城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理系統(tǒng)需求研究

宋著堅，劉慶磊

(天津市地下鐵道運營有限公司，天津 300222)

0 研究背景

隨著城市軌道交通的聯(lián)網(wǎng)運營，線網(wǎng)層面的網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度指揮需求逐漸引起運營企業(yè)重視［1］。為做好軌道交通線路聯(lián)網(wǎng)運營后的綜合管理與應(yīng)急協(xié)調(diào)，北京、上海、廣州等城市均設(shè)置了線網(wǎng)指揮中心或應(yīng)急指揮中心，統(tǒng)籌負責(zé)線網(wǎng)層面的運營管理工作。雖然各城市線網(wǎng)指揮中心功能定位、崗位設(shè)置和管轄范圍不同，但其在線網(wǎng)層面的調(diào)度與協(xié)調(diào)的功能需求是一致的。本文從線網(wǎng)指揮中心網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理角度出發(fā)，對線網(wǎng)指揮中心的職能定位、網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理特點、內(nèi)容等進行闡述，提出了建設(shè)“線網(wǎng)指揮中心網(wǎng)絡(luò)化運營調(diào)度管理系統(tǒng)”的相關(guān)建議。

1 線網(wǎng)指揮中心定位

1.1 用戶分析

線網(wǎng)指揮中心用戶有三類:一是由運營單位管理線網(wǎng)指揮中心，便于從運營工作角度進行應(yīng)急資源的調(diào)度與管理，有利于線網(wǎng)指揮中心開展線路間協(xié)調(diào);二是由地鐵總(集團)公司管理線網(wǎng)指揮中心，便于所屬運營單位間調(diào)度協(xié)調(diào);三是由政府單位負責(zé)線網(wǎng)指揮中心，便于從政府層面對不同運營主體進行協(xié)調(diào)。各城市可根據(jù)需求選擇適合的管理主體。不論管理主體是誰，線網(wǎng)指揮中心“只監(jiān)不控”管理原則不會變，其負責(zé)協(xié)調(diào)線路關(guān)系的原則不變。表1 為國內(nèi)各城市線網(wǎng)指揮中心管理定位情況。

表1 全國各城市線網(wǎng)指揮中心管理定位情況

1.2 線網(wǎng)中心與線路中心的關(guān)系

新增線網(wǎng)指揮中心后，地鐵運營由二級管理(OCC、現(xiàn)地)轉(zhuǎn)換為三級管理(線網(wǎng)、OCC、現(xiàn)地)。線網(wǎng)指揮中心是線路中心的上級管理，監(jiān)督線路中心工作情況并給予指導(dǎo);是線路中心的協(xié)調(diào)中心，可代替線路中心開展線路間的協(xié)調(diào)性工作;是信息的匯集和發(fā)布中心，負責(zé)匯集線路上所有運營信息，向上發(fā)送給上級單位，向下發(fā)布給OCC 或現(xiàn)地崗位。

1.3 應(yīng)急處置中的定位與作用

線網(wǎng)指揮中心同時擔(dān)當著軌道交通應(yīng)急指揮中心的角色，對外負責(zé)與公交、消防、公安等單位的聯(lián)系協(xié)調(diào)，對內(nèi)負責(zé)組織相關(guān)應(yīng)急指揮組成員確定應(yīng)急決策并及時反饋到線路中心;負責(zé)線網(wǎng)應(yīng)急資源的管理、應(yīng)急隊伍的調(diào)配、應(yīng)急預(yù)案的管理工作。

2 網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理分析

線網(wǎng)指揮中心調(diào)度管理主要有行車、客運、設(shè)備監(jiān)控、應(yīng)急管理及輔助決策五個方面的內(nèi)容。

2.1 行車監(jiān)控

線網(wǎng)指揮中心作為線網(wǎng)運營管理的中心，首要職能是對線網(wǎng)列車運行情況監(jiān)控［2］。考慮線網(wǎng)監(jiān)控線路多、列車多，作為線網(wǎng)調(diào)度員很難關(guān)注到每條線路的每個細節(jié)，這就需要在行車監(jiān)控方面有兩個基本的要求:一是可以查看線網(wǎng)全部列車運行情況，并可在需要時關(guān)注線路具體ATS 信號系統(tǒng)和列車運行狀態(tài);二是對列車早晚點和重要行車設(shè)備故障的報警準確、及時，引起線網(wǎng)調(diào)度員關(guān)注。

2.2 客運監(jiān)控

隨著軌道交通線網(wǎng)的發(fā)展，客流和換乘站增加，運營企業(yè)對換乘站的客運組織更加關(guān)注，需要考慮如何從線網(wǎng)角度整體掌握線網(wǎng)客運情況，特別是應(yīng)對換乘站客運組織進行協(xié)調(diào)。這需要線網(wǎng)指揮中心能夠?qū)崟r監(jiān)控線網(wǎng)客流情況，當客流激增或超過歷史客流量時報警，并通過CCTV、線網(wǎng)廣播、PIS 等工具，給予車站指導(dǎo)，對乘客進行引導(dǎo)。

2.3 設(shè)備監(jiān)控

線網(wǎng)指揮中心可對線網(wǎng)所有設(shè)備系統(tǒng)進行集中監(jiān)控。調(diào)度員可通過線網(wǎng)系統(tǒng)對線網(wǎng)設(shè)備系統(tǒng)故障率、故障周期進行統(tǒng)計分析，形成設(shè)備報表文件。

2.4 應(yīng)急管理［3］

地鐵網(wǎng)絡(luò)化運營后，應(yīng)急管理需要對線網(wǎng)整體進行規(guī)劃和籌備。如果一條線路出現(xiàn)中斷運營或突發(fā)事件，就會造成整個線網(wǎng)運營秩序的混亂。線網(wǎng)指揮中心作為網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)急管理的中心平臺，從平時的應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急物資、人員準備，到應(yīng)急情況下的應(yīng)急啟動、應(yīng)急信息的收集發(fā)布、相關(guān)單位的協(xié)調(diào)溝通等工作，均可由線網(wǎng)指揮中心完成。

2.5 輔助決策支持

為提升線網(wǎng)指揮中心在網(wǎng)絡(luò)化運營中的作用，線網(wǎng)指揮中心除具有列車、客流、設(shè)備等監(jiān)控功能外，還具有輔助決策、仿真預(yù)測功能，這些功能需要在后續(xù)線網(wǎng)指揮中心平臺上繼續(xù)開發(fā)完善。且此功能需要其它系統(tǒng)運算和數(shù)據(jù)支持，如ACC 清分系統(tǒng)提供客流數(shù)據(jù)支持。

3 網(wǎng)絡(luò)化運營調(diào)度系統(tǒng)功能

在建設(shè)線網(wǎng)指揮中心網(wǎng)絡(luò)化運營調(diào)度系統(tǒng)時，可從以下幾個方面考慮，抓好重點調(diào)度需求實現(xiàn)，見圖1。

3.1 列車運行監(jiān)控

3.1.1 線網(wǎng)圖

網(wǎng)絡(luò)化運營調(diào)度系統(tǒng)功能需求分析圖見圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)化運營調(diào)度系統(tǒng)功能需求分析圖

①線網(wǎng)圖上可靈活設(shè)置故障點。設(shè)置故障點后，與故障點所在線路相交線路在線網(wǎng)圖上顯示，而不相交線路在線網(wǎng)圖上消失，方便調(diào)度員掌握故障點所在線路及對所有換乘線路的影響情況。調(diào)度員還可對線網(wǎng)圖上車站進行標注，突出顯示限流、閉站及需重點關(guān)注車站。

②能根據(jù)不同類型的車站(包括換乘站、地下站、高架站、島式、側(cè)式)進行線網(wǎng)圖篩選顯示。

③在線網(wǎng)圖上使用特殊的顏色突出顯示專用、排空、臨時加開、帶病運行列車，便于在線網(wǎng)層面重點跟蹤特殊列車。

④遇線路信號機、軌道電路等設(shè)備故障影響運營時，故障設(shè)備圖標可在線網(wǎng)圖上閃爍報警。

⑤可使用圖畫標記工具(例如畫筆、云朵線)在線網(wǎng)圖上自由標記客流較大或斷面客流集中的線網(wǎng)區(qū)域、行車交路。

3.1.2 線路信號顯示

ETC 應(yīng)復(fù)示各線路ATS 顯示界面的功能，并應(yīng)確保與各線OCC 的ATS 顯示信息一致、無延時。

①可監(jiān)視各線路信號系統(tǒng)狀態(tài)，包括車站站臺緊急停車按鈕、列車位置、區(qū)間阻塞狀態(tài)、線路三軌供電狀態(tài)等?？烧{(diào)看線路ATS 鋪畫的實時列車運行圖。

②點選換乘站后可顯示該換乘站所有線路以及相關(guān)聯(lián)絡(luò)線的ATS 界面信息，便于對換乘站各線路列車運行情況及時監(jiān)控。

③點選某條線路后可顯示線路上所有交叉的其他線路的ATS 信息，便于線網(wǎng)調(diào)度對各交叉線路的列車運行情況及時監(jiān)控。

3.1.3 列車運行時刻

①可調(diào)取顯示各線路計劃運行時刻表、實際運行時刻表，并采集各線路終點站和換乘站當天行車運營時間表，用以計算計劃的行車間隔，分析換乘站列車最佳配合時間。對存在的同臺換乘的車站，系統(tǒng)可自動根據(jù)列車運行圖和列車運行位置計算出同臺換乘的換乘車次，并以表格的形式顯示兩條線路的換乘車次和換乘時間給調(diào)度人員，便于調(diào)度人員在特殊情況下組織疏導(dǎo)換乘站臺的乘客換乘。

②系統(tǒng)應(yīng)具備以日期、線路、車站、車次為查詢條件，查詢車站到發(fā)時刻、列車運行時刻，包括計劃運行時刻表及實際運行時刻表。在線網(wǎng)運行圖中點擊相應(yīng)車站時能顯示各線路首末班車在始發(fā)站及各換乘站的到發(fā)時間。

③根據(jù)列車實際運行情況，與時刻表進行比較，分析計劃與實際的偏差，晚點列車在線網(wǎng)圖內(nèi)能夠直接用顏色顯示出來，也可以通過表格形式排序顯示，調(diào)度員可將線網(wǎng)晚點不同的級別列車(晚點2～5 分鐘、晚點5 分鐘)設(shè)置高亮顯示，并在線圖網(wǎng)上顯示出來。

3.2 線網(wǎng)客流監(jiān)控

3.2.1 客流分析

①可分析計算各線路區(qū)間滿載率，反映線路區(qū)間的運力運量匹配情況。當線路區(qū)間斷面運力運量不匹配時，系統(tǒng)自動報警。系統(tǒng)可對不匹配區(qū)間發(fā)生的不匹配時間、列車車次進行統(tǒng)計分析，明確運力、運量不匹配的時段和具體列車車次。

②系統(tǒng)可以特定時段(可由調(diào)度員手動設(shè)置)歷史客流和當日客流趨勢為依據(jù)，用線路圖的形式，以紅、黃、綠三色反映線網(wǎng)各區(qū)域的歷史平均客流大小，便于調(diào)度員參考?？梢赃M站、出站、區(qū)間斷面、換乘站為條件顯示線網(wǎng)各區(qū)域的客流密度。

③系統(tǒng)自動以表格和圖表的形式顯示當日線網(wǎng)斷面客流情況，可按時段、線路、區(qū)間、上下行為篩選條件，線網(wǎng)、線路由大到小排序顯示當日、前日、歷史最大斷面客流情況，便于調(diào)度員關(guān)注最大斷面客流區(qū)間的列車運行。

3.2.2 客流預(yù)測

①遇一條線路一個區(qū)間發(fā)生線路堵塞，當調(diào)度員將該區(qū)間標記為堵塞后，系統(tǒng)根據(jù)乘客OD 出行規(guī)律和實際客流情況，自動提示調(diào)度員該區(qū)段堵塞10 分鐘后，可能造成線網(wǎng)內(nèi)哪條線路、哪個換乘站會發(fā)生大客流等待問題;該區(qū)段堵塞20 分鐘后，可能造成線網(wǎng)內(nèi)哪條線路、哪個換乘站發(fā)生大客流等待問題。這樣便于調(diào)度員提前提醒相關(guān)車站和線路加強客運的疏導(dǎo)和組織。

②遇一條線路一個區(qū)間發(fā)生線路堵塞后，當調(diào)度員將該區(qū)間標記為堵塞后，系統(tǒng)可根據(jù)乘客OD 出行規(guī)律自動給出最優(yōu)的變更出行路徑圖及文字說明，由調(diào)度人員發(fā)布此變更路徑乘車信息或經(jīng)OA 或PCC發(fā)布給相關(guān)車站，由車站給乘客發(fā)布，供乘客遠擇。

3.3 線網(wǎng)調(diào)度工具

3.3.1 線網(wǎng)視頻監(jiān)控

線網(wǎng)指揮中心可調(diào)看線網(wǎng)內(nèi)任意攝像頭，并可根據(jù)需要對視頻信息進行信息組團顯示。遇突發(fā)情況可聯(lián)動顯示現(xiàn)場攝像頭畫面，確保線網(wǎng)中心在第一時間看到現(xiàn)場情況。對運能不匹配列車或晚點列車，調(diào)度員可選擇視頻跟蹤功能，線網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可自動切換顯示該列車在不匹配區(qū)間內(nèi)車站乘降情況。

3.3.2 線網(wǎng)廣播系統(tǒng)［4］

根據(jù)廣播系統(tǒng)在OCC 使用情況的調(diào)查，在OCC設(shè)置廣播系統(tǒng)效果不好。為加強換乘車站的統(tǒng)一客運組織協(xié)調(diào)，可在線網(wǎng)指揮中心建設(shè)線網(wǎng)級廣播系統(tǒng)。通過設(shè)置專業(yè)的客運調(diào)度員崗位，遇換乘站客流量激增時，可對換乘站或客流較大車站進行客運組織協(xié)調(diào)或廣播。

3.3.3 線網(wǎng)信息發(fā)布平臺

為便于線網(wǎng)指揮中心第一時間能夠?qū)⒊丝托畔l(fā)送至車站PIS，以及相關(guān)應(yīng)急信息的上傳下達，線網(wǎng)指揮中心應(yīng)設(shè)置運營內(nèi)部信息發(fā)布平臺，如通過短信、微信、OA 軟件，將運營文字、圖片或視頻信息即時發(fā)送至指定運營人員。

3.3.4 線網(wǎng)調(diào)度電話

為便于線網(wǎng)指揮中心與線路指揮中心的在線通話和轉(zhuǎn)接，線網(wǎng)指揮中心應(yīng)設(shè)置與線路中心的調(diào)度的直通電話。為便于線網(wǎng)指揮中心在應(yīng)急處置中能夠與現(xiàn)場應(yīng)急指揮人取得聯(lián)系，線網(wǎng)指揮中心還可設(shè)置線網(wǎng)級無線調(diào)度系統(tǒng)。

4 小結(jié)

除了正常業(yè)務(wù)外，線網(wǎng)指揮中心還負責(zé)企業(yè)軌道交通運營情況的數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計、分析等工作，負責(zé)線網(wǎng)管理相關(guān)規(guī)章制度、企業(yè)標準的制定和發(fā)布工作。在線網(wǎng)指揮系統(tǒng)建設(shè)過程中，應(yīng)考慮到對線網(wǎng)運營決策支持的功能，在前期需求階段盡量將決策功能考慮全面，即使在初期建設(shè)過程中由于線網(wǎng)規(guī)模、實效性小等原因無實現(xiàn)條件，也可在線網(wǎng)運營平臺上預(yù)留軟件模塊和接口，待條件成熟后再投入人力物力進行輔助決策功能的開發(fā)［5］。

［1］方昌福，張海波.深圳市軌道交通在資源共享方面的初步嘗試［J］.都市快軌交通，2004(6):12-15.

［2］沈淼，胡梅龍.未來城市軌道交通綜合控制中心的探討［J］.科技經(jīng)濟市場，2004(7):23-24.

［3］谷江河，徐瑞華.城市軌道交通應(yīng)急處置預(yù)案管理信息系統(tǒng)設(shè)計［J］.城市軌道交通研究，2006(9):57-59.

［4］朱滬生.上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的實踐和對策［J］.百家論壇，2006(10):5-11.

［5］趙星.城市軌道交通集中式運營指揮和控制中心方案研究［J］.鐵路通信信號工程技術(shù)，2010(7):51-55.