摘要：為避免高鐵車站車務(wù)人員在突發(fā)狀況下，由于自身業(yè)務(wù)水平、決策能力和處置經(jīng)驗(yàn)等的限制，無(wú)法迅速、準(zhǔn)確地處置突發(fā)事件，文章提出利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)模擬高鐵車站車務(wù)人員的真實(shí)工作環(huán)境，研究開(kāi)發(fā)高鐵車務(wù)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。文章研究了系統(tǒng)總體構(gòu)架，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)技術(shù)總體方案，完成了高鐵車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。最后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)案例，通過(guò)本仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，驗(yàn)證了實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的可行性。

關(guān)鍵詞：高鐵車務(wù)應(yīng)急處置；實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)；仿真培訓(xùn)

中圖分類號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

CTC是調(diào)度中心對(duì)管轄區(qū)段內(nèi)的列車和調(diào)車作業(yè)進(jìn)行指揮和管理，通過(guò)聯(lián)鎖、列控、區(qū)間閉塞等信號(hào)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)集中控制的鐵路技術(shù)裝備^［1］。它具有分散自律和非常站控兩種不同的控制模式^［2］。在日常行車的絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)處于分散自律控制模式。對(duì)于車站值班員來(lái)說(shuō)，日常工作只監(jiān)不控，實(shí)操機(jī)會(huì)非常少。在需要轉(zhuǎn)為非常站控模式或分散自律控制模式時(shí)，可能會(huì)因?yàn)椴僮魇д`，威脅行車安全，對(duì)人民的財(cái)產(chǎn)乃至生命帶來(lái)不可挽回的嚴(yán)重?fù)p失。而CTC為生產(chǎn)系統(tǒng)，不能用于日常的培訓(xùn)考核。故需設(shè)計(jì)高鐵車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為培養(yǎng)技術(shù)好、素質(zhì)高的調(diào)度指揮人員提供了良好的訓(xùn)練條件，使其更好地為保障高速鐵路安全服務(wù)^［3］，這對(duì)高速鐵路行車安全有著非常重要的意義。

本文以DS6-K5B計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)操控方式為基礎(chǔ)，研究開(kāi)發(fā)了高鐵車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，通過(guò)車站行車電子地圖編輯系統(tǒng)繪制出標(biāo)準(zhǔn)的車站行車電子地圖，對(duì)各種故障項(xiàng)目的處理和仿真實(shí)訓(xùn)進(jìn)行研究。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

高鐵車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由教師機(jī)和學(xué)員機(jī)構(gòu)成，采用客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，教師機(jī)和學(xué)員機(jī)之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，如圖1所示。

圖1 高鐵車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)總構(gòu)架

教師機(jī)有以下模塊：用戶管理模塊、站場(chǎng)示意圖及信號(hào)設(shè)備狀態(tài)顯示功能模塊、故障設(shè)置模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、模擬行車控制模塊、運(yùn)行圖指導(dǎo)練習(xí)模塊、鄰站模擬模塊、操作記錄模塊^［4］。

學(xué)員機(jī)有以下模塊：用戶管理模塊、站場(chǎng)示意圖及信號(hào)設(shè)備狀態(tài)顯示功能模塊、信號(hào)設(shè)備操作模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

2.1.1 創(chuàng)新性

實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了通用鄰站模型、提供信號(hào)設(shè)備的各種故障設(shè)置、支持通過(guò)設(shè)置列車的各種運(yùn)行參數(shù)來(lái)模擬列車運(yùn)行^［5］、可從全路列車運(yùn)行圖編制系統(tǒng)中導(dǎo)入本站列車運(yùn)行圖，方便了基于鄰站配合辦理行車手續(xù)的模擬。

2.1.2 實(shí)用性

系統(tǒng)構(gòu)建了高速鐵路車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，提供了與日常運(yùn)行情況一致的模擬訓(xùn)練場(chǎng)景，包括日常操作模擬和各種故障條件下的應(yīng)急處置模擬。其系統(tǒng)仿真界面和操作方法與高鐵車站實(shí)際運(yùn)用的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)一致，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

2.1.3 可推廣性

本實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用全參數(shù)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理，功能模塊獨(dú)立，配置靈活，便于推廣。

2.2 系統(tǒng)功能

該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)由車站示意圖顯示、基本作業(yè)、故障設(shè)置、站間閉塞、模擬行車、運(yùn)行圖指導(dǎo)模式等組成。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2.1 車站信號(hào)平面示意圖

車站信號(hào)平面示意圖模塊的功能主要是建立、維護(hù)股道、道岔、信號(hào)機(jī)、命令按鈕等聯(lián)鎖設(shè)備對(duì)象和維護(hù)聯(lián)鎖表。本系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置通用對(duì)象屬性，使其滿足不同型號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)，不僅降低了系統(tǒng)的邏輯復(fù)雜度，還實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)搜索進(jìn)路功能。

2.2.2 基本作業(yè)

基本作業(yè)模塊主要包含兩部分：聯(lián)鎖表管理和聯(lián)鎖設(shè)備具體操作。

聯(lián)鎖表管理可以幫助建立、維護(hù)聯(lián)鎖表數(shù)據(jù)。聯(lián)鎖表數(shù)據(jù)在現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中是接發(fā)列車操作進(jìn)路的基礎(chǔ)，進(jìn)路的狀態(tài)能夠根據(jù)行車的變換而自動(dòng)修改。在仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中，這部分由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的反饋功能需要模擬實(shí)現(xiàn)，聯(lián)鎖表模塊根據(jù)行車改變自身的狀態(tài)功能。

聯(lián)鎖設(shè)備具體操作包含：信號(hào)機(jī)操作、道岔操作、進(jìn)路操作和其他控制命令操作。它的操作方法、對(duì)象、過(guò)程顯示設(shè)計(jì)都與設(shè)定的實(shí)際系統(tǒng)完全一致。

2.2.3 故障設(shè)置

仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可設(shè)置多種故障，如設(shè)置道岔故障、軌道故障、信號(hào)機(jī)故障等。故障設(shè)置的實(shí)現(xiàn)主要依托教師機(jī)對(duì)學(xué)員機(jī)設(shè)置各種類型故障，可單個(gè)設(shè)置，也可批量設(shè)置。教師機(jī)界面還可實(shí)時(shí)查看學(xué)員操作情況。

2.2.4 站間閉塞

站間閉塞功能的實(shí)現(xiàn)主要依托模擬鄰站模塊。系統(tǒng)通過(guò)設(shè)定通用鄰站模塊的方式實(shí)現(xiàn)辦理站間閉塞的模擬。根據(jù)學(xué)員機(jī)的設(shè)置來(lái)選擇本機(jī)、教師機(jī)或其他學(xué)員機(jī)來(lái)?yè)?dān)任鄰站的角色，配合學(xué)員機(jī)與鄰站之間的區(qū)間在有車占用和無(wú)車占用情況下的改方、接輔助、發(fā)輔助等閉塞辦理操作。

2.2.5 模擬行車

系統(tǒng)可以通過(guò)教師機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬行車設(shè)置，該模塊盡可能將所有影響行車的因素都參數(shù)化，如列車長(zhǎng)度占用軌道電路的數(shù)量，行車方向，初始位置，占用到發(fā)線號(hào)等。在把模擬行車參數(shù)落到實(shí)處的基礎(chǔ)上，充分利用系統(tǒng)內(nèi)部的聯(lián)鎖數(shù)據(jù)制約關(guān)系，建立列車走行參數(shù)和信號(hào)設(shè)備之間的映射關(guān)系。

2.2.6 運(yùn)行圖模擬演練

運(yùn)行圖模擬演練模塊可以導(dǎo)入車站時(shí)刻數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化車站時(shí)刻表數(shù)據(jù)為提示信息和設(shè)備控制命令，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行圖數(shù)據(jù)指導(dǎo)模式演練。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與全路列車運(yùn)行圖編制系統(tǒng)的連接，可以從全路列車運(yùn)行圖編制系統(tǒng)中導(dǎo)入本站的列車運(yùn)行圖，來(lái)指導(dǎo)車務(wù)應(yīng)急值守人員系統(tǒng)地進(jìn)行與日常運(yùn)行情況完全一致的模擬訓(xùn)練活動(dòng)，提高模擬演練的效率。

3 實(shí)驗(yàn)案例

本系統(tǒng)支持在用戶指定的配合對(duì)象（本站客戶端、服務(wù)器、其他站客戶端）上生成一個(gè)模擬鄰站，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)完成站間閉塞模擬的功能。以下將以區(qū)間故障或“雙接”情況下輔助辦理改方操作模擬為例，分析高速鐵路車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的基本實(shí)驗(yàn)流程（見(jiàn)圖3）。

圖3 基本實(shí)驗(yàn)操作流程

3.1 實(shí)驗(yàn)流程

區(qū)間故障或方向電路因故出現(xiàn)相鄰的兩站同為接車站的“雙接”現(xiàn)象（即它們均點(diǎn)亮紅色接車箭頭）時(shí)，必須采用輔助辦理方式才能改變運(yùn)行方向。此時(shí)，兩站值班員通過(guò)電話共同確認(rèn)區(qū)間無(wú)車，雙方都未辦理發(fā)車進(jìn)路、紅色箭頭點(diǎn)亮因設(shè)備發(fā)生故障所致，均按規(guī)定手續(xù)登記破鉛封，共同進(jìn)行輔助辦理，并由需要改成發(fā)車站一方的車站值班員優(yōu)先辦理。辦理發(fā)車進(jìn)路，開(kāi)放出站信號(hào)，表明發(fā)車站一次輔助辦理結(jié)束。

階段一：打開(kāi)教師機(jī)和學(xué)員機(jī)，連接成功后在學(xué)員機(jī)依次點(diǎn)擊【非常站控】和【上電解鎖】按鈕，輸入密碼“888”，點(diǎn)擊確認(rèn)。

階段二：首先，點(diǎn)擊客戶端“設(shè)置”菜單的“鄰站設(shè)置”選項(xiàng)，彈出鄰站設(shè)置對(duì)話框。在要模擬鄰站的IP地址欄，填入指定配合對(duì)象的IP地址，可以是本機(jī)、服務(wù)器或其他客戶端機(jī)器的IP地址^［4］。其次，點(diǎn)擊【操作】菜單，選擇【請(qǐng)求配合改方】菜單項(xiàng)，選擇鄰站，在鄰站中設(shè)置對(duì)應(yīng)鄰站的IP地址，主機(jī)會(huì)收到配合請(qǐng)求命令。接受請(qǐng)求后，自動(dòng)彈出模擬鄰站對(duì)話框^［4］，由模擬鄰站改為發(fā)車方，先按下總輔助按鈕，再

按下發(fā)輔助按鈕。再次，在模擬鄰站的發(fā)輔助延時(shí)內(nèi)，本站端點(diǎn)擊總輔助按鈕，點(diǎn)擊接輔助按鈕，改方成功，本站的區(qū)間方向箭頭變?yōu)辄S色接車方向，允許建立反向接車進(jìn)路，禁止建立正向發(fā)車進(jìn)路。而模擬鄰站的區(qū)間箭頭同時(shí)變?yōu)榫G色發(fā)車箭頭，變?yōu)榘l(fā)車方^［4］。點(diǎn)擊【排列發(fā)車進(jìn)路】按鈕，模擬鄰站的綠色發(fā)車箭頭變?yōu)榧t色發(fā)車箭頭。最后，辦理發(fā)車進(jìn)路，開(kāi)放出站信號(hào)，至此發(fā)車站一次輔助辦理結(jié)束。輔助改方辦理完畢后，雙方站均需抬起總輔助按鈕。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

基于通用鄰站模塊實(shí)現(xiàn)站間閉塞的高速鐵路車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)成功辦理改方的界面，如圖4所示。本實(shí)驗(yàn)開(kāi)展了區(qū)間故障或“雙接”情況下，輔助辦理改方的操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高速鐵路車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在需要多站協(xié)同配合的情況下仍具有可行性。

4 結(jié)語(yǔ)

高鐵車務(wù)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一套集模擬、實(shí)訓(xùn)、管理和考核功能為一體的高速鐵路車務(wù)應(yīng)急值守人員仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，不僅可以模擬正常情況下的接發(fā)列車作業(yè)，還可以模擬非正常情況，設(shè)置多種故障，進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)急處置。應(yīng)用實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可鍛煉接發(fā)車人員在非正常情況下的指揮技巧、匯報(bào)、聯(lián)系、采取必要措施等處置能力，促進(jìn)應(yīng)急值守人員業(yè)務(wù)技術(shù)素質(zhì)提升，保證鐵路運(yùn)輸安全暢通有序。

參考文獻(xiàn)

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［5］王大魯.車站接發(fā)車仿真系統(tǒng)研究［J］.中小企業(yè)管理與科技，2016（2）：250-251.

（編輯 姚 鑫）

Design and implementation of high-speed railway train operation simulation training system

Zhong Yuhua¹， Li Bing¹， Dai Yuxin¹， Peng Jia²， Cheng Jinru³

（1.School of Transportation and Logistics， Southwest Jiaotong University School， Chengdu 611756， China;

2.School of Civil Engineering， Southwest Jiaotong University School， Chengdu 611756， China;

3.School of Mechanical Engineering， Southwest Jiaotong University School， Chengdu 611756， China）

Abstract： In order to avoid the limitation of their own business level， decision-making ability and handling experience， the train personnel of high-speed railway station can not deal with emergencies quickly and accurately. In this paper，computer information technology is used to simulate the real working environment of train personnel in high-speed railway station， and the simulation training system of high-speed railway train is developed.In this paper， the overall framework of the system is studied， the overall technical scheme of the system is designed， and the functional design of the high-speed train simulation training system is completed. Finally， the experimental case is designed， and the simulation training is carried out through the simulation system， which verifies the feasibility of the training system.

Key words： emergency handling of high-speed rail services; training system; simulation training