城市轨道交通网络化调度管理系统需求研究

宋著坚，刘庆磊

(天津市地下铁道运营有限公司，天津 300222)

0 研究背景

随着城市轨道交通的联网运营，线网层面的网络化调度指挥需求逐渐引起运营企业重视［1］。为做好轨道交通线路联网运营后的综合管理与应急协调，北京、上海、广州等城市均设置了线网指挥中心或应急指挥中心，统筹负责线网层面的运营管理工作。虽然各城市线网指挥中心功能定位、岗位设置和管辖范围不同，但其在线网层面的调度与协调的功能需求是一致的。本文从线网指挥中心网络化调度管理角度出发，对线网指挥中心的职能定位、网络化调度管理特点、内容等进行阐述，提出了建设“线网指挥中心网络化运营调度管理系统”的相关建议。

1 线网指挥中心定位

1.1 用户分析

线网指挥中心用户有三类:一是由运营单位管理线网指挥中心，便于从运营工作角度进行应急资源的调度与管理，有利于线网指挥中心开展线路间协调;二是由地铁总(集团)公司管理线网指挥中心，便于所属运营单位间调度协调;三是由政府单位负责线网指挥中心，便于从政府层面对不同运营主体进行协调。各城市可根据需求选择适合的管理主体。不论管理主体是谁，线网指挥中心“只监不控”管理原则不会变，其负责协调线路关系的原则不变。表1 为国内各城市线网指挥中心管理定位情况。

表1 全国各城市线网指挥中心管理定位情况

1.2 线网中心与线路中心的关系

新增线网指挥中心后，地铁运营由二级管理(OCC、现地)转换为三级管理(线网、OCC、现地)。线网指挥中心是线路中心的上级管理，监督线路中心工作情况并给予指导;是线路中心的协调中心，可代替线路中心开展线路间的协调性工作;是信息的汇集和发布中心，负责汇集线路上所有运营信息，向上发送给上级单位，向下发布给OCC 或现地岗位。

1.3 应急处置中的定位与作用

线网指挥中心同时担当着轨道交通应急指挥中心的角色，对外负责与公交、消防、公安等单位的联系协调，对内负责组织相关应急指挥组成员确定应急决策并及时反馈到线路中心;负责线网应急资源的管理、应急队伍的调配、应急预案的管理工作。

2 网络化调度管理分析

线网指挥中心调度管理主要有行车、客运、设备监控、应急管理及辅助决策五个方面的内容。

2.1 行车监控

线网指挥中心作为线网运营管理的中心，首要职能是对线网列车运行情况监控［2］。考虑线网监控线路多、列车多，作为线网调度员很难关注到每条线路的每个细节，这就需要在行车监控方面有两个基本的要求:一是可以查看线网全部列车运行情况，并可在需要时关注线路具体ATS 信号系统和列车运行状态;二是对列车早晚点和重要行车设备故障的报警准确、及时，引起线网调度员关注。

2.2 客运监控

随着轨道交通线网的发展，客流和换乘站增加，运营企业对换乘站的客运组织更加关注，需要考虑如何从线网角度整体掌握线网客运情况，特别是应对换乘站客运组织进行协调。这需要线网指挥中心能够实时监控线网客流情况，当客流激增或超过历史客流量时报警，并通过CCTV、线网广播、PIS 等工具，给予车站指导，对乘客进行引导。

2.3 设备监控

线网指挥中心可对线网所有设备系统进行集中监控。调度员可通过线网系统对线网设备系统故障率、故障周期进行统计分析，形成设备报表文件。

2.4 应急管理［3］

地铁网络化运营后，应急管理需要对线网整体进行规划和筹备。如果一条线路出现中断运营或突发事件，就会造成整个线网运营秩序的混乱。线网指挥中心作为网络化应急管理的中心平台，从平时的应急预案、应急物资、人员准备，到应急情况下的应急启动、应急信息的收集发布、相关单位的协调沟通等工作，均可由线网指挥中心完成。

2.5 辅助决策支持

为提升线网指挥中心在网络化运营中的作用，线网指挥中心除具有列车、客流、设备等监控功能外，还具有辅助决策、仿真预测功能，这些功能需要在后续线网指挥中心平台上继续开发完善。且此功能需要其它系统运算和数据支持，如ACC 清分系统提供客流数据支持。

3 网络化运营调度系统功能

在建设线网指挥中心网络化运营调度系统时，可从以下几个方面考虑，抓好重点调度需求实现，见图1。

3.1 列车运行监控

3.1.1 线网图

网络化运营调度系统功能需求分析图见图1。

图1 网络化运营调度系统功能需求分析图

①线网图上可灵活设置故障点。设置故障点后，与故障点所在线路相交线路在线网图上显示，而不相交线路在线网图上消失，方便调度员掌握故障点所在线路及对所有换乘线路的影响情况。调度员还可对线网图上车站进行标注，突出显示限流、闭站及需重点关注车站。

②能根据不同类型的车站(包括换乘站、地下站、高架站、岛式、侧式)进行线网图筛选显示。

③在线网图上使用特殊的颜色突出显示专用、排空、临时加开、带病运行列车，便于在线网层面重点跟踪特殊列车。

④遇线路信号机、轨道电路等设备故障影响运营时，故障设备图标可在线网图上闪烁报警。

⑤可使用图画标记工具(例如画笔、云朵线)在线网图上自由标记客流较大或断面客流集中的线网区域、行车交路。

3.1.2 线路信号显示

ETC 应复示各线路ATS 显示界面的功能，并应确保与各线OCC 的ATS 显示信息一致、无延时。

①可监视各线路信号系统状态，包括车站站台紧急停车按钮、列车位置、区间阻塞状态、线路三轨供电状态等。可调看线路ATS 铺画的实时列车运行图。

②点选换乘站后可显示该换乘站所有线路以及相关联络线的ATS 界面信息，便于对换乘站各线路列车运行情况及时监控。

③点选某条线路后可显示线路上所有交叉的其他线路的ATS 信息，便于线网调度对各交叉线路的列车运行情况及时监控。

3.1.3 列车运行时刻

①可调取显示各线路计划运行时刻表、实际运行时刻表，并采集各线路终点站和换乘站当天行车运营时间表，用以计算计划的行车间隔，分析换乘站列车最佳配合时间。对存在的同台换乘的车站，系统可自动根据列车运行图和列车运行位置计算出同台换乘的换乘车次，并以表格的形式显示两条线路的换乘车次和换乘时间给调度人员，便于调度人员在特殊情况下组织疏导换乘站台的乘客换乘。

②系统应具备以日期、线路、车站、车次为查询条件，查询车站到发时刻、列车运行时刻，包括计划运行时刻表及实际运行时刻表。在线网运行图中点击相应车站时能显示各线路首末班车在始发站及各换乘站的到发时间。

③根据列车实际运行情况，与时刻表进行比较，分析计划与实际的偏差，晚点列车在线网图内能够直接用颜色显示出来，也可以通过表格形式排序显示，调度员可将线网晚点不同的级别列车(晚点2～5 分钟、晚点5 分钟)设置高亮显示，并在线图网上显示出来。

3.2 线网客流监控

3.2.1 客流分析

①可分析计算各线路区间满载率，反映线路区间的运力运量匹配情况。当线路区间断面运力运量不匹配时，系统自动报警。系统可对不匹配区间发生的不匹配时间、列车车次进行统计分析，明确运力、运量不匹配的时段和具体列车车次。

②系统可以特定时段(可由调度员手动设置)历史客流和当日客流趋势为依据，用线路图的形式，以红、黄、绿三色反映线网各区域的历史平均客流大小，便于调度员参考。可以进站、出站、区间断面、换乘站为条件显示线网各区域的客流密度。

③系统自动以表格和图表的形式显示当日线网断面客流情况，可按时段、线路、区间、上下行为筛选条件，线网、线路由大到小排序显示当日、前日、历史最大断面客流情况，便于调度员关注最大断面客流区间的列车运行。

3.2.2 客流预测

①遇一条线路一个区间发生线路堵塞，当调度员将该区间标记为堵塞后，系统根据乘客OD 出行规律和实际客流情况，自动提示调度员该区段堵塞10 分钟后，可能造成线网内哪条线路、哪个换乘站会发生大客流等待问题;该区段堵塞20 分钟后，可能造成线网内哪条线路、哪个换乘站发生大客流等待问题。这样便于调度员提前提醒相关车站和线路加强客运的疏导和组织。

②遇一条线路一个区间发生线路堵塞后，当调度员将该区间标记为堵塞后，系统可根据乘客OD 出行规律自动给出最优的变更出行路径图及文字说明，由调度人员发布此变更路径乘车信息或经OA 或PCC发布给相关车站，由车站给乘客发布，供乘客远择。

3.3 线网调度工具

3.3.1 线网视频监控

线网指挥中心可调看线网内任意摄像头，并可根据需要对视频信息进行信息组团显示。遇突发情况可联动显示现场摄像头画面，确保线网中心在第一时间看到现场情况。对运能不匹配列车或晚点列车，调度员可选择视频跟踪功能，线网视频监控系统可自动切换显示该列车在不匹配区间内车站乘降情况。

3.3.2 线网广播系统［4］

根据广播系统在OCC 使用情况的调查，在OCC设置广播系统效果不好。为加强换乘车站的统一客运组织协调，可在线网指挥中心建设线网级广播系统。通过设置专业的客运调度员岗位，遇换乘站客流量激增时，可对换乘站或客流较大车站进行客运组织协调或广播。

3.3.3 线网信息发布平台

为便于线网指挥中心第一时间能够将乘客信息发送至车站PIS，以及相关应急信息的上传下达，线网指挥中心应设置运营内部信息发布平台，如通过短信、微信、OA 软件，将运营文字、图片或视频信息即时发送至指定运营人员。

3.3.4 线网调度电话

为便于线网指挥中心与线路指挥中心的在线通话和转接，线网指挥中心应设置与线路中心的调度的直通电话。为便于线网指挥中心在应急处置中能够与现场应急指挥人取得联系，线网指挥中心还可设置线网级无线调度系统。

4 小结

除了正常业务外，线网指挥中心还负责企业轨道交通运营情况的数据整理、统计、分析等工作，负责线网管理相关规章制度、企业标准的制定和发布工作。在线网指挥系统建设过程中，应考虑到对线网运营决策支持的功能，在前期需求阶段尽量将决策功能考虑全面，即使在初期建设过程中由于线网规模、实效性小等原因无实现条件，也可在线网运营平台上预留软件模块和接口，待条件成熟后再投入人力物力进行辅助决策功能的开发［5］。

［1］方昌福，张海波.深圳市轨道交通在资源共享方面的初步尝试［J］.都市快轨交通，2004(6):12-15.

［2］沈淼，胡梅龙.未来城市轨道交通综合控制中心的探讨［J］.科技经济市场，2004(7):23-24.

［3］谷江河，徐瑞华.城市轨道交通应急处置预案管理信息系统设计［J］.城市轨道交通研究，2006(9):57-59.

［4］朱沪生.上海城市轨道交通网络化建设的实践和对策［J］.百家论坛，2006(10):5-11.

［5］赵星.城市轨道交通集中式运营指挥和控制中心方案研究［J］.铁路通信信号工程技术，2010(7):51-55.