān)控系統(tǒng)(ATS)命令人工修改該列車出庫計劃?;蛘咄ㄟ^計劃重排命令重新排列車輛段所有列車出庫計劃。

        車輛段列車計劃發(fā)車時刻到達(dá)后,ATS自動根據(jù)車輛段列車位置,所關(guān)聯(lián)班次投入點和車輛段內(nèi)信號設(shè)施情況,自動排列列車進路,完成車輛段列車自動出庫。

        1.3 列車出庫策略

        車輛段列車可被自動分配出庫計劃,需滿足以下條件。

        1)用車計劃中該列車被定義為可用車或備用車;

        2)列車當(dāng)前沒有其他分配;

        3)列車在存車線停準(zhǔn);

        4)列車模式為全自動運行模式(FAM);

        5)列車自動喚醒和自檢狀態(tài)正常;

        6)列車沒有被前方列車阻擋。

        當(dāng)列車在如下條件下,認(rèn)為該列車被阻擋,即無法自動分配出庫計劃:

        7)前方列車在用車計劃被定義為不可用列車;

        8)前方列車模式不是FAM;

        9)前方列車自檢或喚醒狀態(tài)為失?。?/p>

        10)前方列車關(guān)聯(lián)班次的發(fā)車時間在本列車關(guān)聯(lián)班次之后。

        ATS實時收集車輛段內(nèi)列車狀態(tài)和位置,根據(jù)正線計劃時刻表投入點位置和投入時間順序,以及一定的出庫策略完成列車出庫計劃。一般的AB股存車股道的車輛段,其典型的出庫策略包括: A列位優(yōu)先,同股道優(yōu)先。

        1.3.1 A列位優(yōu)先

        A列位優(yōu)先策略,是指在進行車輛段列車班次關(guān)聯(lián)時,其預(yù)期發(fā)車順序為: 總是優(yōu)先A列位列車先發(fā)車,在A列位列車全部發(fā)車完成后進行B列位列車發(fā)車,如圖2所示。

        圖2 A列位優(yōu)先策略Fig.2 A lane priority launch strategy

        1.3.2 同股道優(yōu)先

        同股道優(yōu)先策略是指,車輛段列車預(yù)期發(fā)車順序為對于各個車輛段存車股道,先進行該存車股道A列位列車發(fā)車,再進行B列位列車發(fā)車。在該存車股道兩列車都發(fā)車完成后,進行下一股道列車發(fā)車。

        在給定出庫策略的情況下,列車出庫計劃算法步驟如圖3所示。

        圖3 列車出庫計劃自動編排流程Fig.3 Automatic depot train launch process

        車輛段用車計劃中,指定回庫目的地車輛段列車具有最高優(yōu)先級,系統(tǒng)優(yōu)先匹配符合條件的班次,若有多列車指定回庫目的地,按照出庫策略排序。

        車輛段用車計劃中,指定早高峰回庫列車具有第二優(yōu)先級,系統(tǒng)匹配剩余未分配班次。若有多列車指定早高峰回庫,系統(tǒng)按照出庫策略排序。

        系統(tǒng)對車輛段用車計劃中剩余未匹配可用列車,按出庫策略排序自動匹配班次。

        若尚有未分配列車的班次,系統(tǒng)按出庫策略分配備用列車。

        2 列車自動回庫

        自動化車輛段需實現(xiàn)列車自動回庫功能,即對于結(jié)束計劃運營的列車,在清客確認(rèn)后根據(jù)既定回庫策略回到車輛段相應(yīng)位置。

        2.1 列車回庫流程

        列車自動回庫的輸入條件包括列車回庫計劃、車輛段用車計劃和洗車計劃,如圖4所示。

        圖4 列車自動回庫流程Fig.4 Automatic depot train stabling process

        列車回庫計劃提供車輛段調(diào)度員輸入指定班次對應(yīng)回庫股道。根據(jù)列車回庫計劃,若該班次列車由調(diào)度員指定,則該列車優(yōu)先回指定股道。若指定股道不可用,則根據(jù)回庫策略自動選擇存車股道。

        根據(jù)車輛段用車計劃,若為計劃維護列車,則該列車優(yōu)先回檢修股道。根據(jù)洗車計劃,若為計劃洗車列車,則該列車優(yōu)先進洗車線進行自動洗車作業(yè)。洗車完成后折返回到相應(yīng)存車股道。

        若該列車未指定維護計劃或洗車計劃,則根據(jù)既定回庫策略,該列車自動回到相應(yīng)存車股道。

        2.2 列車回庫策略

        采用“之字形”回庫策略?!爸中巍被貛觳呗允侵福夯貛炝熊噧?yōu)先回存車股道B列位,后續(xù)列車回該存車股道A列位。上一存車股道填滿后下一存車股道同樣采用先B列位后A列位的回庫順序,如圖5所示。

        圖5 “之字形”回庫策略Fig.5 Zig-zag stabling strategy

        “之字形”回庫策略有以下優(yōu)點:若前后回庫列車距離較近,在FAM模式下前后列車聯(lián)鎖進路相同,列車可前后追蹤回庫,沒有聯(lián)鎖進路沖突和道岔搬動過程,有效提高回庫效率;上、下存車線依次回庫可在較短時間內(nèi)填滿SPKS區(qū)域,方便維護股道等區(qū)域的收車后人工作業(yè)。

        2.3 列車回庫沖突

        ATS在組織列車回庫時,需考慮列車回庫目的地沖突,包括:前后列車指定同一目的地(存車股道),前序列車回到外側(cè)股道而后序列車目的地為內(nèi)側(cè)股道,車輛段內(nèi)有正在進行出庫、調(diào)車等作業(yè)的反向進路列車。因此當(dāng)車輛段內(nèi)存車股道滿足以下條件時可進行自動回庫。

        1)存車股道空閑;

        2)存車股道未人工關(guān)閉;

        3)存車股道前方?jīng)]有故障道岔;

        4)對于內(nèi)側(cè)存車股道,其外側(cè)股道沒有列車占有;

        5)對于內(nèi)側(cè)存車股道,其外側(cè)股道沒有正在回庫過程并即將到達(dá)的列車;

        6)列車回庫路徑中沒有反向進路列車。

        3 小結(jié)

        在FAO線路中及目前既有運營的線路,自動化車輛段列車出、入庫能力是系統(tǒng)能力的瓶頸區(qū)域,如何提高自動化車輛段區(qū)域行車效率對于城市軌道交通行車工作具有十分重要的意義。SelTrac?CBTC 2.0系統(tǒng)的自動化車輛段列車調(diào)度功能綜合考慮多種影響因素,合理安排多列列車出、入庫沖突,避免多列列車在自動出、入庫時可能會導(dǎo)致阻塞或死鎖等情況的發(fā)生,從而提高系統(tǒng)運營效率,提高線路服務(wù)水平。

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