新技术下北京地铁调度模式发展趋势

胡清梅，吕 楠，夏朋飞，赵素杰，谢 辉

（1. 北京市地铁运营有限公司，北京 100044；2. 深顶科技（北京）有限公司，北京 100102；3．北京索斯克科技开发有限公司，北京 100070）

1 调度模式转变需求

调度指挥中心是北京地铁集团运营生产的控制指挥中心。主要负责行车、供电、防灾及环境监控系统运行的调度工作和路网客流调度等运营指挥工作，同时负责集团施工管理、突发事件应急抢险指挥任务和防汛、防冻等季节性工作，为地铁安全运营提供可靠保障。

调度指挥体系包括生产调度（应急调度）、客流调度、行车调度、电力及防灾环控调度（简称设备调度）四大调度专业，共同承担运营指挥、应急指挥和施工管理三大职能。调度指挥体系构成如图1所示。

图1 调度指挥体系构成Fig.1 Composition of dispatching command system

运营指挥坚持“以客流为中心”、“行车组织为客运组织服务”的调度指挥理念，在客流调度专业的统一协调指挥下，行车调度和设备调度专业共同配合做好列车和设备运行指挥工作，为乘客提供高效便捷的运输服务。客流调度专业主要负责网络化客流调度指挥工作；行车调度专业负责列车运行调度指挥工作；设备调度专业负责供电系统运行、防灾及环境控制系统运行的调度指挥工作。

应急指挥坚持“第一时间开通运营”的指挥理念，由生产调度专业统一指挥，组织运营分公司生产调度、设备分公司生产调度开展应急抢险抢修工作，以及恶劣天气应对工作。客流调度、行车调度和设备调度专业负责突发事件情况下的客流调度、行车组织和设备运行调度工作。

施工管理坚持“安全第一”的原则，由生产调度专业统筹安排和审批各单位施工、计表维修计划，行车调度和设备调度专业负责组织指挥实施工作。

地铁进入网络化运营的过程中，随着线网规模的提升，线路运营逐步呈现出与单线运营的不同特征。

1）线路间关联性增强导致应急事件影响面更广；

2）受换乘节点增多以及客流交换量增加导致的客流变化在时间、空间上的分析和发展规律愈加复杂；

3）作为城市核心交通承载手段，能否保证地铁的正常运行以及应急响应，对城市安全的影响更加深远；

4）多运营主体单位承运，增加了运营管理的协调难度。

2 调度发展目标展望

2.1 解决网络化调度指挥的难点

从需求角度出发，网络化条件下涉及的车站、系统众多，情况往往较为复杂，要求在短时间内能够对关联因素进行全局分析和判断，复杂度远超单线路的调度指挥。

网络化调度指挥难点还在于多个维度的协同调度指挥，线路间的协同指挥主要涉及行车运能的匹配，当某线路运能出现较大变化时，对于相邻线路甚至区域间的客流变化均有关联，因此需要进行多线路的限流配合等指挥协作。在日常指挥过程中，网络化调度指挥应考虑多线路指挥命令的统筹发布，如根据首末车可达性影响计算合理的关站时间等。应急指挥过程中，涉及到更大范围内的联动及影响。如换乘站发生火灾，需要疏散乘客时，则需要换乘两线同时对行车、电力、防灾等专业联合指挥。同时一定情况下还需要对乘客进行全网范围内的告知，提醒乘客该站封站，以及对外的相关联络。

从系统角度出发，目前由于不同线路往往采用不同的系统或设计，在操作、功能甚至设计上均存在不同差异，因此目前的网络化系统很容易造成只监视不控制的“虚职”，无法具体执行命令的情况。

因此目前指挥调度模式以及传统系统，网络化运营指挥的实际需求难以完成，因此有必要重构网络化运营指挥调度模式，同时借助最新的技术手段，如数据分析等加以辅助完成。

2.2 加强地铁与城市运营的联系

城市的发展情况与轨道交通的运营环境密切相关，商业居住环境的发展直接影响轨道交通的通勤客流，各类重大活动影响突发客流的集散，因此关注城市的发展及动向，可以帮助轨道交通更好的掌握客流特点和趋势分析。对于优化轨道交通运营策略有十分重要的意义。

智慧化的城市发展已成必然趋势，因此轨道交通作为城市服务的重要核心也应能充分与智慧城市的发展衔接。在客流数据衔接、外部联动、突发事件处置等内容上应实现高度的同步。

因此轨道交通指挥调度的着眼点应不仅在轨道交通自身运营，同时也应与城市的运转保持密切的联系。这对轨道交通运营指挥的核心关切点有重要意义。

3 调度指挥管理模式构想

3.1 按线路综合调度模式

由于全国轨道交通线路建设采用一线一建设的模式，调度模式也是按线路进行综合调度方式，设置行车调度、供电调度、环境（防灾）调度、设备调度等，每条线路一个独立调度区域，在区域内可完成本线路各系统的运营调度指挥。在出现故障时分工协同来完成处理。全国大部分城市轨道交通都采用此方案。

3.2 按专业多线路调度模式

根据运营管理多年的经验，将调度划分为行车调度区、供电调度区、环控（防灾）调度区等不同的功能区域。受建设时调度管理系统集成软件的影响，探索出以下4种按专业多线整合调度模式。

3.2.1 采用物理集中的调度模式

由于北京地铁是由建设管理公司按线网规划和建设时序一条一条的建设，每条线的系统都采用不同的软件与设备厂家，运营公司在运营时就会出现多系统多设备厂家很难融合的情况。

此方案对各线路的调度指挥系统进行物理整合，只是将各线路的调度指挥系统的终端设置在同一个调度区，调度指挥系统设备也是按物理方式进行物理整合，实现对所管辖的各线路进行运营管理控制，对现有的各系统影响较小，投资较小。

深圳线网中心一期工程采用此方案。

3.2.2 采用相同软件集成商调度模式

由于建设线路的年限不同，会出现不同的线路采用相同集成商的调度指挥系统来承建的线路，为了对运营影响最小且投资合理，可按相同集成商来整合建设。

对各线路的相同功能进行整合，按相同软件集成商来设置系统，实现对所管辖的各线路进行运营管理控制，对现有的各系统有较大影响，投资较大。此方案最大的风验是由于建设时序不同，有些软件存在不兼容性，可以采用设置软件测试平台，在软件测试平台将不同版本的软件进行兼容性测试及相关的兼容性改造后才能在上线使用，在工程实施过程中不同线路的软件调试工作相当大，不利于线路的运营指挥，工期相当长。

3.2.3 采用重新建软件平台调度模式

虽然建设的线路年限不同，采用的集成商不同、采用的软件版本不同，但是每一条线路都是根据运营的管理功能需求建设系统，每一条新线都是在前一条线路的基础上进行优化的方式来建设新的调度指挥系统。本着对运营影响最小，充分利用云技术、大数据技术、自动技术、微服务架构的方式来重新构建软件平台系统（如图2所示），并结合智慧地铁的相关规划进行实施。此方案是北京运营公司调度指挥管理系统人机界面已有标准化文件、智慧地铁规划及落地实施文件、云平台建设文件的支撑。此方案对现状运营指挥影响最小，投资适中，但对运营管理模式影响最大，需要重新架构运营管理模式。

图2 模块化软件平台示意Fig.2 Schematic diagram of modular software platform

3.2.4 按多专业融合调度模式

在新技术快速发展的时代，轨道交通新技术不断应用落地实施，调度可不再区分专业，每个调度可以负责多功能的调度管理，同时设置保障调度辅助OCC来调度指挥，在出现故障时、停运后保障调度负责乘客服务、设备维护、车辆调度、对外联络等工作。此方案是调度按职业调度来工作，运营保障组为其做辅助。

4 调度指挥管理系统的应用方案构想

本方案以北京小营指挥中心二期东厅的建设模式为具体样例开展方案，研究网络化条件下的不同布局形式。由于调度布局方案与大厅的布局、现场实际条件等密切相关，且小营东厅目前尚具备一定的方案调整和可实施性，因此通过小营东侧调度大厅调度布局方案的探索试点和实践，更有利于推进小营一期、小营二期西侧既有运营区域等既有区域调度优化进程的推进，如图3所示。

图3 北京小营指挥中心二期建设情况Fig.3 Phase II construction of Beijing Xiaoying command center

4.1 调度模式方案一（既有模式）：按线路按专业组织调度模式

按线路按专业组织调度模式是国内城市建设的主流应用方案，各条线路调度区域独立划分，最大的特点是建设界面清晰，线路间相互影响小。

各线路分线设置调度区域，调度区域内由2～4名行车调度、2名电力环控调度构成，线路间设调度长，调度长负责管理大厅内的总体线路协作。大屏幕显示以行车与CCTV为主。

如图4所示，根据小营二期东侧厅建设情况，目前在东侧大厅南侧部分启动OCC预留区域建设工作。涉及线路包括19号线、燕房线、11号线等开通时间临近的新线。其中燕房线及19号线由北京轨道运营公司负责运营。11号线由北京地铁运营公司负责运营，同时预留3、12、28号线的拓展空间，按照一线一建的方案建设。

图4 按线路划分模式（既有建设方案）Fig.4 Dispatching mode based on rail line (existing construction scheme)

按线路划分的调度模式变革需求来自以下3方面。

1）调度资源优化整合需求。该方案由于采用分线分专业调度，调度功能的复用度较低。除行车外，电力、环控日常线路间指令相似度较高，但仍需设置单独的岗位支持。形成调度岗位不同线路间工作负荷强度不一致，线路人力资源投入不均衡的问题。

2）网络化运营的联控联动需求。为提升网络化运营指挥调度能力建设，线路间联动联控需求已经逐步显现。线路独立的方式，对于开展换乘线路间、线路整体策略响应，存在一定的局限。

3）受建设条件所限，空间不足的问题。由于目前小营指挥中心建设空间受限，指挥中心预留的空间已无法满足新建线路的空间需求，亟待优化空间需求的调度模式完成资源整合。

4.2 调度模式方案二：按职能调度组织模式（根据当前区域划分）

1）调度模式

为适应网络化的运营指挥需求，提出按职能调度的跨线综合运营管理模式。该模式的核心特点是将电力、环调等系统调度的日常指令相似度较高的调度职能进行多线合并。如图5所示。

图5 按职能调度组织模式（根据当前区域划分）Fig.5 Organization of dispatching mode based on functions (divided according to current areas)

通过系统方案的支持，多线管理界面采用融合的终端，以及相同的系统交互与操作风格。同时强化跨线路间的系统指令联合下发能力，通过采用更大程度的指令程控化系统操作功能，在日常控制时，保证指令可执行性的同时，不增加额外的工作。

对于行车职能仍保留按线路管理的模式，即每条线路设置专职行车调度。同时，考虑推进四网融合以及跨线互联互通的发展需求，为实现未来跨线路、跨制式的运营调度模式换乘，目前有必要进行适当的基础构建搭建，主要目标是完成调度平台系统的互联互通支撑，使系统具备跨线行车组织的能力和基础。因此基于系统方案建设，信号系统虽然不进行职能调整，但操作界面推荐采用各线路界面风格统一的操作模式，将操作习惯进行统一，为互联互通标准打下良好基础。

2）大屏显示方案

调度区域划分为行车调度、综合调度区域，大屏显示内容与区域调度内容一致。行车显示内容根据需要可对画面进行缩放，对于需要观察的线路可以进行放大，对于正常运行线路以缩略模式进行显示。行车区域显示方案示意如图6所示。

图6 行车区域显示方案示意Fig.6 Schematic diagram of display scheme for driving area

缩略线路采用1×3显示方式，放大显示线路采用2×6或2×7显示方式。设置2～3处放大显示线路区域，以应对多条线路同时需要调度讨论的情况。

3）调度席位设置

北京地铁网络化行车调度区：配置线路综合行车调度，每条线路根据线路情况设置行车调度员1～3名（24 h排岗），行车总调度长1名（兼做网络指挥总调度长）及调度长助理1名（24 h排岗）。

北京地铁网络化综合业务区：配置日常综合调度员，负责网络化范围内的各线路的电力、环控的日常程控操作，综合调度员3～4名（地铁运营时段在岗）；同时配置专业综合调度员，负责网络化范围内的各线路的电力、环控的应急事件处理、夜间检修操作，网络综合调度员3～4名负责网络化范围内的各线路的电力、环控的日常程控操作（24 h排岗）；设置综合调度长正副各1名（24 h排岗）；

4.3 调度模式方案三：按职能调度组织模式（区域优化后）

方案三是在方案二基础上，针对北侧不同运营公司的调度区域布局进行调整，将南侧整体划归为北京地铁网络运营综合调度区域，19号线及燕房线调整至北侧区域。方案其他内容保持不变。

核心调整目的是能够在方案二基础上，给各运营主体单位保证一个相对独立的运营区域，为日后的调度模式的进一步调整留下足够的空间。

调度区域的方式示意如图7所示。

图7 按职能调度组织模式（优化调度区域后）Fig.7 Organization of dispatching mode based on functions (after optimizing the dispatching areas)

4.4 调度模式方案分析

网络化的集中调度指挥是发展需求下的新变革，指挥能力的提升同时依赖于系统支撑与调度组织模式，两者缺一都将会使变革作用大打折扣。考虑到目前北京地铁运营线路中，新老并存、系统制式差异的实际情况，因此选用逐步过渡的方案二或方案三更具有现实意义。二者的区别在针对不同运营主体的进一步优化。可根据实际管理需要进行选择。

调度职能合并后将会有较高的综合信息获取能力和线路间的联动能力，同时通过系统的底层建设，对于引入更多的智慧跨线业务、多线路联合控制业务形成有力的支撑。

应当关注的是，考虑系统方案对调度管理模式的相互影响。若系统方案调整短期内无法开展，初期可先行对调度区域进行调整。保持各个系统在终端层面相对集中。后期可待系统改造后进一步完成信息交互的优化。

5 结语

调度指挥是轨道交通运营生产的核心，以调度为出发点，面向网络化的调度指挥、面向网络化的设备管控、面向网络化的乘客服务为基准，分析功能需求，才能做到调度指挥手段先进智能、设备管控高效快速、乘客服务一对一化。打破传统一线一调度的方式，构架网络化的调度系统，为调度指挥管理的高效化及运营维护的专业化打下基础。