CN101535942A - 铁路站场计划的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种系统和方法，为多个铁路车厢通过铁路站场的运动产生计算机辅助的铁路计划，该铁路站场具有用作接收轨道、分类轨道和发车轨道的轨道，并且该多个铁路车厢在入站列车上到达且在出站列车上发车，该多个铁路车厢要求经历系列作业，以运动通过该铁路站场，该站场计划提供(a)用于接收列车的进度表，(b)用于检查接收轨道上的车厢的进度表，(c)用于从接收轨道上溜放车厢到分类轨道的进度表，(d)用于将列车拉到发车轨道的进度表，(e)用于测试列车进的度表，以及(f)用于列车发车的进度表。

Description

铁路站场计划的系统和方法

本申请主张于2005年3月14日提交的美国临时申请No.60/661,008的优先权，其所公开内容引用结合于此。

技术领域

本发明涉及铁路站场运行的计划，从而优化铁路站场的性能并以道线(line of road)的自动化计划来协调铁路站场的自动化计划。

背景技术

在北美，铁路工业的主要竞争者是汽车运输工业。对于铁路工业占据更多的北大西洋市场份额的最显著的障碍是减少运输时间和减少运输时间变化性(variability)。铁路站场的运行是任何努力减少运输时间和运输时间变化性的中心。铁路站场占用整个车辆运输时间和运输时间变化的百分之五十以上。典型地，所有车载货物的百分之三十五到五十在每次往返都要经历一个或多个基于站场的转换事件。对于其余的车载货物，主要的流动性则依赖于站场按预定地收、发列车。因此，列车正点发车性大约为百分之四十到八十，车辆连续性大约为百分之三十到七十。这样的性能水平典型地是因为在站场活动之间缺乏协调。不良计划是站场的通病，这是由于计划员为了实现高度同步操作而试图解决的方程的固有复杂性。由于这样的局限性，计划员典型地达成子优化解决方案，这导致站场资源的不良利用及最终性能欠佳(相对于某些理论能力)。站场运行的本质，即高度变化的流入和灾难性事件的发生，使得某些天的计划比起其它天更加困难。同时，每个站场场长解决计划方程的能力也存在显著变化。

铁路站场由很多子站场组成，每个子站场设计成执行特定作业。在列车进入铁路站场之前，列车典型地处于由道线计划员产生并由调度员执行的网络运动计划的控制之下。当列车进入铁路站场时，对列车运动的责任从调度员转到铁路站场人员。铁路站场人员将依照铁路站场运动计划控制列车的运动。铁路站场运动计划与道线运动计划不同之处在于，道线运动计划将列车看作单一实体并且计划资源的利用，以运动列车而不与铁路网络相冲突。在铁路站场中，列车组将分成单独的车厢，并且因此铁路站场运动计划必须考虑每个车厢和机车的单独运动，直到具有不同车厢的再编组的列车从铁路站场释放到道线运动计划员。典型地，手工地产生铁路站场的运动计划，以考虑到处理进入的车厢所需要的各种服务和资源。

铁路站场的一种典型配置包括用于从轨道网络接收列车的接收站场。接收站场包括一套或多套轨道，以从道线轨道接收列车并允许铁路站场的人员检查列车。机车与车厢分开，并且完成进一步的检查和维修。然后，铁路车厢从接收站场移动到分类轨道。铁路车厢按共同目的地整批分类。分类站场可以是平面转换分类站场(要求牵引动力)，也可以是驼峰站场。驼峰站场典型地包括一个山丘，其提供一套分类轨道，以使得各铁路车厢作为铁路车厢的目的地的函数而被重力牵引到合适的分类轨道。具有共同目的地的车厢被牵引到共同的轨道。驼峰下游的一系列转辙机控制车厢将被发送的轨道。一旦铁路车被整批分类，则它们成批移动到发车站场。发车站场管理员根据其后续目的指挥每一批到达发车轨道。在发车站场，车厢被检查，而列车组进行刹车测试和供给动力，并且准备在调度员控制下释放到道线网络。尽管更大的站场可以具有用来接收、分类和发出铁路车厢和列车的专用站场，但是某些站场利用公共轨道完成所要求的作业，而没有用于特定目的的专用轨道，例如公共轨道用于接收和分类。

典型地，列车在站场中的调度很大程度上靠手工努力，包括(a)通过与道线运行管理人员协商来估计列车到达时间，(b)道线和站场人员之间商谈每个列车将被站场接受的时间，(c)基于直觉和口头交流的静态业务惯例将一套接收轨道分派给入站列车，(d)对入站列车的检查作业分配工人，报告检查作业的完成，并且亲自或通过无线电人工地报告负责站场管理人员以要求新的分配作业，(e)选择一条或多条轨道来组合和溜放，(f)亲自或通过无线电与驼峰站场机车组人员沟通溜放作业，(g)耦合和牵引选定车厢到驼峰路径导引，(h)在驼峰站场上以规定的速度推动所选择的车厢，(i)计划编排修理和领取操作，以将成批分类的车厢从分类轨道移动到发车轨道以备发车，(j)亲自或通过无线电人工沟通检修和领取分配以转换机车组人员，(k)亲自或通过无线电报告完成修理和领取的分配，(l)调度每个出站的列车的动力和机车组人员分配，(m)给出站的车厢分配工人进行检查和发车准备作业，报告完成检查作业，并且亲自或通过无线电人工报告负责站场的管理人员来要求新的分配，以及(n)根据报告的、估计的和/或实际的资源可用性时间(例如，机车组人员和机车)以及作为完成时间来调整发车时间估计。因为这些作业许多是由站场人员完成，站场人员只有在完成其所分得的作业时才向站场管理人员报告，所以通常的问题是铁路车厢的过多延误时间，而等待站场人员要完成要求的检查和服务作业。

发明内容

本发明涉及自动化的站场计划，其使得很多上述作业自动化，导致站场的计划最大化站场经营目标，例如，最小化延误时间，最大化吞吐量，最小化成本等，以便优化先前不能实现的站场性能。

附图说明

图1是铁路控制和管理层的简化示意图。

图2是根据本发明的站场计划的一个实施例的简化流程图。

具体实施方式

参照图1，其图解了典型的分层铁路系统计划结构100。在典型铁路分级的顶级上，一年一次地进行资源计划110，解决这一年度例如哪些轨道应增加或者退役，要运行哪个站场，以及将需要多少辆新的机车。每隔几年进行战略性计划，决定网络模块化计划和将运行的列车时间表，根据服务设计120和维修计划130进行周和季度变化，以适应所期待的要求。每天计划车厢旅程(car-trips)以满足各顾客订单140，根据机车运动计划对各列车分配机车，以平衡进出要求位置的机车流量150，并且根据联合轮换(pool rotation)和劳动力协议分配机车组人员160。每分钟实施道线170和站场运行180计划，并且执行列车和车厢的运动以及无数支持功能，以实现网络运行目标。

现在，在该层次的所有级上，自动化程度由随位置变化。这对于高水平车厢旅行计划功能尤为如此，其通常在各种脱机仿真工具的帮助下人工完成，并且可适合于很少或者没有计算机辅助运行管理的站场。

本发明涉及对站场计划程序提供计算机辅助运行管理。站场计划员可以是分布式代理(distributed agent)以负责一个站场，或者可以负责多个站场。站场计划员的设计可以便利于车厢连接目标和车厢数值函数以及站场生产状态和资源约束的手动输入以及自动消息输入。

通过本发明的计划站场内的车厢运动要求知晓站场资源情形当前的以及所计划的未来状态，包括(a)用于接收、分类和发车站场的站场详细目录；(b)每个站场功能的当前状态和紧接着的运行计划，包括接收检查、车厢分类、转辙运动、连接/分开车厢、建立出站的列车、发车检查、充气测试和整备；(c)可分配至每项功能的当前的及可用的站场人员；(d)可分配至每项功能的当前的及可用的机车和人员；(e)预定的出站的列车发车；(f)可用的道路能力和休息的道路人员；(g)预定的入站列车；(h)当地的工业服务要求，包括接车、招待和测定车厢；以及(i)加急车厢段和必须的闭路连接。另外，在本发明的一个实施例中，站场计划系统知道道线情况，并且自动地接收有关拥塞、阻断、延误发车请求和提前/延迟到达计划的信息。有关相对于生产能力的饱和程度、希望的入站间隔、希望的入站列车的到达轨道、预计准备发车时间的更新资料和计划的出站的列车发车引导，站场计划员也可以向道线计划员提供反馈。站场计划员也可以考虑到顾客的服务运行指标(service operating metrics)，例如在客户站载重和空车的准时到达性能，从客户站载重和空车的准时接站。在一个实施例中，站场计划员提供客户服务进步可见性，包括基于更新其他客户资料情况的实时网络。

在本发明的一个实施例中，站场计划员产生站场级车厢运动计划，其提供详细的进度表，包括在计划范围期间每个通过站场的车厢的运动和处理的时间和资源。站场计划根据一套满足网络运行计划的经营目标进行优化，同时最大化站场级运行的效率。

经营目标开始可以这样考虑，车厢连接的性能加上推断到客户站的准时交付的性能，减去操作成本。推断涉及估算到达每个车厢目的地的剩余旅程的持续时间，将其加到所计划的从站场发车的时间，并且估算对将车厢(载重或空车)准时交付到客户位置的净影响(net impact)。在缺少推断数据的情况下，交付的性能可以由准时发车的性能大约估计。

操作成本可以是每个所计划的车厢处理作业相关成本的总和。例如，从轨道上牵头车厢(lead car)可以分配相关成本一(1)，而拉埋入的(成组)车厢的成本可以具有相关成本三(3)，表示要移动阻挡所希望车厢的车厢的成本，然后拉所希望的车厢，并且最终将前面的阻挡车厢放回原位。

要考虑的选择性目标包括最大化站场吞吐量、站场资源利用、每期车厢的停留和鲁棒性(对站场异常的宽容和恢复)。每个车厢的输入包括估算的到达时间、在入站列车内的位置、预计的发车时间、预计出站的列车、连接值函数(connection value function)、准时性能值函数、最终客户、在出站列车中的位置约束(根据预定和/或列车编组规则所希望的固定次序)和不正常状态。

与站场工厂相关的处理约束的详细知识可以呈现在站场计划数据库中，包括当前的车厢详细目录(数量、位置、车厢批分配)、生产状态、逐个加工步骤的历史加工速度和能力、站场处理性能的拥塞依赖和时间依赖变化、分类的可用的站场人员、可用的转换机车。

维修进度表和出站线路的流动性也是要考虑的。维修进度表可以输入为相对于影响时间的减少的资源可用性。出站线路拥塞可以通过到道线计划系统的对等信息界面来表示。需要进行决定拥塞程度，可能包括列车组并作为一个集合的名义延迟、列车密度(每英里的列车)和所计划的轨道阻塞。

车厢旅行计划是站场计划员的主要输入。车厢旅行计划包括原点和目的地，以及车厢将走访的站场列表和车厢计划在其旅行每一段上挂靠的具体列车(SCAC、符号、部分和列车原始数据)。在构造车厢旅行计划时，可以根据连接性能和准时到达性能详细说明目标到达时间和车厢值。这些连接目标和车厢值函数引导站场计划员优化网络运输计划的执行，同时最大化站场分级运行的效率。

连接性能是站场工厂模式的吞吐运转产量的函数。对于给定的车厢在任何时间点上，与出站列车进行连接的概率由连接成功概率分配来描述，作为直至发车的剩余时间的函数。该程序的变化与车厢旅行通过站场中每个程序步骤变化的总和成比例。吞吐运转产量可以称作并将称作P_MAKE，或者进行连接的概率，作为直至发车的剩余时间的函数。该程序的特征将用来鉴别每个出站列车的候选车厢。

在站场内具体的车厢运动和车厢处理活动计划成最大化连接目标，以可利用的资源为条件(站场人员、站场轨道和站场机车)。由于拥塞增加或者由于产生异常，不是所有的连接都是可达成的。车厢值函数表示每个车厢批的“动态优先(dynamic priority)”，使得站场计划员评估推迟或者提前每个车厢的相对成本。

总的计划值＝a x(连接值函数的总和)

            +b x(准时到达值函数的总和)

            -c x(相对操作成本的总和)。

从概念上讲，设定系数＂a＂、＂b＂和＂c＂对于连接性能或对于准时交付或对于操作成本或者三者之间的平衡具有额外更加优化的作用。如果进行了连接，则连接性能记下具体车厢的恒定值，如果连接失败则记下分离(或者零)值。准时性能是从允诺交付时间减去在客户站的到达时间的推断评估的分段线性函数。为了简便起见，准时交付可以近似为准时发车，直到该时刻，下线转换时间和拥塞程度才是可用的。处理成本是车厢规定操作成本的相对度量标准。例如，从一列停靠在轨道上车厢中拉出埋入的车厢会是从相同的轨道上拉出前面车厢成本的三倍(假定阻挡的车厢必须移开，所希望的车厢要拉出，并且前面的阻挡车厢恢复原位)。如果计划可以设置成以所需要的顺序在分类轨道上排列车厢，则总成本得到降低。

在通过站场时对每个车厢所进行的活动的顺序表示成一套资源预定和依存性规则，允许站场工厂操作的综合流程的配置，以及在每个步骤中所要求的具体轨道(和其他资源)预定。现场具体业务规则和在要求资源中的不寻常依存性可以配置成规则库的一部分。

由车厢批、分级服务和目的地建立各列车组的规则可以构造成对于具体的站点和站场表现策略独特性。车厢批次通常依停靠秩序组织，其将机车置于最靠近首先发车的那些车厢。由各站场对其他列车进行约束将是可配置的(例如，在列车组内所要求的定位构成为危险材料和关键列车车厢、长车厢和短车厢、载重车厢和空车、限速车厢、超尺寸车厢、派出的车厢批次)。

在预定的计划范围期间，对于每个车厢通过站场的运动，结果的站场计划都提供详细的进度表，包括时间和发车轨道。从属资源计划员将计划转化为可测量的作业分配到个体，而在定期的闭环计划周期内监控其进展情况。

移动车厢通过站场的程序可以模拟为要求独占使用特定有限资源的活动秩序。该计划由车厢运动操作和完成他们所需的资源预定组成。

站场计划员产生站场计划，该计划覆盖已知为计划范围的周期。按照规则的间隔，产生新的站场计划，来考虑进度表偏差、站场处理速度的变化和额外的列车。新的站场计划根据计划范围(planning horizon)再一次延伸到未来，该概念称为运转范围(rolling horizon)。新的站场计划基于新计划开始时的站场状态。该状态包括所设计的到达和发车时间表、站场资源水平、当前的车厢详细目录(包括数量、位置和批名)和轨道几何。站场计划员将调整结果的站场计划，以保证在其呈现为被推荐的站场计划之前与当前的状态相一致。在被推荐的站场计划变为可操作计划之前，调度场场长、站场人员或其他授权用户可以审查、修改或者否决被推荐的站场计划。在一个实施例中，计划程序的综合流程开始于列举预定在计划范围内离开站场的出站列车。对于每个出站的列车，候选的车厢被确定为分配到该列车的那些批次的车厢。每个车厢具有与其相适应的经营目标值。经营目标值可以考虑(a)满足出站列车组成规则，例如长度、宽度、停靠次序，和(b)满足站场运行规则，例如静态/动态轨道分配，(c)满足可用的资源，(d)优化业务目标，和(e)最小化站场运行成本，例如最小化每个站场资源的移动数量和成本。每个车厢的各经营目标值可以以进行出站列车目标连接的车厢的概率的函数加权。备选地，出站列车的候选车厢可以选择为进行目标出站列车概率的函数，其超过预定值例如50％或更大。对于每个候选车厢，确定资源要求以及将车厢置于出站的组中所需的作业顺序。接下来，候选车厢子集的资源和作业的顺序被确定时间。最后，具体的资源分配到每个作业。

采用多种方法可以确定车厢进行其目标出站连接的概率，包括(a)通过评估铁路车厢进行连接的历史性能情况；(b)通过使用基于时间的调制函数，例如考虑日时和季时之一；和(c)通过基于负载的调制函数。

在另一个实施例中，当车厢经过站场时在每个次序程序上采用度量评估和分析。图2图解了在一个循环周期中产生站场计划的简化顺序的程序。站场假定为静止的，某些车厢位于处于各种站场程序阶段的每个子站场中。模仿人类决策程序的简单规则用于决定每个步骤该移动哪些车厢。没有取得真正的最优化，但是对于通常的操作可以取得有利的结果。当无法找到可行的计划时(通常由于不完善的规则库)，便恳求人工干涉，突出未解决的冲突，以将其注意力转向需要的地方。

根据当前的站场状态，执行下面的步骤。引入的列车被接收在其应该被接收的轨道上200。列车在接收的轨道上接受检查210。机车被解开连接，并且铁路车厢单个地或者作为批次溜放到分类轨道220。当车厢聚集在分类轨道上时，同批次的车厢移动到发车轨道230。在发车轨道上，检查列车批次并且加上机车240。如果列车太长不适合单个发车轨道，则列车必须双发，最终进行刹车测试并且发出列车250。

接收进入列车的步骤200包括计算接收站场的可用容量。在一个实施例中，对在预定时间周期内预计被接收的每个列车进行评估，以确定适合在接收站场中的具有最早到达关系的列车。一旦列车被确定，则寻找接收站场来确定最佳接收轨道来接收该列车。在一个实施例中的目的是在尽可能少的轨道上接收列车。如果列车需要一个以上的接收轨道，则应该选择尽可能彼此接近的轨道。

检查接收轨道上的列车的步骤210包括在每个接收轨道上评估车厢，以确定每个车厢的重要性测量。重要性的测量可以是任何度量，其用来确定铁路车厢的相对重要性，并且可以包括对定性和定量因素的考虑。例如，重要性的测量可以基于车厢的优先性，或者车厢要进行连接的可能性。在一个实施例中，重要性的测量被确定为接收列车的组的函数。例如，包含具有高度优先并且如果延误会招致巨大惩罚的车厢的组将大大影响在该轨道上的车厢的重要性。在另一个实施例中，重要性的测量确定为包含接收轨道上的车厢的出站列车的预定发车时间的函数。在又一实施例中，重要性的测量确定为车厢要进行出站连接所需最小时间量的函数。一旦确定了每个车厢重要性的测量，则首先检测对于在轨道上所有车厢具有最高累积的重要性测量的接收轨道。所计划的入站列车组视为预期的未来车厢的详细目录。外形检查和入站处理时间被预算以预期何时可以对可用的车厢分类。

溜放接收轨道的步骤220包括确定在所有接收轨道上已经被检查的每个车厢的重要性测量。重要性测量可以通过评估上面讨论的相同因素来确定，例如组成、发车时间或者进行出站连接所需的时间，或者可以考虑到其他因素，例如车厢的停留时间。一旦确定了每个已经检查的车厢的重要性测量，则对包含车厢的轨道按照累积重要性降序排列。在一个实施例中，评估分类的轨道，以确定哪个分类轨道可用于接收来自最高分类接收轨道的车厢，同时保持车厢的单纯批次。

然后识别最高分类轨道的车厢分类轨道，并且将车厢溜放到它们各自的分类轨道上。目标是保证出站列车的批次在同类的轨道组中。在一个实施例中，对于所考虑的接收轨道上的每个车厢，如果在末尾车厢属于与所考虑车厢相同的批次的分类轨道上存在可用空间，则该车厢被溜放到该分类轨道。如果存在其上具有与所考虑的车厢相同的出站列车上的车厢的分类轨道，并且对在该轨道上的批次不存在次序约束或该次序约束被满足，且没有与在该分类轨道上的末尾车厢相同批次的近期将要移动的其他车厢，则选定该分类轨道。如果没有一个上述标准满足，则为考虑中的车厢选择空的分类轨道。如果没有可用的分类轨道，则选择分类次序中的次高等级列车。

分类轨道220分配到每个目的地，其在预定发车之前的时间周期内由所选定的列车维护，以使得对分配到该列车的车厢批次进行分类。一旦分类轨道分配到目的地，如果固定等级分配策略有效，或者直到该目的地没有更多的车厢保留在站场详细目录中，则该分配将保持不确定。也可以采用先进的策略，其可预见额外的入站车厢并保持分配更长久，动态地选择释放分配而相关车厢保持在接收站场，分配多个目的地到单一分类轨道，例如几何转换，这里成组车厢重复分类和再分类，以在每个轨道上建立若干单纯批次，或者在分类轨道中建立列车，以在车厢进入凹地(bowl)时满足出站列车所需的停靠秩序。

谷底轨道(slough track)可以动态或静态地分配成更简单的转换策略，其中谷底轨道接收所有没有分配车厢目的地。RIP(就地修理)轨道分配到所有不当排序的车厢。

从分类轨道到发车轨道拉动车厢或者车厢组的步骤230包括对每个准备从分类轨道拉出的车厢确定重要性测量。在一个实施例中，重要性测量确定为直到出站列车发车的时间的函数。在另一个实施例中，重要性测量确定为出站列车的次序约束的函数。在又一实施例中，重要性测量确定为对于要进行出站连接的车厢所需最小时间量的函数。一旦确定了每个车厢的重要性测量，则具有最高重要性测量的分类轨道累积测量的车厢首先拉到发车站场。

为分类轨道上的每个车厢批次选择发车轨道。在一个实施例中，如果其中第一个车厢属于与考虑中的批相同的批次的发车轨道上还存在可用空间，则选择该发车轨道。如果没有，则可以选择任何空的发车轨道。如果没有空的发车轨道可用，并且如果存在具有位于与当前批次相同的出站列车上的车厢批次的发车轨道且没有与发车轨道上的第一批次相同的近期将被拉出的同一批次的其他车厢。另外，如果在发车站场没有空间，则选择次高级种类分类轨道。

发车前必须检查组装在发车轨道上的每一组240。发车列车可以按预定时间升序分类。开始于最高种类的列车，可以计算测试该列车所需的时间量。可以计算在希望完成测试和预订发车时间之间的缓冲时间(slack time)。如果缓冲时间少于某个预定值，则为列车选择具有最少量轨道空间待测试的发车轨道。

当完成测试时，列车可以在其预定时间发车到道线250。如果发车牵头是可用的且存在预定发车时间已经过去的列车，则可以选择最迟的列车；以及，如果其所有的发车轨道都进行了测试且该列车在发车轨道上的长度大于预定的最小长度，则该列车可以发车。

确定上述步骤导致计算机辅助产生的站场计划，该站场计划提供(a)用于接收列车的进度表，(b)用于检查接收轨道上的车厢的进度表，(c)用于将车厢从接收轨道溜放到分类轨道的进度表，(d)用于将列车拉到发车轨道的进度表，(e)用于测试列车的进度表，以及(f)用于发车列车的进度表。该些步骤可以由实现为供通用计算机或专用计算机使用的计算机可用介质中计算机可读程序代码模块来执行。

对于每个在计划范围中的列车，最早的预定出站的列车在预定发车之前分配一个具有充足时间周期的发车轨道，以允许在发车之前建立、检查和刹车测试该列车。所分配的发车轨道和所计划的发车时间通过站场更新消息传达至道线。当操作例外导致所分配的发车轨道或者所计划的发车时间修改时，发送附加的站场更新信息。

按照从站场预定发车的顺序处理后续的出站列车。当在要求公共资源来满足其预定发车窗口两个出站列车之间发生冲突时，资源配置被调整以优化站场目标功能。向授权使用者发出显示冲突的类型和结果的警报。

在另一个实施例中，通过基于一组决定规则将一个或多个轨道分配到每个入站列车来管理接收站场分配。这些决定规则可以包括以期望到达的次序接收列车、以它们的车厢要求出站的列车的次序接收列车、根据它们的长度和在接收站场的合适空间接收列车、根据出站机车的要求接收列车、根据运费优先接收列车、根据它们人员的服务时间接收列车。

站场更新消息发送到道线派遣系统，指示对于预定范围计划从干线接收的各个列车所期望的入站牵头。当探测到接收站场拥塞时，向授权使用者发出警报。如果采用自动溢流策略(automatic overflow strategy)，站场更新消息将向道线计划员指示所期望的保持设备，受影响的列车必须路由到该保持设备。对等的消息可以在位于道线相对端的站场计划员之间交换，显示拥塞的和站场可接收更多列车的计划时间。

为了避免在寻求优化车厢选择中需要原路返回，计划员必须避免几个资源预留缺陷，例如超额预定分类轨道。如果等级轨道的数量有限，并且等级轨道为某段时间不需要的车厢目的地预留，则计划可能受到等级轨道不足的影响。缺陷的另一个实例是由选择具有混合车厢目的地的接收轨道所引起的释放不适当的接收轨道，它们当中很多在某些时间是不需要的，导致不理想的分类轨道配置。另一个缺陷是缺少发车轨道选择，这可能导致分配较长的轨道给不需要其的列车。

在一个实施例中，站场计划员使用规则来识别和避免代表这些缺陷的局面，以保证有效计划。当操作人员干涉和导致该局面时，也可以加入规则来识别和建议恢复计划。

某些时候站场计划员不能产生满足所有约束的站场计划。在这种情况下出现例外。站场计划例外可以是三种类型，资源例外、生产能力例外和进度表例外。当完成目标存在不足资源时出现资源例外。转换人员短缺和在转换指挥上的出轨是资源例外的实例。当给定资源的实际处理能力低于其处理容量时出现生产能力例外。当分界约束不能满足时出现进度表例外。到达站场的车厢在其预定发车前合理时间周期较少是进度表例外的实例。

在开发站场计划的过程中，如果站场计划员探测到进度表例外，则评估加速车厢通过程序的净效果，以使得其预定发车不相冲突，而不是将其调度到下一可用的列车。站场计划员产生满足尽可能多的边界约束的站场计划，并且通报站场场长和未解决进度表例外的其他授权使用者。当出现资源或者生产能力例外时，站场计划员通报站场场长和例外的车务段长(trainmaster)。将不产生站场计划，直到站场人员或者车务段长要么解决例外要么指示站场计划员修改其站场状态，以反映例外的影响。

站场计划员的用户界面可以借助于个人计算机，其通过轻薄终端(thinclient)(例如，网络浏览器、手持或者可戴显示单元)可获得一些信息显示。最后，状态和例外报告预期移植到轻薄终端输入装置，其中全自动程序监控是不可行的。

交互式的画面显示器对于本计划可以是有用的，以提供决定支持并接受直接数据输入、处理状态报告和计划偏差输入。成本有效的服务器硬件，例如Windows XP服务器可以支持自动计划生产、外部系统界面管理、轻薄终端用户界面管理和数据库管理功能。

服务器硬件可以配置在小站场装置的站场办公室环境中，或者在大站场在气候控制IT中心。站场办公室环境比IT中心要经受更大的温度和湿度变化。站场办公室还使服务器遭受中等数量的灰尘和脏物，该数量当然多于IT中心部署。键盘和中央处理器可要求灰尘和脏物保护膜。

因此，本发明针对于与道线运动计划员界面连接的自动站场计划员。运动计划员发送站场更新信息到站场计划员，包括入站列车到达时间和车组信息。干线更新(其由入站和出站列车阵容组成)最后确定，并且由MTO或者其委派输入系统。当阵容最后确定时，站场计划员可以直接读取。该信息与当前站场状态结合使用，以为站场的车厢运动开发计划。信息可以传输到负责个体的控制端。

虽然已经描述了本发明的优选实施例，但是应该理解的是，所描述的实施例仅仅是说明性的，并且当符合全部范围等同时本发明的范围由所附权利要求单独定义，对于本领域的技术人员而言，通过对其精读自然产生很多变化和修改。

Claims (19)

1、一种计划多个铁路车厢通过铁路站场的运动的方法，该铁路站场具有用作接收轨道、分类轨道和发车轨道的轨道，并且该多个铁路车厢在入站列车上到达且在出站列车上发车，该多个铁路车厢被要求进行一系列的作业以运动通过该铁路站场，所述方法包括：

(a)在铁路站场接收多个列车，每个列车具有接收在接收轨道上的多个铁路车厢；

(b)对于在接收轨道上的每组铁路车厢，为每个铁路车厢分配重要值；

(c)对于每个接收轨道，累加这些铁路车厢的重要值；并且

(d)按照该累加的重要值的函数，调度该铁路车厢以移动到该分类轨道。

2、如权利要求1所述的方法，其中该重要值确定为该铁路车厢的预定发车时间的函数。

3、如权利要求1所述的方法，其中该重要值确定为该铁路车厢要进行出站连接所需的最小时间量的函数。

4、如权利要求1所述的方法，其中该重要值确定为该铁路车厢要进行出站连接的概率的函数。

5、如权利要求1所述的方法，其中该调度步骤包括按照各接收轨道上的该累加的重要值的函数，以优先降序分类该接收轨道。

6、如权利要求5所述的方法，其中该调度步骤还包括选择对于在该分类轨道上具有可用容量的最高种类接收轨道。

7、如权利要求1所述的方法，还包括按照在第一分类轨道上可用空间和在该第一分类轨道上的最后车厢的函数，为在该接收轨道上的车厢选择分类轨道。

8、如权利要求7所述的方法，包括如果有可用的空间并且在该第一分类轨道上的该最后车厢与所考虑的接收轨道上的该车厢属于相同的批次，选择该第一分类轨道。

9、一种计划多个铁路车厢通过铁路站场的运动的方法，该铁路站场具有用作接收轨道、分类轨道和发车轨道的多个轨道，并且该多个铁路车厢在入站列车上到达且在出站列车上发车，该多个铁路车厢需要进行一系列作业，以移动通过该铁路站场，该方法包括：

(a)确定在预定计划范围内预计从该站场发车的出站列车；

(b)对每个确定的出站列车确定候选铁路车厢；

(c)决定每个确定候选铁路车厢的经营目标值；

(d)根据经营目标值对确定的候选车厢按照降序分级；并且

(e)按照该归类候选车厢的次序选择包含在确定的出站列车中的确定的候选铁路车厢。

10、如权利要求9所述的方法，其中归类的步骤包括：

(i)决定每个所确定的候选铁路车厢的当前可用性；

(ii)按照所决定的可用性的函数，决定对于该确定的出站列车的出发准备好的候选铁路车厢的概率；和

(iii)加权该铁路车厢额外的经营目标值，作为该铁路车厢所决定概率的函数。

11、如权利要求9所述的方法，还包括：

(f)确定后续作业，以准备该所选定的候选铁路车厢包含在所确定列车；和

(g)按照该所选择铁路车厢的经营目标值的函数，分配资源以进行该所确定后续作业。

12、如权利要求11所述的方法，其中该经营目标值决定为该所确定出站列车的物理特性的函数。

13、如权利要求12所述的方法，其中该物理特性是在该列车中的铁路车厢的长度、重量或次序中至少之一。

14、如权利要求11所述的方法，其中该经营目标值是站场操作规则的函数。

15、如权利要求11所述的方法，其中该经营目标值是该站场操作成本的函数。

16、如权利要求10所述的方法，其中该决定概率的步骤是铁路车厢历史性能的函数。

17、如权利要求10所述的方法，其中该概率是使用基于时间的调制函数来决定。

18、如权利要求17所述的方法，其中该基于时间的调制函数考虑日时间和季时间之一。

19、如权利要求10所述的方法，其中该概率是使用基于负载的调制函数来决定。

20、如权利要求10所述的方法，其中该概率决定为该铁路车厢的该历史性能的移动平均值的函数。

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