地铁车辆基地综合自动化管理系统架构的设计

发表时间:2020/5/28   来源:《工程管理前沿》2020年第7期   作者:张文芳
[导读] 地铁车辆基地是对地铁车辆进行清洗、检查、维修等生产作业的基地,以保证车辆处于健康状态,保障车辆在正线安全运营。
        摘要:地铁车辆基地是对地铁车辆进行清洗、检查、维修等生产作业的基地,以保证车辆处于健康状态,保障车辆在正线安全运营。地铁车辆基地的业务众多,包含车辆清洗、车辆检修、进路安排、调车作业、乘务派班、收发车作业等,同时也配备了大量的资源,如地铁车辆、股道、工艺设备、人员以及工程车辆等。
        关键词:地铁车辆;基地综合;自动化管理;系统架构;设计
        1车辆基地业务分析
        1.1车辆整备及检修业务
        车辆整备及检修业务主要包括整备及检修计划的制订、计划的实施以及工作情况的统计等,是车辆基地的关键业务,直接关系到车辆的健康状态。整备及检修计划确定车辆的作业地点、时间和负责人员。计划的实施作业主要包括维修工具的管理、作业进度的监督以及对作业过程中出现的异常情况进行处理。
        1.2车辆调度业务
        车辆调度业务主要包括车辆日运营计划的制定、实施和情况统计分析。日运营计划指定哪些车辆上线运行完成运输任务以及车辆回基地时将车辆停放在哪个股道,方便车辆的检修和第二日的上线运行。日运营计划的实施主要是对发车过程和接车过程进行监督,对收发车过程中出现的异常情况及时做出处理。
        1.3乘务员派班业务
        乘务员派班业务主要包括乘务交路计划的制订、实施和情况统计分析。乘务员派班计划指定哪个乘务员在哪辆车上承担运输任务以及乘务员出勤、用餐和退勤的地点,还有对乘务员的出勤、退勤进行监督以及对突发情况进行处理。
        1.4车场调车业务
        车场调车业务是对车辆进行换轨的工作,一般贯穿于车辆清洗、检修、调试和收发车业务过程中。调车作业一般耗时较长,且占用股道,造成时间上的浪费。因此在指定检修计划和日运营计划时,尽量避免不必要的调车作业。
        2系统逻辑架构
        根据对车辆基地的业务分析,针对5个主要业务,本文设计了车辆基地综合自动化管理系统的逻辑架构,如图1所示。车辆段基地综合自动化系统的逻辑架构由数据采集层、数据存储分析层和综合应用层三个层级构成。
       
        图1综合自动化管理系统逻辑架构
        2.1数据采集层
        数据采集层采用专用DCS网络设备从车辆段相关系统获取数据,为数据分析层提供数据。
        2.2数据存储分析层
        数据存储分析层为车辆段基地综合自动化系统的核心部分,负责平台系统对于整个系统运营管理业务的工作流集成、用户权限综合管理、数据交互共享、数据分析存储等工作。同时,肩负整个平台系统的数据备份管理、平台网络管理等职能。
        2.3综合应用层
        综合应用层为地铁运营公司车辆段各层级、各岗位全体员工的日常运维工作,提供最直接的业务支撑,是平台系统业务应用功能的操作端及信息展示端。根据业务的具体内容,综合应用层又划分为三个子层:运维层、运营层和人机界面层HMI。(1)运维层根据数据分析层提供的信息,运维层主要完成车辆的整备和检修、车辆运用调度、调车业务以及车辆基地内的行车业务。

运维层是业务逻辑最复杂的一层,需要与其他系统进行数据交互。(2)运营层运营层主要完成乘务派班业务以及对乘务的管理,其中包括派班计划的制订、乘务人员活动的管理、乘务工作量统计等业务。(3)人机接口层HMI人机接口层是操作人员与系统进行交互的桥梁,操作人员可通过鼠标、键盘等对系统进行操作。同时,人机接口层也向操作人员实时显示有关生产信息以及数据分析的结果。
        3系统的物理架构及部署
        车辆基地综合自动化系统平台以B/S架构建立,对主要系统设备以双机双网方式进行冗余设置,各层结构的设置符合地铁运营公司的管理组织构架及人员构成的需求。车辆基地综合自动化管理系统的物理构架如图2所示。
       
        图2车辆基地综合自动化管理系统物理架构
        3.1应用服务器
        应用服务器主要用于各种业务逻辑处理,如进路计算、各种检修计划的逻辑运算和冲突检测等。应用服务器是系统的核心设备,采用双机热备的方式以提高系统的可靠性。应用服务器部署于车辆基地的机房。
        3.2存储服务器
        存储服务器是整个系统的核心部分,用于存储各种生产数据、操作记录和日志等信息。存储服务器采用双机热备,部署于车辆基地的机房。
        3.3场调工作站
        场调工作站主要是根据列车时刻表和检修车间日生产作业计划,编制审核车辆运营日计划和收车计划,并将计划发布至值班员工作站。场调工作站部署于车辆基地的调度中心。
        3.4值班员工作站
        值班员工作站部署于车辆基地的调度中心,完成对调车作业、车辆基地内部行车的管理等业务。
        3.5检修调度工作站
        检修调度工作站主要完成车辆检修计划的编制以及对检修过程的监督和管理,包括检修工单的下发、检修情况的记录以及检修班组的管理等工作。检修调度工作站主要部署于车辆基地的调度中心。
        3.6派班调度工作站
        派班调度工作站提供制订乘务派班计划以及对乘务活动进行管理的人机接口,部署于车辆基地的调度中心。
        4结语
        从整个城市轨道交通的信息化发展趋势来看,车辆基地综合自动化管理系统能够极大地提升轨道交通车辆基地信息化和自动化程度,在系统设计过程中,应充分考虑影响到统筹协调安排的因素,实现系统结构模块化,又可根据线路特殊性自定义配置,同时兼顾后续新增功能的接入,使系统具有更高的可扩展性,将在城市轨道交通车辆基地管理中发挥重要作用。
        参考文献
        [1]龙凡,谭冠华,汪峥,胡敏.地铁车辆基地综合自动化系统与ATS接口设计[J].铁道通信信号,2019,55(12):90-93.
        [2]牟宗元.地铁车辆基地行车管理信息系统的设计与实现[D].西南交通大学,2016.
       
       
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