羅情平 左旭濤 舒 軍

（1.青島地鐵集團有限公司，266045，青島；2.中鐵二院工程集團有限責任公司，610031，成都//第一作者，教授級高級工程師）

青島地鐵線網(wǎng)管理與指揮中心系統(tǒng)的需求分析

羅情平1左旭濤1舒 軍2

（1.青島地鐵集團有限公司，266045，青島；2.中鐵二院工程集團有限責任公司，610031，成都//第一作者，教授級高級工程師）

介紹了青島地鐵線網(wǎng)管理與指揮中心系統(tǒng)的系統(tǒng)架構和功能定位，結合青島地鐵實際情況，較詳細地闡述了該系統(tǒng)的“一個中心”、“五大平臺”、“五個輔助系統(tǒng)”和“線網(wǎng)通信系統(tǒng)”等各個子系統(tǒng)及模塊的功能需求。

地鐵；線網(wǎng)管理與指揮中心；需求分析

青島軌道交通線網(wǎng)共規(guī)劃有16條線（含2條支線），線路長約800 km，設5個區(qū)域控制中心。其中，市域9條線路長約367 km，郊區(qū)7條線路長約420 km。目前在建線路6條，長約310 km。到2021年年底，青島軌道交通將開通運營9條線路，運營線路長度將超過420 km，實現(xiàn)城市軌道交通網(wǎng)絡化運營。

青島地鐵采用區(qū)域控制中心管理模式，到2017年年底將陸續(xù)啟用地鐵大廈區(qū)域控制中心、遼陽東路區(qū)域控制中心和黃島區(qū)域控制中心。因此，建設線網(wǎng)級的運營管理與應急指揮中心勢在必行。經(jīng)過前期對國內(nèi)其他城市的運營管理與應急指揮中心的調(diào)研以及與相關集成商的廣泛交流，目前已完成青島地鐵線網(wǎng)管理與指揮中心（Qingdao Metro Management&Command Center，簡為 MMCC）用戶需求書的編制，并已進入招標程序。本文著重介紹青島地鐵線網(wǎng)管理與指揮中心的功能需求，以供國內(nèi)同行參考。

1 青島地鐵MMCC功能定位

目前國內(nèi)的地鐵線網(wǎng)管理與指揮中心就功能定位而言主要有兩種：一種是以廣州地鐵、成都地鐵為代表的，其功能定位為地鐵線網(wǎng)指揮中心；另一種是以北京地鐵、深圳地鐵為代表的，其功能定位除了地鐵線網(wǎng)指揮中心之外，還兼有政府級軌道交通應急指揮中心的功能。綜合考慮青島地鐵的實際情況，青島MMCC定位為青島地鐵的線網(wǎng)運營綜合管理中心、生產(chǎn)指揮中心及應急指揮中心，對各線路“只監(jiān)不控”，同時預留有與青島市交通委等政府機構的應急管理部門的接口。

2 青島地鐵MMCC系統(tǒng)架構及功能需求

2.1MMCC系統(tǒng)總體架構

目前青島地鐵區(qū)域控制中心能獨立完成管轄區(qū)內(nèi)線路的中央級日常運營管理工作，并具有區(qū)域運營協(xié)調(diào)服務和控制指揮功能，因此青島地鐵MMCC主要是實現(xiàn)各區(qū)域控制中心間線網(wǎng)運營綜合管理、生產(chǎn)指揮及應急指揮功能，發(fā)揮全線網(wǎng)的資源整合與共享，提升運營管理效率。青島地鐵MMCC包括“一個中心”、“五大平臺”、“五個輔助系統(tǒng)”和“線網(wǎng)通信系統(tǒng)”的系統(tǒng)總體架構，如圖1所示。

“一個中心”是指數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)挖掘分析；“五大平臺”分別是線網(wǎng)運營指揮平臺、線網(wǎng)應急指揮平臺、線網(wǎng)統(tǒng)計分析平臺、線網(wǎng)運營評估平臺及線網(wǎng)信息服務平臺，為網(wǎng)絡化運營管理以及突發(fā)事件的應急處置提供基礎信息和決策支持；“五個輔助系統(tǒng)”分別是開發(fā)測試系統(tǒng)、應急指揮會議室系統(tǒng)、呼叫中心系統(tǒng)、網(wǎng)絡與安全管理系統(tǒng)及大屏幕顯示系統(tǒng)，輔助完成線網(wǎng)指揮中心的信息展示、安全管理及對外信息發(fā)布；“線網(wǎng)通信系統(tǒng)”包括骨干網(wǎng)傳輸、線網(wǎng)無線調(diào)度、線網(wǎng)公務電話、線網(wǎng)專用電話及線網(wǎng)時鐘等系統(tǒng)。

圖1 青島地鐵MMCC系統(tǒng)總體架構示意圖

2.2MMCC系統(tǒng)線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心

線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心依托各線路系統(tǒng)（含信號、綜合監(jiān)控、能源管理等系統(tǒng)）、ACC（票務清分中心）系統(tǒng)及其他業(yè)務系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，構建MMCC系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)平臺，結合網(wǎng)絡化運營管理和分析決策需要，對軌道交通全線網(wǎng)的客流、行車、設備等數(shù)據(jù)進行分析、挖掘，實現(xiàn)對各分專業(yè)數(shù)據(jù)資源的一體化整合，滿足不同系統(tǒng)間信息資源共享、交互分析的需求。線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心主要由數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩大部分構成。

（1）數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)。負責對各源系統(tǒng)進行接口管理和數(shù)據(jù)采集的預處理。接口源系統(tǒng)主要包括各線路OCC（運營控制中心）系統(tǒng)（包括ISCS（綜合監(jiān)控系統(tǒng)）、SIG（信號系統(tǒng)）、CCTV（視頻監(jiān)控系統(tǒng)）、能源管理系統(tǒng)等）、ACC系統(tǒng)和ACC災備系統(tǒng)等。

（2）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。主要負責從數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，并按照相應業(yè)務系統(tǒng)的需要對實時、離線等不同數(shù)據(jù)進行快速處理，通過統(tǒng)一的接口對外部各應用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用不同業(yè)務服務器承擔對應業(yè)務的處理方式，并配置相應的數(shù)據(jù)處理軟件實現(xiàn)相應的數(shù)據(jù)處理功能。

2.3MMCC系統(tǒng)“五大平臺”

2.3.1 線網(wǎng)運營指揮平臺

MMCC通過線網(wǎng)運營指揮平臺行使中央?yún)f(xié)調(diào)角色，協(xié)調(diào)各區(qū)域控制中心及各運營主體，具有多運營主體綜合監(jiān)視、運營協(xié)調(diào)、應急指揮、信息共享等職能，在全市軌道交通線網(wǎng)中具有唯一性。指揮中心對各線的控制中心及線路運營“只監(jiān)不控”，主要提供協(xié)調(diào)、協(xié)助功能。MMCC線網(wǎng)運營指揮平臺主要功能如下：

（1）線網(wǎng)的綜合監(jiān)察：通過運營指揮平臺（界面顯示在大屏幕上）監(jiān)視各線運行列車、客流、設備系統(tǒng)的狀態(tài)信息，完成行車監(jiān)察、客流監(jiān)察、設備監(jiān)察、供電監(jiān)視、CCTV監(jiān)視，以及主要設備性能、維修狀態(tài)的監(jiān)視工作，對影響運營的狀態(tài)（關鍵設備故障、行車晚點、客流超限等）進行告警提示。

（2）供電主變電所的資源共享：軌道交通線路形成網(wǎng)絡后，對軌道交通主變電所的設置、聯(lián)絡和相互支援應從線網(wǎng)高度提出新的要求。MMCC可通過制定線網(wǎng)電力支援預案，實現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡的統(tǒng)一電力監(jiān)視及主變電所資源共享。

（3）協(xié)調(diào)指揮重點站的客流組織工作：軌道交通重點車站主要包括換乘站、樞紐站、人流量較大車站等。網(wǎng)絡化運營條件下，需及時、準確地掌握重點站客流信息（包括進站、出站和換乘客流量），特別是行車故障時相關重點站的客流集散情況，從而能夠有針對性地對大客流進行預警組織，適時采取封站等措施，改善重點車站的乘車環(huán)境，緩解大客流帶來的運輸組織壓力，保障乘客的出行安全。

（4）協(xié)調(diào)處置影響線網(wǎng)運營的重大事件：針對火災、接觸軌失電、列車晚點、列車大面積延誤等造成運營中斷或長時間延誤的重大事件，制定客流疏散預案，并下達運營部門執(zhí)行。

2.3.2 線網(wǎng)應急指揮平臺

城市軌道交通網(wǎng)絡化運營后，各線路之間存在著復雜的相互影響關系，突發(fā)事件對某條線路造成的負面影響將會直接或間接地影響到線網(wǎng)中的其它線路。因此，對突發(fā)事件的應急處置絕不能采用各條線路各自為政、分別處理的方法，必須建立全線網(wǎng)統(tǒng)一的綜合應急處置及協(xié)調(diào)系統(tǒng)，即線網(wǎng)應急指揮平臺。

（1）平臺功能：對內(nèi)負責協(xié)調(diào)各線路的行車調(diào)度方案，指揮重點站的客流疏導工作，對外負責將事故情況上報至上級領導，并在需要時報請政府相關部門配合完成客流輸送等應急處置工作。線網(wǎng)應急指揮平臺根據(jù)日常監(jiān)視和應急處置的需要，按照功能分為應急值守、應急資源管理、應急指揮、總結評估、培訓演練、運營信息監(jiān)視（信息組團）、數(shù)字化預案管理、報警管理、應急數(shù)字化處置、應急地理信息系統(tǒng)等模塊。

（2）應急指揮體系：MMCC與各線路OCC、事故現(xiàn)場臨時指揮部共同構成了城市軌道交通的應急指揮體系，如圖2所示。

2.3.3 線網(wǎng)統(tǒng)計分析平臺

線網(wǎng)統(tǒng)計分析平臺的建設目標是：依據(jù)軌道交通行業(yè)運營指標體系，結合政府決策和線網(wǎng)中心管理需求，形成信息統(tǒng)計分析平臺的專業(yè)指標體系和查詢統(tǒng)計分析要求。線網(wǎng)統(tǒng)計分析平臺主要包括：指標管理、指標查詢統(tǒng)計分析、OD（起訖）分析、報表管理、報告管理、系統(tǒng)配置信息管理。

2.3.4 線網(wǎng)運營評估平臺

根據(jù)日常運營管理需要，線網(wǎng)運營評估平臺可分為：評估方案管理、線網(wǎng)運營仿真、客流預測、運輸計劃編制評估、列車銜接評估5個系統(tǒng)。

（1）評估方案管理系統(tǒng)：其目的是建立評估指標體系、完善評估方法、建立業(yè)務評估方案，主要包括評估指標管理、評估報告管理和評估方案管理等內(nèi)容。

（2）線網(wǎng)運營仿真系統(tǒng)：主要包括車站仿真、線路仿真和線網(wǎng)仿真三個基本模塊。三個模塊分別側重在軌道交通系統(tǒng)“點”、“線”、“面”的不同層次。通過對相應層次運營環(huán)節(jié)的仿真和三個層次之間的交互，實現(xiàn)對城市軌道交通整體性的全面描述和展現(xiàn)。

（3）客流預測系統(tǒng)：從數(shù)據(jù)中心獲取歷史客流數(shù)據(jù)作為客流預測系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過系統(tǒng)的分析處理，形成各種情況下的全線網(wǎng)客流預測數(shù)據(jù)?？土黝A測系統(tǒng)作為運營評估平臺的子系統(tǒng)，為評估系統(tǒng)、線網(wǎng)運營仿真系統(tǒng)及運輸計劃編制系統(tǒng)提供客流預測數(shù)據(jù)，以供運營管理人員參考；同時也為應急數(shù)字化預案編制、突發(fā)事件應急處置、新線開通方案制定等，提供依據(jù)和支撐。

（4）運輸計劃編制評估系統(tǒng)：是基于MMCC系統(tǒng)的歷史客流等數(shù)據(jù)，結合客流預測、仿真等工具軟件，對各線路編制的運輸計劃進行評估，生成運力配置及銜接等計劃調(diào)整建議，供各線路優(yōu)化計劃運行圖，從而實現(xiàn)全網(wǎng)范圍內(nèi)各線協(xié)調(diào)、合理運輸，達到快速、安全、高效疏解全網(wǎng)客流的目的，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗。

（5）列車銜接評估系統(tǒng)：評估線網(wǎng)各線路列車運行銜接情況，可通過乘客查詢平臺提供路徑查詢、檢索和可達性服務的支持。借助該功能對乘客在車站的集聚情況、區(qū)間運力運量匹配情況、換乘站各方向列車的銜接情況進行展示。涉及功能包括但不限于：系統(tǒng)首末班車銜接查詢展示、常規(guī)時間銜接查詢展示、換乘服務水平查詢、行車間隔查詢、路徑信息查詢及數(shù)據(jù)管理功能。

2.3.5 線網(wǎng)信息服務平臺

MMCC匯總了青島軌道交通業(yè)務系統(tǒng)中的所有日常運營數(shù)據(jù)，經(jīng)過存儲和加工處理后，可通過線網(wǎng)信息服務平臺為不同用戶提供信息統(tǒng)計、分析、評估和輔助決策服務。線網(wǎng)信息服務平臺提供的發(fā)布方式包括：內(nèi)部門戶、移動終端、運營信息報送、上報數(shù)據(jù)接口（預留）。

2.4MMCC系統(tǒng)“五大輔助系統(tǒng)”

2.4.1 呼叫中心系統(tǒng)

呼叫中心系統(tǒng)以“客戶為中心”，實現(xiàn)客戶信息的集中管理，提供全面、全方位的出行服務。呼叫中心系統(tǒng)通過交互應答、自動呼叫分配、語音信箱及電子郵件等的服務手段，為客戶提供綜合信息服務、出行信息查詢、業(yè)務營銷服務、投訴與建議管理、短信與傳真等服務。

2.4.2 應急指揮會議室系統(tǒng)

應急指揮會議室系統(tǒng)主要是為突發(fā)緊急情況提供應急指揮和決策的場所，具備相關信息顯示功能。2.4.3 開發(fā)測試系統(tǒng)

開發(fā)測試系統(tǒng)主要包括開發(fā)系統(tǒng)及測試系統(tǒng)兩部分。

（1）開發(fā)系統(tǒng)：應提供修改和開發(fā)MMCC系統(tǒng)的應用軟件、數(shù)據(jù)庫和人機界面圖；可創(chuàng)建和修改所有的圖形、圖庫、報表、數(shù)據(jù)/格式、輸入/輸出點；可實時或不定時從服務器上下載數(shù)據(jù)或軟件用于分析。

（2）測試系統(tǒng)：可對整個MMCC的軟件功能進行測試和修改；構建MMCC軟件模擬平臺，實現(xiàn)MMCC應用系統(tǒng)功能模塊上線前的測試；搭建MMCC接口模擬測試程序，實現(xiàn)各OCC源系統(tǒng)接口上線前的模擬測試。所有軟件安裝、軟件升級和各線路相關系統(tǒng)的接入，必須首先接入該測試系統(tǒng)進行測試，測試穩(wěn)定后方可投入正式使用。2.4.4 網(wǎng)絡及安全管理系統(tǒng)

網(wǎng)絡及安全管理系統(tǒng)應能配置、監(jiān)視和控制整個MMCC系統(tǒng)的網(wǎng)絡以及各個網(wǎng)絡設備，具有參數(shù)配置、設備狀態(tài)監(jiān)視、流量狀態(tài)監(jiān)視以及連接控制等功能。網(wǎng)絡及安全管理系統(tǒng)必須滿足國家信息系統(tǒng)等級保護三級的要求，應具備信息網(wǎng)絡安全系統(tǒng)的管理功能，其功能包括但不限于：訪問控制、安全審計、數(shù)據(jù)庫審計系統(tǒng)、漏洞掃描系統(tǒng)、安全配置核查基線等。

2.4.5 大屏幕顯示系統(tǒng)

MMCC系統(tǒng)需提供大屏幕系統(tǒng)集中顯示線網(wǎng)不同系統(tǒng)的實時狀態(tài)。線網(wǎng)指揮中心人員可按工作要求切換大屏幕上的顯示畫面。大屏幕監(jiān)控畫面包括：線網(wǎng)整體布局圖、跨線路的同專業(yè)匯總信息畫面、跨線設施系統(tǒng)監(jiān)控畫面、車站設施布局畫面、各站CCTV視頻監(jiān)視畫面、區(qū)間實況播放、各線路各專業(yè)分類用戶監(jiān)視畫面、系統(tǒng)設備運行與故障信息圖表、各線各站客流統(tǒng)計分析圖表、能源管理信息等。

2.5 線網(wǎng)通信系統(tǒng)

（1）線網(wǎng)骨干傳輸網(wǎng)：是為實現(xiàn)各區(qū)域控制中心之間、線路OCC與MMCC之間的信息交互而建立的在青島各支線網(wǎng)之上的線網(wǎng)級骨干傳輸網(wǎng)。根據(jù)目前青島地鐵的實際情況，線網(wǎng)骨干傳輸網(wǎng)計劃在地鐵大廈區(qū)域控制中心、遼陽東路區(qū)域控制中心、黃島區(qū)域控制中心和本線網(wǎng)指揮中心建立4個傳輸節(jié)點并形成環(huán)網(wǎng)；每個節(jié)點應承載視頻監(jiān)視系統(tǒng)、PIS（乘客信息系統(tǒng)）、ISCS、信號、LCC（中央計算機系統(tǒng)）、ACC、ACC災備中心、無線、調(diào)度電話、時鐘、門禁、OA（辦公自動化系統(tǒng)）、線網(wǎng)公務電話、能源管理、市交通委等15個業(yè)務系統(tǒng)的接口，并提供相應的接口類型和充足的帶寬。

（2）線網(wǎng)無線調(diào)度系統(tǒng)：利用新增的TETRA（數(shù)字集群通信系統(tǒng)）網(wǎng)絡及網(wǎng)關接口服務器與統(tǒng)一通信平臺互聯(lián)，實現(xiàn)各線路TETRA無線集群系統(tǒng)的互聯(lián)，達到調(diào)度監(jiān)聽、應急通信、手持臺跨線互通、列車車載臺跨線互通、OCC復示功能及跨線OCC功能的目的。該系統(tǒng)應采用符合無線數(shù)字調(diào)度通信發(fā)展方向的新技術，考慮后續(xù)線路存在采用LTE（長期演進）技術承載無線調(diào)度業(yè)務的可能性，并且能滿足線網(wǎng)后續(xù)線路的接入，構成統(tǒng)一的無線專用通信網(wǎng)。

（3）線網(wǎng)公務電話系統(tǒng)：線網(wǎng)中心公務電話交換機應作為青島軌道交通公務電話系統(tǒng)的匯接局，并作為統(tǒng)一出局點與市話互聯(lián)互通，除完成普通公務交換機的功能外，還應完成以下功能：實現(xiàn)公務電話網(wǎng)內(nèi)部統(tǒng)一電話編號、各線路間話務轉接、MMCC與外網(wǎng)間話務轉接、既有線路及新建線路中繼話務轉接等功能。

（4）線網(wǎng)專用電話系統(tǒng)：按照青島MMCC的功能需求，需要設置MMCC專業(yè)調(diào)度、總調(diào)，并在各OCC設置調(diào)度電話分機，同時預留與市交通委及其他政府部門的聯(lián)絡功能。線網(wǎng)專用電話系統(tǒng)由軟交換設備和各線控制中心調(diào)度分機組成，并在MMCC設置數(shù)字錄音系統(tǒng)設備。調(diào)度電話總容量較小，建議采用IP電話系統(tǒng)。

（5）線網(wǎng)時鐘系統(tǒng)：通過傳輸通道NTP接口對各線統(tǒng)一授時，有助于各系統(tǒng)的同步統(tǒng)一和精度保障。時鐘系統(tǒng)由原來的各線路OCC、車站/車輛基地兩級組網(wǎng)方式，調(diào)整為地鐵線網(wǎng)MMCC、各線路OCC、車站/車輛基地三級組網(wǎng)方式。

3 結語

地鐵線網(wǎng)管理與指揮中心是一個龐大而又復雜的系統(tǒng)工程，目前尚沒有固定的設計標準和規(guī)范。青島地鐵前期做了大量的調(diào)研和交流工作，盡可能吸取國內(nèi)先進城市的地鐵建設經(jīng)驗，形成了相對完善且適合青島地鐵特點的線網(wǎng)管理與指揮中心功能需求，但隨著城市軌道交通信息化、智能化的高速發(fā)展，線網(wǎng)級運營管理需求會越來越多，青島地鐵線網(wǎng)管理與指揮中心將根據(jù)后續(xù)運營管理實踐需要，對MMCC功能進行進一步的補充完善，為青島地鐵的線網(wǎng)運營管理提供更好的服務。

［1］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.地鐵設計規(guī)范：GB 50157—2013［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014：158.

［2］ 青島市地鐵工程建設指揮部辦公室.青島市城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整（2015版）［EB/OL］（.2015-08-20）［2017-10-12］.http：//www.qd-metro.com/planning/view.php？id=237.

［3］ 魏曉東.城市軌道交通自動化系統(tǒng)與技術［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2004.

Requirement Analysis of Qingdao Metro Network Management and Command Center

LUO Qingping，ZUO Xutao，SHU Jun

The functional requirements for Qingdao Metro Network Management&Command Center are expounded in detail.Based on the practical conditions of Qingdao Metro，all the subsystems and modules of the system are analyzed，including the positioning of the system，functional requirements for subsystems，system structure，function module and so on.

metro；metro network management&command center；requirement analysis

First-author′s address Qingdao Metro Group Co.，Ltd.，266045，Qingdao，China

F530.7

10.16037/j.1007-869x.2017.12.002

2017-08-17）