地鐵車(chē)站控制室的工藝設(shè)計(jì)

王建文 毛宇豐

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，510010，廣州∥第一作者，工程師）

地鐵車(chē)站控制室的工藝設(shè)計(jì)

王建文 毛宇豐

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，510010，廣州∥第一作者，工程師）

車(chē)站控制室是地鐵車(chē)站內(nèi)的“中樞神經(jīng)”。車(chē)站控制室內(nèi)設(shè)備類(lèi)型及數(shù)量較多，各系統(tǒng)間的接口協(xié)調(diào)量大，其設(shè)計(jì)成果直接影響到地鐵運(yùn)營(yíng)管理效果。針對(duì)車(chē)站控制室工藝設(shè)計(jì)中所包含的多方面內(nèi)容，如車(chē)站控制室的總體布局、綜合后備盤(pán)的設(shè)計(jì)、調(diào)度操作臺(tái)的設(shè)備布置、車(chē)站控制室內(nèi)設(shè)備設(shè)施整體布局設(shè)計(jì)等，提出了相關(guān)設(shè)計(jì)原則及具體方案。

地鐵；車(chē)站控制室；工藝設(shè)計(jì)

Author's address Guangzhou Metro Design&Research Institute Co.，Ltd.，510010，Guangzhou，China

車(chē)站控制室（以下簡(jiǎn)為“車(chē)控室”）是地鐵車(chē)站行車(chē)組織控制的場(chǎng)所，集車(chē)站監(jiān)控中心、調(diào)度中心兼消防控制室于一體，是地鐵車(chē)站內(nèi)名副其實(shí)的“中樞神經(jīng)”。

車(chē)控室內(nèi)設(shè)置了眾多弱電系統(tǒng)的終端設(shè)備，如信號(hào)、通信、綜合監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、自動(dòng)售檢票、門(mén)禁等系統(tǒng)的終端工作站，此外還包括IBP（綜合后備盤(pán)）、調(diào)度工作臺(tái)、智能疏散、智能照明、電氣火災(zāi)控制箱、FAS（防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)）主機(jī)柜等設(shè)備，以及打印機(jī)、電話等辦公設(shè)施。以往的地鐵線路車(chē)控室一直缺少相關(guān)工藝要求，導(dǎo)致車(chē)控室內(nèi)各系統(tǒng)間缺乏統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)，不利于運(yùn)營(yíng)。本文就車(chē)控室的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并提出相關(guān)設(shè)計(jì)原則及具體方案。

1　車(chē)控室總體布局

1.1車(chē)控室組成區(qū)域

根據(jù)運(yùn)營(yíng)使用功能的不同，車(chē)控室可劃分為日常工作和觀察區(qū)、監(jiān)控操作區(qū)、系統(tǒng)設(shè)備區(qū)和維護(hù)工作區(qū)等。某些特殊車(chē)站也可根據(jù)運(yùn)營(yíng)的需要設(shè)置接待區(qū)。典型車(chē)控室布局如圖1所示。

圖1　典型車(chē)站控制室布局圖

1.2車(chē)控室規(guī)模要求

普通車(chē)站車(chē)控室凈面積宜不小于42 m2（6 m× 7 m），換乘車(chē)站的車(chē)控室應(yīng)綜合考慮兩線建設(shè)時(shí)序、換乘形式、土建及機(jī)電系統(tǒng)的實(shí)施方式、運(yùn)營(yíng)管理模式等因素，采用兩線合用一個(gè)車(chē)控室或分用兩個(gè)車(chē)控室的方式。在兩線建設(shè)時(shí)序較近、土建同期實(shí)施、共用公共區(qū)面積較大、運(yùn)營(yíng)同一部門(mén)管理的換乘站，車(chē)控室宜兩線合用，實(shí)現(xiàn)資源共享。如圖2所示某換乘車(chē)站，兩線建設(shè)時(shí)序相差不到2年，T字換乘，因此推薦采用合設(shè)車(chē)控室的方案。若換乘站兩線土建分期實(shí)施，或采用通道換乘的形式，且兩線由不同的運(yùn)營(yíng)部門(mén)管理，則車(chē)控室分設(shè)。兩線合用車(chē)控室面積宜不小于60 m2（6 m×10 m），若車(chē)站建筑條件較好，車(chē)控室的面積宜適當(dāng)增加，提高站務(wù)人員工作環(huán)境質(zhì)量。

圖2　采用車(chē)控室合設(shè)方案的換乘車(chē)站示意圖

2　IBP工藝設(shè)計(jì)

IBP工藝設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下幾方面：

（1）盤(pán)體設(shè)計(jì)：包括總體尺寸設(shè)計(jì)、外觀設(shè)計(jì)、人體工程學(xué)分析、材料運(yùn)用、通風(fēng)設(shè)計(jì)、柜內(nèi)空間規(guī)劃、運(yùn)營(yíng)維修等。

（2）盤(pán)面設(shè)計(jì)：主要是盤(pán)面總體設(shè)計(jì)原則，包括圖形化、色彩選擇、簡(jiǎn)潔化操作等。

（3）功能設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)功能及接口等。

2.1IBP盤(pán)體設(shè)計(jì)

IBP由操作臺(tái)面、落地柜、盤(pán)面三部分組成，其形式和尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)符合人體工學(xué)原理，便于站務(wù)人員操作掌握。IBP由多個(gè)IBP單獨(dú)柜體按照一定的角度拼接而成，目前各城市已建地鐵線路的IBP構(gòu)成形式在以下方面存在差異：

（1）拼接角度。IBP拼接分為直線拼接和角度拼接，大部分線路采用角度拼接，部分線路采用直線拼接（見(jiàn)圖3）。兩者在使用上差別不大，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)車(chē)控室的建筑條件，采用適當(dāng)、美觀的拼接角度。

（2）內(nèi)嵌顯示終端。北京、武漢、香港等地的部分線路，在IBP中嵌入了可觸摸式終端設(shè)備，用以對(duì)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)控或CCTV（閉路電視）顯示。香港更是提出了采用全觸摸屏式IBP。據(jù)考察，各地IBP內(nèi)嵌的觸摸屏的功能定位有所不同，有些線路的內(nèi)嵌觸摸屏代替了應(yīng)急按鈕功能，如BAS（環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)）火災(zāi)模式的下發(fā)等；有些線路是在保留IBP原有功能的基礎(chǔ)上，將其它系統(tǒng)日常監(jiān)控的顯示終端安裝在IBP上，目的是節(jié)約空間，簡(jiǎn)化車(chē)控室布局。

圖3　部分城市線路的IBP實(shí)景圖

根據(jù)車(chē)控室建筑形式和各城市地鐵線路主流做法，推薦IBP盤(pán)體采用5o角拼接。

觸摸屏式IBP一般適用于多線換乘的大型交通樞紐。此類(lèi)車(chē)站由于操作模式數(shù)量較多，普通的IBP空間有限。但采用觸摸屏式IBP，須確保觸摸屏的可靠性，并得到當(dāng)?shù)叵啦块T(mén)的認(rèn)可。

IBP的功能主要是應(yīng)急操作，其構(gòu)成需簡(jiǎn)潔、直觀、可靠、安全，因此普通車(chē)站不宜使用觸摸屏替代應(yīng)急操作功能。有些非應(yīng)急操作的功能，如車(chē)站智能照明系統(tǒng)操作終端，可考慮嵌入IBP中，使車(chē)控室設(shè)備布置簡(jiǎn)潔美觀。

綜合考慮車(chē)控室各系統(tǒng)工作站數(shù)量、操作人員操作特點(diǎn)及人體工學(xué)等因素，IBP取水平長(zhǎng)度不小于2 000 mm，操作輔臺(tái)長(zhǎng)度不小于2 500 mm；IBP操作臺(tái)面深500～600 mm，操作輔臺(tái)臺(tái)面深600～700 mm為宜。

2.2IBP盤(pán)面設(shè)計(jì)

IBP盤(pán)面元素的布置應(yīng)遵循如下原則：

（1）IBP的功能設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足人員工作和操作、設(shè)備布置和擺放、安裝和維修空間的要求，其整體構(gòu)造和布置設(shè)計(jì)應(yīng)安全、可靠、便于維護(hù)，且滿(mǎn)足人機(jī)工程的要求。

（2）應(yīng)根據(jù)各系統(tǒng)功能劃分區(qū)域，各分區(qū)分工明確，互不干擾；有功能關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)宜相鄰布置，相同區(qū)域的監(jiān)控對(duì)象應(yīng)相對(duì)集中設(shè)置。

（3）與行車(chē)方向有關(guān)的監(jiān)視和操作，應(yīng)與車(chē)站的實(shí)際方向和信號(hào)系統(tǒng)人機(jī)界面的方向統(tǒng)一，避免誤操作；各系統(tǒng)行車(chē)方向的箭頭指示、文字標(biāo)注風(fēng)格應(yīng)統(tǒng)一。

（4）同一監(jiān)控對(duì)象指示燈應(yīng)放在上方，按鈕放在下方；相同功能和使用要求的指示燈、按鈕應(yīng)統(tǒng)一選型，并采用統(tǒng)一的顏色。

（5）各系統(tǒng)的文字標(biāo)注統(tǒng)一在按鈕上側(cè)；文字標(biāo)注應(yīng)簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確。

2.3IBP功能設(shè)計(jì)

IBP的功能應(yīng)當(dāng)包括但不限于以下功能：·時(shí)鐘顯示；

·信號(hào)系統(tǒng)（SIG）的緊急停車(chē)、扣車(chē)和放行、計(jì)軸復(fù)位等控制；

·車(chē)站環(huán)控系統(tǒng)和隧道通風(fēng)系統(tǒng)在緊急情況下的模式控制；

·自動(dòng)售檢票（AFC）系統(tǒng)的閘機(jī)釋放控制；·門(mén)禁（ACS）釋放；

·屏蔽門(mén)（PSD）系統(tǒng)和安全門(mén)系統(tǒng)（AQM）的開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)控制；

·防淹門(mén)（FG）系統(tǒng)的關(guān)門(mén)、開(kāi)門(mén)控制；·自動(dòng)扶梯的停機(jī)控制；·消防水泵的啟?？刂?；

·重要房間的緊急聲光報(bào)警；

·智能照明系統(tǒng)終端（觸摸屏）集成安裝。

值得一提的是，IBP上針對(duì)自動(dòng)扶梯的急停功能應(yīng)是針對(duì)單部扶梯設(shè)置，站務(wù)人員在緊急事件發(fā)生時(shí)可結(jié)合扶梯處CCTV畫(huà)面對(duì)扶梯進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。IBP不宜設(shè)置全站扶梯的急停按鈕，以避免盲目急停扶梯而對(duì)乘客造成的次生傷害。

3　調(diào)度操作臺(tái)的設(shè)備布置

地鐵車(chē)控室負(fù)責(zé)多個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控管理、乘客服務(wù)、信息上報(bào)、站務(wù)辦公，同時(shí)兼具消防控制室的作用，各系統(tǒng)的操作終端數(shù)量較多。以往在車(chē)控室設(shè)計(jì)時(shí)缺乏整體規(guī)劃和資源共享的設(shè)計(jì)理念，調(diào)度操作臺(tái)上設(shè)備擺放擁擠。為使車(chē)控室內(nèi)布置簡(jiǎn)潔，便于站務(wù)人員操作管理，應(yīng)發(fā)揮綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）集成平臺(tái)的作用和優(yōu)勢(shì)，將廣播（PA）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、AFC、ACS專(zhuān)業(yè)的站級(jí)上位機(jī)功能由ISCS統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)。另外，各系統(tǒng)宜對(duì)打印機(jī)進(jìn)行整合，以減少打印機(jī)整體數(shù)量。整合后操作臺(tái)面上的終端設(shè)備見(jiàn)表1。

工作站的擺放順序按照重要性和使用頻率排序，重要性和使用頻率高的應(yīng)靠近值班員常坐位置，低的向兩側(cè)設(shè)置；輔助操作裝置也應(yīng)按照相同原則設(shè)置。與工作站監(jiān)視器相關(guān)的操作裝置應(yīng)與監(jiān)視器對(duì)應(yīng)設(shè)置。各系統(tǒng)工作站宜采用同一型號(hào)，避免工作站大小不一的雜亂感，也能有效控制操作臺(tái)長(zhǎng)度，合理利用空間。調(diào)度操作臺(tái)設(shè)備布置示意圖如圖4所示。

表1　調(diào)度操作臺(tái)設(shè)備一覽表

圖4　調(diào)度臺(tái)設(shè)備布置示意圖

4　車(chē)控室整體布局設(shè)計(jì)

除了IBP及調(diào)度操作臺(tái)外，車(chē)控室系統(tǒng)設(shè)備區(qū)和維護(hù)工作區(qū)還有其它多種箱柜設(shè)備和辦公設(shè)施，具體見(jiàn)表2。

表2　車(chē)控室設(shè)備設(shè)施一覽表

地鐵線路的綜合監(jiān)控專(zhuān)業(yè)（或通信專(zhuān)業(yè)）負(fù)責(zé)車(chē)控室的工藝設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)各系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的整體協(xié)調(diào)。在布置上述設(shè)備設(shè)施時(shí)，除了滿(mǎn)足需求，力求簡(jiǎn)潔與美觀之外，還應(yīng)綜合使用性和維護(hù)性，最大化方便運(yùn)營(yíng)人員操作，提高運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率。

在運(yùn)營(yíng)使用性方面，車(chē)控室的設(shè)備設(shè)施布置應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1）車(chē)控室宜全線統(tǒng)一設(shè)置在車(chē)站站廳的一側(cè)，困難情況下應(yīng)確保全線IBP的設(shè)置方向統(tǒng)一，以確保全線車(chē)站信號(hào)系統(tǒng)人機(jī)界面與IBP盤(pán)面的上下行方向統(tǒng)一，便于站務(wù)理解和操作。

（2）換乘車(chē)站IBP宜分線同排整體布置；多線樞紐車(chē)站的IBP應(yīng)根據(jù)規(guī)模采用特殊布置工藝，減小占用車(chē)控室的空間，方便操作和管理。

（3）車(chē)控室應(yīng)具備人員工作、設(shè)備安裝、監(jiān)控操作、維修及適度發(fā)展的預(yù)留空間，以及工作人員常用器具的擺放空間。

（4）與行車(chē)相關(guān)的設(shè)備設(shè)施應(yīng)靠近操作員，如IBP上有關(guān)行車(chē)的按鈕、信號(hào)系統(tǒng)工作站等，應(yīng)臨近觀察窗設(shè)置。

（5）FAS控制柜、氣體滅火控制盤(pán)、電氣火災(zāi)控制器、充電架、鑰匙盤(pán)等掛墻設(shè)備，應(yīng)根據(jù)重要程度按方向性要求布置。同時(shí)要考慮設(shè)備的尺寸，布置時(shí)宜按設(shè)備厚度依次擺放。

在運(yùn)營(yíng)維修方面，車(chē)控室的設(shè)備設(shè)施布置應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1）車(chē)控室內(nèi)設(shè)備盤(pán)柜宜采用前檢修方式，對(duì)于后檢修的控制柜，后門(mén)與墻壁間應(yīng)預(yù)留足夠的檢修空間。IBP一般為后檢修，IBP盤(pán)體距后墻的最短距離宜大于800 mm，以便運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員檢修。

（2）配電箱（電源雙切箱）宜安裝在進(jìn)門(mén)附近的側(cè)墻上，布置時(shí)應(yīng)注意其開(kāi)門(mén)和操作空間。設(shè)計(jì)配電箱時(shí)，要注意開(kāi)門(mén)方向?qū)z修的影響，一般左開(kāi)門(mén)更符合右手操作的常規(guī)動(dòng)作，可提高效率，降低危險(xiǎn)。

（3）在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)有資源共享、整合相似平臺(tái)的理念。例如，F(xiàn)AS控制盤(pán)和氣體滅火控制盤(pán)從系統(tǒng)功能到產(chǎn)品性能都相似，因此可以考慮將兩個(gè)子系統(tǒng)在物理空間上整合，在車(chē)控室只設(shè)置一個(gè)消防立柜，同時(shí)放置FAS和氣體滅火的主機(jī)、電源及電話主機(jī)，F(xiàn)AS與氣體滅火主機(jī)建立通信接口（見(jiàn)圖5）。這樣既減少投資，節(jié)省空間，也便于運(yùn)營(yíng)統(tǒng)一管理。

綜上所述，典型車(chē)站的車(chē)控室布置示意圖如圖6所示。

雙線合用換乘車(chē)站，車(chē)控室內(nèi)預(yù)留后續(xù)線路IBP的規(guī)模和位置，兩條線的IBP按一個(gè)整體考慮拼接角度。由于兩條線路所配置的工作站數(shù)量基本相同，因此在IBP的規(guī)模尺寸上一般保持一致。典型換乘站車(chē)控室平面布置示意如圖7所示。

圖5　整體式FAS、氣體滅火消防立柜實(shí)物圖

圖6　典型地下車(chē)站車(chē)控室平面布置示意圖

圖7　典型換乘車(chē)站車(chē)控室平面布置示意圖

車(chē)控室內(nèi)的各設(shè)備設(shè)施，外觀應(yīng)保持統(tǒng)一，如操作臺(tái)上的各系統(tǒng)顯示器宜統(tǒng)一型號(hào)，掛墻安裝的各類(lèi)箱盤(pán)，宜統(tǒng)一尺寸、顏色和安裝高度等。

5　動(dòng)力照明、暖通及裝修設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

5.1車(chē)控室動(dòng)力照明設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

車(chē)控室設(shè)計(jì)時(shí)常常對(duì)房間用電考慮不足，尤其是插座的數(shù)量和布置不夠合理。通過(guò)總結(jié)多條線路的運(yùn)營(yíng)回訪，運(yùn)營(yíng)站務(wù)人員所用的使用插座的電設(shè)備包括以下幾類(lèi)：①辦公電腦及打印機(jī)設(shè)備，這些設(shè)備一般從室內(nèi)插座直接取電；②充電類(lèi)手持設(shè)備，如無(wú)線對(duì)講機(jī)、警示信號(hào)燈、應(yīng)急手電等設(shè)備；③系統(tǒng)設(shè)備維修、調(diào)試用外接工作站設(shè)備。其中前兩類(lèi)設(shè)備集中在觀察窗前工作臺(tái)面附近，因此，建議在此側(cè)墻壁上設(shè)置充足的2/3孔單相通用電源插座。剩余三面墻也適當(dāng)配置若干電源插座。另外，可考慮設(shè)置用于一處大功率電器的插座。

5.2車(chē)控室暖通設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

由于車(chē)控室兼做消防控制室，因此車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置針對(duì)車(chē)控室的專(zhuān)用送風(fēng)機(jī)，火災(zāi)時(shí)開(kāi)啟，保證室內(nèi)正壓，以防煙氣進(jìn)入。

車(chē)控室為全天有人值守房間，且房間內(nèi)設(shè)置了大量機(jī)電設(shè)備，因此，建議暖通專(zhuān)業(yè)考慮在室內(nèi)增設(shè)冗余的通風(fēng)空調(diào)設(shè)備，如多聯(lián)空調(diào)機(jī)組（室內(nèi)VRV），用以非空調(diào)季或通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)故障難以達(dá)到需求時(shí)的后備空調(diào)設(shè)備。

5.3車(chē)控室橋架設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

綜合監(jiān)控專(zhuān)業(yè)（或通信專(zhuān)業(yè)）負(fù)責(zé)車(chē)控室綜合管線的設(shè)計(jì)。強(qiáng)弱電宜分層敷設(shè)，各系統(tǒng)管線進(jìn)入車(chē)控室后應(yīng)沿著電纜橋架敷設(shè)。為保證下層橋架的檢修空間，靜電地板凈高度宜大于450 mm，如圖8所示。圖中，強(qiáng)、弱電金屬橋架分層放置于地板下的分層托臂上。橋架的路由宜沿設(shè)備底座（IBP，F(xiàn)AS立柜等）環(huán)形圍繞車(chē)控室一周，方便各系統(tǒng)線纜的引入引出。

圖8　靜電地板下橋架布置示意圖

6　結(jié)語(yǔ)

車(chē)控室是地鐵車(chē)站內(nèi)名副其實(shí)的“中樞神經(jīng)”，是眾多弱電系統(tǒng)的站級(jí)監(jiān)控中心，也是運(yùn)營(yíng)管理模式中重要的基礎(chǔ)平臺(tái)。對(duì)車(chē)控室工藝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確把握有利于地鐵運(yùn)營(yíng)，是現(xiàn)代地鐵設(shè)計(jì)中值得重視的環(huán)節(jié)。

［1］ 魏曉東.城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)與技術(shù)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2008：10-25.

［2］ 廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司.廈門(mén)地鐵1號(hào)線車(chē)控室工藝設(shè)計(jì)專(zhuān)題研究［G］.廣州：廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，2013.

［3］ GB 50636—2010城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ GB 50157—2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］ 楊浩如，尹曉宏，杜凡.北京市軌道交通綜合監(jiān)控機(jī)房及車(chē)站控制室設(shè)計(jì)［J］.都市快軌交通，2013（3）：66.

Process Design of Metro Station Control Room

Wang Jianwen，Mao Yufeng

Station control room is the″nervus centralis″of metro station，which contains plenty of supervising and control system equipmen.Since the workload of interfaces is large and the coordination between each system is very complicated，the design of control room will directly influence metro operation and management efficiency.According to the factors in process design of the station control room，like the overall layout，comprehensive backup disc design，dispatching operation platform arrangement and the general installation of the equipment，some design principles and detailed implementation methods are proposed. Key words metro；station control room；process design

U 231.4

10.16037/j.1007-869x.2015.07.029

2013-12-26）