宁波轨道交通线网指挥中心规划及建设方案研究

(整期优先)网络出版时间:2022-10-19
/ 3

宁波轨道交通线网指挥中心规划及建设方案研究

曾海军

宁波市轨道交通集团有限公司,宁波,315000

摘 要:目前,随着十四五规划实施,国内大量城市已进入网络化运营阶段,网络化运营带来了新的需求变化,部分城市设置了线网指挥系统,并成立了相应部门。本文基于宁波轨道交通现状和发展趋势分析,通过对线网指挥中心的建设必要性、功能、定位研究,在总结对比国内北京、深圳和苏州等地铁线网指挥中心建设的经验,提出宁波轨道交通线网指挥中心建设方案。

关键词:轨道交通;调度指挥;网络化运营;线网指挥中心;


1 引言

宁波轨道交通正处于线网规模快速增长期,目前,已开通运营5条线,线路里程183公里,换乘站11座,全面步入网络化运营阶段。宁波轨道交通第三期建设规划(2021-2026年)实施完成后将形成8条线,总里程约280公里的线网规模,见图1。随着线网规模扩大,网络化运营带来的特点逐渐显现,主要表现为客流量与日俱增、换乘站比重增多、换乘形式多样、多线路换乘的车站增多、设备监控信息繁多、维护维保工作加大、多线路应急处置联动日渐复杂。与其他公共交通例如公交车、出租车、长途客运等的接驳要求和协调指挥要求也越来越高。并随着信息技术、多支付方式和不同乘客个性化出行需求,线网运营、调度、维保和应急系统指挥压力与日俱增,对运营监管协调的需求也更加紧迫,现有运营模式与线网运营模式的矛盾越来越突出。分析国内部分城市运营管理经验发现,设立线网指挥中心能帮助运营企业有效解决网络化运营阶段带来的突出问题。

宁波地铁第三轮规划

图1 宁波市城市轨道交通第三期建设规划(2021-2026 年)

2 宁波轨道交通调度指挥现状分析及线网指挥中心建设的必要性

目前,运营分公司负责运输的有:调度中心,主要负责正线和车场的调度指挥、运输计划和施工计划组织落实等;运输管理部(应急办),主要负责行车和施工管理、应急管理、客运服务和票务管理等;安全质量监察部,主要负责生产安全、质量管理、消防管理、安全监察等。

既有东环南控制中心2013年12月建成投用,调度大厅面积1155m²,最多容纳6条线路指挥中心、线网清分中心、编播中心和信息中心。没有足够的空间满足第三期规划的6号线一期、7号线、8号线一期的接入,更无法满足宁波轨道交通远期规划14条线的接入。加上线路平台数据收集能力有限,无法满足线网发展层面对于信息深度挖掘的需求,更无法满足政府主管部门及集团层面对于大规模网络化纵向和横向的管理需求,考虑到运营规模和规划,结合线网规划的不稳定和未来发展的需要,并适当留容量,避免反复选址、重复投资、中心迁移等情况,考虑新建一个控制中心,并同步新建线网指挥系统。

通过设置线网指挥中心,优化组织架构、整合内部职能、理顺管理关系,统一行使对内对外的调度指挥和沟通协调权,实现线网运输组织、调度管理、服务标准、票务政策的统一,有效减少沟通环节。同时,能在最短时间内调动各种资源,有效降低事故/事件影响,实现轨道交通网络应急处置一体化。解决线路管控分散、线网层面缺少统一协调应急指挥的问题,进一步提升指挥调度能力、乘客服务能力、设备管控能力、多轨道融合能力等。

3 国内线网指挥中心设置现状及典型案例分析

目前,国内设置线网运营管理机构承担线网运营管理职责的城市有:北京、上海、广州、深圳、天津、南京、重庆、武汉、苏州、杭州等,正在筹划设置的城市有:长沙、郑州、沈阳等。考虑到北京、深圳、苏州的运营模式、建设规模、管理特点及经验,现选取这三家分析:

3.1 北京地铁线网指挥中心

北京地铁在前期建设1、2、13、八通线时,采用一线一中心,控制中心分别设置在西直门地铁大厦控制中心,西直门城铁大厦控制中心,四惠控制中心等地。随着线路规模增加和线网统一指挥需求,一线一中心的模式难以适应网络化运输协调、突发事件处置等,北京地铁建设了小营指挥中心一期工程和二期工程,总规模能容纳35条线路和应急协调指挥中心(TCC)、数据中心(DCC)和线网编播中心(PCC)、AFC检测中心等路网级系统。小营指挥中心是在政府授权下负责轨道交通路网监管、运营协调、应急处置指挥协调等,并向市政府应急指挥中心、政府相关部门报送突发事件工作信息。如图2

图2  北京地铁指挥中心组织架构(部分)

3.2 深圳地铁线网指挥中心

深圳地铁集团有限公司下设深铁运营、建设、深铁投、地铁指挥中心等子公司和职能部门,港铁(深圳)参与深圳市轨道交通运营管理。深铁运营采取扁平化管理,下设线网管控中心、调度中心、票务中心等。深圳地铁线网指挥中心由深圳市交通委牵头,深铁运营和港铁(深圳)联合派人组建TCC。深地运营线网管控中心、调度中心以及港铁轨道交通(深圳)有限公司均可向TCC汇报应急信息,并由集团地铁指挥中心传达给上级部门。如图3:

深圳地铁集团组织架构

图3 深圳地铁线网组织架构(部分)

3.3 苏州地铁线网指挥中心

苏州地铁集团2019年10月组织架构调整,运营管理中心作为集团层面的运营管理机构,主要负责统筹线网运输组织、施工协调、线网应急指挥等;运营一分、二分公司负责具体线路的运营工作落实,其中一分公司负责1-4号线的运营,二分公司负责5-8号线的运营,每个分公司作为一个小的运营主体,设置调度、客运、维保等部门负责所辖线路的运营工作。如图4

图4 苏州地铁线网组织架构(部分)

3.4 线网指挥中心优缺点

表1 北京地铁、深圳地铁、苏州地铁线网指挥中心优缺点分析

城市

规模

优点

缺点

北京地铁

35条线

采取不同运营主体,形成良性竞争,提高效率,节约资源;采取规划先行、标准先行、接口先行,统一规划、提前布局;深度收集运营数据、维保数据等,为深层次挖掘和分析数据,反哺运营指挥起到助力作用;在政府层面设置线网指挥中心,管理协调不同的运营主体,级别较高,上传下达较通畅。

因建设较早,规模不足,接入扩容难度大;缺乏设备状态感知和故障预警,服务设施智慧化程度不高,行车与客流匹配数据分析支撑不足;前期技术标准不统一,存在信息孤岛危害、基础设施分散、资源浪费;多家建设、运营主体,产业链整合和协同创新动力不足。

深圳地铁

25条线

首期工程优先搭建了数据库框架和新建线路接入线网标准,NCC在TCC经验基础上,“先建标准再推进建设,先搭框架再填需求,边建设边补充需求”思路的可操作性高;采用主中心与灾备中心的方式;国内首先实现分专业按区域调度模式;

远期规划33条线,目前NOCC的建设规模无法满足远期需求;NCC线网功能由深地铁集团负责管理、建设与维保,深铁运营、港铁(深圳)两家主体共同使用运营,存在多家建设、运营主体,产业链整合和协同创新动力不足等问题。

苏州地铁

近期规划10条线,预留30条线路接口。

集团层面设运营管理中心,有利于集团内部管控;运营分公司都有一整套包含运输、维保、车辆等专业人员,经营自主性较大,职责划分明确,形成良性竞争。

按线划分运营分公司,线网层面沟通、协调难度大;级别不高,与外部等应急联动响应慢;采用不同线路管辖运营方式,易导致机构臃肿、人员冗余等问题。

4 宁波轨道交通线网(应急)指挥中心(NOCC建设方案分析

根据北京、深圳、苏州线网指挥中心的优秀经验做法和技术趋势,结合宁波轨道交通既有控制中心的现状、发展规模、投资主体、新技术等,宁波线网指挥中心建设方案分析如下:

4.1宁波轨道交通线网指挥中心的定位设置

4.1.1 政府职能,企业管理

承担政府职能,采用企业管理,接受市级交通行业主管部门和轨道交通集团的双重领导。目前北京、深圳等采用该模式。

4.1.2 企业职能,内部管理

作为集团层面线网运营管理机构,设在集团内部,代表集团公司履行运营管理和对外沟通职能。目前上海、广州、南京等采用该模式。

线网(应急)指挥中心是轨道交通线网运营的中央大脑,具有综合监视、多线运营协调、线网生产管理、线网应急指挥、线网服务和票务管理等主要职能,并代表轨道交通企业与外部单位联络,实现信息报送、资源共享。分建设和运营主体的适合政府层面设置线网指挥中心。而宁波轨道交通目前是单一的建设和经营主体,因此建议在集团层面设置线网指挥中心,代表集团对内履行运营指挥,对外落实沟通协调的职责。

4.2宁波轨道交通线网指挥中心模式选择

4.2.1 集中模式

所有线路的控制中心及线网指挥中心设置在一个调度大厅,部分已开通线路在达到设备使用寿命后逐步搬迁。目前采用此模式的有上海、北京、天津等地铁。该模式是今后的发展趋势。

4.2.2 “1+N”模式

“1+N”模式即1个线网控制中心加N个区域控制中心(N≥2),单个区域控制中心承载1-4条线路运营,部分开通较早的城市采用该模式。目前采用此模式的有广州、深圳、南京、成都等地铁。该模式代表了城市轨道交通线网控制中心的发展历程。

目前,宁波现在已经建成一个东环南路区域控制中心,只能容纳6条线路,但后续规划线路无法满足或未接入接口。因此宁波轨道交通需采用“1+N”模式。

4.3 宁波轨道交通线网指挥中心建设方案的比较

参考成熟地铁线网运管模式,结合宁波轨道交通现状及特点,建议通过资源整合、优化职能的方式,在集团公司层面设立线网指挥中心,承担集团层面运营管理职责。运营分公司同步推动内部组织架构优化,适应网络化运营新要求。关于NOCC和控制中心的设置,有以下三个建议方案:

表2 宁波轨道交通线网指挥中心建设方案优缺点分析

方案

优点

缺点

方案一:新建控制中心和NOCC,满足第三期规划及远期线路设备、办公用房等需求。对现有控制中心大厅及设备适当改造,作为1-5号线的控制中心和备用NOCC,远期形成1+1整体架构。

新建NOCC能运用先进的智慧城轨云平台,统一规划。现有控制中心通过改造,可容纳5条线和备用NOCC的调度指挥,现有线路无须搬迁,节约成本。

缺点是第三期线路的控制中心和现有线路控制中心分开设置,应急反应及管理协调不便。

方案二:新建较大规模控制中心,包含NOCC,现有控制中心整体搬迁至新控制中心,充分考虑后续规划线路的控制大厅及设备、办公用房等。对现有控制中心大厅及设备房改造,作为NOCC和部分线路灾备控制中心。

可实现整个线网调度统一规划,集中管理,协调难度小,应急响应快。新建NOCC能运用先进的智慧城轨云平台,降低后续线路接入成本。

缺点是需新建较大规模控制中心,初期投入成本高,搬迁难度大,既有设备和办公用房闲置。

方案三:新建控制中心,包含NOCC,满足第三期规划规模,现有控制中心不搬迁。第三期规划新建控制中心,包含NOCC,暂时形成1+2整体框架。

新建控制中心仅考虑第三期规划6、7、8三条线的控制中心规模,预留NOCC的办公及设备用房,节约成本。

缺点是远期线路控制中心和既有线路控制中心分开设置,应急反应及管理协调不便。

综合优缺点及宁波轨道交通现实情况,建议选择方案一作为NOCC和后续线路控制中心的建设方案,线网指挥平台可采用同城异地双中心灾备架构方案,解决控制中心异地部署带来的管理不便问题。

4.4 宁波轨道交通线网指挥中心系统构建设想

考虑异地调度指挥的需要,宁波轨道交通新建线网指挥中心可采用“8个中心,一个平台,N个业务模块”的系统模式。通过一个云平台实现运营指挥、资源协调、应急指挥、数据存储、数据分析、数据挖掘、运营评估等功能,同时预留可拓展的应用接口。

数据接入按照“新线新办法、老线老办法”的方式,逐步统一接入数据标准,通过云到云、本地到云的同城异地双中心灾备模式,指挥系统和云数据部署在不同的地方,数据源源不断地从源端同步至备端,一旦源端故障,可快速在备端启动指挥系统,灵活且可靠性更高。统一规划并管理,既方便后期运维,又提高了项目的可复制性。一次性投入资金少,不需要采购大量的服务器和存储设备,搭建效率高,可扩展性强,能实现数据的长期赋能。

图5 宁波轨道交通线网指挥中心系统架构

4.5宁波轨道交通线网指挥中心的运营需求

在顶层设计方面,宁波轨道交通以业务需求、场景应用为主,按照“统筹谋划、统一标准、分期实施、适度超前、重点突破”的原则,加强轨道交通技术创新引领。

4.3.1 坚持建设、运营主体一体化。未来坚持建设、运营主体一家,在建设阶段,运营部门从运营便利及经验的角度出发,参与设计建设,并基于后续技术进步按年度进行调整更新。

4.3.2 坚持信息化、平台化和智慧化。随着大数据、5G应用、物联网和智能智慧化发展需求,充分考虑“大、云、物、移、智”等信息技术应用,兼顾近期建设线路的可实施性,应规划可扩展的智慧化体系架构,灵活支撑业务和管理发展。

4.3.3 统一接口标准、集中数据存取。融合新技术,统一数据接入接口,尽可能采集客流、视频监控、设备状态等数据,形成自制云仓库,为将来数据挖掘和智能决策创造条件,实现新老线路融合,达到信息互联、资源共享。

4.3.4智能输出调度策略和维保方案。针对不同情况提前预设应急方案,智能给予线网指挥者操作指引,调用各种信息资源和工具,达到多系统、多设备联动。并全面采集设备故障与异常信息等,对设备进行实时监控和分析,合理地安排维修,评估规划预防性检修,延长系统设备使用寿命。

4.3.5 精准分析能耗,协同资源共享。精准统计分析线路概况、线路能耗、车站能耗、设备状态和环境状态,统计分析不同周期能耗、环比及同比变化、用能趋势等,定制量化、精细化的能源管理方案。

4.3.6 提前集中布局,实现集约用地。线网指挥中心应兼作防灾控制中心,并具备紧急事件指挥功能。考虑土地集约化利用,将线网指挥中心与综合体合建,与大部分的楼宇设备用房则统一设置,并预留一定冗余空间,方便后期改造升级。

4.6 宁波轨道交通线网指挥中心管理模式的建议

近期规划。为适应多条线路同时运营生产管理的需要﹐建议保持职能部门整体结构稳定,对只能部门局部调整,并在各生产中心内部按线路设置车间和专业小组,设立统筹生产运作的部门,为网络化运营成立线网指挥中心打下基础。

远景规划。建议结合宁波轨道交通线路呈现的区域化组团特点,根据线路区域对生产组织架构进行区域化调整,成立两个运营单位,保证每个运营单位管理幅度适中,减小各层级的管理幅度,有效分摊运营生产管理压力,分担运营公司管理协调压力,有利于适度竞争和良性发展。

5 结语

本文在分析宁波轨道交通现状和线网建设必要性的基础上,综合研究北京、深圳、苏州等成熟的地铁运营单位的先进经验,从定位设置和模式选择,再通过方案比选得出宁波轨道交通线网指挥中心建设最优方案,并给出了线网指挥中心方案的系统设想、运营需求和管理建议,未来需要结合宁波轨道交通后续新线开通和线网规模,在实践过程中不断优化和完善。

参考文献

[1]中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要.中国城市轨道交通协会.2020(03)

[2]何霖,方思源.城市轨道交通网络化运营的挑战与对策[J].都市快轨交通,2015,28(2):1-5

[3]佘才高,代继龙,张宁.城市轨道交通线网中心规划研究[J.铁路通信信号工程技术,2014,11(4):53-55

[4]朱沪生.上海轨道交通网络化运营管理思考[J].现代城市轨道交通,2007(4): 1 0 - 1 3.

[5]肖宝弟,刘志明,白雪.城市轨道交通网络运营调度指挥系统建设研究[J].现代城市轨道交通,2015(1): 7-10

[6]梁强升.城市轨道交通线网运营管理指挥中心建设与管理方案研究.都市快轨交通.2020.2(2):127-133

[7]湛维昭,吴殿华.城市轨道交通线网指挥平台系统的设计研究[J].城市轨道交通研究.2017(08)