一种地铁运营施工调度管理系统

摘要

一种地铁运营施工调度管理系统，包括数据存储和读取器、防护区域设置规则库模块、防护区域生成模块、施工计划发布模块、防护区域保存和版本管理模块、以及计划填报的防护区域冲突检测模块,通过灵活设置各种施工情况下的防护区域，保障施工安全，提高设置大量计划的防护区域工作效率和对施工资源的利用率，防止人为错误的发生，减少施工管理人员负担，便于统计数据。

说明书

技术领域

本发明涉及地铁调度运输领域，涉及地铁运营施工动态防护区域自动生成方法及系统，具体涉及一种地铁运营施工调度管理系统。

背景技术

地铁运营施工管理作为地铁运营日常管理中的一项重要工作，受到各城市地铁建设的广泛关注。地铁运营施工具有施工作业地点多、时间点多、各专业交叉作业、防护要求高等特点，而且为了避免影响白天正常行车，施工作业往往安排在夜间进行，施工时间有限。同时地铁施工中涉及施工区域、供电分区等资源也是有限的。如何在有限的时空资源里完成施工计划并保证施工安全，是每个地铁施工管理部门要解决的基本问题，而防护区域设置作为一项重要的施工安全防护措施不容忽略。

施工作业的区域划分为正线轨行区和车辆段，施工作业的类型划分为A、B、C三类，如下表所示：

说明:车辆部对电客车/工程车的检修及洗车、镟轮等作业不需申报施工计划，原则上不得影响车辆段施工作业。

防护区域是为了保障在地铁运营施工中保护人员和车辆安全、各施工点之间不受影响而设置的，设置在A1类计划中。地铁运营的轨行区施工中，不同种类的施工对于施工资源的需求有差异，例如开行电客车的施工作业一般需要作业区域沿线的轨行区带电，而人工下轨行区的施工作业则需要区域内轨行区停电。带电与带电的施工区域、带电与停电的施工区域之间必须要设置防护区域，以保证安全间隔和足够的缓冲距离。

目前大多数的地铁运营公司在防护区域的设置上都要求使用固定的防护区域，即施工计划的防护区域是相对施工区域固定不变的，施工区域的左右两侧各扩展出固定大小的区域，且供电安排为停电，作为该施工计划的防护区域。这种固定防护区域的方式虽然简单便捷，但也存在以下弊端：(1)产生施工作业区域的利用率低。比如两个相邻的施工作业之间不能共用同一个防护区域，而是设置两个相连的、功能重复的防护区域；(2)防护供电要求与施工供电要求不统一。如果有两个带电要求的A1类计划施工区域之间不存在要求停电的施工计划，那么这两个A1类计划之间的防护区域做停电操作是没有意义的；(3)防护不完整。A2类计划是非开车计划，要求轨行区停电后人工进入作业。如果两个A2类计划施工区域之间不存在A1类计划，那么最安全的防护设置是这两个A2类计划之间区域全部停电，但是固定的防护区域设置只能实现部分区域停电。

此外，在实际业务中施工计划复杂多样，发布时间有差异，同时还面临着临时增加或取消施工计划的情况，施工管理人员想要合理安排防护区域，在保障施工人员和行车安全的前提下，最大化利用时空资源，还是存在许多缺陷：(1)人为设置防护区域准确性差；(2)施工计划变更后，防护区域变更不及时；(3)批量发布施工计划时需要消耗大量的人力安排设置防护区域的范围；(4)不便于保存防护区域的增加或修改记录。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种地铁运营施工调度管理系统，主要解决的是轨行区施工作业的防护区域生成方法，通过灵活设置各种施工情况下的防护区域，保障施工安全，提高设置大量计划的防护区域工作效率和对施工资源的利用率，防止人为错误的发生，减少施工管理人员负担，便于统计数据。

本发明提供了一种地铁运营施工调度管理系统，包括数据存储和读取器、防护区域设置规则库模块、防护区域生成模块、施工计划发布模块、防护区域保存和版本管理模块、以及计划填报的防护区域冲突检测模块，其中：

数据存储和读取器，用于基于表达轨行区各区域的关联关系提供基础；

防护区域设置规则库，用于针对施工防护区域的业务要求进行规则定义和配置，在施工计划发布模块启动自动生成防护区域任务，并将运行结果合成完整的防护区域描述，与发布的计划内容一并显示；

防护区域保存和版本管理模块，用于将防护区域运行结果保存到数据存储和读取器模块中，保证数据不受系统升级的干扰，能够溯源操作记录；

防护区域冲突检测模块，用于在填报新的计划时，对新增计划的施工区域是否满足现有计划的防护区域要求进行冲突检测，排除安全隐患以及对施工区域资源利用的冲突。

进一步地，数据存储和读取器包括数据存储器和数据读取器，其中数据存储器存储区域数据表数据和区域关系表数据：

进一步地，区域数据表数据包括区域编号、线路编号、分组类型和/或区域中文名称；区域关系表数据包括区域编号、父级区域编号、子级区域编号和/或区域连接关系。

进一步地，数据读取器中轨行区区域的数据读取结构为链式结构，上下行区域成对出现：

读取数据时，根据区域编号、线路编号、区域连接关系查询得到该线路上的区域数据，并按实际业务结构排列，以链式结构呈现，读取轨行区区域时，相对的供电分区数据也一并查出。

进一步地，防护区域设置规则库针对施工防护区域的业务要求进行规则定义和配置具体为：

针对不同作业类型、不同带电性质和类别的施工计划建立规则库，基于规则库进行对A1类计划的防护区域以及供安排的设置，包括：

1)相邻的两个A1类计划可以共享防护区域；

2)相邻的两个A1类计划如果作业区域包含上下行，防护区域为两个计划作业区域之间全部区域内的上下行，长度至少包含一个站台轨行区和一个相连的区间轨行区；

3)相邻的两个A1类计划如果作业区域为单上行/单下行，防护区域为两个计划作业区域之间全部区域内的上下行，长度至少包含一个站台轨行区和一个相连的区间轨行区。且如果两个计划都不与A2类计划相邻，防护区域增加计划作业区域相对应的上行/下行区域。如果有与A2类计划相邻的情况，计划作业区域相对应的上行/下行区域视为A2类计划的防护区域；

4)如果相邻的两个A1类计划中有供电安排为停电的，防护区域的供电安排为停电。如果A1类计划与A2类计划相邻，防护区域的供电安排为停电。其余情况下供电安排为带电。

进一步地，防护区域设置规则库针对施工防护区域的业务要求进行规则定义和配置还包括动态生成防护区域建模，再将运行结果转换成文字描述，对防护区域的直观展示。

进一步地，防护区域生成模块用于动态生成防护区域建模，具体为：

1)在计划发布、取消环节，筛选即将发布、取消的计划中的A1类计划，得到结果集R1，遍历R1,逐次筛选每条计划P1；

2)根据计划P1的施工时间、所属线路，找出与计划P1有时间交集的、同线路的所有A1、A2类计划，得到计划结果集合R2；

3)遍历R2，首先把所有计划根据施工时间划分成n个时间段的计划，其次获得每段时间内与计划P1的施工区域的左右两边相邻最近的计划P2；

4)计算出每段时间内，计划P1的施工区域左右两边与跟P1相邻最近的计划之间的距离，在此距离之内的区域即为防护区域；对于单上行或单下行计划，需要查询得到计划施工区域对应的下行或上行区域，并入防护区域内；

5)完成对R1中所有计划的防护区域查找后，对所有防护区域结果集中同时间段内重叠的部分进行合并，将每条计划的每个时间段防护区域设置数据存入数据存储和读取器；

6)得到防护区域的数据后，以文字描述的形式展示，查询某计划某时间段内防护区域的起始区域和终止区域编号，得到中文名称，再将上下行防护区域描述合并到一起，得到完整的防护区域的中文描述；

7)得到防护区域的数据后，查询出防护区域相对的供电分区，并以文字描述的形式展示：先查询某计划某时间段内防护区域的所有区域编号，相对查出所有供电分区编号，并对供电分区编号排序，获得该计划的作业类型、供电安排，相邻计划的作业类型、供电安排，判断防护区域相对的供电区域带电或停电，最后查询到供电分区的中文名称，将上下行供电分区中文描述、带电要求合并到一起；

8)将得到的每条计划的每个时间段防护区域及防护供电安排中文描述保存到数据存储和读取器；

建立防护区域结果的历史版本管理机制，防护区域结果的版本号从自然数1开始计数，每次防护区域生成完成时，将当前防护区域与数据存储和读取器中存储最新版本进行比对，若比对发生变化时，将写入新的防护区域结果版本，并升级版本号；反之，则保持数据存储和读取器中的最新版本不变。

进一步地，防护区域冲突检测模块，用于在填报新的计划时，对新增计划的施工区域是否满足现有计划的防护区域要求进行冲突检测，排除安全隐患以及对施工区域资源利用的冲突具体为：

如果新增计划为A1类计划，将该计划的施工区域向左右两侧，各扩展出一个站台轨行区和一个相连的区间轨行区的长度，查询扩展区域内是否有施工计划，如果有施工计划则为有计划冲突，不允许提交计划；

如果新增计划为A2类计划，将该计划的施工区域向左右两侧，各扩展出一个站台轨行区和一个相连的区间轨行区的长度，查询扩展区域内是否有施工计划，如果有A1 类计划则为有计划冲突，不允许提交计划。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种地铁运营施工调度管理系统，其包括数据存储和读取模块、防护区域设置规则库、防护区域生成模块、施工计划发布模块、防护区域保存和版本管理模块、以及计划填报的防护区域冲突检测模块。

数据存储和读取模块为表达轨行区各区域的关联关系提供了基础；防护区域设置规则库针对施工防护区域的业务要求进行规则定义和配置；在施工计划发布模块启动动态生成防护区域建模任务，并将运行结果合成完整的防护区域描述，与发布的计划内容一并显示；防护区域保存和版本管理模块将防护区域运行结果保存到数据库中，保证数据不受系统升级的干扰，可以溯源操作记录；在填报新的计划时，对新增计划的施工区域是否满足现有计划的防护区域要求进行冲突检测，排除安全隐患以及对施工区域资源利用的冲突。

轨行区各区域双向链式且上下行对应的数据结构。轨行区各区域以及相对的供电分区都有固定的数据编号，数据结构为链式结构，且上下行对应的区域在数据结构上建立“上下行对应”关系。

数据库存储结构为：

区域数据表：区域编号、线路编号、分组类型(如站台轨行区、区间轨行区、单渡线、存车线、交叉渡线、供电分区、车站、房室等)、区域中文名称；

区域关系表：区域编号、父级区域编号、子级区域编号、区域连接关系(如上行区域、下行区域、左右关联、辅线关联区间、车辆段相邻轨道、区域对应供电分区等)

轨行区区域的数据读取结构为链式结构、上下行区域成对出现。轨行区区域的实际业务结构为站台轨行区-区间轨行区链式排列，读取数据时，根据区域编号、线路编号、区域连接关系查询得到该线路上的区域数据，并按实际业务结构排列，以链式结构呈现。例如上行为A->B->C->D->E那么下行A’->B’->C’->D’->E’与之完全对应。A为B的前序节点，C为B的后序节点。A’为A 的下行对应区域，A为A’的上行对应区域。“B至C上下行”表示包含B、C、B’、C’四个区域。“B至C下行”表示包含B、C两个下行区域。读取轨行区区域时，相对的供电分区数据也一并查出。

针对不同作业类型、不同带电性质和类别的施工计划建立规则库，基于规则库进行对A1类计划的防护区域的设置。

防护区域规则设计如下:

防护区域的供电安排规则设计如下：

系统动态生成防护区域建模，再将运行结果转换成文字描述，实现对防护区域的直观展示。

其中动态生成防护区域建模方法如下：

1.在计划发布、取消环节，筛选即将发布、取消的计划中的A1类计划，得到结果集R1。遍历R1,逐次筛选每条计划P1。

2.根据计划P1的施工时间、所属线路，找出与计划P1有时间交集的、同线路的所有A1、A2类计划，得到计划结果集合R2。

3.遍历R2，首先把所有计划根据施工时间划分成n个时间段的计划，其次获得每段时间内与计划P1的施工区域的左右两边相邻最近的计划P2。

4.计算出每段时间内，计划P1的施工区域左右两边与跟P1相邻最近的计划之间的距离，在该距离之内的区域即为防护区域。对于单上行或单下行计划，需要查询得到计划施工区域对应的下行或上行区域，并入防护区域内。

5.完成对R1中所有计划的防护区域查找后，对所有防护区域结果集中同时间段内重叠的部分进行合并，将每条计划的每个时间段防护区域设置数据存入数据库。

6.得到防护区域的数据后，系统会以文字描述的形式展示。查询某计划某时间段内防护区域的起始区域和终止区域编号，得到中文名称。再将上下行防护区域描述合并到一起，得到完整的防护区域的中文描述。

7.得到防护区域的数据后，系统会查询出防护区域相对的供电分区，并以文字描述的形式展示。先查询某计划某时间段内防护区域的所有区域编号，相对查出所有供电分区编号，并对供电分区编号排序。其次获得该计划的作业类型、供电安排，相邻计划的作业类型、供电安排，判断防护区域相对的供电区域带电或停电。最后查询到供电分区的中文名称，将上下行供电分区中文描述、带电要求合并到一起。

8.将得到的每条计划的每个时间段防护区域及防护供电安排中文描述保存到数据库。

建立防护区域结果的历史版本管理机制。防护区域结果的版本号从自然数1开始计数，每次防护区域生成完成时，将当前防护区域与数据库中存储最新版本进行比对。若比对发生变化时，将写入新的防护区域结果版本，并升级版本号；反之，则保持数据库中的最新版本不变。

系统自动为新增施工计划做防护区域冲突检测步骤如下：

如果新增计划为A1类计划，将该计划的施工区域向左右两侧，各扩展出一个站台轨行区和一个相连的区间轨行区的长度。首先查询扩展区域内是否有施工计划，如果有施工计划则为有计划冲突，不允许提交计划。

如果新增计划为A2类计划，将该计划的施工区域向左右两侧，各扩展出一个站台轨行区和一个相连的区间轨行区的长度。首先查询扩展区域内是否有施工计划，如果有 A1类计划则为有计划冲突，不允许提交计划。

尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。