有轨电车综合运营调度系统分析

马永刚

(通号万全信号设备有限公司，北京 100071)

1 概述

随着国内城市化和新型城镇化的快速发展，城市规模的逐年增长，城市交通的压力越来越大，对城市交通提出了越来越高的要求。现代有轨电车因其环保美观、造价低、舒适方便的独特优势而得到快速发展，是国家重点发展的领域之一。据不完全统计，目前全世界有轨电车系统有400多条线路，分布于50多个国家，且仍有不断上升态势。

现代有轨电车是一个相对独立的交通系统，其运行环境相对复杂，覆盖面广，所包含的系统繁多而且相对开放，所以需要有一套针对其特点和需求而设计的综合运营调度系统来对整个运行过程进行监控，以保证运行安全，辅助运营管理和调度，实现智能化控制，为保证行车安全，提高运行效率，改善劳动条件等提供必要的支持。

2 综合运营调度系统平台

综合运营调度系统，是基于信号系统和电力监控为内核，内置联锁关系逻辑、车次跟踪逻辑等信号模块；电力监控、环境监控等综合监控模块；以行调为核心的综合调度系统平台。除基本行车调度功能外，通过建立综合、统一、整合、开放的系统集成平台，将列车运行监控（ATS）、供电监控（PSCADA）、视频监控（CCTV）、自动售检票（AFC）及车载超级电容监视等进行高度集成，并预留与火灾自动报警系统、环境监控系统等相关专业的接口，来形成有轨电车调度指挥、运行管理、运营监控为一体的标准体系，实现对全线所有的运行车辆、车站及变电所的监控、协调、调度和管理，从而达到有轨电车安全高效运行的目的。此外，通过建立自上而下的应急处理机制，设置中心调度人员与现场人员的无线调度通道，将现场实时动态及时准确地反映到调度中心系统，确保在特殊情况下运营的有序进行。

综合运行调度系统结构如图1所示。

图1 综合运营调度系统结构图Fig.1 Integrated traffic dispatching system structure diagram

综合运营调度系统软件平台采用分层、分布、模块化的设计原则，具备高可靠性、高安全性、高实时性、易扩展等设计特点，从而保证系统核心的高效稳定运行。其主要功能如下。

1）数据库管理功能

系统设置历史数据库及实时数据库管理功能，用于对历史数据及在线运行数据的管理。其中，历史数据库主要用于存储告警信息、采集数据等，并可将需要长期保存的告警事件信息等定期写入至光盘。对于读写频率较低的数据，可采用商用数据库。实时数据库管理系统是针对轨道交通领域自主开发的专用内存数据库，提供大量数据库在线监视、管理、统计、维护等工具，在线运行数据可快速修改，具有良好的可扩性和适应性，保证数据库的完整及一致性。

2）通用HMI

人机界面HMI是图形化的用户接口，为系统内的所有操作人员提供统一的图形用户界面。中心调度人员通过HMI界面可以直观地看到系统所有数据及系统列表，能快速访问所操作对象及系统工具。平台系统包括：各系统主界面、控制界面、查询界面、显示界面、监视界面等，以动态、视屏、渐进、多层次画面等形式将各子系统的总貌图、流程图、趋势图、接线图等显示出来。

3）监视功能

软件平台提供大量的监视画面，对各集成系统中设备的工作状态进行监视和操作。该功能主要通过对沿线列车、乘客、供电、灾害及列车运行状态等相关信息的实时监视，来直观、快速、准确地反映设备的工作状态。

监视画面根据使用对象不同可分为操作画面和维护画面，操作画面允许操作员去监视和控制系统所提供的所有操作对象，维护画面提供给维护员进行管理系统的维护和开发。

4）故障报警功能

各操作站均具备完善的故障报警功能，并将报警信息进行分级、筛选重组，形成报警体系。报警至少包括：单位开关变位、双位开关状态、模拟信号越限、设备故障、网络通讯、外设故障、控制失败等。当出现重大事件灾害时，平台系统可对调度员、维护人员及乘客进行不同等级分类的声音报警。

5）时间同步

时钟系统为系统平台提供时间对时信号及时钟数据信息(年月日时分秒)。中心从时钟系统获得标准时钟信息，统一内部时钟(包括中心服务器、工作站、FEP以及网络设备等)。车站设备接收中心的时钟同步信息，统一车站时钟。系统通过使用NTP协议同步车站、车辆段有轨电车时钟，同时向PSCADA、CCTV、PIS、PA等各集成子系统发送时钟信号。

6）统计和报表

系统具有强大的报表管理、生成、打印等功能，同时授权用户可根据所需报表内容及格式进行定制。常用报表有报警报表、事件报表、数据统计报表、各种日志报表等。操作员可以在工作站显示器上随时查看报表，可选择要打印的报表类型，并送至系统指定的打印机进行打印。

7）行车调度功能

具备基本的行车调度功能，包含但不限于：

a.行车信息显示；

b.列车运行描述；

c.信息采集和获取；

d.列车运行图/时刻表管理；

e.列车运用计划及车辆管理；

f.列车运行调整；

g.列车运行查询；

h.运营记录与统计报表；

i.故障报警。

行车调度系统界面如图2所示。

8）电力调度

综合运营调度管理子系统在控制中心对电力监控系统进行监视，在控制中心、变电所对电力监控系统进行控制。正常情况下，电力调度功能在控制中心，只有在控制中心授权的情况下，变电所才能具有调度功能。功能包括：对电力设

备的遥控、遥信、遥测、遥调；数据处理；系统权限管理；报警；屏蔽；HMI显示；SOE记录；故障录波；数据归档、统计报表与打印等功能。

同时，中心调度员通过综合表示屏及调度员工作站，实现对现场供电设备故障或停用状态的监视，动态显示变电所开关位置及供电系统网络、变电所主接线、牵引网的带电状态，从而使调度人员能够在第一时间掌握现场关键设备的状态。在日常或紧急情况下，调度员可依据监视情况，与变电所相关值班员及移动维修作业人员进行直接通话，以便开展指挥管理工作。

9）视频监控系统

实现调度中心对车站、列车、变电所及车场图像调看、控制及显示等功能。系统能监视、选择上述区域视频监控系统任意一路视频图像，能调看变电所及本地存储的任意一路图像。

调度员工作站、大屏幕等用户所摄取的实时图像采用软解码方式实现。除实时视频资源的调用外，还需实现球机的远程PTZ控制；并能在操控终端上获得指令后，指令执行状态相应的人机交互信息反馈。

视频监控系统界面如图3所示。

10）乘客信息系统

图2 行车调度系统界面Fig.2 Interface of traffic dispatching system

实现中心信息采编、播放管理功能，调度中心通过接收外部信息源，包括：新闻、天气预报、公交地铁换乘信息等，根据需要在站台LCD屏上选择播放上述内容，并具有播表及版式的编辑、存储、预览、审核及发布功能。

可预先编辑信息，如欢迎语、乘客导乘、安全指引、紧急事故信息等等；可分类管理和查询预定义的信息；信息发布时最小可指定到某一个车站的上行、下行、站厅区域，以及某一列车；可按需选定常用播表，及对自定义区域进行组播；信息发布时可指定播出的方式：全屏显示或者区域显示，以及新信息是采用跟随播出还是替换播出(针对老信息)；能够对全线网的车站播放控制器的播出画面进行实时监控，帧率不低于15 FPS；发布信息需进行加密处理，保证全线网信息的安全播出。所发媒体文件、运营信息须经过可靠安全加密算法对信息的存储、传输、播放过程进行可靠安全认证，保证所发信息的准确、安全。乘客信息管理系统界面如图4所示。

11）运营广播

为行车调度、防灾调度和乘客提供语音广播服务，调度员可依据需要在日常及应急情况下单选、组选和全选的沿线站台广播区进行多信源广播。广播系统界面如图5所示。

12）自动售检票系统

中心集成平台与票务系统接口，收集票务设备状态和客流量统计等。自动售检票系统界面如图6所示。

13）电话系统

图4 乘客信息管理系统界面Fig.4 Interface of passenger information management system

图5 广播系统界面Fig.5 Interface of broadcasting system

图6 自动售检票系统界面Fig.6 Interface of AFC system

中心集成平台与电话系统接口，收集电话系统设备状态和告警等。电话系统界面如图7所示。

14）设备监督及报警管理

综合运营调度管理子系统具备完善的自诊断、设备运行状态监视及故障报警功能。系统提供维修工作界面、故障报警界面，来监视设备的运行状态。同时，具备将重要故障报警信息显示在综合显示屏和中央调度员工作站等功能。

图7 电话系统界面Fig.7 Interface of telephone system

通过中心显示屏及调度工作站显示器，对线路、正线道岔、进路、信号显示器、在线列车等信息进行监视。当线路或设备发生异常时，中心自动地将有关信息在调度工作站上给出报警及故障源提示。此外，中心显示屏能对被控变电站上位监控单元传送上来的数据信息进行显示，对供电设备工作状态进行集中监视。在故障情况下，可进行声音、语音、文字等多方式报警。

3 有轨电车综合运营调度技术发展趋势

综合运营调度系统致力于建立中心集成、整合的系统平台，提高各集成子系统的协调互联能力，提升全线的整体自动化水平，实现中央功能的集中和统一，该系统的应用广度与深度还将在应用创新中不断提高。

3.1 应用广度的拓展

信号系统在原有的基础上结合综合监控系统，并出现设计上与应用上的创新与发展，如售检票系统(AFC)、门禁系统(ACS)、综合办公网络系统(OA)、列车信息管理系统(TIMS)等很多专业系统集成与互联综合运营调度系统。显然，综合运营调度系统以为用户提供统一规范的操作平台为目的，越来越多的专业子系统接入也是一种必然的趋势。

3.2 应用深度的延伸

主要为综合运营调度系统内涵的延伸，具体表现为以庞大的数据规模、多源异构的数据种类、密集的数据分析为一体的大数据收集处理和分析平台。大数据是信息化时代迅速发展的产物和必然结果，将大数据应用技术与综合调度系统相结合，符合时代发展的要求，具有巨大的科学意义及社会经济价值。

3.3 能效管理

能效管理是一个涵盖面很广的综合性概念，在轨道交通领域综合运营调度系统中，主要通过对系统内获取的各项信息数据综合分析，达到各集成系统运行控制方案协调与优化的目的，最终实现最优的环境效益和经济效益。基于综合运营调度庞大而全面的系统数据信息，进行深度的数据挖掘与数据分析，获得更加全面而灵活的子系统最优运行策略，无疑是综合运营调度系统在轨道交通能效管理方面的重要职责。

4 结束语

随着国内城市轨道交通的蓬勃发展，有轨电车综合运营调度系统必然在城市轨道交通信息化、智能化进程中扮演着极其重要的角色。对综合运营调度系统功能及其未来发展趋势进行介绍、分析与展望，在一定程度上可对城市轨道交通的设计与建设提供方向与借鉴，相信必将对有轨电车综合运营调度系统的进一步发展产生一定的指导意义。