南京地铁AFC区域线路中心的规划设计

吴 娟 徐钟全 毛 建

（1.南京地铁建设有限责任公司, 南京 210017；

2.北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

1 概述

1.1 南京地铁AFC系统建设现状

近年来，随着国内主要城市地铁建设项目的展开，城市轨道交通已步入快速发展时期。南京作为全国第6个拥有地铁的城市，目前南京市轨道交通已开通运营约85 km，日均客流已达110万人次，轨道交通客运量占全市常规公交客运量的三分之一以上。在未来二十年的城市发展规划指引下，在“十二五”发展建设规划驱动下，南京计划到“十二五”末建成地铁3号线、10号线、机场线、4号线一期、宁天城际一期（大桥北路至金牛湖）、宁和城际一期、宁高城际、宁溧城际等8条轨道交通线路，总长超过200 km，同时适时启动8号线建设。

自动售检票系统[1]（AFC）是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术，实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分和管理等全过程的自动化系统。随着信息技术发展，城市轨道交通售检票系统已普遍采用AFC系统。南京地铁从第一条线路建设开始就已经采用AFC系统，目前已运营的3条线路，按照单线独立建设并运营的AFC模式。

1.2 开展区域中心建设的必要性

在多条新线路同时开建以及现有AFC系统改扩建的背景下，若后续多条线路仍采用单线独立建设模式，必然带来建设成本高、管理分散、工作效率低等问题。2010年，为解决一家运营公司运营多条线路，统一管理的需求，北京地铁建成了多线共用线路中心（MLC），它是部署在票务清分中心（ACC）和线路中心（LC）之间的线路共用中心。

在MLC的基础上，提出了“区域线路中心（ZLC）”的设计要求和相关规划设计理念[2]，它有别于以往以单个线路为单位的AFC建设管理模式和多线共用中心系统模式，以区域为建设管理单位。其中“区域”可以是几条线路或某些车站的集合。区域线路中心模式，能够统一线路中心建设、运营和维护标准，避免因多家集成商分散建设、运营和维护造成的技术壁垒和协调瓶颈，提高路网运营管理维护的工作效率、降低系统建设、运营和维护等各方面成本。其优势主要体现在以下几个方面。

1）降低多线建设成本。线网高速扩张形势下，可以降低多条新线同期开工的建设成本，避免重复建设多个LC系统，缓解资金压力。

2）实现集中管理，统一协调。在地铁线路形成较大规模时，区域线路中心的集中网络化管理模式[3]，可以使运营管理更加科学、有序和高效。

3）提高运营管理及维护的效率。线网形成较大规模时，若以区域为单位进行运营的日常管理和维护保养，可以提高工作效率，节约运营的维护成本。

4）提高AFC系统组织的灵活性。将区域中心设计得具有灵活定制的能力，可根据不同时期、不同用户的需求，以较少代价对区域范围进行调整，提高运营和维护管理的效率。

2 AFC区域线路中心的关键问题分析

2.1 区域线路中心的规划设计

区域线路中心建设的关键问题之一是线网内线路和车站等元素的区域划分和规划设计。它以利于节省建设成本、便于管理和运营维护为目标，通过优化理论完成对区域线路中心各要素，以及要素之间的连接关系的规划设计。其中主要问题又分为面向经济和社会效益的多种建设方案指标体系的建立、基于损益估算的方案评估、基于评估理论的多种方案比较和排序等。

另外，区域线路中心还需要具备一定的接入能力，以满足未来几年内新建线路/车站的接入。因此区域中心在规划设计阶段，就应充分考虑预留相应接入能力，待后续线路接入时，区域中心仅需通过硬件扩容即可实现接入。

2.2 标准化问题

AFC系统是地铁网络化和信息化的重要标志之一。随着AFC各项技术的研究深入和相关产业不断发展，AFC系统中各种设备、各类数据、通信报文等必须满足相应的国家或行业标准。传统线路一般按照建设时序采用单线分别采购招标方式，而区域中心一旦建成后，为保证后续线路能顺利接入区域中心，新线路的接口标准、设备制式、操作流程等必须进行标准化方面的要求。因此，ZLC系统本身要求事先建立兼容性强、灵活性好、可靠性高的相关技术标准。

2.3 运营辅助支持问题

ZLC对运营的负责支持主要体现在以下3个方面。

1）票卡及现金的调配：相比单独线路依赖经验的调配方式，以区域中心为管理单位，可通过分析区域内各车站的历史客流数据使票卡和现金的调配，更加科学、成熟和高效。

2）客流趋势的预测：通过对区域中心各车站上下客的票务数据的挖掘，对各车站的客流情况进行准确预测，便于车辆调度的适时调整，从而提供地铁的整体服务能力。

3）客流特征分析：地铁客流数据是开展后续线路规划设计以及其他商业活动的重要参考依据，通过对ZLC中存储的大量票卡数据挖掘，可为规划设计部门、地铁物业或其他商业机构提供咨询服务。

3 南京地铁AFC系统区域线路规划设计情况

3.1 南京地铁AFC系统区域线路中心规划情况

由于南京地铁对ZLC的建设和运营使用尚无经验，最终决定采用循序渐进的方式逐步开展ZLC的建设实践，如图1所示。在本期工程项目的基础上，近期将按线网建设时序来建设区域中心，即将同期建设的若干条线路划入区域线路中心。远期规划新线路时，再按地理位置或运营主体等规则建设区域线路中心。

具体来说：

本期工程：至2014年底，建设完成南京南区域线路中心，接入同期建设开通的3号线、4号线一期、10号线一期；在建各线AFC系统仅负责车站系统及现场终端设备的建设。同时，本期区域中心工程在软件上预留未来6条线路的接入条件。

近期：随着江北控制中心和仙林控制中心的后期建设，规划在江北、城东建设区域线路中心。

远期：随着区域线路控制中心建设完成，后续线路AFC系统均接入归属区域线路，线路AFC系统仅负责车站系统及终端设备的建设。既有线路（1号线、2号线和1号线南延线）暂保持分线管理方式。

3.2 “南京南”区域线路中心设计情况

南京南区域线路中心主要包括生产子系统、接入测试子系统、票务子系统、维修子系统和备份中心等。区域线路中心计算机系统是ZLC系统的核心部分，用于实现对系统运营、票务、收益和维修的集中管理。ZLC可收集、处理系统内各类数据，制定、维护系统各类参数，接收、下达系统各类指令，接受ACC系统统一管理，并提供高度的安全机制和严格的操作规程；通过ACC实现本线路与轨道交通网络其他线路以及南京公共交通一卡通之间结算。按照功能架构可将该系统分成以下3大部分。

1）核心业务系统后台，主要包括：数据管理系统（数据传输、数据解析、数据审核、数据核对、数据备份、数据恢复）、日始日终（日始操作、日终操作）、时钟管理系统。

2）核心业务系统前台，主要包括：运行管理系统（设备管理、设备监控、客流监视、网络管理、系统监视、病毒防护）、票务管理系统（库存管理、现金管理）、参数管理系统（参数管理、黑名单管理）。

3）支持与分析系统，主要包括：维修维护系统（设备台账、备件管理、软件管理、维修计划管理、派工单管理、维修登记及查询）、系统管理系统（权限管理、日志管理、内务处理）、运营分析系统（包括数据统计、收益分析、客流分析、报表管理、差异分析、历史数据查询与分析）。

4 南京地铁区域线路中心其他仍待解决的问题

区域线路中心是地铁网络化集中管理模式的一种体现，对于线网密集的轨道交通的高效运转有着非常重要的应用价值。南京南区域线路中心作为南京地铁本期工程的一个重要组成部分，是区域中心建设模式的一次全新探索。未来几年，还将陆续建设其他区域中心，形成区域中心模式下的网络化高效管理[4]。同时根据区域线路中心开通运营后的相关经验对新上区域线路中心加以调整完善，并继续优化票务清算管理中心各项功能，不断完善南京地铁AFC系统网络化、区域化、智能化的体系架构，为南京地铁安全、稳定、高效运营提供支撑。当前南京地铁区域线路建设中还有需要进一步解决的问题。

1）引入ZLC后各层级功能划分的重新调整。增加区域线路中心后，ZLC与ACC、LC与ZLC之间的功能如何准确界定，以尽可能实现功能解耦并提高工作效率和稳定性。

2）功能架构与组织架构的协调。具体来说，区域线路中心的功能架构必须与运营的组织架构、业务流程相匹配，才能最大化地发挥区域线路中心的优势。这就必然涉及到功能架构的设计优化及相应运营组织结构的调整。

3）区域线路中心的项目管理应考虑南京地铁线路建设时序安排，考虑施工风险，采用平稳、安全过渡方案，分步实施。新线路建设与老线路升级改造均应按照区域线路中心的工作模式进行设计和施工。

5 总结

本文在南京地铁AFC系统建设现状的基础上，给出区域线路中心的概念，进而对区域线路中心建设的必要性进行分析，并总结归纳区域线路中心建设中存在的若干关键问题。论文在详细介绍南京地铁AFC系统区域线路规划设计情况之后，对区域线路中心仍待解决的问题进行了分析和展望。

[1] 毛保华, 叶华平, 刘志刚,等.城市轨道交通概论[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2] 胡冬,杨洋.南京地铁AFC系统区域线路中心建设需求分析[J].科技信息,2011（35）：51-52.

[3]王健,张宁,黄亮,等.南京地铁AFC系统网络化建设思路和再思考[J].都市快轨交通,2011,24（1）：69-72.

[4] 陈楠,李继铭.南京地铁AFC系统管理方式的分析和研究[J].铁路通信信号工程技术,2011, 8（6）：47-50.