地鐵線網(wǎng)指揮中心信號系統(tǒng)接入方案探討

魯 軍 石彩霞

（1.卡斯柯信號有限公司，四川成都 610000；2.成都鐵路通信設(shè)備有限責(zé)任公司，四川成都 610000）

隨著國內(nèi)各大、中型城市人口穩(wěn)步增長，道路資源日益緊張，交通擁堵、市民出行幸福指數(shù)低成為城市建設(shè)的一大難題。為了緩解地面交通壓力，提高市民出行效率，我國正大力發(fā)展城市軌道交通事業(yè)，大部分城市的地鐵運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)已逐步成型，但線路控制中心分散，無法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、多點(diǎn)無法聯(lián)動成為線網(wǎng)運(yùn)營的主要問題。為了加強(qiáng)線網(wǎng)運(yùn)營模式下的日常運(yùn)營管理，在突發(fā)緊急狀況下開展有效的指揮救援和資源調(diào)配，應(yīng)采用更高級別的控制中心即地鐵線網(wǎng)指揮中心（COCC）。本文重點(diǎn)探討COCC信號系統(tǒng)接入的相關(guān)內(nèi)容。

1 需求分析

信號系統(tǒng)作為接入COCC的系統(tǒng)之一，通過采集地鐵線路上傳的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、列車運(yùn)行信息數(shù)據(jù)、運(yùn)行圖數(shù)據(jù)、實時報警及統(tǒng)計信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對線網(wǎng)行車數(shù)據(jù)的實時收集。通過大屏將各線路的列車運(yùn)營情況以統(tǒng)一的風(fēng)格進(jìn)行展示，同時可根據(jù)用戶需要，展示一條或多條地鐵線路，便于調(diào)度運(yùn)營協(xié)調(diào)、決策和應(yīng)急指揮。COCC可對線路上傳的行車數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析、評價決策、展示。

2 構(gòu)建原則

COCC系統(tǒng)采用以行車調(diào)度指揮為核心的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成構(gòu)建的形式，將信號ATS、綜合監(jiān)控、通信系統(tǒng)、指標(biāo)等各專業(yè)模塊納入統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)信息平臺中，實現(xiàn)COCC對各專業(yè)的統(tǒng)一監(jiān)督與管理。

（1）統(tǒng)一的軟件平臺。

利用統(tǒng)一的軟件平臺，可兼容綜合監(jiān)控、通信等系統(tǒng)應(yīng)用，并以統(tǒng)一的界面風(fēng)格呈現(xiàn)。

（2）統(tǒng)一的接口規(guī)格。

制定統(tǒng)一的接口規(guī)格，對既有及新接入線路的接口進(jìn)行規(guī)范，實現(xiàn)各線路數(shù)據(jù)及接口的統(tǒng)一。

（3）統(tǒng)一的IP規(guī)劃。

制定線網(wǎng)IP地址范圍，對既有及新接入線路的接口設(shè)備IP進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃管理，在線路控制中心（OCC）設(shè)置線網(wǎng)專用接入設(shè)備室用于COCC接入，搭建專用、統(tǒng)一的骨干網(wǎng)傳輸通道。

（4）統(tǒng)一的復(fù)示系統(tǒng)。

COCC對各線路OCC顯示界面圖像進(jìn)行采集，在COCC與線路接口故障情況下，為用戶提供另一種備用顯示方案，確保COCC對線網(wǎng)的持續(xù)監(jiān)督與管理，為新線的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作提供可靠的參考依據(jù)。

（5）統(tǒng)一的接入風(fēng)格。

應(yīng)保證COCC的整體性，縮小各線路承包商間的界面顯示風(fēng)格差異，提高系統(tǒng)的整體觀感及用戶操作體驗，對各線路的界面顯示風(fēng)格進(jìn)行重新設(shè)計，轉(zhuǎn)化為COCC特有的顯示風(fēng)格。COCC接口界面如圖1所示。

圖1 COCC接口界面

3 線路接入

COCC是OCC的上級單位，是線網(wǎng)列車運(yùn)行、客流變化、電力供應(yīng)、車站設(shè)備運(yùn)行、防災(zāi)報警、環(huán)境監(jiān)控、票務(wù)管理及乘客服務(wù)等地鐵運(yùn)營全程進(jìn)行調(diào)度指揮和監(jiān)控的“中樞”。COCC新線接入工作需要在新建地鐵線路開通前完成，線路接入前COCC系統(tǒng)的投用情況、開通運(yùn)營線路的COCC接入情況是確定接入方案的重要前提，不同前提條件對應(yīng)接入方案也存在差異。

3.1 COCC投用前接入

COCC是地鐵線路遞增后的產(chǎn)物，修建時線網(wǎng)已初具規(guī)模，該階段接口規(guī)格未形成，界面顯示風(fēng)格未確定，OCC與COCC之間的網(wǎng)絡(luò)通道未打通，線路與線網(wǎng)的分工界面未確定，既有線路已投入運(yùn)營，接入風(fēng)險大，須運(yùn)營結(jié)束后再接入施工。該階段屬于COCC初步建設(shè)期，COCC側(cè)的設(shè)備安裝及線纜敷設(shè)作業(yè)時間可控性強(qiáng)，大部分測試可以在白天進(jìn)行，實施難點(diǎn)主要為線路側(cè)接入施工，為確保接入方案的有效落實，需要對各個工作層面進(jìn)行合理安排。

（1）設(shè)計工作層面。

①收集并整理各線路的差異及用戶的需求，制定線路與線網(wǎng)的接口規(guī)格書，由于是初次接入，各線路信號系統(tǒng)供應(yīng)商間的系統(tǒng)架構(gòu)存在差異，提供的設(shè)備點(diǎn)位表范圍以及數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不同。為確保順利接入、滿足統(tǒng)一的展示風(fēng)格、降低接口管理成本，應(yīng)完善接口規(guī)格書對傳輸協(xié)議以及點(diǎn)位要求的內(nèi)容，與線路系統(tǒng)供應(yīng)商協(xié)同用戶開展接口規(guī)格書的編制工作，保留用戶重點(diǎn)關(guān)注的點(diǎn)位信息，其余點(diǎn)位信息根據(jù)線路的差異予以裁剪，形成統(tǒng)一的接口規(guī)格。

設(shè)備采購及分工界面如表1所示。

表1 接口分工界面

②與用戶確定COCC的顯示風(fēng)格及大屏顯示布局，由于線路供應(yīng)商不同，OCC大屏的分辨率以及顯示風(fēng)格與COCC存在差異。接入前應(yīng)與用戶確定大屏顯示風(fēng)格及布局，優(yōu)先選擇用戶面廣、界面顯示風(fēng)格易接受的風(fēng)格布局，操作方式符合用戶使用習(xí)慣的既有線路為基準(zhǔn)，對接入線路進(jìn)行差異化分析。最終與用戶確定顯示內(nèi)容及顯示方式，形成統(tǒng)一的接口規(guī)格。

③與線路進(jìn)行接口協(xié)議測試以及點(diǎn)對點(diǎn)測試，為確保線路與線網(wǎng)穩(wěn)定連接以及顯示的正確性，需要進(jìn)行接口協(xié)議及點(diǎn)對點(diǎn)測試。

（2）現(xiàn)場實施層面。

①配合線路接入線網(wǎng)，該項工作需在運(yùn)營結(jié)束后開展，接口協(xié)議測試的質(zhì)量將直接決定接入效率。

②接入后與線路進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，由于線路信號系統(tǒng)作為保證地鐵行車安全的核心系統(tǒng)，因此線路在運(yùn)營期間無法配合線網(wǎng)進(jìn)行測試驗證?，F(xiàn)場利用COCC未投用期間的優(yōu)勢，合理安排測試順序，白天進(jìn)行新路正常運(yùn)營工況下的測試驗證，夜晚線路結(jié)束運(yùn)營后再進(jìn)行剩余測試項的驗證。設(shè)計層面的點(diǎn)對點(diǎn)測試（尤其是非運(yùn)營工況下的測試項）對聯(lián)調(diào)聯(lián)試的工作開展效率具有關(guān)鍵作用。

3.2 COCC投用后接入

COCC投用后，設(shè)計層面原則上可以沿用既有的接口協(xié)議和界面顯示風(fēng)格，若線路所在OCC骨干網(wǎng)已接入COCC，則無須再構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)通道。該階段COCC側(cè)的接入工作與投用前不同，設(shè)備安裝及線纜敷設(shè)應(yīng)與線路同步，運(yùn)營結(jié)束后進(jìn)行施工，實施難點(diǎn)主要為線路與線網(wǎng)的接入施工，為確保接入方案的有效落實，需要對工作層面進(jìn)行合理安排。

（1）設(shè)計工作層面。

①收集并整理新接入線路的用戶需求，結(jié)合線網(wǎng)的接口規(guī)格書進(jìn)行差異化分析，針對存在差異的部分從系統(tǒng)層面分析對原有系統(tǒng)架構(gòu)的影響，原則上新線路接入COCC的接口協(xié)議沿用COCC既有的通用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，便于后期維護(hù)。

②與初次接入不同，線路接入COCC的顯示風(fēng)格無須再另行確定。

③與線路進(jìn)行接口協(xié)議測試以及點(diǎn)對點(diǎn)測試，確保線路與線網(wǎng)的鏈接穩(wěn)定性以及顯示的正確性。

（2）現(xiàn)場實施層面。

①配合線路接入線網(wǎng)，與COCC投用前不同，線路接入工作由白天調(diào)整到運(yùn)營結(jié)束后進(jìn)行，前期的協(xié)議測試及點(diǎn)對點(diǎn)測試將直接決定接入效率。

②接入后與線路進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，與COCC投用前不同，聯(lián)調(diào)的策略有所變化。

（3）線路接入設(shè)備室具備測試條件。

線路接入COCC后，其通信前置機(jī)能夠提供額外一條測試用鏈路，利用筆記本電腦在接入設(shè)備室搭建一套線網(wǎng)環(huán)境，全程測試在設(shè)備室進(jìn)行。

優(yōu)點(diǎn)：

①可在線路復(fù)示系統(tǒng)具備條件前進(jìn)行顯示核對工作，便于接口雙方的對接效率；

②發(fā)現(xiàn)問題可隨時更換數(shù)據(jù)，不影響既有系統(tǒng)的使用；

③大部分測試項可以在白天進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)問題可以及時與技術(shù)人員溝通，修改數(shù)據(jù)后可立即現(xiàn)場測試驗證，大部分問題可以在發(fā)現(xiàn)問題的當(dāng)天解決，提高了測試效率。

缺點(diǎn)：

①對線路承包商的設(shè)備配置要求比較高，需要額外配置網(wǎng)卡，線路接口服務(wù)器所安裝的接口軟件應(yīng)支持額外的鏈路數(shù)據(jù)透傳；

②對線路承包商設(shè)備機(jī)房的電源需求較高，需要有足夠的電源容量為測試設(shè)備供電；

③大屏顯示不能同步測試，在設(shè)計層面時需注意大屏的碼位配置應(yīng)與工作站一致。

具備測試條件下的問題處理流程如圖2所示。

圖2 具備測試條件下的問題處理流程

（4）線路機(jī)房不具備測試條件。

線路接入COCC后，利用既有COCC設(shè)備進(jìn)行測試，全程測試在COCC調(diào)度大廳進(jìn)行。

優(yōu)點(diǎn)：

①對測試設(shè)備的要求較低，只要線路正常接入COCC，可利用既有設(shè)備進(jìn)行測試；

②測試過程可以與用戶一同見證，減少后期返工工作量；

③大屏與工作站可一同測試。

缺點(diǎn)：

①對既有設(shè)備（工作站、大屏）使用存在一定影響，測試前需要提前得到用戶許可；

②COCC與線路OCC物理位置不同，測試及點(diǎn)位核對難度增加；

③問題處理流程包括記錄當(dāng)天問題、問題反饋技術(shù)人員、技術(shù)人員分析原因、修改數(shù)據(jù)、現(xiàn)場測試驗證，較為煩瑣，耗時長，效率較低。

不具備測試條件下的問題處理流程如圖3所示。

圖3 不具備測試條件下的問題處理流程

4 運(yùn)營及維護(hù)

COCC投入運(yùn)營前，由于接入設(shè)備室內(nèi)安裝了各專業(yè)的接入設(shè)備，不同專業(yè)設(shè)置獨(dú)立的設(shè)備室的設(shè)計原則已不再適用，同一設(shè)備室內(nèi)各專業(yè)的設(shè)備采用集中安裝配置、統(tǒng)一供電的方式。由于預(yù)算、房間面積、設(shè)計集成等因素，COCC存在多線路共用設(shè)備的情況，因此，維護(hù)分工界面劃分的合理性將影響后續(xù)的維護(hù)工作。

4.1 線網(wǎng)與線路維護(hù)界面劃分

（1）COCC側(cè)設(shè)備原則上由線網(wǎng)統(tǒng)一負(fù)責(zé)維護(hù)，包含COCC設(shè)備及附屬線纜。

（2）線路側(cè)設(shè)備由于控制中心地理位置分散，可以線路為單位，對共用OCC的線路進(jìn)行集中維護(hù)。

（3）后續(xù)新線接入COCC，接口設(shè)備維護(hù)可繼續(xù)沿用該劃分方法。

4.2 線網(wǎng)側(cè)各專業(yè)間設(shè)備維護(hù)

（1）針對有獨(dú)立設(shè)備的專業(yè)，可按專業(yè)對設(shè)備維護(hù)責(zé)任進(jìn)行劃分。

（2）針對多專業(yè)共用的設(shè)備，根據(jù)專業(yè)的重要性，將設(shè)備權(quán)限交由某一專業(yè)統(tǒng)一管理維護(hù)，同時其他專業(yè)有使用或日常維護(hù)設(shè)備需求時，需聯(lián)系維護(hù)責(zé)任主體專業(yè)配合進(jìn)行。

5 結(jié)語

綜上所述，地鐵線網(wǎng)指揮中心信號系統(tǒng)的接入，是一項較為復(fù)雜的工程。實施前，針對接口規(guī)格和顯示風(fēng)格的制定、口協(xié)議及點(diǎn)表的測試、接入及聯(lián)調(diào)方案的選擇，需綜合考慮線網(wǎng)及線路信號系統(tǒng)的設(shè)計、測試、運(yùn)營組織和后期的維護(hù)風(fēng)險等因素。本文通過對線網(wǎng)指揮中心COCC的接入過程及系統(tǒng)投用后的工作界面劃分方案實施方式、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比，為后續(xù)COCC新建項目提供參考依據(jù)。