赵 铭

（武汉铁路局 武汉北站，湖北 武汉 430301）

1 武汉北站简介

武汉北站为双向三级七场编组站，股道总数为 128 条，其中到达、调车、出发场上行系统分别为 12、36、13 条；下行系统分别为 11、36、14 条；上、下行调车场间的交换场为6股道。车站设计能力为近期 (即开通后) 日均办理车23 404 辆。武汉北站自 2009 年5月 18 日正式开通以来，办理车、解体编组列数均呈不断上升趋势，2010 年日均办理车为16 819 辆，其中有调办理车 11 734.7 辆；日均解体 111.5 列、编组 111.1 列；最高日办理车 20 768 辆，解体 150 列、编组 144 列。

2 车站解体计划编制系统的局限性

武汉北站采用的编组站综合集成自动化系统 (CIPS) 具有解体计划自动编制功能，其编程思路是假定初始车组序列是确切的，产生的目标序列也是确切的。在这种条件下，计划存在最优解，同时假定解体顺序已知，到达列车的编组已知，因此可以将所有待解车辆依照解体顺序拼成一个车列序列，解体计划可以看做是从车组序列中提取所需要的车辆，并组成一列出发列车的方案。该算法假定的前提是待解车列序列是确切的，出发列车的编组要求也是已知的，根据集结时间最短的要求，完全可以通过算法寻找到快速集结一列车的最佳方案[1]。由于该系统自动编制的解体计划在实际运用中与站调人员的思路差别很大，大多数不能直接使用，导致站调人员手工编制解体计划，分析其主要原因如下。

（1）假设前提不准确。实际情况下的待解列车序列是在不断变化的，因此解体顺序也在不断变化，采用动态调整虽然可以抵销一部分变化引起的误差，但实际上编组集结是一个持续的过程，特别是对于零解车流，其集结时间大约在4～6 h，由此产生的误差将会累积而导致算法生成的计划与预期偏差较大。

（2）特殊时段车流处理。由系统自动编成的出发列车，完全可以符合编挂要求，但在实际操作中，某些时段为了及时编成交分界口列车，会采取适度的灵活处理方式，造成系统无法自动编制。

（3）空车配送调整。在武汉北站的日常运输生产中，需要对武汉枢纽及局管内各站进行空车配送，因此站调需根据铁路局调度所的配空安排随时调整 空车解体计划，但系统却无法及时作出相应改变。

3 解体计划自动编制系统的改进

随着 CIPS 在武汉北站的应用，一方面建立了统一的信息共享平台，为调度计划自动决策提供了准确和充分的信息及先决条件；另一方面“管控一体”理念的实现，改变了编组站的传统作业方式，对相关调度岗位的作业效率和水平提出了更高的要求，加之编制解体计划的工作复杂烦琐，使得与 CIPS 配套的管理和决策工具的需求大大增加。

对解体计划自动编制系统的改进，重点引入了知识库理论，设计了专门应用于武汉北站调度领域的知识库表示体系。该知识库的建立以武汉北站现有编组计划及站调解体习惯为依据，可以充分表达车站调度人员的工作经验和生产技能。系统在设计时细分成知识库应用、知识库维护、钩计划评价、钩计划自解释等各子系统，并将车站调度人员的经验和技能应用于解体钩计划自动编制系统中，使系统具有人工智能[1]。其系统框架结构如图1所示。

图1 解体计划自动编制系统框架图

（1）知识库系统。知识库的构建主要涉及3个方面的内容，分别是知识获取、知识表示和知识管理。根据解体作业相关知识的特点及功能需求，在知识获取方面采用手工方式获取解体作业相关知识；在知识表示方面，采用产生式规则方式来表示解体作业涉及的知识；在知识管理方面，建立知识库管理系统来满足编组站调度机构对解体相关知识库的日常维护需求。

（2）推理机的设计。推理机 (Inference Engine)是系统中实现基于知识推理的部件，是基于知识的推理在计算机中的实现，主要包括推理和控制两个方面，是专家系统的核心部分。

（3）知识库维护系统。在自动解体知识库系统试运行中，对于匹配率比较低的解体作业计划单，通常是因为对于某个问题的知识缺失引起的，对此，建立完善的知识库维护系统则可较好地根据实际匹配率对知识库进行查漏补缺。

新建解体计划自动编制系统的工作流程如图2所示[1]。

图2 解体计划自动编制系统流程图

4 应用评价

新建解体计划自动编制系统自 2010 年9月1日在武汉北站正式投入使用，通过不断调试和完善，目前自动编制解体计划与站调编制解体计划的总匹配率在 90% 以上，钩计划的完全匹配率达到70% 以上 (不含人为调整解体规则的情况)，而且还有一定的提升空间。为充分发挥 CIPS 智能化程度高的优势、切实提高站调工作效率发挥了重要作用。该系统主要有以下几方面特点。

（1）提高解体计划编制效率。系统通过计算机快速扫描并检测解体车辆信息和调车场分类线存车信息，根据由编组计划和解体规则制定的知识库，能快速编制出到达车辆的解体计划，较以往传统编制解体计划方法大幅度压缩了所需时间。经统计，由该系统编制一单钩计划仅需 1 s，加上站调人员检查修改时间，总共仅需 2 min 左右，而通过手工方式编制至少需要 5 min 以上。

（2）提高解体计划编制质量。以往站调在编制解体计划时，需人工检查股道信息、手工拖动车辆进行编制，受站调工作能力与强度等影响，编制时易出现部分程度的错下、漏下，影响编组站的综合作业效率。解体计划自动编制系统则能严格按照车站建立的知识库规则编制解体计划，不但可以防止错编的情况，还能保证4个班站调编制的解体计划水平相当，提升车站的整体调度指挥水平。

（3）提高解体计划编制的安全性。由于解体计划自动编制系统将车辆隔离要求等都纳入了知识库，可以防止站调人员在手工方式编制时出现违反安全规定的情况。特别是车站和设计单位合作将一些解体作业的安全要求 (如空重混杂罐车的溜放要求等) 也纳入知识库，可以从编制计划的源头上消除驼峰三角区解体作业的安全隐患，提高解体作业的安全性。

5 结束语

解体计划自动编制系统在武汉北站投入使用以来，对提高武汉北站解体计划编制的正确率和作业安全性，进而提升车站解体系统的效率发挥了重要作用。随着石武客运专线、沪汉蓉快速通道的建成，既有线的货运能力将得到进一步释放，武汉北站的办理车、解编列数均将大幅度增加，该系统的应用可以使站调人员迅速、准确地下达列车解体作业计划，保证车站的运输畅通。

[1]娄正良，李文婷. 解体计划自动编制系统[D]. 北京：北京全路通信信号研究设计院，2010.