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运行图编制与管理方面的技术研究与探讨
【摘要】列车运行图是铁路运输工作的生产计划，其编制质量的高低直接影响铁路运输组织的效率和安全，在很大程度上决定了铁路运输的质量和服务水平。针对目前我国铁路列车运行图在编制与管理中的特点,分析存在的问题,结合我国列车运行图编制管理机制和现有技术水平,提出强化完善现有管理体系和加强信息系统建设的对策措施,以期尽快提升列车运行图编制与管理水平。从远期发展的角度对我国列车运行图的编制和管理方面的技术进行了初步研究和探讨。【关键词】铁路；列车运行图；优化；
列车运行图是铁路行车组织工作的综合性计划，在很大程度上决定了铁路运输的能力和质量，因此，加强列车运行图的编制与管理具有重要意义。我国铁路科研人员和运输管理人员对列车运行图的编制方法和管理进行了长期研究，取得了显著成果。随着国民经济的快速发展，市场对铁路运输能力和运输质量提出了越来越高的要求，因此列车运行图的编制和管理工作也需要不断进行改进。
一、运行图编制管理的基本模式
目前,我国铁路采用两级编图管理模式,即铁道部负责确定列车运行图的编制原则、方针及任务,制定直通客车方案图,并具体领导组织列车运行图的编制工作;铁路局负责拟定具体行动计划,并按时完成本局的编图工作。
客运专线建成后,即使是独立性较强的城际客运专线,也有可能在接轨站与既有线共用车站咽喉,车底出入库可能存在进路冲突,并且,今后相当长的时期内,我国将采用既有线与客运专线跨线运输的组织模式,客运专线是整个路网的组成部分,与既有线紧密联系,其列车运行图编制管理不宜独立进行。
二、列车运行图编制和管理的特点和影响因素
铁路列车运行图的编制和管理工作具有以下 4个显著特点。
（1）影响因素复杂。列车运行图的编制涉及大量的技术资料和标准，而列车运行图的目标条件和评价标准难以定量描述，既要满足技术条件，又要渗透人的决策行为。
（2）群体协作性。列车运行图的编制和管理需要车、机、工、电、辆等各部门人员的全力合作，既需要有关编图人员进行技术协作，也需要各级领导进行群体决策。
（3）计划性强。为了保持铁路运输组织工作的稳定性，列车运行图的编制应具有预见性，应满足一定时期内铁路运输市场的需要。
（4）局部变化大。由于我国铁路运输能力十分紧张，为了满足市场变化的需求，需要最大限度地挖潜提效，因此对全路而言，列车运行图的局部调整工作较为频繁。
要研究稳定性运行图中的敏感性和闭值就得研究列车的运行过程“列车运行过程是一个复杂的随机过程”列车在运行过程中因受到各种自然和人为因素引发的干扰,而使得该过程是既有随机,又有控制的复杂过程“即是说,列车运行时间将围绕着计划运行线作随机波动”列车运行过程中的干扰是这一随机过程的根源,列车运行计划中的缓冲时间能够对干扰起到消除和减弱的作用,因此有必要对干扰和缓冲时间进行研究“。
列车运行干扰是指在铁路系统运行过程中,由于人为操作不当,设备的日常故障,自然条件变化等原因对铁路运输产生影响的所有因素总称”干扰作用于列车运行过程上,从作用空间来看,可分为车站干扰与区间运行干扰;从干扰引发结果的表现形式看,可分为引发列车晚点(也有可能早点)的运行图稳足性概念研究及指标函数构建一般干扰和引发列车停运的重大干扰。
三、列车运行图的编制现状分析
列车运行图是铁路组织列车运行的基础。在很长的一段时期内,中国的列车运行图都是通过组织大量人力物力进行人工编制的。在中国如此复杂的路网状况下,全路运行图的铺画常常需要耗时几个月甚至半年之久,且质量很难保证,给运输工作带来很大的难题“近几十年来,计算机编制列车运行图工作的研究工作在中国逐步展开,并已取得了很大的成绩,如全路客车详图的计算机绘制己进入实用阶段。但运行图的研究工作远没有结束,仍然有需要进一步完善甚至需要取得突破的地方,如单线区段的列车运行图,至少没有实现一令人满意的系统”运行图系统的完善和突破,一般从两个方面入手:一是设计思路,二是算法。如今的运行图编制研究对这两个方面都进行了尝试,其中commonKADS在运行图系统设计上的应用也较为可观。列车运行图是运用坐标原理对列车运行时间、空间关系的图解表示,因而实际上它是对列车运行时空过程的图解。列车运行图的要素包括:列车区间运行时分中间站的停站时间基本段和折返段所在站的停留时间标准;列车在技术站、客运站和货运站的技术作业过程及其主要作业时间标准；车站间隔时间；追踪列车间隔时间。这些要素是铺画列车运行图的基础,同时对于一张运行图的优劣,我们通常有两种评价指标:数量指标和质量指标。具体来说,包括旅客列车和货物列车的技术速度、运行速度和旅行速度。评估一张列车运行图编制质量的优劣的一个很重要的指标就是一昼夜列车运行线分布的均衡性,尤其是列车在技术站到发的均衡性,它将直接影响车站的通过能力和作业进程,影响列车在区段内的旅行速度和机车的运用以及车站设备的利用等质量指标。因此,一张质量高的列车运行图要求列车在技术站的到发较为均衡,为车站工作创造良好的条件。
列车运行图的编制方法很多,己经使用过的主要有以下几种:人工模拟法、移动列车始发点法、逐区间递推铺画法、数学模型方法、人工智能专家系统法以及范围约束搜索树法。
我国现阶段列车运行图的编制和管理均由铁道部统一领导组织完成。铁道部定期召开全路性的会议集中编制列车运行图，跨局列车运行图由铁道部组织铁路局编制，局管内列车运行图由铁路局负责编制。各铁路局将编制完成的客货列车运行图和相关技术资料、指标，以及列车运行图数据库上报铁道部核备。
四、铁路运输编图理论的补充与深化
列车运行图作为铁路运输工作的一个综合性计划,其编制与评价工作一直是 学术界研究的重点。运行图的编制问题实质是运筹学中的优化决策问题。近二十多年来由于科学技术的飞速发展,铁路的市场化及信息化进程,以及管理体制与服务理念转变等因素,解决运营稳定性问题的优化决策变得日益重要,同时也变得更加复杂,传统的方法很难对新的问题给出令人满意的答案,因而需要借助其它学科和专业的优势,针对这些出现的新问题的特点,提出新的理论和方法。任何一个决策系统都含有输入输出参数,而这些参数在表达上则存在人为的或客观的不确定性,如随机性、模糊性、粗糙性以及多重不确定性。关于信息的不确定性,从辩证法的观点来讲,不确定性是绝对的,确定性是相对的。所以在处理各种问题时,我们去面对不确足因素是必然的,也是实践需要的。铁路运输系统实质上可看成是复杂的,离散的,随机的系统,而开行方案和运行图就是调动这个系统的中枢。在过去的二十多年里,国内外专家学者发表了不少有关铁路运输运行图的评价及编制优化方面的文章,大部分的模型都是基于铁路系统的确定性假设的。在模型中引入随机行为的研究还没有系统成熟的理论和模型。因此,可以说对客运专线运行图稳定性问题复杂的关系及不确定性研究,必然是对一交通运输学科中编图理论的补充和深化。
五、结束语
列车运行图系统的开发工作是一项庞大的系统工程。目前国外的一些运行图管理信息系统,如德国和日本,都已经比较成熟。这一方面是由于国外先进的开发技术,另一方面也由于国外的路网状况与中国铁路不同,这也正是我国铁路无法直接借鉴这样系统的原因。
中国铁路列车运行图系统的研究工作已经开展了很多年,但一直以来都是由研究院或高校单独进行研究,投入的研究力量相对较小,对于这样一项大的系统工程来说,其连续性和系统性都是远远不够的。为此必须进行编制技术手段和管理模式的创新。构建基于网络的列车运行图编制与管理一体化综合系统是提高运行图编制水平的重要步骤，实现编制人员专业化和由铁道部实施一级管理，则是我国铁路运行图管理模式的发展方向。
参考文献：
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