董曉春

(南京地鐵集團(tuán)有限公司， 南京 210000)

南京地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)集中式控制中心設(shè)計(jì)研究

董曉春

(南京地鐵集團(tuán)有限公司， 南京 210000)

根據(jù)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的發(fā)展，線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)控制中心集中式構(gòu)架設(shè)計(jì)，結(jié)合控制中心協(xié)調(diào)指揮應(yīng)急處理功能，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)管理、協(xié)調(diào)、資源共享，提高對(duì)突發(fā)事件的處理能力，確保軌道交通多條線路的列車安全、可靠和高效運(yùn)行，對(duì)其運(yùn)營(yíng)過程實(shí)施全面的集中監(jiān)控和管理。分析網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)條件下集中式控制中心的建設(shè)模式、功能布局，提出所需的關(guān)鍵設(shè)計(jì)需求。結(jié)合南京地鐵靈山控制中心工程方案設(shè)計(jì)實(shí)例，探討城市軌道交通綜合控制中心的功能布局、設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)軌道交通控制中心統(tǒng)一調(diào)度指揮、信息共享以及協(xié)調(diào)應(yīng)急處理的綜合模式。

城市軌道交通； 控制中心； 網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)； 南京地鐵

近年來，軌道交通作為服務(wù)城市中心與周邊新城、組團(tuán)間的客運(yùn)交通系統(tǒng)，因其可滿足快速、大容量、公交化的交通出行需求，促進(jìn)城市間組團(tuán)式空間結(jié)構(gòu)形成，加速城鎮(zhèn)化建設(shè)，而得以迅速發(fā)展。目前，我國(guó)正處在城市化高速發(fā)展的重要時(shí)期，軌道交通網(wǎng)絡(luò)化具有與時(shí)俱進(jìn)的意義。

我國(guó)各城市的軌道交通建設(shè)，從無到有，從有到多，逐步形成軌道交通線網(wǎng)。初期線路均以本線運(yùn)營(yíng)為主，因此很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度指揮和信息共享，不但不能充分發(fā)揮線網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，而且一旦遇有突發(fā)事件也難以進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)處理。在城市軌道交通線網(wǎng)的建設(shè)過程中，控制中心作為運(yùn)營(yíng)管理的中樞，著重關(guān)注網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的整體性、有效性、安全性，以及各線路運(yùn)營(yíng)的協(xié)調(diào)性建設(shè)，并在重大事件發(fā)生時(shí)具備協(xié)調(diào)、指揮應(yīng)急處理的能力。目前，國(guó)內(nèi)主要城市在軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃時(shí)已對(duì)線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)控制中心進(jìn)行前期規(guī)劃[1]。

1 南京市軌道交通發(fā)展概況

根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃實(shí)施時(shí)序，目前南京地鐵已經(jīng)開通了1、2、3、10號(hào)線及S1、S8等線路，南京市軌道交通已全面進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)期。為合理、有效地利用資源，實(shí)現(xiàn)南京軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)管理、協(xié)調(diào)和資源共享，確保軌道交通列車安全、高效運(yùn)行，對(duì)其運(yùn)營(yíng)過程實(shí)施全面的集中監(jiān)控和管理，采用先進(jìn)的管理手段提高南京軌道交通整體的運(yùn)輸效率以及對(duì)突發(fā)事件的處理能力。本文針對(duì)南京地鐵控制中心的線網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)模式、功能布局、方案設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，探討城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化控制中心的設(shè)計(jì)思路，提升軌道交通控制中心統(tǒng)一調(diào)度指揮、信息共享以及協(xié)調(diào)應(yīng)急處理的綜合效率[2]。

2 南京市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃

根據(jù)《南京市城市總體規(guī)劃(2007—2030)》中軌道交通規(guī)劃篇，2030年南京市的軌道交通將由17條線路構(gòu)成617 km的線網(wǎng)[3]。

依據(jù)《南京市城市軌道交通第二期建設(shè)規(guī)劃(2015—2020年)》(見圖1)，“十三五”期間已批復(fù)11條線路，規(guī)劃建設(shè)的線路有1號(hào)線北延，2號(hào)線西延，3號(hào)線三期，4號(hào)線二期，5、6、7、11號(hào)線，9號(hào)線一期、10號(hào)線二期和S8南延線，總長(zhǎng)度196.4 km。預(yù)計(jì)2020年，南京市公共交通占機(jī)動(dòng)化出行量比例將達(dá)到65%，軌道交通占公共交通出行量比例達(dá)到45%[4]。

圖1 南京市軌道交通建設(shè)規(guī)劃(2015—2020)Fig.1 Nanjing rail transit construction plans(2015—2020)

3 控制中心物理建設(shè)模式分析

從國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來看，軌道交通控制中心從物理位置規(guī)劃布局角度，主要分為分散式、集中式和區(qū)域集中式等3種建設(shè)模式[5]。

3.1 分散式

分散式即在每一條線路設(shè)置獨(dú)立的控制中心，每條線路的控制中心設(shè)在本線路某個(gè)車站周邊，系統(tǒng)及功能各自獨(dú)立。一方面負(fù)責(zé)該線的行車組織工作，同時(shí)也必須向網(wǎng)絡(luò)控制中心傳送信息，接受網(wǎng)絡(luò)控制中心的監(jiān)督，接收網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)來的各種臨時(shí)指令。該方式的優(yōu)點(diǎn)是遇突發(fā)事件時(shí)影響小，線路間不會(huì)受到干擾，網(wǎng)絡(luò)控制中心也可正常工作；缺點(diǎn)是土建投資較多。

3.2 集中式

集中式即先獨(dú)立建立各線路的控制中心，在線網(wǎng)形成后，通過改建或新建方式，將相關(guān)各線的控制中心合并在一起，形成服務(wù)于多線路日常運(yùn)營(yíng)管理的控制指揮中心，同時(shí)處理各線的調(diào)度指揮和日常管理。該方式的優(yōu)點(diǎn)是集中辦公，便于領(lǐng)導(dǎo)集中管理。缺點(diǎn)是一旦遇有突發(fā)事件將會(huì)導(dǎo)致全市的軌道交通運(yùn)行受到影響，涉及面廣；同時(shí)各線管理還是要靠本線控制中心進(jìn)行管理，多線集中相互干擾較大。

3.3 區(qū)域集中式

按照線路相對(duì)集中、多線換乘等條件設(shè)置區(qū)域控制中心，服務(wù)于多線的日常運(yùn)營(yíng)管理，各線運(yùn)營(yíng)指揮中央控制室(OCC)獨(dú)立管理；網(wǎng)絡(luò)控制中心可與一個(gè)區(qū)域控制中心合建，網(wǎng)絡(luò)控制中心負(fù)責(zé)多個(gè)控制中心的管理與協(xié)調(diào)。該方式集中了分散式和集中式的優(yōu)點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)物理空間、人員與物力、管理體制與信息管理等方面的資源共享，賦予其網(wǎng)絡(luò)級(jí)的運(yùn)營(yíng)指揮協(xié)調(diào)與應(yīng)急指揮的功能。

4 南京軌道交通控制中心的建設(shè)

南京地鐵根據(jù)當(dāng)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、信息技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合南京軌道交通線網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃和線路建設(shè)時(shí)序，以區(qū)域集中的方式分區(qū)域規(guī)劃了4個(gè)控制中心，分別為珠江路控制中心、南京南站控制中心、靈山控制中心和浦江控制中心，位于南京城區(qū)的4個(gè)方向。其中靈山控制中心結(jié)合4號(hào)線一期工程的建設(shè)選址于南京城東仙林片區(qū)靈山組團(tuán)，緊鄰地鐵4號(hào)線靈山站，分別對(duì)4、7、8、13、14、S5、S6、預(yù)留等8條線路實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度指揮、協(xié)調(diào)和信息共享，對(duì)地鐵運(yùn)行的全過程進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，并充分發(fā)揮線網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、資源共享。建立網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，形成線網(wǎng)綜合控制中心的集中指揮管理構(gòu)架，支持內(nèi)部的信息化管理和外部的信息共享。發(fā)生緊急情況時(shí)，應(yīng)急指揮中心(TCC)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)其他各控制中心及各運(yùn)營(yíng)主體，具有綜合監(jiān)視、多軌道線路多交通系統(tǒng)應(yīng)急指揮、信息共享等職能。在非正常情況下，尤其是出現(xiàn)影響2條及以上線路的緊急災(zāi)害情況時(shí)，具有應(yīng)急預(yù)案處理能力，其應(yīng)急資源管理、突發(fā)事件處理評(píng)估功能可滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和可用性的要求[6]。

4.1 地鐵控制中心功能要求

《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)控制中心的定義為：調(diào)度人員通過使用通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控(電力監(jiān)控、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警)、自動(dòng)售檢票等中央級(jí)系統(tǒng)操作終端設(shè)備，對(duì)地鐵全線(多段或全線網(wǎng))列車、車站、區(qū)間、車輛基地及其他設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行集中的監(jiān)視、控制、協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度和管理的場(chǎng)所[7]。

根據(jù)靈山控制中心的定位，結(jié)合南京現(xiàn)有的地鐵運(yùn)營(yíng)管理模式，為了充分發(fā)揮管理機(jī)構(gòu)的能源調(diào)配作用及資源共享，減少管理層次，簡(jiǎn)化操作程序，以高效、合理為目的開展了設(shè)計(jì)和建設(shè)，南京地鐵靈山控制中心具有如下功能：

1) 對(duì)全網(wǎng)列車運(yùn)行、電力供應(yīng)、車站設(shè)備運(yùn)行、防災(zāi)報(bào)警、環(huán)境監(jiān)控、票務(wù)管理以及乘客服務(wù)等運(yùn)營(yíng)全過程實(shí)行調(diào)度指揮和監(jiān)控；

2) 領(lǐng)導(dǎo)和組織相關(guān)線路下屬單位完成車站日常運(yùn)營(yíng)各項(xiàng)工作；

3) 作為全網(wǎng)的通信樞紐和信息交換中心；

4) 在緊急情況下成為組織搶修救災(zāi)的指揮中心；

5) 具備遠(yuǎn)期線路信息接入的預(yù)留條件。

4.2 控制中心功能布局

依據(jù)功能定位，靈山控制中心包含線路控制中心、應(yīng)急指揮中心等基本功能。同時(shí)結(jié)合集團(tuán)公司管理及下屬運(yùn)營(yíng)公司管理指揮辦公的需要，控制中心亦可包含公司總部辦公、運(yùn)營(yíng)公司指揮及生活配套用房等。

控制中心生產(chǎn)用房按基本功能劃分為運(yùn)營(yíng)操作區(qū)、系統(tǒng)設(shè)備區(qū)、運(yùn)營(yíng)管理區(qū)、維修區(qū)、輔助設(shè)備區(qū)等，其核心功能區(qū)域是運(yùn)營(yíng)操作區(qū)。

運(yùn)營(yíng)操作區(qū)設(shè)置運(yùn)營(yíng)指揮中央控制室 (OCC)、應(yīng)急指揮中心(TCC)、參觀演示室、運(yùn)行圖編輯室以及調(diào)度人員的工作休息配套用房。中央控制調(diào)度大廳是運(yùn)營(yíng)操作區(qū)的核心，為了得到最佳的可視效果，面積得到最有效的利用，中央控制調(diào)度大廳采用調(diào)度模擬屏集中布局、調(diào)度臺(tái)成扇形分布的方案[8]。

中央控制室的調(diào)度區(qū)域劃分通常存在按線劃分調(diào)度區(qū)和按調(diào)度性質(zhì)劃分調(diào)度區(qū)兩種模式，見圖2、3。按線劃分調(diào)度區(qū)域?yàn)橥粭l線的行調(diào)、環(huán)調(diào)和電調(diào)集中布置在一起，以線為單位順次排列，是目前國(guó)內(nèi)多數(shù)控制中心采用的布置模式，區(qū)域劃分明確，便于同一線路不同調(diào)度之間交流，控制中心中不同線路按不同建設(shè)規(guī)劃分期實(shí)施，便于大屏幕和調(diào)度臺(tái)的擴(kuò)展，分期實(shí)施干擾較少。根據(jù)南京軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃，4號(hào)線已通車，7號(hào)、S5、S6在近期實(shí)施。目前，以上線路作為單線進(jìn)行管理，待遠(yuǎn)期建成其余4條線路后，8條線路一并共享控制中心，實(shí)現(xiàn)全軌道交通線網(wǎng)功能。考慮到各線路實(shí)施年限間隔較長(zhǎng)，南京地鐵靈山控制中心采用按線并分近遠(yuǎn)期劃分調(diào)度區(qū)域的布局模式[9]。

圖2 按線劃分調(diào)度區(qū)示意Fig.2 Schematic diagram of dispatching area

圖3 按調(diào)度性質(zhì)劃分調(diào)度區(qū)示意Fig.3 Schematic diagram of dispatching area according to the characteristics of scheduling

5 南京靈山控制中心設(shè)計(jì)方案

結(jié)合以上分析，靈山控制中心按照規(guī)劃建設(shè)一次性實(shí)施的原則開展設(shè)計(jì)，建設(shè)規(guī)模滿足8條軌道交通線路的運(yùn)營(yíng)指揮以及相關(guān)設(shè)備管理配套用房的規(guī)模。

中央控制室運(yùn)營(yíng)操作區(qū)采用按線路劃分調(diào)度區(qū)域的模式，整體具備預(yù)留遠(yuǎn)期線路發(fā)展條件，同時(shí)按近遠(yuǎn)期規(guī)劃線路布局，近期容納4條線路調(diào)度區(qū)的能力，遠(yuǎn)期4線調(diào)度區(qū)作為臨時(shí)會(huì)議區(qū)域使用。如圖4、5所示[10]。

鑒于本控制中心采用分線分專業(yè)的布局模式，除區(qū)域線路用房(ZLC)和中央清分(ACC)為集中布置模式外，通信、信號(hào)、PIS、綜合監(jiān)控等專業(yè)的設(shè)備及配套管理用房均考慮分線路布置，采用模塊化設(shè)計(jì)，塔樓每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層布置2條線路設(shè)備用房和配套工區(qū)，如圖6所示[11]。

圖4 8條線路的遠(yuǎn)期平面示意Fig.4 Long-term plan of eight lines

圖5 4條線路近期平面示意Fig.5 Short-term plane of four lines

圖6 設(shè)備用房平面分線布置Fig.6 Layout of Equipment rooms

6 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合南京地鐵靈山控制中心主要探討網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的控制中心在構(gòu)架設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性問題。未來城市軌道網(wǎng)絡(luò)交通發(fā)展迅速，控制中心扮演軌道交通線網(wǎng)的中央?yún)f(xié)調(diào)角色，應(yīng)根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃提前規(guī)劃全網(wǎng)絡(luò)化控制中心，充分考慮建設(shè)形式與規(guī)模，使其具有多軌道線路交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮、信息共享、綜合監(jiān)視等職能，進(jìn)行統(tǒng)一的應(yīng)急指揮處理。隨著控制中心在我國(guó)城市軌道交通中的廣泛實(shí)施，上述的建設(shè)模式分析對(duì)建設(shè)軌道交通綜合控制中心和多條線路應(yīng)急指揮設(shè)計(jì)具有積極的鑒借意義。

[1] 蔡佳妮.基于網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的城市軌道交通控制中心設(shè)置研究[J].城市軌道交通研究，2014，17(2)：14-18.

CAI Jiani. Research on the setting of urban rail transit control center based on network operation [J]. Urban mass transit, 2014，17(2)：14-18.

[2] 李曉紅. 城市軌道交通技術(shù)規(guī)范實(shí)施指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009：19.

LI Xiaohong. Guide for the implementation of technical specifications for urban rail transit[M].Beijing:China Architecture & Building Press, 2009：19.

[3] 南京市規(guī)劃局. 南京市城市總體規(guī)劃(2007—2030)[G].南京，2007：41.

[4] 南京地鐵集團(tuán)有限公司. 南京市城市軌道交通第二期建設(shè)規(guī)劃(2015—2020)[G].南京，2015：232-233.

[5] 曾小旭.劉慶磊.地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)集中式控制中心架構(gòu)方案研究[J].城市軌道交通研究 ，2016，19(4)：25-28.

ZENG Xiaoxu, LIU Qinglei.Research on centralized control center architecture of metro network operation[J]. Urban mass transit,2016,19(4)：25-28.

[6] 徐鑫.天津地鐵應(yīng)急指揮中心功能需求探討[J].城市地理，2016(4)：107.

XU Xin. Discussion on functional requirements of emergency command center in Tianjin Metro[J].Urban geography, 2016(4)：107.

[7] 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50157—2013[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014：8-9.

Code for design of metro:GB 50157—2013[S].Beijing: China Architecture & Building Press, 2014：8-9.

[8] 袁志宏.北京地鐵指揮控制中心優(yōu)化方案研究[J].都市快軌交通，2005，18(5)：43-46.

YUAN Zhihong.Research on optimization scheme of Beijing Metro command center[J].Urban rapid rail transit, 2005, 18(5): 43-46.

[9] 王謙.深圳地鐵一期工程行車控制中心設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2006(3)：52-54.

WANG Qian.Thoughts on the design of traffic control center of Shenzhen Metro phase One Project[J].Engineering construction and design, 2006(3): 52-54.

[10] 梁廣深.地鐵運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)計(jì)探討[J].城市軌道交通研究 ，2011(11)：23-27.

LIANG Guangshen. Discussion on Design of metro operation control center[J].Urban mass transit, 2011(11): 23-27.

[11] 南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司. 南京地鐵四號(hào)線一期工程控制中心設(shè)備安裝工程招標(biāo)文件[G].南京，2014：331.

(編輯：曹雪明)

Design of Centralized Control Center for Nanjing Metro Network Operation

DONG Xiaochun

(Nanjing Metro Group Co., Ltd., Nanjing 210000)

The centralized architecture design, which includes the emergency command system, for the operation control center of the urban rail network is required to meet the demands arising from the expansion of urban rail networks on operation management, coordinated operation of urban rail transit networks and sharing of resources. The design aims to improve the ability to deal with emergencies and ensure the safety, reliability and efficiency of train operation for multiple rail transit lines, focusing on the comprehensive monitoring and management of the operation process. The key design requirements on construction mode and function layout of the centralized control center for rail network operation are proposed. The project of Lingshan control center for Nanjing Metro is studied to illustrate the ideas behind the design of the comprehensive control center in terms of the functions of the center.Keywords: urban rail transit; control center; network operation; Nanjing Metro

10.3969/j.issn.1672-6073.2017.03.003

2016-06-30

2017-03-30

董曉春，女，本科，工程師，從事軌道交通建筑設(shè)計(jì)及軌道交通資源開發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)的研究，dxc1190@163.com

重大項(xiàng)目: 南京市城市軌道交通4號(hào)線一期工程，江蘇省發(fā)展改革委，蘇發(fā)改設(shè)施發(fā)〔2013〕482號(hào)

U231

A

1672-6073(2017)03-0013-04