（上海申通轨道交通研究咨询有限公司,201103,上海∥工程师）

基于网络化运营的城市轨道交通控制中心设置研究

蔡佳妮

（上海申通轨道交通研究咨询有限公司,201103,上海∥工程师）

随着国内城市轨道交通由线到网迅猛发展,基于网络化运营的控制中心建设需求应运而生。无论是北京的路网指挥调度中心（TCC）还是上海的网络运营协调与应急指挥中心（COCC）,都是控制中心基于城市轨道交通网络化发展后的必然产物和支持网络化运营的实体形态。从路网运营指挥控制体系出发,确定基于网络化运营控制中心的功能需求,分析总结目前国内外路网控制中心的物理建设模式,提出所需的关键支撑系统,以期能系统性地分析和总结基于网络化运营控制中心设置的各个必要环节,供设计和建设城市轨道交通路网控制中心时参考。

城市轨道交通;网络化运营;控制中心

Author’saddress Shanghai Shentong Rail Transit Research &Consultancy Co.,Ltd.,201103,Shanghai,China

1 研究背景

在城市轨道交通路网的建设与管理中,控制中心作为运营管理的中枢,其地位及责任处于较高层次。当一个城市的轨道交通发展到一定规模,且由单一线路的运营管理,发展到多线乃至路网时,就要求在开展各线路运营管理、运行组织和调度指挥工作的同时,着重关注网络级运营的整体性、有效性、安全性以及各线路运营相互协调性的建设;并在重大事件发生时具备及时调动各种资源迅速处置、在必要时还能与市有关部门实施联动的能力。

因此,基于原有功能设置的传统意义上的线路控制中心已经无法满足网络化运营管理需求,须有一种由多种新技术支持、具备集成能力且面向网络化运营的新型轨道交通控制中心（即路网控制中心）替代。网络控制中心是基于每个控制中心之上的综合运营指挥、协调机构或部门,用于管理整个城市轨道交通线网。

上海作为国内较早进入到城市轨道交通网络化建设与运营阶段的城市之一,率先开展了网络化控制中心的研究和建设工作,并于2007年5月建成了网络级的运营协调与应急指挥中心（COCC）。2008年7月北京也正式开通运行了路网指挥调度中心（TCC）。目前深圳轨道交通线网控制中心（NOCC）、广州轨道交通路网指挥中心（NCC）也加紧了建设步伐。不论是上海的 COCC还是北京的 TCC,乃至深圳的NOCC和广州的NCC,虽然命名不同,但是万变不离其宗,它们都是控制中心基于城市轨道交通网络化发展后的必然产物和支持网络化运营的实体形态。本文即从路网运营指挥控制体系出发,确定基于网络化运营的控制中心的功能需求,分析总结目前国内外路网控制中心的物理建设模式,并提出所需的关键支撑系统,以期能系统性地分析和总结基于网络化运营的控制中心设置的各个必要环节,供设计和建设城市轨道交通路网控制中心时参考。

2 路网运营指挥控制体系架构

城市轨道交通路网的运营指挥控制体系,一般采用“三层管理、三级控制”的模式,可实现城市轨道交通网络的统一运营协调、监督管理和应急指挥。三层管理包括网络协调管理层、线路运营控制层及车站控制层。三级控制保持城市轨道交通线路控制中心模式的结构,包括控制中心层、车站控制层及现场执行层。路网控制中心管理整个城市轨道交通路网,与各线路控制中心保持联系,监视、协调和指挥所有城市轨道交通线路的运营,以保证城市轨道交通路网的运营安全及有效运作。其示意图如图1所示［1］。

图1 网络指挥控制体系

对于线网规模较小,建设时序较近的城市轨道交通线网,可将网络协调管理层和线路运营控制层进行有效整合,实现“两层管理、三级控制”的模式。

3 路网控制中心功能需求

3.1 需求分析

网络化运营与单线、多线运营方式不同,城市轨道交通网络线路纵横交错,交叉点即换乘车站多处分布,形成四通八达、排布有序的各种通路,这些通路使运营管理和客运组织方式更为复杂、多样,并赋予了网络运营新的特点。因此,为保证城市轨道交通网络各线路的安全、集约和高效运营,为乘客提供优质服务,对整个城市轨道交通路网的运营指挥控制职能在原有线路运营控制的基础上提出了以下两点新的需求：

1）在正常情况下,协调审查各条线路运营组织方案,汇总发布网络实时运营信息,以及对网络中随时出现的有关问题作出迅速的处理,以提高城市轨道交通网络运营整体有效性、安全性和可靠性,实现网络设施的资源共享和科学管理,实现并促进各运营线路之间、不同运营主体公司（如不同的运营公司）之间更为有效、合理、协调地工作。

2）在紧急情况下,对网络、重要枢纽、换乘节点及列车运行进行统一调度指挥,及时调动相关各种资源,迅速处置,实现城市轨道交通应急处置与城市应急指挥之间的协调。

3.2 核心功能

从需求分析可见,一个基于网络化运营的系统、完整、高效的控制中心应包括线路运营控制、网络协调管理和应急指挥三大核心功能。

线路运营控制主要是指对各线路的列车运行、电力供应、车站设备和乘客票务等实行统一调度指挥和监控管理,即原有的 OCC（运营控制中心）职能;网络协调管理是面向整个城市轨道交通网络,主要实现线路间的信息共享、监督协调、指令下达和辅助决策的职能;网络应急指挥是指当路网有突发事件发生时,根据预案,实现统一应急指挥、各相关部门应急联动、对内对外信息发布和协同处置（见图2）。

图2 路网控制中心的核心功能

3.3 其他功能

线路运营控制、网络协调管理、网络应急指挥三大功能是路网控制中心承担线网调度指挥职责所需具备的核心功能。此外,为了更好地发挥出城市轨道交通路网管理中枢的作用,可将其他分散设置的票务管理、维护保障、运营优化等网络层面的业务纳入整个功能体系。网络票务管理功能的实现需要系统具有票务清分、账务管理、信息管理、安全管理和车票发行的能力;网络维护保障功能需要系统具备安全监测、抢修调度和维护调度能力;网络运营优化主要围绕如何提升运能、降低运营成本、节能减排、优化服务和绩效考核开展。

由此可见,路网控制中心的功能定位并不局限于调度指挥的职能,每个城市轨道交通管理者可根据实际网络化运营管理的需要进行统筹设计和建设。北京TCC即将票务清分的职能纳入其中,而上海的COCC由于与 OCC和 ACC（清算中心）分散设置,因此它的功能定位着重在网络层面的协调管理和应急指挥。

4 路网控制中心物理建设模式

基于网络化运营控制中心的设置可以有多种方式,通过对国内外大中型城市轨道交通的控制中心分析总结,可以从地理位置角度定义为：分散式、集中式和部分集中式。

4.1 分散式

分散式即在每一条线路设置独立的控制中心,为了实现物理空间及人员组织的资源共享,也可在同一物理建筑内,建立2～3个控制中心,但每个控制中心系统及功能各自独立。这是目前国内外大多数城市轨道交通运营企业采用的模式。当网络运营需求出现时,建立城市轨道交通网络协调管理与应急指挥中心,主要对城市轨道交通路网的环境状况及车站设施运行状况和客流状况实施监视,在紧急情况下,可以向线路控制中心发出控制指令,辅助抢修和救援工作。上海目前采用的即是该模型（见图3）。

图3 分散式OCC设置方式示意图

4.2 集中式

集中式即先独立建立各线路的控制中心,在路网形成后,通过改建或新建方式,将相关各线的控制中心合并在一处,形成服务于多线路日常运营管理的控制指挥中心,同时完成各线各专业的协调指挥工作。但各线路仍是采用各自独立的系统进行监控,只是将线路运营控制层及网络协调管理层合设在一处。北京TCC的建设就是采用这一模型（见图4）。

图4 集中式OCC设置方式示意图

4.3 部分集中式

各条线路的OCC按线路走向进行分别设置,并按换乘站情况进行适当合并为一个运营单元,共享物理空间、土地等资源,随着城市轨道交通线路发展成网,在建设新的OCC同时,赋予其网络级的运营指挥协调与应急指挥的职能,并在该中心建立网络化系统,支持内部的信息化管理和外部的信息共享。正常运营时,该中心承担网络化运营统一的指挥与管理,以及线路相互间的联系和协调工作;紧急情况时,由其指挥网络统一应急处置,并与城市相关部门协同工作。香港、伦敦、新加坡等采用的就是这一模式（见图5）。

图5 部分集中式OCC设置方式示意图

4.4 模式分析

根据国内外建设的实际情况,从线路到网络的指挥控制中心其物理建设模式可以分为分散式、集中式和部分集中式三类,各有其优缺点。

分散式模式,工程实施的灵活度高,不受线路建设时序及建设周期限制,初期建设成本投入较少,同时,各线路控制中心只要求对其范围内的相关行车、供电、环控等设备进行独立控制,因此运行管理和操作模式相对简单。但是随着路网的发展,所需建立的运营控制中心的数量会逐渐增多,总投资大。同时,其运营管理机构设置将会部分重叠,管理存在差异性,运营成本高;此外,由于地点分散,资源难共享,路网和线路之间协调运行效果欠佳,尤其在紧急情况下对一起甚至多起突发事件进行联动处置时,更是暴露出信息交互不及时、不畅通、沟通耗时长和技术力量摊薄、人员不足等弊端。

集中式模式,运营控制中心的选址单一,一次性投入较大,但是总投资相对较少。采用集中式的前提条件是近期城市轨道交通路网规划稳定,这样运营控制中心的建筑面积才能预留的较合适,不浪费投资;另外,规划中的路网投资方、经营方也须十分明确。其供电和环控系统设计可考虑多条线共用设备系统,利于系统资源整合、共享。集中式运营控制中心把城市未来几十年的城市轨道交通线路集中到一处进行控制,其运营管理机构设置精简,运营信息、人力资源和设备设施等可以高度共享,运营成本较低;在应急指挥时,能充分体现集中式设置的优势,但其安全风险,如自然灾害、恐怖袭击等,将影响整个城市轨道交通控制中枢。

部分集中式模式也可称为相对集中式,是由于网络化运营协调和应急指挥需求产生后,在建设新的OCC时赋予其路网运营协调管理和应急指挥职能,因此它兼有分散和集中式的特点。之所以产生这种建设模式,往往是由于一个城市的轨道交通线路已经发展到一定数量和规模,在土地资源和系统搬迁等条件制约下,所采取的一种比较折中的方案。

因此,分散式、集中式和部分集中式建设模式各有利弊,不同城市采用的设置方式均有其不同的原因和合理性。国内外主要城市路网控制中心设置情况总结见表1。

3月21日，侍酒师画报发表了一篇声明，主要内容是关于2017年发布的《新晋WSET四级得主朱江 Marc：13岁开始喝酒的“坏孩子”，因为兴趣从程序员转做葡萄酒教育》一文撤稿，原因是来自WSET官方提供的消息证实朱江并没有获得WSET Diploma证书，而是伪造了WSET Diploma证书且以此资历到处宣传。

表1 各城市路网控制中心设置情况表

5 关键系统支撑

路网控制中心功能的实现离不开关键系统支撑,分析总结已建城市的系统运行经验,包括但不限于下述九大系统：

1）信息传输和通讯网络系统。路网控制中心作为城市轨道交通网所有运营数据的中心,承担数据集中和分发的作用。为实现系统整体性的智能化管理,须在各线路之间构建一个高速、稳定的通信网络,以便各线路子系统将其运行数据传输至中心,实现信息采集和数据交互。

2）数据汇集、处理、分析系统。路网控制中心集中了城市轨道交通网络内的相关业务数据,而各线路子系统数据存在异构性,需要对数据进行集成,以满足中心应用的要求。同时,由于数据量极其巨大,必须构建一个符合网络特点的高效、合理的数据存储、数据备份、数据恢复机制的分布式数据处理系统,以满足日益增加的应用需求。

3）指令下达及指挥系统。针对突发事件,路网控制中心需要建立高效的指挥和指令下达系统,按科学的处置流程合理地实施应急预案,迅速排除事故,减少损失。

4）综合显示系统。用于显示城市轨道交通ATS（列车自动监控）、SCADA（变电所综合自动化）、CCTV（闭路电视）、AFC（自动售检票）、FAS/ BAS（火灾报警系统/环境与设备监控系统）等信息,为路网控制中心协调应急指挥提供现场的第一手资料,系统主要由综合显示屏、数据库、工控机工作和系统应用软件组成。

5）智能公务通信系统。该系统在各线路OCC、路网控制中心及其他业务机构设置终端,通过网络提供通道,加强各中心、管理职能部门间的语音、可视交互、OA（办公自动化）等的联系联通,提高办公效率。

7）无线调度系统。本系统提供城市轨道交通路网内的无线调度工具,建立统一的无线调度频点分配、功能规划,实现全路网无线系统互联互通,满足移动指挥功能。

8）辅助决策系统。借助于FAS、BAS、ATC（列车自动控制）、AFC、网络运行安全监控等系统的集成平台和相关专业软件系统,实现实时监督现场的状况,遇紧急情况,自动或人工触发专家分析系统及预案程序,完成指令下达、信息发布、整体联动等功能。同时,在处理过程中,为了更好地为决策者提供现场处置信息,可建立 GPS/GIS（全球定位系统/地理信息系统）,实时定位抢修车辆以及掌握现场站点环境及周边道路状况等。

9）信息发布系统。信息发布系统主要分为对内和对外信息的发布,对内即是根据预案将必要的诱导信息发布到相关车载PIS（乘客信息系统）显示屏、车站PIS显示屏、车站动态信息屏、车站智能查询屏等终端上显示。对外则是主要通过卫星电视、地铁电视、广播、地铁门户网站等发布相关信息,对市民起到告知作用。

6 结语

本文主要探讨了基于网络化运营的控制中心在建设中会面临的关键性问题,为了建立一个高效、经济、科学的城市轨道交通路网运营指挥控制体系,各城市应随着轨道交通线网的规划与建设尽早规划,稳步推进,并应结合各城市轨道交通建设和运营现状,科学地设计和规划基于网络化运营的控制中心。基于网络化运营的控制中心建设的实际方案应根据各个城市轨道交通的建设现状、运营现状、发展规划、运营管理体制、建设时序、技术和管理水平、城市交通管理体系等,建立结构合理、功能完善、高效运行的运营指挥控制中心,最终目标是为乘客提供安全、舒适、快捷、方便的出行服务。

［1］ 应名洪.城市轨道交通网络化建设与运营［M］.北京：中国铁道出版社,2007.

［2］ 梁广深.地铁运营控制中心设计探讨［J］.城市轨道交通研究, 2011（11）：23.

On Urban Rail Transit Operation Control Center Based on Network Management

Cai Jiani

With the rapid development of urban rail transit from single line to network operation,the construction of operation control center （OCC）based on network management is emerged.Being the entity shape of network operation,both the TCC （traffic control center）in Beijing and COCC （coordination and command center）in Shanghai are the inevitable results of urban rail transit network development.Starting from the theory of network operationsystemand based on the functional requirements of network operation control center,the physical construction mode of OCCin Chinese citiesis analyzed,the key elements in network OCC are summarized.This research will provide some references for the design and construction of metro network control center.

urban rail transit;network operation;operation control center

U 29-39

2013-01-25）