軌道交通控制中心通信系統(tǒng)資源共享需要考慮的問題

趙路偉

軌道交通控制中心是為確保列車安全、可靠和高效的運行，對運營過程實施全面的集中監(jiān)控和管理的機構。如果軌道交通控制中心按合建考慮，為了充分利用城市的寶貴資源，在資源共享方面通信系統(tǒng)應根據(jù)具體情況統(tǒng)籌考慮。

1 控制中心通信系統(tǒng)資源共享原則

1．通信系統(tǒng)設計應從全網(wǎng)的角度出發(fā)，充分考慮通信系統(tǒng)互聯(lián)、互通，同時應加強系統(tǒng)標準的統(tǒng)一和系統(tǒng)資源共享。減少設備及材料的重復投資，降低通信系統(tǒng)總的建設成本。

2．通信資源共享必須從地鐵軌道交通通信線網(wǎng)規(guī)劃的層面研究通信系統(tǒng)建設方案，既要充分利用在建線路的資源，又要為后續(xù)修建的軌道交通創(chuàng)造良好的建設條件。

3．應結合線網(wǎng)規(guī)劃進行總體考慮，使其有利于降低運營成本，提高運營效率，減少用地和降低工程造價。

4．合理的資源共享能夠有效節(jié)約投資，提高設備、設施的利用率。但在資源共享時還應考慮運營管理維護的便利，系統(tǒng)的可靠性等方面的問題，不能單純考慮資源共享，資源共享要求在節(jié)約建設投資的同時，兼顧今后運營使用費用的合理性。

2 控制中心通信系統(tǒng)資源共享方案

2．1 傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡

根據(jù)各個專業(yè)的具體需求及相關城市軌道交通建設的經(jīng)驗，傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡承載公務和專用電話、無線通信、廣播、乘客資訊系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、時鐘、信號、AFC、綜合監(jiān)控等數(shù)據(jù)及語音業(yè)務。城市軌道交通傳輸系統(tǒng)由若干節(jié)點通過傳輸媒介連接構成，其拓撲結構可采用環(huán)形、鏈形和星形等。

由于軌道交通各條線之間業(yè)務信息互聯(lián)很少，系統(tǒng)之間業(yè)務相對獨立，不需共享。如果傳輸系統(tǒng)設備在控制中心共享，不利于后建線路傳輸系統(tǒng)設備招標工作的進行。一條線路的傳輸系統(tǒng)組成包括控制中心、車站、車輛段和停車場，作為一個完整的傳輸系統(tǒng)都是由一家供貨商進行供貨，如果采用共用控制中心傳輸設備方案，限制了后建線路車站、車輛段和停車場傳輸系統(tǒng)設備的采購；如果兩線在車站、車輛段和停車場供貨商不同，則存在線路中心的接口問題，實施難度相對較大；同樣還影響其后建線路傳輸系統(tǒng)技術的選擇。因此，建議在控制中心按線路分別設置傳輸系統(tǒng)設備，滿足各條線路數(shù)據(jù)與語音業(yè)務的傳輸需求。

2．2 公務電話網(wǎng)絡

公務電話系統(tǒng)主要用于軌道交通內部各部門間的電話聯(lián)系，服務范圍包括控制中心、車站、車輛段、停車場等行政管理、運營維護等軌道交通內部工作人員。公務電話系統(tǒng)應與市內公用電話網(wǎng)互聯(lián)互通。

由于公務電話子系統(tǒng)是由控制中心交換機組成單局式地鐵內部電話網(wǎng)，可將某條線的控制中心交換機作為本地軌道交通線網(wǎng)的匯接局，并作為出局點與市話互聯(lián)互通，遠期在其他線的車輛段設一臺交換機，二臺交換機通過中繼線互聯(lián)，互為備份。

2．3 專用電話

專用電話系統(tǒng)包括調度電話、站 （段）內直通電話、站間行車電話、區(qū)間電話等。專用電話系統(tǒng)主要用于行車、電力、防災等調度指揮，中心調度臺能夠按照需求無阻塞地實現(xiàn)對全線調度分機進行單呼、組呼或全呼。

調度電話系統(tǒng)由中心調度專用主系統(tǒng)設備、車站和車輛段專用分系統(tǒng)設備、調度電話終端、調度電話分機、錄音裝置及維護終端等組成。調度電話終端設置在控制中心各調度臺上。

需要根據(jù)本地軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，如列車運行的控制和管理采用獨立的調度指揮模式，即每條運行線路都有其各自的列車運行調度指揮系統(tǒng)。作為專用電話系統(tǒng)，根據(jù)其調度指揮系統(tǒng)管理的模式及可靠性要求，建議在控制中心按線路分別設置專用通信系統(tǒng)主系統(tǒng)設備，滿足控制中心調度員組織、指揮本線所管轄范圍內車站值班員，線與線之間的調度建議線網(wǎng)控制中心完成。如果專用電話系統(tǒng)采用控制中心共享，不利于招標工作的進行，同時影響后建線路專用電話系統(tǒng)技術的選擇。

2．4 廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)，是控制中心調度員和各車站值班員向乘客通告列車運行及安全、向導等服務信息，向工作人員發(fā)布作業(yè)命令和通知的重要手段。在災害狀態(tài)下，廣播系統(tǒng)具有控制中心調度人員及車站值班員，向乘客發(fā)出通告并指揮疏導乘客的作用。

軌道交通廣播系統(tǒng)采用二級廣播控制方式，車輛段和停車場設置獨立的廣播系統(tǒng)。

根據(jù)廣播系統(tǒng)的主要功能可知各線之間廣播系統(tǒng)相對獨立，分別控制本線所管轄范圍里的車站級廣播，沒有跨線廣播功能的需求。如控制中心廣播系統(tǒng)設備共享，會影響后建線路廣播車站級設備的招標，控制中心廣播系統(tǒng)設備出現(xiàn)問題，整個軌道交通線網(wǎng)陷入癱瘓，不利于緊急廣播信息的發(fā)布，同樣影響后建線路廣播系統(tǒng)技術的選擇。因此，建議在控制中心按線路分別設置控制中心廣播級設備。

2．5 時鐘

時鐘系統(tǒng)的功能，為通信、信號、電力監(jiān)控等專業(yè)設備提供統(tǒng)一的定時信號，為控制中心、車站、車輛段和停車場等部門的工作人員及乘客提供統(tǒng)一的時間信息。

時鐘系統(tǒng)結構：中心母鐘 （一級母鐘）接收來自GPS的標準時間信號，通過傳輸子系統(tǒng)發(fā)送給車站及其他場所母鐘 （二級母鐘），由二級母鐘按標準時間信號指揮子鐘統(tǒng)一顯示時間，同時為其他子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時間信號，使各機電系統(tǒng)的定時設備與時鐘系統(tǒng)同步，從而實現(xiàn)全線統(tǒng)一的時間標準。

考慮當?shù)剀壍澜煌ňW(wǎng)絡化運營及各條線路標準時間統(tǒng)一的要求，在控制中心設主、備一級母鐘及GPS設備，作為本地軌道交通網(wǎng)及后建線共用一級母鐘，時鐘系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 時鐘系統(tǒng)圖

2．6 電視監(jiān)控

電視監(jiān)視系統(tǒng) （CCTV）是地鐵正常運行、維護和保證安全的重要通信手段。對車站站臺、站廳、公共區(qū)、電扶梯、出入口、設備區(qū)、車輛內及車輛段內等處所進行統(tǒng)一的視頻監(jiān)視。

電視監(jiān)視系統(tǒng)宜采用基于IP的數(shù)字視頻方案，采用模擬前端與數(shù)字化控制與傳輸相結合的方式，實現(xiàn)對車站、列車、停車場、車輛段、主變電所和地面、高架線路區(qū)間的實時視頻監(jiān)控。電視監(jiān)視系統(tǒng)主要由前端攝像機設備、數(shù)字編解碼器、管理服務器、視頻顯示終端、控制鍵盤、數(shù)字視頻存儲設備，以及相關應用軟件和其他輔助設備組成。

如果電視監(jiān)控系統(tǒng)設備在控制中心共享，會影響后建線路車站級視頻監(jiān)控設備的招標，并影響其視頻監(jiān)控技術的選擇。如果控制中心級視頻監(jiān)控設備出現(xiàn)問題，影響整個線網(wǎng)視頻監(jiān)控的傳播。因此，建議在控制中心按線路分別設置中央級監(jiān)控設備，分別滿足本線視頻監(jiān)控的需求。

2．7 無線通信系統(tǒng)

無線通信系統(tǒng)主要解決運營固定用戶與移動人員相互之間的通信，同時提供數(shù)據(jù)傳輸、輔助業(yè)務和完善的網(wǎng)絡管理功能?；炯軜嫗槿€通常在控制中心設置一套無線移動交換機，每個車站設置集群基站，以漏纜的方式覆蓋隧道和站臺區(qū)間。

由于遠期各線規(guī)劃年限未定，如果整個軌道交通網(wǎng)絡設置一套交換機，容易造成中心設備資源配置的浪費。鑒于目前僅有摩托羅拉和EADS等少數(shù)廠家能夠提供TETRA制式的專用無線集群系統(tǒng)設備，且不同廠商之間的設備很難互聯(lián)互通。而城市軌道交通網(wǎng)絡化后，可能出現(xiàn)列車跨線運行、共享車輛維修基地等情況，為了系統(tǒng)高度容災，建議整個軌道交通網(wǎng)絡設置2個交換中心，分別放置在不同地點的機房內，實現(xiàn)交換中心異地設置，2個交換機互為備份。

2．8 乘客導乘信息系統(tǒng)

乘客導乘信息系統(tǒng) （PIS），主要功能是通過控制中心和車站的控制，將指定的信息顯示給乘客和車站工作人員。

乘客導乘信息系統(tǒng)由中心級設備、車站級設備、車載設備、車地無線傳輸設備構成。系統(tǒng)為控制中心、車站、終端三級結構，控制中心和車站二級監(jiān)控，并將車載視頻監(jiān)控納入本系統(tǒng)。其中外部視頻信號源接口設備 （DVD機、錄像機、有線電視接入設備等）作為外部信號源，每條線都設置容易造成資源的浪費，可考慮各線在視頻信號源接口設備上共享。

乘客導乘信息中心系統(tǒng)如果采用控制中心共享，一個系統(tǒng)中的中央級設備和車站級設備采用不同廠家的產品，容易形成技術壁壘，給后建線路乘客資訊系統(tǒng)的招標采購造成困難。為此，建議在控制中心按線分別設置中央級設備。節(jié)目制作子系統(tǒng)主要包括：圖像存儲服務器 （可無限擴容）、非線性編輯設備 （用于節(jié)目的串編）、視頻合成工作站（用于高端廣告片、形象片的制作）、數(shù)字編輯錄像機、數(shù)字編輯放像機、網(wǎng)絡系統(tǒng)和屏幕編輯預覽系統(tǒng)等。

節(jié)目制作中心子系統(tǒng)為地鐵內提供的資訊會有統(tǒng)一的內容、格式要求，由線網(wǎng)統(tǒng)一建設一個節(jié)目制作中心來實現(xiàn)播出內容的制作和分發(fā)，不但有利于播出內容的規(guī)范化，而且避免了各線獨立設置帶來的資源浪費。如每條線單獨設置會造成設備及人力資源的浪費。鑒于此建議各線在控制中心合設一套節(jié)目制作中心子系統(tǒng)。

2．9 門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)是實現(xiàn)員工進出管理的自動化系統(tǒng)。通過設置門禁系統(tǒng)對地鐵車站、車輛段、停車場和控制中心大樓等處的部分設備管理區(qū)通道門，和重要的設備房、重要管理用房的進出情況進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。

門禁系統(tǒng)包含中央級和車站級二個門禁管理層；中央級門禁管理層、發(fā)卡授權中心設置在控制中心，車站級門禁管理層設置在車站、停車場、車輛段、控制中心大樓等防護區(qū)，各個管理區(qū)域設置現(xiàn)場設備層；中央管理級與車站管理級可通過傳輸系統(tǒng)或數(shù)據(jù)網(wǎng)提供的以太網(wǎng)通道連接，車站管理級與現(xiàn)場設備間可通過現(xiàn)場總線環(huán)網(wǎng)方式連接。

如果控制中心共享，會影響后建線路車站級設備的招標，不便于各線獨自運營的管理模式。為此建議在控制中心按線路分別設置中央級設備。

2．10 辦公自動化系統(tǒng)

辦公自動化系統(tǒng) （OA）功能為控制中心、車站、車輛段的工作人員提供辦公用網(wǎng)絡平臺。各服務器設置于控制中心，服務器宜采用雙機熱備模式。軟件體系結構宜采用B／S（瀏覽器／服務器）結構。建議在控制中心設置一套辦公自動化系統(tǒng)的各類服務器，滿足軌道交通各線需求。

3 結束語

控制中心作為軌道交通運營的指揮中樞，應該集中設置。集中式控制中心有利于城市資源的集約化使用，有利于人力資源的集中管理，節(jié)約運營成本，便于與TCC、ACC的接入，有利于線網(wǎng)資源共享，需做好統(tǒng)籌規(guī)劃及風險防范。

由于通信技術及計算機技術快速發(fā)展，當近期工程實施時通信和計算機技術可能已經(jīng)超出了現(xiàn)在可以預期的水平，因此，近期工程的通信系統(tǒng)實施方案應該結合當時的技術發(fā)展水平合理選擇，而不應拘泥于本研究。

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