城市軌道交通控制中心規(guī)劃與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性指標(biāo)研究

吳殿華

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣州 510010）

國內(nèi)城市軌道交通開展大規(guī)模建設(shè)，控制中心必然隨著軌道交通建設(shè)同步進(jìn)行。按照《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50157—2013)定義：控制中心是地鐵行車調(diào)度、電力調(diào)度、環(huán)境與設(shè)備調(diào)度、防災(zāi)調(diào)度、客運(yùn)管理、乘客信息管理、設(shè)備維修及信息管理的中樞，并兼做防災(zāi)和應(yīng)急指揮中心[1]。從廣義上說，控制中心是集調(diào)度指揮中心、清分中心、編播中心、信息中心、安保中心、企業(yè)管理辦公等多個(gè)功能為一體的綜合性中心；從狹義上說，控制中心是軌道交通行車調(diào)度指揮的場(chǎng)所。

軌道交通線網(wǎng)形成后，控制中心功能定位的確定、規(guī)劃與設(shè)計(jì)就成為軌道交通建設(shè)的一個(gè)熱點(diǎn)問題，很多城市在規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段對(duì)控制中心的資源共享也開展相應(yīng)研究。筆者主要從狹義的控制中心范疇進(jìn)行研究，重點(diǎn)研究規(guī)劃階段、設(shè)計(jì)階段的關(guān)鍵性指標(biāo)，通過指標(biāo)來量化控制中心的合理性。

1 軌道交通控制中心類型

從國內(nèi)已實(shí)施的情況來看，軌道交通控制中心習(xí)慣從線網(wǎng)內(nèi)線路控制管轄集中的程度劃分，在物理空間上則呈現(xiàn)為分散式、區(qū)域式和集中式3種方式。

1) 分散式控制中心。各條線路獨(dú)立建設(shè)控制中心，負(fù)責(zé)本線路的行車、供電、消防及環(huán)控、運(yùn)營(yíng)服務(wù)組織和信息收發(fā)，各自獨(dú)立工作。這種控制中心的建設(shè)和管理模式在國內(nèi)外既有的線路仍然存在，但新建線路一般已經(jīng)很少采用。

2) 區(qū)域式控制中心。根據(jù)線網(wǎng)內(nèi)主要行車設(shè)備(如車輛、信號(hào)等)、空間區(qū)域(一般是城區(qū)之間)或者運(yùn)營(yíng)主體(如承運(yùn)企業(yè))的不同，劃分若干區(qū)域控制中心，負(fù)責(zé)對(duì)其管轄線路的行車、供電、消防及環(huán)控、運(yùn)營(yíng)服務(wù)組織和信息收發(fā)。采用這種控制中心的主要城市有廣州、武漢、西安、南京、成都、蘇州等。

3) 集中式控制中心。建設(shè)一座規(guī)模能滿足城市一定時(shí)期內(nèi)軌道交通線網(wǎng)調(diào)度指揮要求的控制中心，將相關(guān)各線的控制中心合并在一處，形成服務(wù)于多條線路日常運(yùn)營(yíng)管理的控制指揮中心的模式，負(fù)責(zé)網(wǎng)內(nèi)所有線路的行車、供電、消防及環(huán)控、運(yùn)營(yíng)服務(wù)組織和信息收發(fā)。北京、上海、深圳通過重新規(guī)劃調(diào)整為集中設(shè)置，南寧、無錫、寧波、東莞等建設(shè)之初就按集中設(shè)置。

不同類型控制中心主要是結(jié)合已有軌道交通城市建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，考慮城市線網(wǎng)規(guī)模、建設(shè)周期和線網(wǎng)資源共享等，通過類比的方式，確定各自建設(shè)與運(yùn)營(yíng)的管理模式方案，未能從量化的角度進(jìn)行分析，合理確定控制中心的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。隨著云計(jì)算技術(shù)逐步應(yīng)用到軌道交通生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，目前一些城市將線路的監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)、線網(wǎng)層面監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)開始融合建設(shè)，這些系統(tǒng)后臺(tái)運(yùn)行使用的IT資源采用共建共享方式，僅在用戶層面通過權(quán)限加以區(qū)分，節(jié)省了設(shè)備機(jī)房。但是，伴隨通信、信號(hào)、綜合監(jiān)控、AFC、安防等專業(yè)功能的不斷提升，IT資源對(duì)控制中心設(shè)備用房的需求也在增加，分析廣州當(dāng)前的在建情況，基本上控制中心監(jiān)控調(diào)度設(shè)備機(jī)房整體上面積需求持平。

2 控制中心關(guān)鍵性指標(biāo)體系

通過分析、歸納、總結(jié)國內(nèi)已經(jīng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)的多座控制中心的情況和經(jīng)驗(yàn)可知，控制中心關(guān)鍵性指標(biāo)體系由調(diào)度組織類、建筑規(guī)模類、中央控制室工藝設(shè)計(jì)類等組成，如圖1所示。

圖1 控制中心關(guān)鍵指標(biāo)體系Figure 1 Key indicator system of control center

1) 調(diào)度組織類：主要體現(xiàn)運(yùn)營(yíng)的調(diào)度指揮模式、控制中心數(shù)量、控制中心管理規(guī)模、調(diào)度崗位能力等。

2) 建筑規(guī)模類：主要體現(xiàn)與控制中心功能性相關(guān)的建筑面積、占地面積、設(shè)備用房面積、調(diào)度用房面積等。

3) 中央控制工藝設(shè)計(jì)類：主要體現(xiàn)與控制中心中央控制室功能性相關(guān)的面積、屏幕規(guī)模、顯示效果、調(diào)度崗位布局等。

3 規(guī)劃與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性指標(biāo)

軌道交通建設(shè)歷程，主要包括線網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)規(guī)劃環(huán)節(jié)。線網(wǎng)規(guī)劃環(huán)節(jié)，從網(wǎng)絡(luò)層面整體上提出控制中心設(shè)置模式，主要包括確定線網(wǎng)調(diào)度指揮的模式、控制中心數(shù)量、各控制中心管理的線路等；建設(shè)規(guī)劃環(huán)節(jié)，解決本期內(nèi)線路控制中心的選址、建筑規(guī)模、占地規(guī)模等問題。

3.1 調(diào)度組織類指標(biāo)

1) 調(diào)度指揮模式：包括分線路調(diào)度、分專業(yè)調(diào)度。目前國內(nèi)均存在這種形式，選擇時(shí)宜考慮自身的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，初次建設(shè)可結(jié)合運(yùn)營(yíng)模式研究來確定。

2) 控制中心數(shù)量：指一個(gè)城市的線網(wǎng)規(guī)劃中的控制中心的數(shù)量。

3) 控制中心管轄線路數(shù)：指一個(gè)控制中心管轄軌道交通線路的數(shù)量，包括確定性線路數(shù)和預(yù)留線路數(shù)。管轄線路數(shù)和線網(wǎng)規(guī)模密切相關(guān)，在確定的線網(wǎng)內(nèi)應(yīng)適當(dāng)預(yù)留，可考慮3～5條確定性線路，宜預(yù)留1～2條。

4) 控制中心單個(gè)中央控制室管線線路數(shù)：指控制中心中一間中央控制室管轄的線路數(shù)。主要受限于中央控制室建筑規(guī)模，應(yīng)通過對(duì)建筑方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定建設(shè)的中央控制室規(guī)模。

5) 調(diào)度崗位管轄線路能力：包括值班主任(亦稱為總調(diào))管轄線路數(shù)能力、行調(diào)管轄里程數(shù)能力、電調(diào)管轄里程數(shù)能力、環(huán)調(diào)管轄里程數(shù)能力、維修管轄里程數(shù)能力、客運(yùn)調(diào)度管轄里程數(shù)能力(單位：km/崗位)。管轄線路能力與線路性能特征密切相關(guān)，如線路長(zhǎng)短、行車間隔、系統(tǒng)可用性等。目前國內(nèi)一條常規(guī)30 km、平均發(fā)車間隔2 min左右的線路配置2名行調(diào)，其他崗位各1名，也有城市將電調(diào)和環(huán)調(diào)等崗位按照工作量設(shè)計(jì)，實(shí)行多線1調(diào)。由于值班主任的職責(zé)主要是在突發(fā)事件情況下決策和協(xié)調(diào)，所以建議 2～4條線合設(shè)一個(gè)值班主任崗位。

3.2 建筑規(guī)模類指標(biāo)

《城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50546-2018)第9.5.1條規(guī)定：?jiǎn)尉€路控制中心建設(shè)控制區(qū)不宜大于3 000 m2，多線路控制中心建設(shè)控制區(qū)可按每條線路2 000～3 000 m2控制。在規(guī)劃階段可按此控制投資規(guī)模，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行確定[2]。

1) 調(diào)度用房建筑面積：指一座控制中心的調(diào)度指揮相關(guān)的建筑面積總和。實(shí)用建筑面積主要指設(shè)備用房、相關(guān)調(diào)度管理用房、中央控制室等，配套建筑面積主要指空調(diào)、用電、消防設(shè)施等用房面積及走道面積。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，實(shí)用建筑面積與配套建筑面積之比在0.55～0.65之間。

2) 單線路設(shè)備用房面積：指一條線路設(shè)備用房的實(shí)用面積總和，需根據(jù)不同的通信、信號(hào)、自動(dòng)售檢票、綜合監(jiān)控等設(shè)備系統(tǒng)方案確定。在方案基本不變的情況下，多線控制中心面積可直接相加，采用同專業(yè)合并或同線路合并時(shí)可略有減少。

3) 相關(guān)調(diào)度管理用房面積：指實(shí)現(xiàn)控制中心調(diào)度指揮的管理機(jī)構(gòu)的用房面積，需根據(jù)運(yùn)營(yíng)管理組織機(jī)構(gòu)劃分確定，一般指非調(diào)度崗位的其他工作人員辦公用房。

4) 占地面積：指控制中心建筑物的投影平面面積，是控制中心總圖設(shè)計(jì)時(shí)的主要控制因素。

3.3 工藝設(shè)計(jì)類指標(biāo)

1) 單位線路的中央控制室面積：指多線合設(shè)中央控制室時(shí)每條線路所占的中央控制室面積。一般在150～250 m2/條之間，并需結(jié)合建筑形式統(tǒng)籌考慮。

2) 大屏幕單位面積顯示線路長(zhǎng)度：指大屏幕上顯示的線路總長(zhǎng)度與大屏幕面積之比。根據(jù)大屏幕選型、人機(jī)工程學(xué)的可視要求確定，一般在0.7～1.4 km/m2，需考慮線路站間距情況，并應(yīng)考慮線路延伸條件做適當(dāng)預(yù)留。

3) 大屏幕單位面積顯示車站數(shù)：指大屏幕上顯示的線路總車站數(shù)與大屏幕面積之比。根據(jù)大屏幕選型、人機(jī)工程學(xué)的可視要求確定，一般在1.2～2 km/m2，需考慮線路站間距情況，并應(yīng)考慮線路延伸條件做適當(dāng)預(yù)留。

4) 調(diào)度崗位工作臺(tái)延展長(zhǎng)度：指每個(gè)調(diào)度崗位(1人)的工作臺(tái)長(zhǎng)度。這項(xiàng)指標(biāo)主要由調(diào)度崗位工作臺(tái)上放置的調(diào)度系統(tǒng)終端數(shù)量決定，與調(diào)度系統(tǒng)集成化程度與配置方案密切相關(guān)，可考慮雙層屏布置方式。

5) 大屏幕、調(diào)度臺(tái)間距控制指標(biāo)：包括大屏幕與第一排調(diào)度臺(tái)之間的距離、兩排調(diào)度臺(tái)之間的距離等。在一般情況下，大屏幕與第一排調(diào)度臺(tái)之間的距離按不小于3 m考慮，兩排調(diào)度臺(tái)之間的距離按1～1.2 m考慮[3-6]。

4 結(jié)語

總結(jié)國內(nèi)軌道交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出控制中心規(guī)劃與設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性指標(biāo)，供軌道交通控制中心規(guī)劃、工藝設(shè)計(jì)、建設(shè)的同行參考。各城市在控制中心規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)時(shí)，還會(huì)考慮本地以往的調(diào)度和運(yùn)維習(xí)慣、新技術(shù)應(yīng)用(如云計(jì)算對(duì)系統(tǒng)的整合等)等，這對(duì)控制中心方案均有影響，所以可結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r適當(dāng)調(diào)整。隨著今后監(jiān)控調(diào)度、管理功能需求的不斷增加，有條件時(shí)對(duì)控制中心設(shè)備機(jī)房做一定的預(yù)留，或?qū)Σ糠止芾碛梅吭诮Y(jié)構(gòu)、消防方面按設(shè)備機(jī)房做條件預(yù)留，以便于將來升級(jí)改造、功能擴(kuò)容調(diào)整使用。同時(shí)，按照資源共享、智能化水平、人員的調(diào)度組織能力等，方案也會(huì)發(fā)生變化，總體上建議規(guī)劃階段可適當(dāng)按高指標(biāo)執(zhí)行，設(shè)計(jì)階段結(jié)合具體方案再優(yōu)化完善。