地铁网络化运营集中式控制中心架构方案研究

曾小旭 刘庆磊

(1.天津市地下铁道运营有限公司,300222,天津； 2.中南大学交通运输工程学院，410075，长沙∥第一作者,高级工程师，博士研究生)



地铁网络化运营集中式控制中心架构方案研究

曾小旭1,2刘庆磊1

(1.天津市地下铁道运营有限公司,300222,天津； 2.中南大学交通运输工程学院，410075，长沙∥第一作者,高级工程师，博士研究生)

地铁网络化运营下的行车调度指挥,应以线网整体为管控对象。地铁由单线运营向线网运营阶段过渡,需调整控制中心架构，以适应新阶段的行车管理需求。分析了地铁网络化运营阶段的行车管理特征与需求,提出了网络化运营条件下集中式控制中心的组织架构方案与行车管理模式,为地铁行业控制中心架构设计提供参考。

地铁; 网络化运营; 控制中心架构

First-author′s address Tianjin Metro Operation Co.,Ltd.,300222,Tianjin，China

地铁运营控制中心是列车运行、客流分布及设备状态等的监视、控制与调度指挥机构,依据建设模式不同,主要分为单线控制中心、区域控制中心和线网集中控制中心。地铁由单线运营向网络化运营发展,需充分考虑各线控制中心建设模式与行车管理模式,构建符合线网行车管理需求的控制中心组织架构。

1 地铁网络化运营阶段的行车管理特征

地铁由单线运营进入网络化运营阶段,其行车管理呈现出一系列不同于单线运营的特征:

(1) 线路间运营相关性增强,突发事件影响范围扩大,一条线路阻塞将对其他线路行车组织产生直接影响;

(2) 换乘站数量增加,线网换乘量快速增长,客流在时间、区域的分布特征复杂化;

(3) 地铁线网客流密集、输送量大,作为城市公共交通网络的骨干,其公共安全责任重大;

(4) 多线运营格局下,地铁需引入多个运营主体,线网运营协调需求增加。

以上运营特征对地铁线网层面的行车管理提出了更高要求。为加强线网整体行车管理,自网络化运营初期,地铁建设与运营企业即致力于线网级控制中心的建设。其中,集中式控制中心具备便于集中管理、协调指挥的特征,是国内各城市地铁的主要建设目标。而控制中心规模的扩大及线网层面的行车管理需求，都要求对控制中心的组织架构与行车管理模式做出调整。

2 集中式控制中心架构设计需求

分析控制中心架构设计需求,应以其功能定位为出发点,职能岗位设置应遵循人力资源合理利用等基本原则。

2.1 控制中心功能定位

集中式控制中心的建设应着眼于城市轨道交通远期规划。网络化运营阶段,除线路层面的行车组织功能之外,控制中心功能应集中定位在线网层面,主要包括以下几点:

(1) 是线网行车指挥中心。集中式控制中心集合了地铁既有、在建及规划线路的控制中心,具备各线行车的直接指挥与控制权限,代表政府和地铁运营企业行使行车指挥权,是地铁线网的行车指挥中心。

(2) 是线网运营监视中心。集中式控制中心通过行车、电力、视频、环控、消防等系统，实时掌握线网列车运行、客流分布、设备状态等信息,为运营管理提供决策依据,是地铁线网的运营监视中心。

(3) 是线网应急处置中心。应急情况下,控制中心负责事件信息对内对外报送、应急处置决策与指挥,以及对外进行应急资源与支援力量联络,是地铁线网的应急处置中心。

(4) 是线网信息共享中心。控制中心向乘客提供实时、全面、跨线路的运营信息,确保乘客及时了解线路运营状况,合理应对突发事件,最大程度提高线网运营管理效率与服务质量。

2.2 控制中心架构设计原则

(1) 适应于自身功能定位。架构设计应适应于网络化运营阶段的控制中心功能定位,支撑起控制中心基本职能。

(2) 组织架构类型合理。控制中心架构的层级设置与扁平化程度,应以行车管理特征为出发点,缩短指令传输链条的同时,确保线网行车控制的整体性与统一性。

(3) 坚持行车组织基本原则。控制中心架构调整设计应坚持“高度集中、统一指挥、逐级负责”的行车组织基本原则,以确保集中决策的高效性和指令发布的统一性,避免多头指挥与越级指挥现象。

(4) 合理激发效能。架构调整设计时,应适当引入竞争机制,提高员工积极性。

(5) 人力资源充分合理利用。随着信息化程度的不断提高,部分岗位的人力成本将大大降低，架构调整设计时,应遵循人力资源充分合理利用的原则,确保各岗位工作的饱满度。

2.3 控制中心架构的需求分析

(1) 线网运营监视需求。单线运营阶段,线路行车组织采用“两级管理,三级控制”模式,线路控制中心既是行车最高管理机构,又是最高控制机构(见图1)；网络化运营阶段,基于线网层面的运营监视需求,需在各线控制中心之外建立一个集中管理机构,负责线网层级的整体运营监视工作。

(2) 线网运营协调需求。网络化运营阶段,运力计划的制定应从线网整体考虑,运力计划的实施则由多运营主体协作完成。某一条线路行车计划发生变更,其他线路需相应做出联动。重大活动与节假日期间,线网整体运力配置计划均需相应调整。因此,需要在线网层面建立一个运营协调机构,负责线网运力计划的实施监督、变更协调。

图1 单线运营阶段行车管控架构

(3) 线网应急指挥需求。随着线网规模扩大、客运量增加,各类运营风险要素逐步增多。线网某一节点的突发事件,可能对整个线网的行车与客运组织产生直接影响。为确保应急事件的快速处置,需在线网层面建立应急指挥机构,统一指挥事件处置过程。

(4) 线网信息共享需求。线网运营协作、应急联动应以各运营相关方准确掌握线网运行状态为基础，同时,地铁作为面向乘客的服务机构,应及时发布事关乘客出行的外部信息(如交通、气象信息)与运营信息(如阻塞、限流信息),为乘客出行提供决策依据与引导。因此,网络化运营条件下,应建立运营信息共享机构,承担信息的上传下达与共享职责。

3 控制中心架构方案设计

依据集中式控制中心功能定位,网络化运营条件下,需在线网层面建立一个统筹机构,承担起线网运营监视、协调、应急指挥、信息共享等职责。伴随着新线开通,线路控制中心架构也需做出相应调整。同时,控制中心架构调整还需相应物理条件的支持,即应在工艺布局上进行专门设计。

此外，东晋执政与当时主管意识形态与教育的太常多为玄学中人，在官方教育上不能不受玄风影响，在官学教材选定，即儒家经传的汉晋注本上，不能不对在当时影响朝野士风甚巨的玄学名著王弼《周易注》有所考量，如两晋之际吴姓士族子弟陆机、陆云与张凭等，普遍接受玄风熏习，应与当时品评、课考中有一些玄学科目有关。

3.1 建立线网运营协调与应急指挥中心

3.1.1 架构方案

为实现线网运营协调、计划调整，以及紧急情况下的应急指挥、信息共享,控制中心在线网层面应设置线网运营协调与应急指挥中心(简为“线网中心”),其基本架构如图2所示。

图2 线网中心架构

线网中心作为地铁线网运营最高管理机构,采用集中指挥方式,对线网运营“只监不控”。其主要职责有:

(1) 监视线网运营情况,主要包括行车、客流、设备状态、运力运量匹配等;

(2) 对内负责向各运营相关方报送线网运营信息,协调线网运营计划;

(3) 应急情况下,负责应急处置决策与指挥,指导各线执行应急预案,快速调动线网应急资源,摊薄应急事件在线网内的影响;

(4) 发布乘客共享信息,引导乘客出行。

线网中心设总调度、信息调度、维修调度三个岗位,采用四班两运转班制。其中，总调度整体负责线网运营协调管理与应急决策指挥;信息调度是运营生产体系的重要一环,代表控制中心与各上下级单位接口;维修调度是运营生产体系的重要一环,代表控制中心与各设备维保部门接口。

集中式控制中心以线网中心为管理核心,工艺布局宜采用圆形或扇形结构,线路中心围绕线网中心分散布局,如图3所示。

图3 线网中心与线路中心布局关系示意图

3.2 调整线路控制中心架构

地铁新线的开通将带来线路层岗位数目的增加,为此,控制中心线路层架构需相应做出调整。

3.2.1 调整思路

线路层架构调整主要有两种思路可供选择。

思路一:增加管理层级。考虑到管理者能力与精力的限制,在线网中心设置总调度长的同时,在线路层设置值班主任级别(等同于总体上增加一个管理层级),以有效分担管理者的管理幅度,确保管理指令的全面传达与有效执行。

思路二:横向扁平化架构。不增加管理层级,将部分决策自主权下放到线路层,由线路层对自身决策负责。此种方式能够加快组织反应速度,提高基层工作积极性。

两种思路的比选应以“高度集中、统一指挥、逐级负责”的地铁线网行车组织为原则。尤其是应急情况下的行车指挥,需要从线网整体出发,制定统一的协调指挥决策,各线依据决策指令控制行车。因此,行车组织更侧重关注线网层的“集中决策力”与线路层的“分组执行力”,需将决策指挥权集中到线网,并加强对线路层的管理控制,避免线路层的决策自主化。

因此,线路层架构调整,应遵循思路一。考虑到线网决策层对线路控制层的管理幅度,在两个层级之间增设一个管理层级,以合理的管理幅度对线路层进行分组管理。

3.2.2 调整方案

线路控制中心作为行车组织的执行层,其架构采用分组控制方式,具体方案如下:

(1) 线路控制中心分组。依据增加管理层级、增强线路分组执行力的思路,线路层架构调整时,将各线进行合理分组,建立不同的调度组。例如,可将行车相关性强、车辆型号相同的线路设置为同一调度组,便于应急情况下的行车组织,同时为线路间运用车辆的互联互通预留基本条件。

(2) 设置综合监控调度组。综合监控调度岗工作内容相对固定,负荷量较低,架构调整时,考虑到人力资源充分利用的原则,在线路分组的基础上,将同一调度组内各线综合监控调度岗合并为综合监控调度组,取消每条线均固定多名综合监控调度员的配置,由若干名综合监控调度员共同管理调度组内全部线路。同时,综合监控调度组工作台独立布局,与行车调度工作台分开设置。

(3) 各线设置调度班长。为加强各线行车控制，快速制定统一的控制措施,调整后的架构将在各线分别设置调度班长岗位。调度班长以竞聘形式选拔业务能力较强的行车调度员担任,不作为管理层级,而是线路控制措施的把控者。调度班长岗位的设置符合适当引入竞争机制的原则,有利于激发行车调度员提升业务技能的积极性。

3.2.3 工艺布局调整

分组控制采用了岗位专业划分与线路划分相结合的方式,先将行车调度与综合监控调度的工作区分开设置,再将行车调度按线区分,相应的工艺布局方案宜采用图4所示结构。

3.3 控制中心整体架构方案

线网中心的集中指挥职能与线路控制中心的分组控制职能,共同构成了线路综合控制中心的“集中指挥,分组控制”管理架构,如图5所示。其中,线网中心的总调度长侧重协调管理与决策指挥,与信息调度、维修调度构成了线网中心级管理核心;调度组值班主任侧重具体方案把控,调度班长负责方案组织实施，线路行车调度员侧重具体控制,三者构成了线路中心级管理与控制核心。

图4 线路控制中心工艺布局示意图

图5 控制中心整体架构设计

3.4 控制中心行车组织管理模式

基于调整优化后的控制中心架构,线网行车管理模式优化为“三级管理,三级控制”模式,如图6所示。其中,线网中心是三级管理的第一级,负责线网整体行车管理工作;线路控制中心是三级管理的第二级与三级控制的第一级,负责本线行车管理,执行应急指挥中心决策,并具备本线行车控制的最高权限。

4 结语

地铁网络化运营下的集中式控制中心架构设计,应首先建立线网层面的管理核心,将各运营主体有机关联,实现线网内统一的运营协调、应急处置与信息共享。因此,地铁由单线向线网运营过渡时期,应充分考虑控制中心建设形式与规模,优化调整既有控制中心架构,使其符合网络化运营需求的行车组织工作,实现线网管理模式转变。

图6 线网行车管理模式示意图

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Structure Design of Concentrated Operation Control Center in Metro Networking Operation

ZENG Xiaoxu, LIU Qinglei

The dispatching command of metro under network operation should take the whole network as the control object. From a single line to network operation, metro should adjust the structure of operation control center to meet the needs of traffic management in the new operation stage. In this paper, the features and requirements of network traffic management are analyzed, an organization structure scheme and the traffic management mode of operation control center are put forward, in order to provide a reference for the structure adjustment of metro operation control center.

metro; networking operation; control centre structure

U 29-39

10.16037/j.1007-869x.2016.04.006

2014-05-14)