上海城市轨道交通专用电话调度系统规划研究

杨建忠

(上海地铁维护保障有限公司通号分公司， 200235， 上海∥工程师)

城市轨道交通专用电话调度系统是OCC(运营控制中心)调度员、车站/车辆段值班员指挥列车运行和下达调度命令的重要通信工具，是为列车运行、电力供应、防灾报警等提供安全可靠、迅速通信的重要系统，也是对突发事件进行快速防灾救援和事故紧急处理的指挥通信系统。调度系统通信的实时、迅速、畅通、无阻塞，是保证整个城市轨道交通系统安全顺利运行的关键。

随着上海城市轨道交通超大规模网络化的发展，线网的联合调度指挥管理显得越发重要。紧密围绕上海申通地铁集团有限公司(以下简称“申通地铁集团”)“国内领先，国际一流”的战略目标，上海地铁维护保障有限公司通号分公司开展了对专用电话调度系统大修改造规划的研究，基于上海城市轨道交通目前专用电话调度系统的现状及申通地铁集团的总体建设规划，形成了“十四五”期间专用电话调度系统的规划方案。

1 上海城市轨道交通线网专用电话调度系统的背景与现状

目前上海城市轨道交通线网专用电话调度系统分为2种设备制式：以程控交换为平台的专用电话调度系统和以软交换为平台的专用电话调度系统。对其架构进行划分，可分为线网级统一软交换(以下简称“模式一”)、单条线程控交换接入线网级统一软交换(以下简称“模式二”)和单条线独立使用程控交换(以下简称“模式三”)3种模式。上海城市轨道交通线网的专用电话调度系统架构现状如图1所示。其中：1号线、2号线、3号线、4号线、6号线、7号线、8号线、12号线、14号线、15号线、18号线采用模式一，图1中以1号线为例予以说明；5号线、9号线、17号线采用模式二，图1中以5号线为例予以说明；11号线、13号线、16号线采用模式三，图1中以11号线为例予以说明。

注：COCC ——网络运营协调中心；IP——互联网协议；3C大楼——上海轨道交通网络运营调度指挥大楼；E1——欧洲30路脉码调制标准的简称。

1.1 模式一

2019年，3C大楼集控中心正式投入使用。该集控中心是由华为软交换平台加上调度功能模块共同组成的线网级专用电话调度系统，负责1号线、6号线、7号线、8号线、12号线、14号线、15号线、18号线等8条城市轨道交通线路的专用电话调度指挥任务。该线网级专用电话调度系统有2个核心，1处设在3C大楼集控中心，另1处设在民生路OCC，采用A/A(双活)工作模式，具有异地冗余灾备的作用。3C大楼集控中心调度大厅内上述8条线路的行调调度台、电调调度台、环调调度台和调度值班长台，以及在各车站/车场中的调度分机，均属于华为软交换的管辖范畴，由华为软交换专用电话调度系统进行呼叫控制。此外，2号线、3号线、4号线也将在合适的时间接入华为软交换专用电话调度系统中。

1.2 模式二

5号线(厂家是优力飞)、9号线(厂家是优力飞)、17号线(厂家是远东通信)以单条线路程控交换方式接入华为线网级软交换专用电话调度系统。这3条线路在3C大楼集控中心调度大厅内的各业务调度台坐席由华为软交换提供并管辖，线路侧的调度分机属于相应的程控交换机设备，华为软交换与程控交换机通过系统间的E1中继模块进行语音链路连接。

1.3 模式三

11号线(厂家是佳讯飞鸿)、13号线(厂家是佳讯飞鸿)、16号线(厂家是远东通信)的专用电话系统均设于隆德路OCC内，且均为单条线路独立使用的程控交换专用电话调度系统，即：OCC各业务调度台以及线路侧的调度分机是各线路独立运行的，与3C大楼集控中心的华为软交换没有关联。

2 既有厂家设备存在的问题分析

2.1 佳讯飞鸿设备的问题

上海轨道交通11号线、13号线采用北京佳讯飞鸿的设备。由于分期分段建设的缘故，部分设备的使用年限较长，故障维修率较高。11号线、13号线专用电话调度系统的版本结构有差异，导致板卡不能在2条线路内通用，即使是同样名称的板卡，也会出现板卡装载了不同程序的问题，进而导致线路间的备件无法替换，设备采购量上升。此外，设备规格划分过细，同样是用户板卡，也有不同通道数的区分，如要相互替换则需要改动其配置，对于专用电话调度系统的指挥特殊性而言，这将使设备的运维难度大幅上升，设备恢复使用的时间也随之延长。

2.2 远东通信设备的问题

上海轨道交通16号线(2013年开通)采用远东通信的设备。2019年5月，美国商务部将该公司列入对华制裁的实体名单，对该公司采购于美国的核心器件实施禁售令，导致该公司生产的关键产品无法正常装配、供货，16号线运维所需的众多板卡(如中央处理板、多功能用户板、数字中继板、数字用户板等)无法及时补给，给16号线专用电话调度系统的维护运行带来极大的困难。

2.3 华为设备的问题

华为公司已于2019年9月宣告将在2021年底开始停止部分软交换设备的生产，并逐年扩大停售产品的范围，同时停止软件的更新，最终在2022年底停止该软交换设备的售后服务。因华为软交换产品线已退出市场，华为将不再对软交换产品进行研发，不再继续提供备品备件，且不再提供系统扩容和后续的生产服务，后续上海城市轨道交通专用电话调度系统的新设或改造项目将不得不考虑引入新的厂家。

3 上海城市轨道交通专用电话调度系统“十四五”规划方案

考虑到华为公司已经终止了电话业务，应尽可能维持华为软交换专用电话调度系统的使用功能，直至使用寿命终结。今后的新线建设项目和既有线大修改造项目(2号线、3号线、4号线除外)将不再接入华为软交换专用电话调度系统，而是接入新建的1套软交换专用电话调度系统中。因此，在上海城市轨道交通专用电话调度系统的“十四五”规划中，要求不同的专用电话调度系统能够融合在一起，既要确保调度台的呼叫、监听等功能不能有任何缺失，还要考虑将采用华为软交换专用电话调度系统的线路迁移至新设的软交换专用电话调度系统的便捷性和可实施性。

3.1 既有华为专用电话调度系统呼叫的基本模式

华为专用电话调度系统逻辑连接示意图如图2所示。华为软交换系统是归属于IMS(互联网协议多媒体子系统)架构的软件系统，调度功能模块中的调度AS(应用服务器)是华为软交换系统中众多AS网元中的1个。所有关于调度台的话务信令都由调度AS单独处理，而调度AS的行为是由CTI(计算机电话集成)服务器来控制的，因此，CTI指挥华为软交换中的USM(统一会话管理器)处理单元进行话务信令处理，以实现具体的电话调度功能。逻辑服务器接收来自调度坐席的话务调度需求，与CTI进行信息交换，并将收到的相关响应信息分发给调度坐席，同时更新调度坐席的相关显示页面。其他与调度台无关的话机话务仍由华为软交换系统的USM处理单元进行处理。

图2 华为专用电话调度系统逻辑连接示意图

本文以调度台坐席分机呼叫车站值班台话机的过程为例进行分析，具体流程为：①调度员点击调度台坐席屏幕上的热键，呼叫车站值班台话机；②调度台坐席程序将此呼叫请求通过逻辑服务器发送至CTI；③CTI通过调度AS将调度坐席话机接入到话务中，同时调度AS通过USM处理单元发起对车站值班台话机的呼叫；④车站值班台话机接通后，调度AS负责将调度坐席分机的语音和车站值班台话机的语音进行对接，呼叫建立完成。

3.2 新设软交换专用电话调度系统的呼叫模式

申通地铁集团对专用电话调度系统总体建设的“十四五”规划，包含既有线(11号线、13号线、16号线)的大修改造(一旦出现运行状态不佳立即实施)和新线(19号线、21号线以及崇明线等)的建设两部分。新增设的软交换专用电话调度系统由软交换平台、调度功能模块以及使用终端(包括中央调度台及车站值班台)3部分组成，通过高速数据网及线路传输实现调度功能。新增的软交换系统的业务处理能力范围须超过8条城市轨道交通线路，因而应规划设置2个核心，1处在3C大楼集控中心，另1处在东宝兴路OCC。新设软交换系统采用A/A工作模式，具备异地冗余灾备的功能，力争将2个核心平台同时宕机的风险降至最低程度。

软交换平台与调度功能模块中的CTI链接协议有多种，华为软交换采用的是IMS架构中AS应用模式，新设软交换系统建议使用通过底层CSTA(计算机支持的电话应用)协议作为交换通信的模式，由调度功能模块中的CTI来操控专用调度呼叫。

本文以CSTA协议举例来阐述调度坐席分机呼叫车站值班台话机的过程。对于新设软交换系统承载的线路，其使用的线路级中央调度台都按申通地铁集团总体设计放置在3C大楼集控中心的调度大厅内，调度坐席分机呼叫车站值班台话机的具体流程为：①调度台坐席通过点击屏幕热键呼叫车站值班台话机；②调度台坐席程序将此呼叫请求通过逻辑服务器发送至CTI；③CTI通过CSTA指令将需呼叫的信息发送至软交换平台；④软交换平台建立调度坐席分机与车站值班台话机的呼叫；⑤CTI接受CSTA 响应信息，通过逻辑服务器送至调度台席位，最终更新屏幕相应的变化显示，反映各种通话状态。

电话调度的呼叫有单呼、群呼、会议召集等形式。这些形式均为专用电话调度的基本功能，从逻辑范畴上来说，这些功能均应在本线路内完成。也就是说，这些功能在该软交换专用电话调度系统内就能实现，一般不会出现跨系统的呼叫管理需求。

3.3 COCC网络调度的呼叫管理

上海城市轨道交通的超大规模运行，需要对换乘站的突发事件进行快速处置，以及对涉及多线路的电力集中供应进行统一管理，因而产生了网络级调度呼叫的管理需求。目前，COCC的网络级调度台设置在华为软交换专用电话调度系统中，具有监听、强插、强拆等功能，所有的呼叫控制均由该系统的CTI实施呼叫控制，以实现COCC的网络级呼叫。根据规划方案，新设1套软交换专用电话调度系统后将出现跨越2个软交换调度系统的呼叫，这就要求2个软交换调度系统必须融合在一起，能够进行信息通信。也就是说，这2个软交换调度系统的CTI间必须要有信令及媒体的交互能力。基于此要求，本文设计了这2个软交换专用电话调度系统的逻辑连接，如图3所示。

注：SIP ——会话初始化协议。

COCC网络级调度台发起1个监听请求，想监听新设软交换专用电话调度系统中某个线路调度台已开始的调度呼叫通话，具体的流程为：①呼叫请求先被送至华为软交换专用电话调度系统中的CTI；②华为软交换专用电话调度系统中的CTI发现该呼叫的目的号码为新设软交换专用电话调度系统中的调度台号码，通过SIP(会议初始化协议)中继将消息送至新设软交换专用电话调度系统的CTI；③新设软交换专用电话调度系统的CTI将建立监听线路调度台的调度呼叫通话；④2套软交换专用电话调度系统的CTI协同工作，将语音进行对接，COCC网络级调度台监听呼叫建立完成。基于上述流程，必须要求在华为软交换专用电话调度系统中，添加对CTI中新增号码的分析能力及路由执行能力，同时还需新增SIP中继设备，用以与新设软交换专用电话调度系统的CTI对接。

3.4 使用华为软交换系统的线路向新设软交换系统迁移

在新设的软交换专用电话调度系统中，建议使用的调度台与既有3C大楼集控中心调度大厅内的调度台在呈现样式、使用习惯等方面保持一致，以保证调度功能、调度界面与既有线路完全一致。这样调度员的使用培训和日常工作将更为平稳顺畅，2套软交换专用电话调度系统间操作的过渡适应时间也可以大为缩短。

当华为软交换专用电话调度系统中某条线路的车站网关设备出现故障，例如出现故障车站较多且已无法从厂商处采购到备件的状况，可以考虑将此线迁移至新设的软交换专用电话调度系统中。若华为软交换专用电话调度系统中的2个核心中任意1个出现故障，且在短时间内无法修复时，也可考虑把使用华为软交换专用电话调度系统的线路按情况紧急程度逐条迁移至新设的软交换专用电话调度系统中。

由于上海城市轨道交通线路夜间停运维修的时间窗口仅为3 h左右，故要求线路迁移的工作量必须是可分解的，而且必须是安全可控的。由此，新设软交换专用电话调度系统的搭建，不得影响老系统(华为软交换专用电话调度系统)的运行。在每次实施迁移线路前，可以在搭建新系统时添加需迁移线路的调度台及车站值班台等相关组件，以及如调度组、热键、会议信息等配置数据。由于软交换框架具有高度模块化和灵活功能扩展的特性，添加迁移线路的基本调度功能不会影响老系统中原有线路的运行，新旧系统在同1条线路上的基本调度功能可以同时存在且独立运行，此时COCC的网络调度功能仅能在老系统中实现，在新系统中暂时缺失。线路迁移完成后，应对新系统进行充分的功能验证。新系统的功能验证完成后，在割接迁移的时间窗口内关闭与老系统线路相关的组件，并在老系统的CTI中添加去向新系统CTI的路由信息，最终完成COCC的网络调度功能。这样，在线路的迁移过程中2套系统平稳过渡、融合统一，用户感觉不到2套系统的割裂。

4 结语

上海城市轨道交通线网专用电话调度系统的顶层设计规划如图4所示。

图4 上海城市轨道交通线网专用电话调度系统的顶层设计规划图

如图4所示，“十四五”期间，先建设1套新的软交换专用电话调度系统，2个核心分别设置于3C大楼集控中心和东宝兴路OCC，用以承担新线及同

一时期改造线路的接入。华为软交换专用电话调度系统与新建软交换专用电话调度系统之间采用SIP协议对接，以实现调度业务的互联互通。当新的软交换专用电话调度系统达到半生命周期后将不再接入新的使用线路，此时将新建第2套软交换专用电话调度系统，使得接入的线路处于同一生命周期。

经过对多条原使用华为软交换专用电话调度系统的城市轨道交通线路进行迁移，以及针对超期服役的旧系统的大修改造，最终上海城市轨道交通线网的专用电话调度系统将形成多套软交换专用电话调度系统融合使用的格局，用以均衡分担全线网所有线路的电话调度接入业务，降低故障发生后的影响面，减轻维护工作的压力，确保实现专用电话调度系统安全、高效、平稳运行。