南京地铁网络化运营集中式控制中心设计研究

董晓春

(南京地铁集团有限公司， 南京 210000)

南京地铁网络化运营集中式控制中心设计研究

董晓春

(南京地铁集团有限公司， 南京 210000)

根据城市轨道交通网络化建设的发展，线网运营控制中心集中式构架设计，结合控制中心协调指挥应急处理功能，实现城市轨道交通网络化运营管理、协调、资源共享，提高对突发事件的处理能力，确保轨道交通多条线路的列车安全、可靠和高效运行，对其运营过程实施全面的集中监控和管理。分析网络化运营条件下集中式控制中心的建设模式、功能布局，提出所需的关键设计需求。结合南京地铁灵山控制中心工程方案设计实例，探讨城市轨道交通综合控制中心的功能布局、设计思路，实现轨道交通控制中心统一调度指挥、信息共享以及协调应急处理的综合模式。

城市轨道交通； 控制中心； 网络化运营； 南京地铁

近年来，轨道交通作为服务城市中心与周边新城、组团间的客运交通系统，因其可满足快速、大容量、公交化的交通出行需求，促进城市间组团式空间结构形成，加速城镇化建设，而得以迅速发展。目前，我国正处在城市化高速发展的重要时期，轨道交通网络化具有与时俱进的意义。

我国各城市的轨道交通建设，从无到有，从有到多，逐步形成轨道交通线网。初期线路均以本线运营为主，因此很难实现统一的调度指挥和信息共享，不但不能充分发挥线网的优势，实现优势互补，而且一旦遇有突发事件也难以进行统一的协调处理。在城市轨道交通线网的建设过程中，控制中心作为运营管理的中枢，着重关注网络运营的整体性、有效性、安全性，以及各线路运营的协调性建设，并在重大事件发生时具备协调、指挥应急处理的能力。目前，国内主要城市在轨道交通线网规划时已对线网运营控制中心进行前期规划[1]。

1 南京市轨道交通发展概况

根据线网规划实施时序，目前南京地铁已经开通了1、2、3、10号线及S1、S8等线路，南京市轨道交通已全面进入网络化时期。为合理、有效地利用资源，实现南京轨道交通网络化运营管理、协调和资源共享，确保轨道交通列车安全、高效运行，对其运营过程实施全面的集中监控和管理，采用先进的管理手段提高南京轨道交通整体的运输效率以及对突发事件的处理能力。本文针对南京地铁控制中心的线网规划、建设模式、功能布局、方案设计进行研究，探讨城市轨道交通网络化控制中心的设计思路，提升轨道交通控制中心统一调度指挥、信息共享以及协调应急处理的综合效率[2]。

2 南京市轨道交通线网规划

根据《南京市城市总体规划(2007—2030)》中轨道交通规划篇，2030年南京市的轨道交通将由17条线路构成617 km的线网[3]。

依据《南京市城市轨道交通第二期建设规划(2015—2020年)》(见图1)，“十三五”期间已批复11条线路，规划建设的线路有1号线北延，2号线西延，3号线三期，4号线二期，5、6、7、11号线，9号线一期、10号线二期和S8南延线，总长度196.4 km。预计2020年，南京市公共交通占机动化出行量比例将达到65%，轨道交通占公共交通出行量比例达到45%[4]。

图1 南京市轨道交通建设规划(2015—2020)Fig.1 Nanjing rail transit construction plans(2015—2020)

3 控制中心物理建设模式分析

从国内外发展情况来看，轨道交通控制中心从物理位置规划布局角度，主要分为分散式、集中式和区域集中式等3种建设模式[5]。

3.1 分散式

分散式即在每一条线路设置独立的控制中心，每条线路的控制中心设在本线路某个车站周边，系统及功能各自独立。一方面负责该线的行车组织工作，同时也必须向网络控制中心传送信息，接受网络控制中心的监督，接收网络控制中心发来的各种临时指令。该方式的优点是遇突发事件时影响小，线路间不会受到干扰，网络控制中心也可正常工作；缺点是土建投资较多。

3.2 集中式

集中式即先独立建立各线路的控制中心，在线网形成后，通过改建或新建方式，将相关各线的控制中心合并在一起，形成服务于多线路日常运营管理的控制指挥中心，同时处理各线的调度指挥和日常管理。该方式的优点是集中办公，便于领导集中管理。缺点是一旦遇有突发事件将会导致全市的轨道交通运行受到影响，涉及面广；同时各线管理还是要靠本线控制中心进行管理，多线集中相互干扰较大。

3.3 区域集中式

按照线路相对集中、多线换乘等条件设置区域控制中心，服务于多线的日常运营管理，各线运营指挥中央控制室(OCC)独立管理；网络控制中心可与一个区域控制中心合建，网络控制中心负责多个控制中心的管理与协调。该方式集中了分散式和集中式的优点，有利于实现物理空间、人员与物力、管理体制与信息管理等方面的资源共享，赋予其网络级的运营指挥协调与应急指挥的功能。

4 南京轨道交通控制中心的建设

南京地铁根据当今计算机网络、通信、信息技术的发展，结合南京轨道交通线网建设规划和线路建设时序，以区域集中的方式分区域规划了4个控制中心，分别为珠江路控制中心、南京南站控制中心、灵山控制中心和浦江控制中心，位于南京城区的4个方向。其中灵山控制中心结合4号线一期工程的建设选址于南京城东仙林片区灵山组团，紧邻地铁4号线灵山站，分别对4、7、8、13、14、S5、S6、预留等8条线路实现统一调度指挥、协调和信息共享，对地铁运行的全过程进行集中监控和管理，并充分发挥线网的优势，实现优势互补、网络互联互通、资源共享。建立网络化系统，形成线网综合控制中心的集中指挥管理构架，支持内部的信息化管理和外部的信息共享。发生紧急情况时，应急指挥中心(TCC)负责协调其他各控制中心及各运营主体，具有综合监视、多轨道线路多交通系统应急指挥、信息共享等职能。在非正常情况下，尤其是出现影响2条及以上线路的紧急灾害情况时，具有应急预案处理能力，其应急资源管理、突发事件处理评估功能可满足系统稳定性、可靠性和可用性的要求[6]。

4.1 地铁控制中心功能要求

《地铁设计规范》中对控制中心的定义为：调度人员通过使用通信、信号、综合监控(电力监控、环境与设备监控、火灾自动报警)、自动售检票等中央级系统操作终端设备，对地铁全线(多段或全线网)列车、车站、区间、车辆基地及其他设备的运行情况进行集中的监视、控制、协调、指挥、调度和管理的场所[7]。

根据灵山控制中心的定位，结合南京现有的地铁运营管理模式，为了充分发挥管理机构的能源调配作用及资源共享，减少管理层次，简化操作程序，以高效、合理为目的开展了设计和建设，南京地铁灵山控制中心具有如下功能：

1) 对全网列车运行、电力供应、车站设备运行、防灾报警、环境监控、票务管理以及乘客服务等运营全过程实行调度指挥和监控；

2) 领导和组织相关线路下属单位完成车站日常运营各项工作；

3) 作为全网的通信枢纽和信息交换中心；

4) 在紧急情况下成为组织抢修救灾的指挥中心；

5) 具备远期线路信息接入的预留条件。

4.2 控制中心功能布局

依据功能定位，灵山控制中心包含线路控制中心、应急指挥中心等基本功能。同时结合集团公司管理及下属运营公司管理指挥办公的需要，控制中心亦可包含公司总部办公、运营公司指挥及生活配套用房等。

控制中心生产用房按基本功能划分为运营操作区、系统设备区、运营管理区、维修区、辅助设备区等，其核心功能区域是运营操作区。

运营操作区设置运营指挥中央控制室 (OCC)、应急指挥中心(TCC)、参观演示室、运行图编辑室以及调度人员的工作休息配套用房。中央控制调度大厅是运营操作区的核心，为了得到最佳的可视效果，面积得到最有效的利用，中央控制调度大厅采用调度模拟屏集中布局、调度台成扇形分布的方案[8]。

中央控制室的调度区域划分通常存在按线划分调度区和按调度性质划分调度区两种模式，见图2、3。按线划分调度区域为同一条线的行调、环调和电调集中布置在一起，以线为单位顺次排列，是目前国内多数控制中心采用的布置模式，区域划分明确，便于同一线路不同调度之间交流，控制中心中不同线路按不同建设规划分期实施，便于大屏幕和调度台的扩展，分期实施干扰较少。根据南京轨道交通线网规划和建设规划，4号线已通车，7号、S5、S6在近期实施。目前，以上线路作为单线进行管理，待远期建成其余4条线路后，8条线路一并共享控制中心，实现全轨道交通线网功能。考虑到各线路实施年限间隔较长，南京地铁灵山控制中心采用按线并分近远期划分调度区域的布局模式[9]。

图2 按线划分调度区示意Fig.2 Schematic diagram of dispatching area

图3 按调度性质划分调度区示意Fig.3 Schematic diagram of dispatching area according to the characteristics of scheduling

5 南京灵山控制中心设计方案

结合以上分析，灵山控制中心按照规划建设一次性实施的原则开展设计，建设规模满足8条轨道交通线路的运营指挥以及相关设备管理配套用房的规模。

中央控制室运营操作区采用按线路划分调度区域的模式，整体具备预留远期线路发展条件，同时按近远期规划线路布局，近期容纳4条线路调度区的能力，远期4线调度区作为临时会议区域使用。如图4、5所示[10]。

鉴于本控制中心采用分线分专业的布局模式，除区域线路用房(ZLC)和中央清分(ACC)为集中布置模式外，通信、信号、PIS、综合监控等专业的设备及配套管理用房均考虑分线路布置，采用模块化设计，塔楼每个标准层布置2条线路设备用房和配套工区，如图6所示[11]。

图4 8条线路的远期平面示意Fig.4 Long-term plan of eight lines

图5 4条线路近期平面示意Fig.5 Short-term plane of four lines

图6 设备用房平面分线布置Fig.6 Layout of Equipment rooms

6 结语

结合南京地铁灵山控制中心主要探讨网络化运营的控制中心在构架设计中的关键性问题。未来城市轨道网络交通发展迅速，控制中心扮演轨道交通线网的中央协调角色，应根据线网规划提前规划全网络化控制中心，充分考虑建设形式与规模，使其具有多轨道线路交通系统运营协调、应急指挥、信息共享、综合监视等职能，进行统一的应急指挥处理。随着控制中心在我国城市轨道交通中的广泛实施，上述的建设模式分析对建设轨道交通综合控制中心和多条线路应急指挥设计具有积极的鉴借意义。

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

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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.

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(编辑：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

董晓春，女，本科，工程师，从事轨道交通建筑设计及轨道交通资源开发规划设计的研究，dxc1190@163.com

重大项目: 南京市城市轨道交通4号线一期工程，江苏省发展改革委，苏发改设施发〔2013〕482号

U231

A

1672-6073(2017)03-0013-04