網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)的研究

易志剛

Yi Zhi-gang

（中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所，北京100081）

(Signal & Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081，China)

網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)的研究

易志剛

Yi Zhi-gang

（中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所，北京100081）

(Signal & Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081，China)

為實(shí)現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度，以軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營需求定位為前提，對網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行研究。從線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度功能定位、需求分析出發(fā)，以線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度業(yè)務(wù)為主線，給出系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路、業(yè)務(wù)架構(gòu)、功能架構(gòu)、實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，構(gòu)建完整的軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，對實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，為線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度體系及系統(tǒng)的建設(shè)做出探索和嘗試。

網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營；綜合運(yùn)營調(diào)度；軌道交通

隨著軌道交通建設(shè)的加速，軌道交通運(yùn)營從傳統(tǒng)的單線獨(dú)立運(yùn)營逐步過渡到網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營階段。在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，軌道交通運(yùn)營組織面臨著線網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多運(yùn)營主體、客流分布確認(rèn)復(fù)雜、開行方案優(yōu)化困難、單個站點(diǎn)單線突發(fā)情況會擴(kuò)散到整個線網(wǎng)等問題。對于軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營出現(xiàn)的新問題，國內(nèi)一些專家學(xué)者從網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下運(yùn)營管理所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析，提出網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理思路[1-2]，對網(wǎng)絡(luò)化管理體制、運(yùn)營體系、控制中心設(shè)置、客流、行車組織、客運(yùn)服務(wù)、組織架構(gòu)方案等問題進(jìn)行分析[3-6]，有學(xué)者結(jié)合北京軌道交通指揮中心的建設(shè)，對網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營指揮系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行研究[7-8]。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下軌道交通運(yùn)營調(diào)度的需要，結(jié)合國內(nèi)軌道交通現(xiàn)狀，從軌道交通線網(wǎng)運(yùn)營指揮中心定位出發(fā)，以業(yè)務(wù)流程為主線，分析、構(gòu)建完整的軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)。

1 需求分析

1.1 功能定位

軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，線網(wǎng)運(yùn)營指揮中心 (OCC) 主要定位于線網(wǎng)中央?yún)f(xié)調(diào)角色，不涉及各線路日常運(yùn)營控制，只負(fù)責(zé)在線網(wǎng)層面進(jìn)行各線路的運(yùn)營組織方案編制、各線路運(yùn)營調(diào)度協(xié)調(diào)、對全線網(wǎng)各類運(yùn)營數(shù)據(jù)信息的收集、分析、共享、發(fā)布及突發(fā)情況下的應(yīng)急處置等，并且作為軌道交通與城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)的窗口，實(shí)現(xiàn)與城市交通運(yùn)輸委員會(交委)、公交、公安等部門的聯(lián)系和協(xié)調(diào)。線網(wǎng)運(yùn)營指揮中心功能定位如圖 1 所示。

圖 1 線網(wǎng)運(yùn)營指揮中心功能定位

1.2 業(yè)務(wù)需求分析

（1）運(yùn)營組織。軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，各線路在客流分布、樞紐換乘、共線運(yùn)營、系統(tǒng)互聯(lián)互通、乘客銜接、應(yīng)急指揮協(xié)調(diào)等方面的關(guān)聯(lián)度越來越高，一條線路的運(yùn)營情況會影響到整個線網(wǎng)。因此，需要從線網(wǎng)層面出發(fā)，通過收集、分析線網(wǎng)各類運(yùn)營信息，從客流分布、換乘分析、列車銜接、仿真評估等角度，建立相應(yīng)的線網(wǎng)運(yùn)營組織優(yōu)化工具，對各線路運(yùn)營組織方案進(jìn)行協(xié)調(diào)處置，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下的運(yùn)營需求變化和調(diào)整。

（2）調(diào)度協(xié)調(diào)。隨著軌道交通網(wǎng)絡(luò)化的逐步發(fā)展，線網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度及客流數(shù)量迅猛增加，使得線網(wǎng)的客流組織、換乘站的協(xié)調(diào)配合難度增大，同時各線列車運(yùn)行方式和調(diào)度指揮模式多樣化，進(jìn)行運(yùn)力配置協(xié)調(diào)、線間列車運(yùn)行協(xié)調(diào)更加困難，給線網(wǎng)運(yùn)營帶來較大的風(fēng)險和壓力，突出表現(xiàn)為運(yùn)力運(yùn)量匹配矛盾突出、車站客運(yùn)能力不足、票卡使用效率低等問題。因此，為保證軌道交通線網(wǎng)的安全、集約、高效運(yùn)營，更好地為乘客提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，需要對軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度指揮，實(shí)現(xiàn)對軌道交通全線網(wǎng)各線路運(yùn)行車輛、客流、車站區(qū)間設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對各線路的有序協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度和管理。

（3）應(yīng)急指揮。隨著軌道交通線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致影響線網(wǎng)安全、有序、高效運(yùn)營的突發(fā)事件發(fā)生次數(shù)增多。各線路是組成軌道交通網(wǎng)絡(luò)的骨架，任何一點(diǎn)出現(xiàn)突發(fā)事件，都可能迅速擴(kuò)散到整個軌道交通網(wǎng)絡(luò)。為此，需要從線網(wǎng)整體角度上，統(tǒng)籌應(yīng)急管理預(yù)案，響應(yīng)和處置應(yīng)急事件，發(fā)布指令，協(xié)調(diào)指揮各線路啟動相應(yīng)預(yù)案，減小損失和影響范圍，使線網(wǎng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)營。

（4）信息集成。軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營數(shù)據(jù)資源是網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的基礎(chǔ)，將分散在各條線路的運(yùn)營數(shù)據(jù)資源進(jìn)行一體化整合、挖掘、存儲、共享、發(fā)布，在整合列車運(yùn)行數(shù)據(jù)、客流狀態(tài)信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，建立強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工具，結(jié)合軌道交通線網(wǎng)內(nèi)部各個相關(guān)環(huán)節(jié)的動態(tài)變化信息與歷史數(shù)據(jù)分析、挖掘，進(jìn)一步提高線網(wǎng)運(yùn)營管理、應(yīng)急處理、客流誘導(dǎo)等方面的智能化管理水平。

（5）運(yùn)維統(tǒng)籌。單線運(yùn)營階段軌道交通運(yùn)維管理大多采用分專業(yè)、分線路的運(yùn)維模式，隨著線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，區(qū)域站點(diǎn)密度增加使得網(wǎng)絡(luò)化階段運(yùn)維模式需求增大。因此，需要對單線運(yùn)營階段運(yùn)維模式進(jìn)行整合調(diào)整，以滿足網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展運(yùn)維管理的需求。為實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施運(yùn)維的網(wǎng)絡(luò)化統(tǒng)籌管理，需要建立先進(jìn)的信息系統(tǒng)，以設(shè)備維修現(xiàn)場管理為關(guān)注焦點(diǎn)，采用有效的技術(shù)手段或設(shè)備快速反饋現(xiàn)場維修信息，加強(qiáng)現(xiàn)場維修的質(zhì)量管理，實(shí)現(xiàn)維修工作的過程控制，形成一套能夠滿足軌道交通設(shè)備維修關(guān)鍵業(yè)務(wù)處理需求的應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完整、規(guī)范、高效、集成化的事務(wù)處理，能夠滿足當(dāng)前及未來不斷變化的應(yīng)用需求。通過閉環(huán)管理流程，實(shí)現(xiàn)備品備件的線網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，指導(dǎo)新線設(shè)備選型和新設(shè)備采購，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)維規(guī)程的更新及知識經(jīng)驗(yàn)的積累。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

（1）以計(jì)劃為核心的線網(wǎng)統(tǒng)籌管理。軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)面向線網(wǎng)層面，統(tǒng)籌整體考慮線網(wǎng)運(yùn)營效率、服務(wù)水平，圍繞客流分布、列車換乘銜接、乘客換乘效率等因素，統(tǒng)籌規(guī)劃線網(wǎng)各線路運(yùn)營組織方案，對列車運(yùn)行計(jì)劃、車輛交路計(jì)劃等涉及全線網(wǎng)運(yùn)輸組織的重要計(jì)劃實(shí)行集中統(tǒng)一編制和管理。

（2）以運(yùn)營調(diào)度監(jiān)督為中心的一體化整合。建立以人(客流)、車、設(shè)備為核心的業(yè)務(wù)主線，以行車監(jiān)察為主體，以運(yùn)營調(diào)度監(jiān)督為中心，從硬件資源、網(wǎng)絡(luò)資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源等方面進(jìn)行一體化整合，實(shí)現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)營監(jiān)察、運(yùn)營協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮、運(yùn)營數(shù)據(jù)應(yīng)用的一體化集成。

（3）統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集和管理機(jī)制。建立多維原始數(shù)據(jù)的采集機(jī)制，避免同類數(shù)據(jù)的多次重復(fù)采集，在數(shù)據(jù)間建立耦合校驗(yàn)機(jī)制，保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與權(quán)威性。對原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)采用一元化管理下的綜合采集機(jī)制，統(tǒng)一公共基礎(chǔ)信息模型，統(tǒng)籌規(guī)劃部署，實(shí)現(xiàn)信息共享與復(fù)用。

（4）統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。建立統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，有利于系統(tǒng)間的連接和信息共享，有利于系統(tǒng)靈活的變更、擴(kuò)展與升級，并逐步建立線路設(shè)備、系統(tǒng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)互通奠定基礎(chǔ)。

2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 業(yè)務(wù)架構(gòu)

軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)基于系統(tǒng)功能定位，分析系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，通過從各線路 OCC 業(yè)務(wù)系統(tǒng)采集行車、設(shè)備、客流等運(yùn)營信息數(shù)據(jù)，將日常運(yùn)營調(diào)度業(yè)務(wù)按業(yè)務(wù)場景、關(guān)系等劃分為事前計(jì)劃組織、事中監(jiān)督協(xié)調(diào)、事后運(yùn)維管理及數(shù)據(jù)集成應(yīng)用 4 個階段，4 個業(yè)務(wù)階段相互支撐，形成完整的線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)。線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖 2 所示。

圖 2 線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)

2.2.2 功能架構(gòu)

線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)依托軌道交通現(xiàn)有的自動售檢票清算系統(tǒng) (ACC)、自動售檢票多線路中心系統(tǒng) (CLC) 及各線路的專業(yè)子系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營調(diào)度業(yè)務(wù)和決策分析需要，本著面向不同用戶的運(yùn)營數(shù)據(jù)信息集成共享、資源高效利用，提升線網(wǎng)整體運(yùn)營服務(wù)水平，提高網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的整體性、可靠性和協(xié)調(diào)性的發(fā)展需要，將線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)功能劃分為線網(wǎng)運(yùn)營組織方案編制、線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度協(xié)調(diào)、線網(wǎng)運(yùn)維統(tǒng)籌管理、線網(wǎng)信息集成4 個業(yè)務(wù)區(qū)域。線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)功能架構(gòu)如圖 3 所示。

圖 3 線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)功能架構(gòu)

（1）線網(wǎng)運(yùn)營組織方案編制。線網(wǎng)運(yùn)營組織方案是軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下各線路協(xié)調(diào)、高效運(yùn)營的核心技術(shù)文件之一，包括線網(wǎng)各線路列車開行方案和列車運(yùn)行圖。就列車開行方案而言，單線運(yùn)營階段，每條線路可運(yùn)行交路有限，在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，特別是在軌道交通互聯(lián)互通跨線運(yùn)營的發(fā)展趨勢下，列車運(yùn)行交路可選擇方案成倍增長。編制線網(wǎng)列車開行方案時，除了要充分考慮到各區(qū)間通過能力、折返能力等的限制，還要通過客流數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，評估乘客出行路徑選擇結(jié)果，推算出行、換乘成本，確定客流分布，結(jié)合各種限制條件，以確定形成最終的各線路列車開行方案。就列車運(yùn)行圖而言，列車運(yùn)行圖以列車開行方案為基礎(chǔ)進(jìn)行鋪畫，但在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，軌道交通因開行密度大、客流分時段波動性大、車站不配備側(cè)線或僅折返站配備少量側(cè)線等特點(diǎn)，而且在互聯(lián)互通共線運(yùn)營時，存在著共線區(qū)段通過能力不足、交路互相干擾、折返進(jìn)路互相沖突等問題，使得線網(wǎng)列車運(yùn)行圖的鋪畫存在較大困難，因而需要基于海量客流數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化各線列車在換乘站的銜接，減少乘客換乘成本，結(jié)合路網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化各線首末班列車銜接，提高線網(wǎng)運(yùn)營服務(wù)水平。對自動鋪畫的線網(wǎng)列車運(yùn)行圖進(jìn)行沖突檢測，采用線路仿真、線網(wǎng)仿真等多種運(yùn)營仿真工具進(jìn)行仿真評估，依據(jù)仿真結(jié)果對運(yùn)行圖進(jìn)行人工調(diào)整，協(xié)調(diào)、高效、低成本地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下的線網(wǎng)運(yùn)輸組織。

（2）線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度協(xié)調(diào)。線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度協(xié)調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)對線網(wǎng)各線路運(yùn)營調(diào)度信息的監(jiān)察與管理，協(xié)調(diào)各線路、各控制中心日常運(yùn)營過程中遇到的各種跨線路問題，具有多線路綜合監(jiān)視、運(yùn)營協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮、信息共享等功能。線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度協(xié)調(diào)包括線網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)察、正常情況下調(diào)度協(xié)調(diào)管理、非正常情況下應(yīng)急事件處置協(xié)調(diào)、運(yùn)營信息綜合展現(xiàn)。線網(wǎng)運(yùn)營監(jiān)察基于各線路相關(guān)專業(yè)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對線網(wǎng)各線路人、車、設(shè)備的實(shí)時監(jiān)察。運(yùn)營信息綜合展現(xiàn)能夠分析運(yùn)營調(diào)度業(yè)務(wù)，在路網(wǎng)層面上把站，線，網(wǎng)各層級采集到的內(nèi)容資源，根據(jù)線網(wǎng)正常情況、非正常情況、大屏展現(xiàn)等不同業(yè)務(wù)場景，按照預(yù)定的規(guī)則，進(jìn)行重新的分類、組合、過濾、篩選，將運(yùn)營監(jiān)察中的人、車、設(shè)備信息進(jìn)行綜合展現(xiàn)，便于線網(wǎng)調(diào)度人員全面、直觀了解線網(wǎng)運(yùn)營情況。正常情況下調(diào)度協(xié)調(diào)管理針對日常運(yùn)營過程中出現(xiàn)的影響多線路正常運(yùn)營事件，進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，控制影響擴(kuò)散范圍，盡快恢復(fù)正常，確保各線列車正常運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生特別重大/重大/大事故或發(fā)生影響不同線路、運(yùn)營主體的突發(fā)事件時，通過非正常情況下應(yīng)急事件處置協(xié)調(diào)啟動相應(yīng)應(yīng)急程序，進(jìn)行統(tǒng)一指揮。

（3）線網(wǎng)運(yùn)維統(tǒng)籌管理。線網(wǎng)運(yùn)維統(tǒng)籌管理側(cè)重于對軌道交通車輛、設(shè)備維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理。由于車輛/設(shè)備維護(hù)質(zhì)量直接影響到軌道交通的運(yùn)營安全，隨著網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的發(fā)展，需要引進(jìn)現(xiàn)代管理理念，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)，適應(yīng)線網(wǎng)運(yùn)維統(tǒng)籌管理，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的物資流、作業(yè)流、信息流的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管理，加強(qiáng)科學(xué)、規(guī)范的維修過程管理，以一流的維修保證一流的運(yùn)營，為運(yùn)營安全奠定良好的基礎(chǔ)。

（4）線網(wǎng)信息集成。線網(wǎng)信息集成包括運(yùn)營數(shù)據(jù)接入、線網(wǎng)運(yùn)營評估、線網(wǎng)運(yùn)營統(tǒng)計(jì)分析、線網(wǎng)信息發(fā)布。運(yùn)營數(shù)據(jù)接入通過建立運(yùn)營數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)對各線路專業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)營數(shù)據(jù)信息的采集、整合、存儲、挖掘、共享，實(shí)現(xiàn)與交委及外部系統(tǒng)的信息交換。線網(wǎng)運(yùn)營評估包括客流預(yù)測、列車銜接評估、車站仿真、線路仿真、線網(wǎng)仿真，對路網(wǎng)客流分布規(guī)律、人車設(shè)備影響關(guān)系、運(yùn)力資源優(yōu)化配置、能力評估、安全評估等運(yùn)營關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行分析并提供決策支持，為實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)安全、高效、均衡的運(yùn)輸目標(biāo)提供依據(jù)。線網(wǎng)運(yùn)營統(tǒng)計(jì)分析在運(yùn)營數(shù)據(jù)接入基礎(chǔ)上，采用業(yè)界主流的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析工具，結(jié)合軌道交通線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度各個環(huán)節(jié)的動態(tài)信息與歷史數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)軌道交通跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的整合共享，靈活的數(shù)據(jù)查詢功能、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析和挖掘功能及可定制的報表報告功能，為線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度協(xié)調(diào)、運(yùn)營組織方案編制、運(yùn)營評估、線網(wǎng)信息發(fā)布等提供支持，為日常業(yè)務(wù)開展及運(yùn)營決策分析提供更好的工具和手段，能快速、準(zhǔn)確響應(yīng)各層級需求，為指揮中心各業(yè)務(wù)需求及政府決策、運(yùn)營企業(yè)提高運(yùn)營效率等提供有力支撐。線網(wǎng)信息發(fā)布包括內(nèi)部信息發(fā)布、門戶網(wǎng)站、移動客戶端、移動決策終端等功能，為乘客、政府、領(lǐng)導(dǎo)、運(yùn)營調(diào)度人員、管理人員等不同用戶提供多種信息查詢發(fā)布手段。

2.2.3 實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)功能繁多、業(yè)務(wù)流程復(fù)雜，在系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)思路上應(yīng)充分體現(xiàn)靈活性也應(yīng)把握系統(tǒng)的整體性，既要滿足線網(wǎng)指揮中心既有業(yè)務(wù)需求也要能夠支撐將來互聯(lián)互通趨勢下復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)需求。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)遵循統(tǒng)一的開放技術(shù)架構(gòu)體系，采用模塊化、組件化、標(biāo)準(zhǔn)化、一體化的總體設(shè)計(jì)思路，將所有業(yè)務(wù)功能抽象成不同模塊組件，基于統(tǒng)一的應(yīng)用功能模塊開發(fā)集成標(biāo)準(zhǔn)，建立起良好的應(yīng)用集成機(jī)制，降低業(yè)務(wù)功能模塊間的耦合性，保證各種應(yīng)用系統(tǒng)的功能模塊可以靈活組合滿足靈活多變的業(yè)務(wù)需求。線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖 4 所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 運(yùn)營信息集成

軌道交通線網(wǎng)各線路運(yùn)營數(shù)據(jù)的集成是線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而信息標(biāo)準(zhǔn)的建立又是信息集成的關(guān)鍵。由于系統(tǒng)建設(shè)時間和供應(yīng)商原因，軌道交通不同線路的系統(tǒng)存在較大差異。因此，需要基于線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度業(yè)務(wù)分析，梳理出線網(wǎng)對線路各專業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)營數(shù)據(jù)需求，充分考慮不同線路系統(tǒng)間的差異，制定出滿足線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度業(yè)務(wù)需要的統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，建立統(tǒng)一的對象描述模型與字典，規(guī)范化公用基礎(chǔ)信息的管理和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)信息共享與復(fù)用。

圖 4 線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

軌道交通線網(wǎng)各線路系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一顯示標(biāo)準(zhǔn)，不同線路系統(tǒng)中相同顏色和狀態(tài)可能表示不同狀態(tài)或含義，單線運(yùn)營階段顯示標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一與否對于調(diào)度人員影響不大，但在線網(wǎng)運(yùn)營階段，線網(wǎng)調(diào)度人員需要管理多條線路，沒有統(tǒng)一顯示標(biāo)準(zhǔn)會影響調(diào)度人員的工作效率，存在較大風(fēng)險隱患。合理地歸納、總結(jié)、制定軌道交通各專業(yè)系統(tǒng)的統(tǒng)一顯示標(biāo)準(zhǔn)，使調(diào)度人員能方便進(jìn)行切換顯示不同線路的人、車、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)采用統(tǒng)一顯示標(biāo)準(zhǔn)不可避免地存在與現(xiàn)有線路顯示標(biāo)準(zhǔn)不一致的情況，對線網(wǎng)與線路調(diào)度人員的溝通造成一定的障礙，但線網(wǎng)調(diào)度和線路調(diào)度在日常運(yùn)營調(diào)度中的定位不同，對調(diào)度協(xié)調(diào)影響不大，后續(xù)可以通過將統(tǒng)一顯示標(biāo)準(zhǔn)推廣到新建線路中，并對既有線路進(jìn)行改造，逐步實(shí)現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)顯示標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。

3.2 線網(wǎng)運(yùn)行圖編制

單線運(yùn)營階段，線路車站數(shù)量有限、運(yùn)行交路較少，運(yùn)行圖編制依據(jù)線路情況進(jìn)行鋪畫。在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，特別是在互聯(lián)互通的趨勢下，線網(wǎng)運(yùn)行交路方案選擇及優(yōu)化成為難題，線路間換乘客流對客流分布的影響也越來越復(fù)雜。線網(wǎng)運(yùn)營組織方案編制中的開行方案編制模塊根據(jù)客流預(yù)測結(jié)果和線路的折返站情況設(shè)置交路形式并選擇交路的起始站，依據(jù)可運(yùn)用車數(shù)、線路通過能力和最小開行間隔的要求生成站停方案和站停時間，并自動生成各交路的分時開行對數(shù)，優(yōu)化首末班車開行時間。

從線網(wǎng)線路間列車運(yùn)行圖首末車銜接、平峰時段換乘站銜接、服務(wù)水平等方面構(gòu)建線路運(yùn)行圖協(xié)調(diào)性評估指標(biāo)體系，通過對新編運(yùn)行圖各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，評估線路列車運(yùn)行圖的指標(biāo)是否滿足下達(dá)的線網(wǎng)運(yùn)力配置計(jì)劃及線路之間的協(xié)調(diào)性的要求。結(jié)合列車技術(shù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利用線路仿真平臺實(shí)現(xiàn)實(shí)際列車運(yùn)行圖與計(jì)劃列車運(yùn)行圖的比較，驗(yàn)算實(shí)際運(yùn)行參數(shù)如運(yùn)行時分、站停時間、追蹤間隔時分、折返時間、出入庫時間等的執(zhí)行情況，判斷列車運(yùn)行圖是否具備在線路上實(shí)施的條件。列車運(yùn)行圖實(shí)施后，根據(jù)線路列車滿載率、車站滯留等客流數(shù)據(jù)，確定線路運(yùn)力運(yùn)量的匹配情況，評估列車運(yùn)行圖實(shí)施后是否可以滿足線路客流需求，使得線網(wǎng)運(yùn)行圖編制形成一個完整的閉環(huán)體系，不斷完善、優(yōu)化、提高線網(wǎng)運(yùn)營效率。

3.3 運(yùn)營信息綜合展現(xiàn)

線網(wǎng)調(diào)度人員需要實(shí)現(xiàn)對多條線路的運(yùn)營監(jiān)察調(diào)度協(xié)調(diào)，簡單地按照線路專業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行展現(xiàn)，使得調(diào)度人員無法獲取到所需要的信息。線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)基于對正常情況下、非正常情況下的運(yùn)營調(diào)度業(yè)務(wù)流程分析，從線網(wǎng)角度出發(fā)，將車站、線路、線網(wǎng)各層級采集到的人、車、設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)信息，根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行重新分類、組合、過濾、篩選，為不同用戶提供其所關(guān)注的綜合運(yùn)營信息。

3.4 線網(wǎng)資源集約化管理

網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下，線網(wǎng)運(yùn)維管理應(yīng)打破單線運(yùn)營階段的線路式運(yùn)維模式，實(shí)現(xiàn)扁平化管理，采用線網(wǎng)運(yùn)維管理中心、各專業(yè)維修室、各線路維修中心的“三級管理”模式，建立以運(yùn)維管理流程為基礎(chǔ)、以運(yùn)維管理業(yè)務(wù)為中心的組織架構(gòu)，提高效率，降低成本。線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)通過對車輛、設(shè)備運(yùn)維的信息化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，對備品備件、檢測設(shè)備材料、計(jì)量設(shè)備、物資采購等的綜合管理，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維資源的集約化管理，降低線網(wǎng)運(yùn)維成本。

4 結(jié)束語

軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營是軌道交通發(fā)展的必然趨勢，在建設(shè)前期應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營體系的規(guī)劃為基礎(chǔ)，建立符合軌道交通企業(yè)現(xiàn)狀的線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度模式。線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度模式相對于線路式運(yùn)營模式，能提高線網(wǎng)運(yùn)營組織效率，降低運(yùn)營維護(hù)成本，高效快速應(yīng)對突發(fā)事件，為方便乘客出行提供便捷的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營條件下軌道交通線網(wǎng)綜合運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)的研究，為線網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度體系及系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展提供了參考。

[1] 何 霖，方思源，梁強(qiáng)升. 城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的挑戰(zhàn)與對策[J]. 都市快軌交通，2015，28(2)：1-5. HE Lin，F(xiàn)ANG Si-yuan，LIANG Qiang-sheng. Urban Rail Transit Network Operation Challenges and Countermeasures[J]. Urban Rapid Rail Transit，2015，28(2)：1-5.

[2] 何 靜，劉志鋼. 上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的特點(diǎn)與對策研究[J]. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2008，30(8)：51-54. HE Jing，LIU Zhi-gang. Research on the Characteristics and Countermeasures of Network Operation of Shanghai Urban Rail Transit[J]. Railway Transport and Economy，2008，30(8)：51-54.

[3] 朱滬生. 上海城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營體系的建設(shè)[J]. 城市軌道交通研究，2008，11(10)：1-5，15. ZHU Hu-sheng. Construction of Shanghai Urban Rail Networking Operation System[J]. Urban Mass Transit，2008，11(10)：1-5，15.

[4] 蔡佳妮. 基于網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的城市軌道交通控制中心設(shè)置研究[J]. 城市軌道交通研究，2014，17(2)：14-18. CAI Jia-ni. On Urban Rail Transit Operation Control Center based on Network Management[J]. Urban Mass Transit，2014，17(2)：14-18.

[5] 汪 波，陳德愛，楊 杰. 北京城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營探討[J]. 現(xiàn)代城市軌道交通，2010 (4)：14-17. WANG Bo，CHEN De-ai，YANG Jie. Discussion on Network Operation of Beijing Transit[J]. Modern Urban Transit，2010 (4)：14-17.

[6] 曾小旭，劉慶磊. 地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營集中式控制中心架構(gòu)方案研究[J]. 城市軌道交通研究，2016，19(4)：25-28. ZENG Xiao-xu，LIU Qing-lei. Structure Design of Concentrated Operation Control Center in Metro Networking Operation[J]. Urban Mass Transit，2016，19(4)：25-28.

[7] 閆 彬. 北京市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營指揮系統(tǒng)建設(shè)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2007.

[8] 元進(jìn)輝. 北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心指揮系統(tǒng) (TCC) 的設(shè)計(jì)和實(shí)施[J]. 智能建筑電氣技術(shù)，2010，4(5)：112-116. YUAN Jin-hui. Design and Implement for the Control System of Beijing Traffic Control Centre[J]. Electrical Technology of Intelligent Buildings，2010，4(5)：112-116.

責(zé)任編輯：王 靜

Study on the Integrated Operation and Dispatching System of Rail Transit under Network Operation

To realize the integrated operation and dispatching of rail transit, the paper takes the demand of rail transit network operation as the premise and studies the integrated operation and dispatching system of rail transit under network operation. It analyzes the function and demand of the operation and dispatching, and puts forward ideas on system design, business architecture, function architecture and implementation architecture, so as to build a complete integrated operation and dispatching system. On this basis, the paper studies the key technologies of the system, which provide references for system building.

Network Operation; Integrated Operation and Dispatching; Rail Transit

1003-1421(2016)12-0091-07

U293.6

A

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.12.18

2016-08-12

中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所青年基金課題(2015HT11)