一种互联互通线路跨线运行图调整实现方案.pdf

59城轨交通URBAN RAIL TRANSIT一种互联互通线路跨线运行图调整实现方案曹李竹1，何富君2，刘 佳2（1滇西科技师范学院，云南临沧 677000；2通号城市轨道交通技术有限公司，北京 100070）摘要：在城市轨道交通互联互通跨线运营的背景下，单线运行图调整已不能满足实际运营的需求。提出一种互联互通线路的跨线运行图调整方案，指出互联互通跨线调整的核心是以运行线（列车）为单位的“本线+邻线”的运行图调整；设计合理的本线到邻线的传输载体，从而完成本线与邻线的交互；提出运行图标准并设计跨线运行图调整流程。该方案可解决跨线运行图调整问题，提高运营效率。关键词：运行图调整；互联互通；跨线运营中图分类号：U292 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2023)07-0059-05Implementation Scheme for Adjusting Cross Line Operation Diagram of Interconnected Lines Cao Lizhu1,He Fujun2,Liu Jia2(1.West Yunnan University,Lincang 677000,China)(2.CRSC Urban Rail Transit Technology Co.,Ltd.,Beijing 100070,China)Abstract:In the context of interconnected and cross line operation of urban rail transit,the adjustment of single line operation diagram can no longer meet the actual operational needs.This paper proposes a cross line operation diagram adjustment scheme for interconnected lines.This scheme points out that the core of interconnection and cross line adjustment is the adjustment of the local+adjacent line train diagram based on the operating line(train)as a unit;it designs a reasonable transmission carrier from the local line to adjacent lines to complete the interaction between the local line and adjacent lines,and proposes train diagram standards and designs a cross line train diagram adjustment process.The scheme can solve the problem of cross line operation diagram adjustment and improve operational effi ciency.Keywords:train operation diagram adjustment;interconnectivity;cross line operationDOI:10.3969/j.issn.1673-4440.2023.07.011收稿日期：2023-04-19；修回日期：2023-07-12基金项目：通号城市轨道交通技术有限公司自立科研项目（5100-K1220003）第一作者：曹李竹（1989），女，讲师，硕士，主要研究方向：铁路轨道信号，邮箱：。1概述目前，城市轨道交通线路从运营组织上来讲是以线为单位独立运营的。在单线运营模式下，一条铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年7月，第20卷第7期60U城轨交通RBAN RAIL TRANSIT线路无法利用另一条线路的富余运能，线网中的基础设施、车辆等资源也无法共享，乘客在线网之间的跨线旅行需求只能通过换乘站换乘来满足，也造成了换乘站客流太多等一系列运营组织问题1。在国际上，一种有利于解决单线运营困境的方法是采用互联互通运营。互联互通运营能够合理分配线路资源，充分利用线路富余运能，满足乘客快速、直达的出行需求，同时避免了大规模的线路和车站改造2。近些年，国内轨道交通建设也逐步往互联互通运营模式上走，如北京 9 号线与房山线的跨线运营，重庆 5 号线与江跳线的跨线运营。列车运行图(以下简称运行图)是用以表示列车在区间运行及在车站到发或通过时刻的技术文件，它规定各车次列车占用区间的程序，列车在每个车站的到达和出发(或通过)时刻，列车在区间的运行时间以及停站时间，是全路组织列车运行的基础3。运行图调整是指在实际运营早晚点发生的情况下，尽可能地将后续运行计划调整到吻合目标运营计划的过程4。受单线独立运营的运营模式的影响，各城市轨道交通信号厂商都仅有成熟的单线运行图调整算法，其核心逻辑都是通过调整当前列车后续停靠站的到发时间及区间运行时间实现的5。随着城市轨道交通的不断发展，地铁线路已经形成网络，互联互通线路之间的跨线运营也逐渐成为常态6-7。在此背景下，单线的运行调整算法已不能满足互联互通跨线运营的需求。2技术方案本文提供了一种互联互通线路跨线运行图调整方案。其核心在于提供一套单线运行图调整算法标准和跨线运行图调整流程。按照标准实现的运行图调整算法均可通过本方案提供的跨线流程实现跨线运行图调整。具体包含如下 5 个方面。1）跨线调整模型建立；2）本线与邻线的硬件连通；3）跨线调整中间状态传输载体设计；4）运行图调整算法通用性设计；5）运行图调整算法设计。2.1跨线调整模型建立如图 1 所示，一趟列车（运行图中的一条运行线）从“线 1”出发跨线运营，到达跨线站后只可选择“线 2”或者“线 4”进行运行。因为运行图调整是以列车（运行线）为最小单位进行调整的，所以在跨线调整过程中所有待调整的运行线都是前后接续的，不存在分叉的情况。基于以上情况，可将复杂的跨线情况，以运行线为单位，分解为多个“本线+邻线”的模型。以图 1 情况为例，可将其定义为“本线（线 1）+邻线（线 2）+本线（线 1）+邻线（线 4）+本线（线 2）+邻线（线 3）”模型。图跨线模型说明Fig.1 Description of cross line model跨线站跨线站线线线线2.2本线与邻线的硬件连通运行图调整相关功能是列车自动监控系统（ATS）的重要功能之一。ATS 是一个分布式系统，分为中心服务器（运行全线各站协调相关程序）和车站服务器（运行车站相关任务程序，如车站信息采集），本线和邻线各有一套完整的程序，跨线站会同时存在于本线系统和邻线系统中。本线与邻线的硬件连通和网络可达是保证跨线信息传递的基础，如图 2、3 所示，本方案提供中心直连（本线中心连接邻线跨线站，邻线中心连接本线跨线站）与跨线站直连（本线跨线站与邻线跨线站连接）两种硬件连通方案，可根据实际设备情况选择相应的硬件连通方案。2.3跨线调整中间状态传输载体设计单线运行图调整算法依据列车“实际到/发点”进行调整，该方式显然不能满足跨线运行的要求。如图 4 所示，假设列车在本线站 A 产生到点且出现晚点，本线运行图调整算法开始调整，若调整到跨铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年7月61城轨交通URBAN RAIL TRANSIT线站时仍未调整回到目标计划运行，单线运行图调整会认为调整结束。对于跨线调整，上述情况并未调整结束，应该将跨线站的调整中间结果传递给邻线，由邻线的运行图调整算法进一步调整。因此，需要设计一种数据结构作为跨线调整中间状态传输载体。定义该数据结构为“调整到/发点”，其值为本线运行图调整算法调整到跨线站的调整结果（跨线站调整后的到/发时间）及数据标识（用于区别实际到/发点）。邻线运行图调整算法可按到/发点调整逻辑进行调整，但要区别出其不是实际到/发点。2.4运行图调整算法通用性设计单线运行图调整算法调整的范围为所在线的所有站，如图 2 所示，本线运行图调整算法调整范围包括本线站 A、本线站 B、跨线站；邻线运行图调整算法调整范围包括跨线站、邻线站 A。实际运营中，本线和邻线可能由不同的信号厂商提供解决方案，为实现不同厂商运行图调整算法的跨线调整，故对单线运行图调整算法提出如下标准。1）最大调整站数定义：指运行图调整算法接受一个调整点所能调整的最大站数，用户可通过配置设置调整站数，默认值为当前站到所在线最后一站之间的数量。2）调整成功定义：在最大调整站数范围内，将当前运行计划调整回目标运行计划。3）调整失败定义：在最大调整站数范围内或调整到最后一站，未能将当前运行计划调整回目标运行计划。4）能够对“调整到/发点”进行调整。5）调整结果返回机制：提供运行图结果反馈，反馈结果包括调整状态（调整成功或失败）及最后调整站（含该站调整后的信息）。6）调整恢复机制：将当前运行计划恢复到调整前的状态。2.5运行图调整算法设计复杂的跨线情况可简化为多个独立的“本线+邻线”模型，其核心为单个“本线+邻线”模型的跨线调整流程。“本线+邻线”模型流程如图 5 所示，下面描述该流程步骤：1）列车实际到发点在本线产生，进 B；2）判断是否早晚点，是，则进 C，否，则进 J;3）本线运行图调整算法根据列车实际到/发点早晚点情况进行运行图调整，调整成功进 J，调整失败进 D；4）获取调整末站，判断该站是否为跨线站，若是，则进 E，否，则进 8;图跨线站直连的硬件连通方案Fig.3 Hardware connectivity scheme of cross line station direct connection本线跨线站分机A本线跨线站分机B邻线跨线站分机A邻线跨线站分机B本线中心服务器集中站邻线中心服务器图中心直连的硬件连通方案Fig.2 Hardware connectivity scheme of center direct connection本线中心服务器集中站本线跨线站分机A本线跨线站分机B邻线跨线站分机A邻线跨线站分机B邻线中心服务器图跨线示意Fig.4 Schematic diagram of cross lines本线站A本线站B跨线站邻线站A发生到/发点未调整结束，将当前调整结果作为【调整发点】发给邻线No.7曹李竹，何富君，刘佳：一种互联互通线路跨线运行图调整实现方案62U城轨交通RBAN RAIL TRANSIT5）将本线调整算法调整到跨线站的结果（调整后在跨线站的到/发时间）作为“调整到/发点”发送给跨线，进 F；6）跨线调整算法根据“调整到/发点”调整运行图，进 G；7）判断运行图是否调整成功，是，则进 I，否，则进 H；8）恢复运行图，若仅本线调整算法调整了，只需恢复本线运行图，若邻线调整算法调整了运行图，则需恢复邻线运行图后通知本线进行运行图恢复；9）通知本线调整成功；10）结束。3应用结果如图 6 所示，江跳线和重庆 5 号线跨线站为跳蹬站。01001 次列车从江跳线圣泉寺站跨线运行到重庆 5 号线华岩寺站的跨线运行图如图 7 所示，其中黑色实线代表 01001 次列车当日计划运行图（简称当日计划），绿色虚线代表 01001 次列车根据已有实际到/发点调整后的运行图（简称工作计划），红线覆盖处代表已出现实际跑过的区域。图江跳-重五站分布Fig.6 Distribution of Jiangtiao-Chongqing line 5 stations九龙园站石林寺站跳蹬站华岩中心站跨线站双福站享堂站江津高铁站圣泉寺站金建路站中梁山站半山站华成路站华岩寺站图“本线+邻线”模型调整流程Fig.5 Flow chart of local line+adjacent line model adjustment列车到/发点产生本线调整算法根据“到/发点”调整运行图调整末站为跨线站是调整结束点作为“调整到/发点”发送给跨线否结束跨线调整算法根据“调整到/发点”调整运行图运行图调整成功否恢复运行图（包括本站和跨线站），调整失败通知人工干预早/晚点是否运行图调整成功否是通知本线调整成功如图 7 所示，当前在江跳线石林寺站产生一个到点（11:52:45）比计划（11:50:50）晚点 2 min 45 s，进行运行图调整，调整过程如下。江跳线运行图调整算法调整，调整到跳蹬站时，到/发点调整到（11:58:50/11:59:50），未能达到（11:57:50/11:59:00）；构建“调整发点（11:59:00）”（或调整到点（11:57:50）发送给重庆 5 号线；重庆 5 号线根据调整发点（或调整到点）进行调整，但是该点在运行图上不能标红（即认为该点位实际跑过区域）；调整到金建路站时到点调整为（12:07:50）已调整回当日计划，调整成功；反馈江跳线运行图调整成功，调整结束。4结论在城市轨道交通网络化运营背景下，为实现城市轨道交通高质量发展，提高运营效率和服务水平，互联互通线路的跨线运营越来越受到重视。互联互通运营有利于线路资源共享、乘客出现的同时使得铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年7月63城轨交通URBAN RAIL TRANSIT图车次跨线运行调整实例Fig.7 Example diagram of train 01001 cross line operation adjustment华岩寺站华成路站半山站中梁山站金建路站华岩中心站跳蹬站（跨线站）石林寺站九龙园站双福站享堂站江津高铁站圣泉寺站（：/：）（：/：）（：/：）（：/：）（：/：）（：/：）（：/：）（：/：）重庆号线江跳线运营组织更加复杂。本文聚焦了互联互通线路的跨线运行图调整问题，将复杂的线网模型拆分成多个“本线+邻线”模型，提出了一套互联互通线路跨线运行图调整解决方案，实现了互联互通线路的跨线调整。本文中阐述的“本线+邻线”模型，在遇到环线交点时存在划分歧义的问题，有待进一步更加细致的研究。参考文献1 杨晓锋.面向互联互通运营的城轨列车运行调整研究 D.北京:北京交通大学，2021.2 李中浩.城市轨道交通 CBTC 互联互通发展趋势及建议 J.城市轨道交通研究，2018，21（5）：12-15，33.Li Zhonghao.Development Trend of Urban Rail Transit CBTC Interconnection/Intercommunication and Some SuggestionsJ.Urban Mass Transit,2018,21(5):12-15,33.3 金天凤.互联互通条件下城市轨道交通列车交路计划编制优化 D.北京:北京交通大学，2018.4 徐文恺.网络条件下城市轨道交通列车运行调整研究 D.北京:北京交通大学，2019.5 曹家明.单线铁路列车运行调整优化模型及算法 J.铁道学报，1994，16（3）：72-78.Cao Jiaming.The Optimization Model and Its Algorithm for Adjusting Train Diagram on Single-Track Rail LinesJ.Journal of the China Railway Society,1994,16(3):72-78.6 乔珂.城市轨道交通网络化运营特征及列车运行调整研究 D.北京:北京交通大学，2015.7 任飞.基于互联互通的城轨网络化运营列车运行计划研究 D.北京:北京交通大学，2016.No.7曹李竹，何富君，刘佳：一种互联互通线路跨线运行图调整实现方案广告索引北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 封面上海锦申铁道科技有限公司 封三*