城市轨道交通线网中心规划研究

佘才高 代继龙 张 宁

（1．南京地铁集团有限公司，南京，210008；

2．北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073；

3．东南大学智能运输系统研究中心，南京 210018）

城市轨道交通线网中心规划研究

佘才高1代继龙2张 宁3

（1．南京地铁集团有限公司，南京，210008；

2．北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073；

3．东南大学智能运输系统研究中心，南京 210018）

南京地铁线网中心作为南京市轨道交通路网的中央协调角色，负责协调各控制中心及各运营主体，具有多轨道线路综合监视、运营协调、应急指挥、信息共享等职能。在总结南京地铁建设背景下，对TCC系统总体功能、组网架构、系统接口进行研究，并提出相关规划建议。

轨道交通；线网指挥中心；系统接口

南京市轨道交通线网共规划14条城市轨道线路和8条都市圈轨道线路,至2014年8月青奥会前将有5条线建成开通并载客运营。为提高全市轨道交通网络的综合协调能力,合理有效利用资源,实现网络化运营管理,应构建一个可以协调指挥南京轨道交通全网的指挥中心,实现多条线路、多运营主体的调度指挥功能。

从网络化运营管理及技术实现的角度考虑,南京地铁线网中心(Traffic Control Centre,TCC)应提前规划与建设;考虑到南京市轨道交通发展现状,为避免部分线路建成通车后,无法实现网络化运营管理的现象出现,避免各线路建设中的重复投资和可能导致的资金浪费,最好在完成新线建设及老线改造的同时,同期建设TCC。从目前南京地铁建设形势来看,建设TCC已是当务之急。

1 规划原则

根据南京地铁线网规划,提出TCC的总体规划原则及思路。

1)技术先进性

系统设计从整体上应具有高起点,采用先进并具有发展前景的技术和产品,并且具有良好的系统扩展功能,使系统在一定时期内保持领先水平。

2)组网合理性

在网络结构和功能上合理划分层次。做到功能分层实现,网络层次清晰。采用中间件技术用以消除通信协议、数据库查询、应用逻辑与操作系统间潜在的不兼容问题,以保证各子系统的可靠数据交换。

3)安全可靠性

TCC系统设备是提供统一管理、信息共享、应急指挥的重要保障。要确保这些功能,就要考虑到建立系统的安全机制,从网络结构、技术选择、关键环节备份、软硬件配置、对非法用户或计算机病毒入侵的抵御能力等多方面保证系统的安全性,主要设备采用冗余设计。

4)系统可扩展性

根据目前在建线路的建设周期,并充分考虑既有线路的技术改造和未来轨道交通的建设发展,使方案具有可持续性和可扩展性,能分阶段进行实施［1］。在系统结构和设备的选择方面,应具有良好的可扩充能力,可以根据需要对系统进行必要的调整、扩充,这包括存储容量和网络规模等方面的扩充。在全面升级的情况下,能够最大限度保护现有投资。

5)开放性、兼容性

TCC系统所采用的设备应支持符合国际标准和工业标准的相关接口,能够与其他相关系统或业务部门实现可靠的互联;在支持标准的应用开发平台方面,系统软硬件平台应具有良好的移植能力,在硬件升级后保持兼容性;在网络协议的选择方面,应选择广泛应用的标准协议,确保今后的网络扩展和业务发展需要。

6)运营灵活性

TCC运营模式容许各线有不同的运营主体,并且方案适应所辖线路分期施工的实际要求。

7)设备可维护性

TCC系统设备应便于维护和维修,提供方便的维护手段,维护维修工作应不导致整体系统停机或中断。

2 系统规划方案

2.1 总体功能

TCC作为南京市轨道交通的主要窗口,掌握着全市轨道交通网的全部信息,在预定范畴内,代表南京地铁指挥部与其他部门或单位(如气象、公安、消防、公交等)联系和协调。因此,TCC应为南京市提供轨道交通的运营统计决策信息,为各运营商及乘客提供资讯服务信息。TCC负责对南京地铁各运营主体进行日常监督管理、运营调整和协调指挥,并为不同的运营主体提供公共服务。作为南京市政府应急指挥体系下的一个执行机构,在突发事件下,组织、协助抢险救援。

各线路控制中心在TCC统一协调下,负责管辖线路的控制和指挥运行;同时,负责将管辖范围内的实时运营信息和各类统计报表信息上报。正常运营时,各线的运营指挥控制由各线路控制中心完成, TCC只是监视、掌握各线运营情况,为各线提供帮助及协调指导信息;在非正常情况下,特别是影响到两条线路以上的情况下,TCC可行使指挥权。根据以上需求,TCC主要有以下几方面功能。1)监督管理功能

作为南京地铁运营管理工作核心机构,协助政府相关主管部门进行地铁运营监督管理,监视各运营线路列车运行、客流状况,监督各运营线路服务承诺,确保乘客“安全、快速、舒适、经济” 到达目的地。

2)运营管理功能

全面掌握各线的客流计划、全日行车计划、列车运行计划、车辆运用以及通过能力等情况［2］,以在既定条件下合理的调整运营计划。在可预知的大型活动情况下,协同不同运营主体及相关单位制定综合预案,并负责与相关外部单位联系、发布相关信息。

3)计划管理功能

南京地铁作为南京市民主要公共交通方式之一,其安全性和整合性直接反映政府的管理能力。政府以TCC为南京地铁管理平台,在日常轨道交通的管理中制定有效的安全和整合计划。

4)日常应急准备

负责组织协调政府相关单位及各运营主体,开展轨道交通运营突发事件预防、应急指挥等相关知识的宣传、培训。并定期组织各运营主体进行应急演习,以确保各种紧急状态下的有效沟通和统一指挥。通过演习,可以检验预案的可行性并加以改进。

5)应急管理功能

作为南京地铁运营管理工作的核心机构,协助南京市政府相关部门开展南京市轨道交通全网的运营突发事件的管理、监督及抢险救援工作。突发事件后,组织相关部门编制评估报告,并将相关信息放入突发事件资料库。

6)数据分析功能

TCC系统可对列车运行状况以及车站各设备状态等数据进行分析,以提出运营优化方案、评价各运营主体服务水平。

2.2 组网架构

本规划研究推荐采用TCC集中式架构——按区域中心接入,如图1所示。各条线路的信息和数据经过控制中心过滤后,再连接区域中心汇聚接入设备,通过上层传输网传至TCC中央监控系统［3］。各线控制中心上传的综合信息由TCC中央监控系统处理,从而为指挥中心的决策指挥提供参考依据,实现协调和指挥整个线网的功能;TCC不对各线路基础设备进行直接控制,具体的执行由各线综合监控系统执行。

图1 线网管理和控制模式

2.3 系统接口

TCC系统的数据来源于线路各专业［4］,接入各专业是系统实施成功的关键,需要结合南京实际情况,确定TCC与地铁相关专业及部门的内外部接口。为实现南京市轨道交通路网信息的互联互通,规范各线指挥控制系统的规划、设计、建设、改造和运营管理,保证各线能够顺利接入轨道交通指挥中心系统,实现轨道交通路网的统一指挥和协调,根据TCC系统功能要求,确定需要采集的信息类型和信息内容,避免与线路各专业重复。制定接入规范,接入线路的所有专业严格执行,使接口物理形式、软件协议、名称编号等全路网统一,并分阶段进行接口测试,完成工厂测试和现场调试。

3 规划建议

3.1 建设内容

通过对规划方案详细对比论证,建议南京市轨道交通TCC主要考虑以下几个方面建设内容。

1)TCC综合信息系统

主要包括综合监视系统、运营信息报送系统［5］、辅助决策数据库系统、突发事件预案系统、突发事件评估系统、开发和测试平台、决策支持系统、数据统计系统、客户服务系统、TCC门户网站、办公局域网、网络存储等。

2)TCC接入系统

主要包括各区域中心的接入设备和本地临时存储设备。

3)TCC大屏幕系统

主要包括大屏、大屏控制器、其他接口设备等。

4)TCC视频监控系统

主要包括TCC视频硬件平台、TCC视频软件平台、其他接口设备等。

3.2 技术选择

结合上述建设内容,建议在系统设计和建设过程中考虑以下几方面技术选择范围。

1)选用先进的数据网络技术,并定制多类软件平台和数据库,完成TCC综合信息系统建设。

2)着重结合既有设备技术选型,在系统建设过程中能与既有系统平滑对接。

3)选用高清大屏显示技术和成熟工艺。

4)选用通用性、兼容性较强的VLC视频解码平台和相关硬件接口设备。

4 结语

南京地铁TCC作为监视、协调、管理的角色,代表政府和南京地铁指挥部对全市轨道交通网运营行使应急指挥职能。通过协调各条线路运营,发挥网络的整体运能,使轨道交通线网高效、经济、有序运行。本文对TCC功能定位、组网架构、系统接口进行了规划方案分析,提出切实可行的TCC建设内容、技术选择范围,用于指导新建线路的建设接入标准以及制定旧线改造预期目标。

The Traffic Control Centre (TCC) for Nanjing subway lines, as the central coordinating role in Nanjing metro network, is responsible for coordinating each control center and operation unit, with the functions of comprehensive monitoring, operation coordination, emergency command, information sharing in the metro network. With the background of Nanjing subway construction, the paper introduces the research on the overall function, network architecture and interfaces of TCC system and puts forward relevant planning proposals.

rail transit; line network command center; system interface

10.3969/j.issn.1673-4440.2014.04.015

江苏省科技厅产学研联合创新项目（B Y2012197）；南京地铁专项科技项目（8550140042）

2014-05-26）