王夢雪，崔君曉，閆 琪，李 登

（卡斯柯信號有限公司，北京 100070）

1 概述

在普速國鐵線路，司機(jī)只能通過調(diào)度電話從車站值班員處獲取前方車站的進(jìn)路排列信息。CTCS-2/3列控系統(tǒng)中，CTC系統(tǒng)在完成進(jìn)路觸發(fā)后，自動生成進(jìn)路預(yù)告信息并通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至機(jī)車綜合無線通信設(shè)備（CIR）上，最終在CIR上顯示進(jìn)路預(yù)告信息并發(fā)出持續(xù)報警音，司機(jī)按壓確認(rèn)鍵后停止報警。司機(jī)駕駛室同時布置信號系統(tǒng)的人機(jī)交互界面（DMI）和CIR，司機(jī)在列車運營過程中需要將注意力同時集中在DMI以及CIR上，容易分散司機(jī)的注意力，增加司機(jī)的工作負(fù)擔(dān)。另外，司機(jī)不能直觀地實時了解當(dāng)前進(jìn)路辦理進(jìn)度，無法全面掌握前方進(jìn)路申請情況。

本文根據(jù)列車當(dāng)前位置、行車許可等信息，提出一種列車運行計劃及進(jìn)路辦理情況的DMI顯示方法，對列車運行計劃和進(jìn)路辦理情況的顯示時機(jī)及顯示形式進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計與實現(xiàn)。無論是對當(dāng)前的國鐵列控系統(tǒng)還是地方鐵路的DMI顯示，都具有借鑒意義。下面以基于動態(tài)間隔的列控車載開發(fā)項目的DMI為應(yīng)用場景，進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2 運行計劃及進(jìn)路辦理過程系統(tǒng)架構(gòu)及顯示設(shè)計方案

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖1所示，運行計劃及進(jìn)路辦理系統(tǒng)由車載系統(tǒng)（含DMI）、資源管理單元系統(tǒng)（Resource Management Unit，RMU）、動態(tài)運能決策系統(tǒng)（Dynamic Capacity Decision，DCD）和目標(biāo)控制器（Object Controller，OC）等模塊組成。車載系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前位置，在列車距離進(jìn)站信號機(jī)一定位置處，檢查到滿足進(jìn)路申請條件，車載計算機(jī)向RMU申請前方進(jìn)路資源。RMU負(fù)責(zé)向車載傳遞運行計劃和進(jìn)路資源狀態(tài)，同時向DCD和OC發(fā)送由車載觸發(fā)的進(jìn)路命令。DCD根據(jù)運能動態(tài)調(diào)整策略，自動生成運行計劃并發(fā)送給RMU，最終下達(dá)給車載系統(tǒng)，以實現(xiàn)動態(tài)運能調(diào)整。OC主要負(fù)責(zé)執(zhí)行道岔控制命令和道岔狀態(tài)采集。

圖1 運行計劃及進(jìn)路辦理顯示系統(tǒng)邏輯Fig.1 Logic diagram of operation plan and route handling display system

如圖2所示，車載系統(tǒng)中的進(jìn)路處理模塊根據(jù)列車當(dāng)前位置，自主計算行車許可，執(zhí)行列車運行計劃顯示時機(jī)的邏輯，車載系統(tǒng)中的進(jìn)路處理模塊從運行計劃信息中提取出前方車站名稱、計劃時間、股道號、接發(fā)車情況等信息傳遞到DMI，DMI將這些信息實時顯示在界面上供司機(jī)查看。當(dāng)滿足申請進(jìn)路條件時，車載系統(tǒng)向RMU發(fā)送進(jìn)路申請，校驗RMU發(fā)來的回執(zhí)數(shù)據(jù)中進(jìn)路號和進(jìn)路道岔狀態(tài)，并根據(jù)進(jìn)路申請進(jìn)度及列車當(dāng)前位置、行車許可等信息，執(zhí)行車載系統(tǒng)進(jìn)路辦理狀態(tài)的邏輯，DMI上實時顯示進(jìn)路申請內(nèi)容和對應(yīng)的進(jìn)路辦理進(jìn)度。

圖2 進(jìn)路預(yù)告和進(jìn)路辦理情況的流程Fig.2 Flow chart of operation plan and route handling

2.2 運行計劃及進(jìn)路辦理情況顯示設(shè)計方案

如圖3所示，DMI上增加運行計劃顯示區(qū)與進(jìn)路辦理進(jìn)度顯示區(qū)，當(dāng)滿足運行計劃顯示條件后，當(dāng)前運行計劃會在DMI上進(jìn)行顯示；當(dāng)滿足進(jìn)路辦理進(jìn)度顯示條件后，當(dāng)前進(jìn)路辦理進(jìn)度會在DMI上進(jìn)行顯示。當(dāng)不滿足顯示條件后，相應(yīng)區(qū)域會隱藏。下文將詳細(xì)介紹使列車運行計劃和進(jìn)路辦理情況的顯示時機(jī)更精準(zhǔn)、顯示內(nèi)容更簡潔明了的設(shè)計思路與實現(xiàn)方法。

如圖4所示，當(dāng)列車車頭越過Station 1站反向進(jìn)站信號機(jī)S后，按照列車運行方向的下一站，即Station 2站為當(dāng)前待申請進(jìn)路車站。

圖4 待申請車站示意Fig.4 Schematic diagram of station to be applied

2.2.1 運行計劃的顯示設(shè)計

1）當(dāng)進(jìn)路類型為通過進(jìn)路時，運行計劃區(qū)顯示：“前方車站名稱+計劃時間+股道號+通過”，如: “安多11:29 IIG通過”。

2）當(dāng)進(jìn)路類型為到發(fā)進(jìn)路時，在列車尾部越過反向出站信號機(jī)（接車進(jìn)路終端信號機(jī)）之前，運行計劃區(qū)顯示：“待申請車站+計劃時間+股道號+接車”，如: “安多 11:29 IIG 接車”。在列車尾部越過反向出站信號機(jī)（接車進(jìn)路終端信號機(jī)）之后，運行計劃區(qū)顯示：“待申請車站+計劃時間+股道號+發(fā)車”，如: “安多 11:29 IIG 發(fā)車”。

2.2.2 進(jìn)路辦理進(jìn)度的顯示設(shè)計

1）當(dāng)進(jìn)路類型為到發(fā)進(jìn)路時

如果正在申請接車進(jìn)路，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+“接車”+正在申請”, 如: “IIG 接車 正在申請”。接車進(jìn)路申請成功且行車許可越過接車進(jìn)路始端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+接車+辦理成功”，如: “IIG 接車辦理成功”，列車尾部越過接車進(jìn)路終端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果正在申請發(fā)車進(jìn)路，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+發(fā)車+正在申請”，如: “IIG 發(fā)車正在申請”。發(fā)車進(jìn)路申請成功且行車許可越過發(fā)車進(jìn)路始端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+發(fā)車+辦理成功”，如:“IIG 發(fā)車 辦理成功”，列車尾部越過發(fā)車進(jìn)路終端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果接發(fā)車進(jìn)路計劃有效，列車進(jìn)站前，人工提前辦理發(fā)車進(jìn)路。列車頭部越過進(jìn)站信號機(jī)前，顯示接車進(jìn)路辦理狀態(tài)。接車進(jìn)路辦理成功且列車頭部越過進(jìn)站信號后，如果行車許可越過發(fā)車進(jìn)路始端信號機(jī)，不再顯示接車進(jìn)路辦理狀態(tài)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+發(fā)車+辦理成功”，如: “IIG 發(fā)車 辦理成功”，列車尾部越過發(fā)車進(jìn)路終端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

2）當(dāng)進(jìn)路類型為通過進(jìn)路時

如果同時申請接車及發(fā)車進(jìn)路，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+通過+正在申請”，如: “IIG 通過 正在申請”。行車許可越過發(fā)車進(jìn)路始端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+通過+辦理成功”，如: “IIG通過 辦理成功”，列車尾部越過發(fā)車進(jìn)路終端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果發(fā)車計劃無效，只申請接車進(jìn)路時，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+接車+正在申請”，接車進(jìn)路辦理成功后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+接車+辦理成功”， 列車尾部越過接車進(jìn)路終端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

如果發(fā)車計劃有效，人工提前辦理發(fā)車進(jìn)路授權(quán)，只申請接車進(jìn)路時，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+接車+正在申請”。接車進(jìn)路辦理成功后，如果行車許可越過發(fā)車進(jìn)路始端信號機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+通過+辦理成功”，列車尾部越過發(fā)車進(jìn)路終端信號機(jī)后，不再顯示。如果行車許可未越過發(fā)車進(jìn)路始端信號機(jī)，但越過接車進(jìn)路始端信號機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+接車+辦理成功”， 列車尾部越過接車進(jìn)路終端信號機(jī)后，不再顯示。如果行車許可未越過接車進(jìn)路始端信號機(jī)，進(jìn)路辦理進(jìn)度不顯示內(nèi)容。

如果行車許可越過接車進(jìn)路始端信號機(jī)后，仍然在申請發(fā)車進(jìn)路。列車頭部越過進(jìn)站信號機(jī)之前，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+接車+辦理成功”。 列車頭部越過進(jìn)站信號機(jī)之后，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+發(fā)車+正在申請”，發(fā)車辦理成功后，如果行車許可越過發(fā)車進(jìn)路始端信號機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+通過+辦理成功”，列車尾部越過發(fā)車進(jìn)路終端信號機(jī)后，不再顯示。如果行車許可未越過發(fā)車進(jìn)路始端信號機(jī)，進(jìn)路辦理區(qū)顯示：“對應(yīng)股道號+接車+辦理成功”，列車尾部越過接車進(jìn)路終端信號機(jī)后，進(jìn)路辦理進(jìn)度不再顯示。

3 現(xiàn)場實驗驗證

在哈木線現(xiàn)場采用金鷹廠JY400軌道車進(jìn)行功能測試，運行車站包括環(huán)倉站、柴達(dá)爾II場、柴達(dá)爾I場、外力哈達(dá)以及江倉站，運行計劃及進(jìn)路申請進(jìn)度狀態(tài)顯示精準(zhǔn)、實時性強(qiáng)，且測試結(jié)果與實驗室測試結(jié)果一致。

以接車進(jìn)路辦理為例。當(dāng)前車站為柴達(dá)爾II場，進(jìn)路類型為到發(fā)進(jìn)路，在列車尾部越過反向出站信號機(jī)（接車進(jìn)路終端信號機(jī)）之前，顯示“柴達(dá)爾II場 12:35 3G 接車”，如圖5所示。

圖5 現(xiàn)場DMI顯示接車進(jìn)路運行計劃Fig.5 DMI display of the operation plan of receiving route on site

滿足申請條件后，ATP周期性向RMU發(fā)送進(jìn)路申請請求，DMI上實時顯示進(jìn)路辦理進(jìn)度：“3G 接車正在申請”， 如圖6所示。

圖6 現(xiàn)場DMI顯示接車進(jìn)路申請進(jìn)度Fig.6 DMI display of the progress of receiving route application on site

接車進(jìn)路申請成功且行車許可越過接車進(jìn)路始端信號機(jī)后，顯示“3G 接車辦理成功”， 如圖7所示。

圖7 DMI顯示接車進(jìn)路申請結(jié)果Fig.7 DMI display of the result of receiving route application on site

4 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹一種運行計劃及進(jìn)路辦理情況的顯示設(shè)計方案，無需采用信號指示進(jìn)路和用調(diào)度電話問詢進(jìn)路方式，也無需專門設(shè)置CIR設(shè)備預(yù)告進(jìn)路信息和語音提醒，司機(jī)只需通過DMI就能夠?qū)崟r了解列車的運行計劃和進(jìn)路辦理情況，同時了解列車運行的各種信息以及進(jìn)行相關(guān)的操作。另外，車載系統(tǒng)根據(jù)列車當(dāng)前位置、行車許可等信息，對列車運行計劃和進(jìn)路辦理狀態(tài)的顯示時機(jī)增加了詳細(xì)的邏輯處理過程，增加運行計劃及進(jìn)路辦理進(jìn)度的顯示，提高了DMI上列車運行計劃和進(jìn)路辦理狀態(tài)顯示時機(jī)的精準(zhǔn)性和實時性，提高屏幕利用率，避免分散司機(jī)注意力，減輕司機(jī)的作業(yè)負(fù)擔(dān)。