朱 俊 張 郁 曾貴華

(1.上海申通地鐵集團(tuán)有限公司， 201103， 上海； 2.上海地鐵維護(hù)保障有限公司通號分公司， 200235， 上海；3.上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院， 200240， 上?！蔚谝蛔髡?， 工程師)

為適應(yīng)上海城市軌道交通超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的要求，上海地鐵維護(hù)保障有限公司通號分公司(以下簡稱“通號分公司”)積極構(gòu)建與超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)相匹配的“安全至上、開放合作、創(chuàng)新進(jìn)取、追求卓越”的平臺化生態(tài)管理體系，完善以智能運(yùn)維平臺為核心、各專業(yè)網(wǎng)絡(luò)級平臺為架構(gòu)、設(shè)備統(tǒng)型為基礎(chǔ)的設(shè)備管理模式，以推動對各專業(yè)設(shè)施、設(shè)備最終形成網(wǎng)絡(luò)級、綜合性的管控能力，實(shí)現(xiàn)對各子系統(tǒng)的垂直管控。本文對上海城市軌道交通通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了全面分析，對通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布局進(jìn)行針對性的調(diào)整和優(yōu)化，并對通信系統(tǒng)各子系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。

1 上海城市軌道交通通信系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

1.1 通信系統(tǒng)構(gòu)成

城市軌道交通的通信系統(tǒng)是指揮列車運(yùn)行、負(fù)責(zé)公務(wù)聯(lián)絡(luò)和傳遞各種信息的基礎(chǔ)手段，是保證列車安全、快速、高效運(yùn)行不可缺少的重要保障。通過通信系統(tǒng)，城市軌道交通內(nèi)部各系統(tǒng)能夠緊密聯(lián)系，提高城市軌道交通的整體運(yùn)行效率。上海城市軌道交通通信系統(tǒng)主要包括傳輸子系統(tǒng)、公務(wù)電話子系統(tǒng)、專用電話子系統(tǒng)、專用無線子系統(tǒng)、技術(shù)防范子系統(tǒng)、廣播子系統(tǒng)、乘客信息子系統(tǒng)、時(shí)鐘子系統(tǒng)等。根據(jù)各子系統(tǒng)的技術(shù)特征，可以按照線網(wǎng)級系統(tǒng)和線路級系統(tǒng)進(jìn)行分類，如表1所示。

表1 上海城市軌道交通通信系統(tǒng)的分類

1.2 通信系統(tǒng)潛在的管理風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

1) 目前上海城市軌道交通通信系統(tǒng)多個線網(wǎng)級專業(yè)的主備核心設(shè)備分散在6個OCC(運(yùn)營控制中心)內(nèi)，不利于故障的及時(shí)搶修和設(shè)備的集中管理，且需要占用較多的資源(如供電資源、人力資源和配套用房等)。

2) 根據(jù)上海申通地鐵集團(tuán)有限公司(以下簡稱“上海申通地鐵集團(tuán)”)的規(guī)劃方案，至2025年底，上海城市軌道交通共有23條運(yùn)營線路，這已經(jīng)超出了上海軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營調(diào)度指揮大樓(以下簡稱“3C大樓”)線網(wǎng)級系統(tǒng)機(jī)房的承載能力。此外，部分既有線路在3C大樓的線路級系統(tǒng)機(jī)房容量已接近滿負(fù)荷，沒有額外的空間可用以承擔(dān)大修改造期間所需要的設(shè)備輪轉(zhuǎn)。

3) 部分線路分時(shí)、分段建設(shè)，造成了同一條線路通信系統(tǒng)的技術(shù)方案和設(shè)施設(shè)備不統(tǒng)一，設(shè)備品牌雜亂，這既影響了廠家研發(fā)設(shè)計(jì)和維護(hù)支持能力，還對通號分公司的設(shè)備維護(hù)和線路更新改造帶來了困難。

4) 缺乏跨供應(yīng)商的線網(wǎng)級綜合網(wǎng)管，各線路設(shè)備狀態(tài)信息割裂，不同供應(yīng)商提供的網(wǎng)管界面及功能差異較大，智能運(yùn)維接口不清晰，缺乏可擴(kuò)展性。

隨著上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的持續(xù)增大，對設(shè)備的可靠性要求也不斷提高，既有通信系統(tǒng)的架構(gòu)和布局已不能滿足新形勢下的要求。由于通信系統(tǒng)引起的各類故障有可能導(dǎo)致客流積壓、造成較大的運(yùn)營影響，還可能會影響到正常維護(hù)工作的開展。為此，必須以上海申通地鐵集團(tuán)“國內(nèi)領(lǐng)先，國際一流”的戰(zhàn)略目標(biāo)和“三個轉(zhuǎn)型”的發(fā)展要求為指導(dǎo)，著眼于謀劃超大城市軌道交通通信系統(tǒng)的整體戰(zhàn)略布局，統(tǒng)籌各通信子系統(tǒng)的發(fā)展需求，將通信系統(tǒng)建設(shè)成為引領(lǐng)高質(zhì)量城市軌道交通發(fā)展的重要橋梁，推進(jìn)上海城市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2 上海城市軌道交通通信系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃

2.1 整體布局

根據(jù)相對集中、邏輯收斂、因地制宜、負(fù)載勻衡、統(tǒng)一配置的原則，同時(shí)綜合考慮3C大樓的容量現(xiàn)狀及“十四五”期間大修改造線路的機(jī)房輪轉(zhuǎn)需求，擬建立以3C大樓為線網(wǎng)級和線路級的設(shè)備主中心，以東寶興路OCC大樓、金橋停車場和隆德路OCC大樓作為設(shè)備分中心的通信系統(tǒng)新布局。設(shè)備主中心和設(shè)備分中心統(tǒng)稱為設(shè)備中心，是全線網(wǎng)各類通信子系統(tǒng)核心設(shè)備的物理集中點(diǎn)，可部署各子系統(tǒng)的線網(wǎng)級核心設(shè)備和線路級中央設(shè)備。

考慮到運(yùn)營需求、維護(hù)需求、技術(shù)需求、安全防災(zāi)需求和管理成本的平衡，同時(shí)更好地匹配智慧維保的邏輯架構(gòu)，通號分公司擬以設(shè)備中心布局和原維護(hù)部配置為基礎(chǔ)，設(shè)置多個數(shù)字化的運(yùn)維中心，以部署各類網(wǎng)管監(jiān)控設(shè)備，負(fù)責(zé)線路級和線網(wǎng)級系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)維監(jiān)管，以及智慧維保底層數(shù)據(jù)的統(tǒng)一治理和應(yīng)用，并對接線網(wǎng)級智慧維保系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)全專業(yè)網(wǎng)絡(luò)級監(jiān)管的管理理念。上海城市軌道交通通信系統(tǒng)的整體布局如圖1所示。

圖1 上海城市軌道交通通信系統(tǒng)的整體布局圖

2.1.1 設(shè)備中心線網(wǎng)級通信子系統(tǒng)的布局規(guī)劃

如表2～3所示，經(jīng)核算，各線網(wǎng)級通信子系統(tǒng)的主、備核心設(shè)備分別需要75個和72個機(jī)柜安裝位置。其中：主用核心設(shè)備放置于3C大樓內(nèi)，需要250 m2的機(jī)房面積；備用核心設(shè)備放置于東寶興路OCC大樓內(nèi)，需要240 m2的網(wǎng)管室面積。

表2 3C大樓通信線網(wǎng)級系統(tǒng)核心設(shè)備機(jī)房數(shù)量測算表

當(dāng)前，通信系統(tǒng)大部分線網(wǎng)級的既有核心設(shè)備所在的物理節(jié)點(diǎn)已逐步向3C大樓和東寶興路OCC大樓這2個節(jié)點(diǎn)匯聚，只有公務(wù)電話、專用電話和TETRA(泛歐集群無線電)3個子系統(tǒng)的核心設(shè)備分設(shè)在他處。TETRA的線網(wǎng)級主核心設(shè)備雖然部署于西藏北路專用無線TETRA系統(tǒng)交換中心內(nèi)，但TETRA將逐步退出上海城市軌道交通，后續(xù)的新線建設(shè)及老線改造中均不再使用TETRA子系統(tǒng)，因此TETRA的線網(wǎng)級主核心設(shè)備無需再行搬遷。

表3 東寶興路OCC大樓通信線網(wǎng)級系統(tǒng)核心設(shè)備機(jī)房數(shù)量測算表

此外，線網(wǎng)級系統(tǒng)的特點(diǎn)是其核心設(shè)備需要經(jīng)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)連接各線的線路側(cè)設(shè)備。當(dāng)前上海城市軌道交通高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方案如圖2所示，2個核心入口節(jié)點(diǎn)分別位于東寶興路OCC大樓和3C大樓。因此，東寶興路OCC大樓和3C大樓具備了成為各通信子系統(tǒng)線網(wǎng)級核心設(shè)備節(jié)點(diǎn)的條件。因此，未來的通信系統(tǒng)的線網(wǎng)級設(shè)備中心可選擇以3C大樓為主、東寶興路OCC大樓為輔，形成主備異地冗余的模式。圖2中，其余的高速數(shù)據(jù)接入點(diǎn)均為既有線路側(cè)的高速網(wǎng)入口。

圖2 上海城市軌道交通高速數(shù)據(jù)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2.1.2 設(shè)備中心線路級通信子系統(tǒng)的布局規(guī)劃

1) 3C大樓：作為綜合型設(shè)備的維護(hù)主中心，涵蓋了所有線網(wǎng)級系統(tǒng)主用核心設(shè)備以及大部分線路(1號線、2號線、5號線、7號線、14號線、15號線、17號線、18號線、19號線、20號線、21號線、23號線和崇明線)系統(tǒng)級核心設(shè)備的部署。由專業(yè)化的業(yè)務(wù)管理團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督全線網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)維及應(yīng)急搶修，以及3C大樓內(nèi)線網(wǎng)級系統(tǒng)核心設(shè)備及線路級系統(tǒng)核心設(shè)備的日常維護(hù)。

2) 東寶興路OCC大樓：目前東寶興路OCC大樓是3號線、4號線的OCC，后續(xù)將作為綜合型設(shè)備維護(hù)副中心，用以部署線網(wǎng)級系統(tǒng)備用核心設(shè)備，以及3號線、4號線、8號線的線路級系統(tǒng)核心設(shè)備。依托維護(hù)部負(fù)責(zé)3號線、4號線、8號線線路級核心設(shè)備的日常維護(hù)。

3) 金橋停車場：擬將金橋停車場作為線路級設(shè)備維護(hù)副中心，用以部署6號線、9號線、12號線的線路級系統(tǒng)核心設(shè)備，并由維護(hù)部負(fù)責(zé)其日常維護(hù)。

4) 隆德路OCC大樓：目前11號線、13號線、16號線的線路級系統(tǒng)核心設(shè)備均部署于此大樓。未來保持現(xiàn)有配置不變，由維護(hù)部負(fù)責(zé)其日常維護(hù)。

遠(yuǎn)期建成的新線可按相對集中、因地制宜的原則，增設(shè)線路級設(shè)備維護(hù)副中心，以部署線路級系統(tǒng)的核心設(shè)備，并成立維護(hù)部負(fù)責(zé)其日常維護(hù)。

2.1.3 通信系統(tǒng)數(shù)字化運(yùn)維中心的布局規(guī)劃

結(jié)合通號分公司既有的維護(hù)部配置，未來的通信系統(tǒng)擬在3C大樓(線網(wǎng)級子系統(tǒng)維護(hù))、東寶興路OCC大樓(線網(wǎng)級子系統(tǒng)及3號線、4號線、8號線線路級子系統(tǒng)維護(hù))、金橋停車場(6號線、9號線、12號線線路級子系統(tǒng)維護(hù))、新閘路OCC(1號線、2號線、17號線線路級子系統(tǒng)維護(hù))、陳太路停車場(7號線、14號線、15號線線路級子系統(tǒng)維護(hù))、澄江路車輛段(5號線、19號線、23號線線路級子系統(tǒng)維護(hù))、川楊河車輛段(18號線、20號線、21號線線路級子系統(tǒng)維護(hù))和隆德路OCC大樓(11號線、13號線、16號線線路級子系統(tǒng)維護(hù))共8個點(diǎn)設(shè)置數(shù)字化運(yùn)維中心。這些數(shù)字化運(yùn)維中心也是各維護(hù)部的駐點(diǎn)，負(fù)責(zé)所轄線路的具體運(yùn)維工作。數(shù)字化運(yùn)維中心以專業(yè)復(fù)合為基礎(chǔ)、遠(yuǎn)程監(jiān)控為依托，以合理集約化為目標(biāo)，采用集中化跨區(qū)域維護(hù)指揮、屬地區(qū)域化管理的維護(hù)模式。

2.2 通信各子系統(tǒng)的建設(shè)原則

1) 通信系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)做到型號相對統(tǒng)一。各子系統(tǒng)在平臺化建設(shè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范設(shè)備準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，使得供應(yīng)商的數(shù)量限制在2～3家，以形成良性競爭，確保更新改造的設(shè)備可以適應(yīng)各子系統(tǒng)平臺建設(shè)體系，以進(jìn)一步提升設(shè)備的規(guī)范性和相互兼容性。此外，線路級設(shè)備統(tǒng)型應(yīng)能滿足全線網(wǎng)跨線整站替換的要求，以提高備品備件的通用性、降低維護(hù)成本。

2) 線路級通信子系統(tǒng)存在二次開發(fā)需求的，需進(jìn)行深度協(xié)同，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。為了確保二次開發(fā)設(shè)備能夠在全線網(wǎng)內(nèi)通用，需要明確規(guī)范二次開發(fā)設(shè)備之間的通信協(xié)議，以及對外接口的形態(tài)和協(xié)議。

3) 線網(wǎng)級通信子系統(tǒng)的核心設(shè)備應(yīng)基于半生命周期進(jìn)行建設(shè)。線網(wǎng)級核心設(shè)備由至少2家供應(yīng)商提供，并保證不同供應(yīng)商提供的2套核心設(shè)備能夠互聯(lián)互通，以形成供應(yīng)商之間的良性競爭，避免單個供應(yīng)商中斷服務(wù)造成的惡性影響。同1個供應(yīng)商的1套核心設(shè)備應(yīng)采用“1主+1備”的異地災(zāi)備冗余配置方式，以提高系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)某套核心設(shè)備的生命周期過半時(shí)，應(yīng)引入第2套主備核心設(shè)備，以降低核心網(wǎng)改造和線路改造之間的相互影響，保證信號大修改造期間線路的平穩(wěn)過渡，同時(shí)分擔(dān)全網(wǎng)線路負(fù)載，減少故障及檢修的影響范圍。

4) 設(shè)置通信各子系統(tǒng)的綜合網(wǎng)管。綜合網(wǎng)管應(yīng)具備在運(yùn)營期間跨供應(yīng)商全網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)和業(yè)務(wù)運(yùn)行的能力，實(shí)現(xiàn)對其專業(yè)系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控，以及故障的實(shí)時(shí)診斷、顯示、存儲、查詢及信息上報(bào)等功能，為系統(tǒng)設(shè)備浸入式的平臺化管理提供基礎(chǔ)。

5) 通信系統(tǒng)應(yīng)對接智能運(yùn)維系統(tǒng)。通信各子系統(tǒng)需進(jìn)一步提升平臺化、浸入式的管理能力，對接智能運(yùn)維平臺，以實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)平臺在智能運(yùn)維平臺體系中的統(tǒng)籌建管，推進(jìn)各子系統(tǒng)的智慧運(yùn)維工作。通信各子系統(tǒng)運(yùn)維工作應(yīng)圍繞智能運(yùn)維平臺進(jìn)行，使維護(hù)工作逐步從分散型向網(wǎng)格化管理過渡，并通過智能運(yùn)維平臺的大數(shù)據(jù)分析，指導(dǎo)優(yōu)化維護(hù)策略。

3 結(jié)語

為了適應(yīng)上海城市軌道交通超大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的發(fā)展，制定通信系統(tǒng)乃至整個運(yùn)維體系的整體規(guī)劃已迫在眉睫。本文研究分析了上海城市軌道交通通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀和潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，按照相對集中、邏輯收斂、因地制宜、負(fù)載均衡、統(tǒng)一配置的原則，對通信系統(tǒng)進(jìn)行了整體布局的規(guī)劃，并對通信各子系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)劃提出了具體要求，以期促進(jìn)上海城市軌道交通通信系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。