新技術下北京地鐵調度模式發展趨勢

胡清梅，呂 楠，夏朋飛，趙素杰，謝 輝

（1. 北京市地鐵運營有限公司，北京 100044；2. 深頂科技（北京）有限公司，北京 100102；3．北京索斯克科技開發有限公司，北京 100070）

1 調度模式轉變需求

調度指揮中心是北京地鐵集團運營生產的控制指揮中心。主要負責行車、供電、防災及環境監控系統運行的調度工作和路網客流調度等運營指揮工作，同時負責集團施工管理、突發事件應急搶險指揮任務和防汛、防凍等季節性工作，為地鐵安全運營提供可靠保障。

調度指揮體系包括生產調度（應急調度）、客流調度、行車調度、電力及防災環控調度（簡稱設備調度）四大調度專業，共同承擔運營指揮、應急指揮和施工管理三大職能。調度指揮體系構成如圖1所示。

圖1 調度指揮體系構成Fig.1 Composition of dispatching command system

運營指揮堅持“以客流為中心”、“行車組織為客運組織服務”的調度指揮理念，在客流調度專業的統一協調指揮下，行車調度和設備調度專業共同配合做好列車和設備運行指揮工作，為乘客提供高效便捷的運輸服務。客流調度專業主要負責網絡化客流調度指揮工作；行車調度專業負責列車運行調度指揮工作；設備調度專業負責供電系統運行、防災及環境控制系統運行的調度指揮工作。

應急指揮堅持“第一時間開通運營”的指揮理念，由生產調度專業統一指揮，組織運營分公司生產調度、設備分公司生產調度開展應急搶險搶修工作，以及惡劣天氣應對工作。客流調度、行車調度和設備調度專業負責突發事件情況下的客流調度、行車組織和設備運行調度工作。

施工管理堅持“安全第一”的原則，由生產調度專業統籌安排和審批各單位施工、計表維修計劃，行車調度和設備調度專業負責組織指揮實施工作。

地鐵進入網絡化運營的過程中，隨著線網規模的提升，線路運營逐步呈現出與單線運營的不同特征。

1）線路間關聯性增強導致應急事件影響面更廣；

2）受換乘節點增多以及客流交換量增加導致的客流變化在時間、空間上的分析和發展規律愈加復雜；

3）作為城市核心交通承載手段，能否保證地鐵的正常運行以及應急響應，對城市安全的影響更加深遠；

4）多運營主體單位承運，增加了運營管理的協調難度。

2 調度發展目標展望

2.1 解決網絡化調度指揮的難點

從需求角度出發，網絡化條件下涉及的車站、系統眾多，情況往往較為復雜，要求在短時間內能夠對關聯因素進行全局分析和判斷，復雜度遠超單線路的調度指揮。

網絡化調度指揮難點還在于多個維度的協同調度指揮，線路間的協同指揮主要涉及行車運能的匹配，當某線路運能出現較大變化時，對于相鄰線路甚至區域間的客流變化均有關聯，因此需要進行多線路的限流配合等指揮協作。在日常指揮過程中，網絡化調度指揮應考慮多線路指揮命令的統籌發布，如根據首末車可達性影響計算合理的關站時間等。應急指揮過程中，涉及到更大范圍內的聯動及影響。如換乘站發生火災，需要疏散乘客時，則需要換乘兩線同時對行車、電力、防災等專業聯合指揮。同時一定情況下還需要對乘客進行全網范圍內的告知，提醒乘客該站封站，以及對外的相關聯絡。

從系統角度出發，目前由于不同線路往往采用不同的系統或設計，在操作、功能甚至設計上均存在不同差異，因此目前的網絡化系統很容易造成只監視不控制的“虛職”，無法具體執行命令的情況。

因此目前指揮調度模式以及傳統系統，網絡化運營指揮的實際需求難以完成，因此有必要重構網絡化運營指揮調度模式，同時借助最新的技術手段，如數據分析等加以輔助完成。

2.2 加強地鐵與城市運營的聯系

城市的發展情況與軌道交通的運營環境密切相關，商業居住環境的發展直接影響軌道交通的通勤客流，各類重大活動影響突發客流的集散，因此關注城市的發展及動向，可以幫助軌道交通更好的掌握客流特點和趨勢分析。對于優化軌道交通運營策略有十分重要的意義。

智慧化的城市發展已成必然趨勢，因此軌道交通作為城市服務的重要核心也應能充分與智慧城市的發展銜接。在客流數據銜接、外部聯動、突發事件處置等內容上應實現高度的同步。

因此軌道交通指揮調度的著眼點應不僅在軌道交通自身運營，同時也應與城市的運轉保持密切的聯系。這對軌道交通運營指揮的核心關切點有重要意義。

3 調度指揮管理模式構想

3.1 按線路綜合調度模式

由于全國軌道交通線路建設采用一線一建設的模式，調度模式也是按線路進行綜合調度方式，設置行車調度、供電調度、環境（防災）調度、設備調度等，每條線路一個獨立調度區域，在區域內可完成本線路各系統的運營調度指揮。在出現故障時分工協同來完成處理。全國大部分城市軌道交通都采用此方案。

3.2 按專業多線路調度模式

根據運營管理多年的經驗，將調度劃分為行車調度區、供電調度區、環控（防災）調度區等不同的功能區域。受建設時調度管理系統集成軟件的影響，探索出以下4種按專業多線整合調度模式。

3.2.1 采用物理集中的調度模式

由于北京地鐵是由建設管理公司按線網規劃和建設時序一條一條的建設，每條線的系統都采用不同的軟件與設備廠家，運營公司在運營時就會出現多系統多設備廠家很難融合的情況。

此方案對各線路的調度指揮系統進行物理整合，只是將各線路的調度指揮系統的終端設置在同一個調度區，調度指揮系統設備也是按物理方式進行物理整合，實現對所管轄的各線路進行運營管理控制，對現有的各系統影響較小，投資較小。

深圳線網中心一期工程采用此方案。

3.2.2 采用相同軟件集成商調度模式

由于建設線路的年限不同，會出現不同的線路采用相同集成商的調度指揮系統來承建的線路，為了對運營影響最小且投資合理，可按相同集成商來整合建設。

對各線路的相同功能進行整合，按相同軟件集成商來設置系統，實現對所管轄的各線路進行運營管理控制，對現有的各系統有較大影響，投資較大。此方案最大的風驗是由于建設時序不同，有些軟件存在不兼容性，可以采用設置軟件測試平臺，在軟件測試平臺將不同版本的軟件進行兼容性測試及相關的兼容性改造后才能在上線使用，在工程實施過程中不同線路的軟件調試工作相當大，不利于線路的運營指揮，工期相當長。

3.2.3 采用重新建軟件平臺調度模式

雖然建設的線路年限不同，采用的集成商不同、采用的軟件版本不同，但是每一條線路都是根據運營的管理功能需求建設系統，每一條新線都是在前一條線路的基礎上進行優化的方式來建設新的調度指揮系統。本著對運營影響最小，充分利用云技術、大數據技術、自動技術、微服務架構的方式來重新構建軟件平臺系統（如圖2所示），并結合智慧地鐵的相關規劃進行實施。此方案是北京運營公司調度指揮管理系統人機界面已有標準化文件、智慧地鐵規劃及落地實施文件、云平臺建設文件的支撐。此方案對現狀運營指揮影響最小，投資適中，但對運營管理模式影響最大，需要重新架構運營管理模式。

圖2 模塊化軟件平臺示意Fig.2 Schematic diagram of modular software platform

3.2.4 按多專業融合調度模式

在新技術快速發展的時代，軌道交通新技術不斷應用落地實施，調度可不再區分專業，每個調度可以負責多功能的調度管理，同時設置保障調度輔助OCC來調度指揮，在出現故障時、停運后保障調度負責乘客服務、設備維護、車輛調度、對外聯絡等工作。此方案是調度按職業調度來工作，運營保障組為其做輔助。

4 調度指揮管理系統的應用方案構想

本方案以北京小營指揮中心二期東廳的建設模式為具體樣例開展方案，研究網絡化條件下的不同布局形式。由于調度布局方案與大廳的布局、現場實際條件等密切相關，且小營東廳目前尚具備一定的方案調整和可實施性，因此通過小營東側調度大廳調度布局方案的探索試點和實踐，更有利于推進小營一期、小營二期西側既有運營區域等既有區域調度優化進程的推進，如圖3所示。

圖3 北京小營指揮中心二期建設情況Fig.3 Phase II construction of Beijing Xiaoying command center

4.1 調度模式方案一（既有模式）：按線路按專業組織調度模式

按線路按專業組織調度模式是國內城市建設的主流應用方案，各條線路調度區域獨立劃分，最大的特點是建設界面清晰，線路間相互影響小。

各線路分線設置調度區域，調度區域內由2～4名行車調度、2名電力環控調度構成，線路間設調度長，調度長負責管理大廳內的總體線路協作。大屏幕顯示以行車與CCTV為主。

如圖4所示，根據小營二期東側廳建設情況，目前在東側大廳南側部分啟動OCC預留區域建設工作。涉及線路包括19號線、燕房線、11號線等開通時間臨近的新線。其中燕房線及19號線由北京軌道運營公司負責運營。11號線由北京地鐵運營公司負責運營，同時預留3、12、28號線的拓展空間，按照一線一建的方案建設。

圖4 按線路劃分模式（既有建設方案）Fig.4 Dispatching mode based on rail line (existing construction scheme)

按線路劃分的調度模式變革需求來自以下3方面。

1）調度資源優化整合需求。該方案由于采用分線分專業調度，調度功能的復用度較低。除行車外，電力、環控日常線路間指令相似度較高，但仍需設置單獨的崗位支持。形成調度崗位不同線路間工作負荷強度不一致，線路人力資源投入不均衡的問題。

2）網絡化運營的聯控聯動需求。為提升網絡化運營指揮調度能力建設，線路間聯動聯控需求已經逐步顯現。線路獨立的方式，對于開展換乘線路間、線路整體策略響應，存在一定的局限。

3）受建設條件所限，空間不足的問題。由于目前小營指揮中心建設空間受限，指揮中心預留的空間已無法滿足新建線路的空間需求，亟待優化空間需求的調度模式完成資源整合。

4.2 調度模式方案二：按職能調度組織模式（根據當前區域劃分）

1）調度模式

為適應網絡化的運營指揮需求，提出按職能調度的跨線綜合運營管理模式。該模式的核心特點是將電力、環調等系統調度的日常指令相似度較高的調度職能進行多線合并。如圖5所示。

圖5 按職能調度組織模式（根據當前區域劃分）Fig.5 Organization of dispatching mode based on functions (divided according to current areas)

通過系統方案的支持，多線管理界面采用融合的終端，以及相同的系統交互與操作風格。同時強化跨線路間的系統指令聯合下發能力，通過采用更大程度的指令程控化系統操作功能，在日常控制時，保證指令可執行性的同時，不增加額外的工作。

對于行車職能仍保留按線路管理的模式，即每條線路設置專職行車調度。同時，考慮推進四網融合以及跨線互聯互通的發展需求，為實現未來跨線路、跨制式的運營調度模式換乘，目前有必要進行適當的基礎構建搭建，主要目標是完成調度平臺系統的互聯互通支撐，使系統具備跨線行車組織的能力和基礎。因此基于系統方案建設，信號系統雖然不進行職能調整，但操作界面推薦采用各線路界面風格統一的操作模式，將操作習慣進行統一，為互聯互通標準打下良好基礎。

2）大屏顯示方案

調度區域劃分為行車調度、綜合調度區域，大屏顯示內容與區域調度內容一致。行車顯示內容根據需要可對畫面進行縮放，對于需要觀察的線路可以進行放大，對于正常運行線路以縮略模式進行顯示。行車區域顯示方案示意如圖6所示。

圖6 行車區域顯示方案示意Fig.6 Schematic diagram of display scheme for driving area

縮略線路采用1×3顯示方式，放大顯示線路采用2×6或2×7顯示方式。設置2～3處放大顯示線路區域，以應對多條線路同時需要調度討論的情況。

3）調度席位設置

北京地鐵網絡化行車調度區：配置線路綜合行車調度，每條線路根據線路情況設置行車調度員1～3名（24 h排崗），行車總調度長1名（兼做網絡指揮總調度長）及調度長助理1名（24 h排崗）。

北京地鐵網絡化綜合業務區：配置日常綜合調度員，負責網絡化范圍內的各線路的電力、環控的日常程控操作，綜合調度員3～4名（地鐵運營時段在崗）；同時配置專業綜合調度員，負責網絡化范圍內的各線路的電力、環控的應急事件處理、夜間檢修操作，網絡綜合調度員3～4名負責網絡化范圍內的各線路的電力、環控的日常程控操作（24 h排崗）；設置綜合調度長正副各1名（24 h排崗）；

4.3 調度模式方案三：按職能調度組織模式（區域優化后）

方案三是在方案二基礎上，針對北側不同運營公司的調度區域布局進行調整，將南側整體劃歸為北京地鐵網絡運營綜合調度區域，19號線及燕房線調整至北側區域。方案其他內容保持不變。

核心調整目的是能夠在方案二基礎上，給各運營主體單位保證一個相對獨立的運營區域，為日后的調度模式的進一步調整留下足夠的空間。

調度區域的方式示意如圖7所示。

圖7 按職能調度組織模式（優化調度區域后）Fig.7 Organization of dispatching mode based on functions (after optimizing the dispatching areas)

4.4 調度模式方案分析

網絡化的集中調度指揮是發展需求下的新變革，指揮能力的提升同時依賴于系統支撐與調度組織模式，兩者缺一都將會使變革作用大打折扣。考慮到目前北京地鐵運營線路中，新老并存、系統制式差異的實際情況，因此選用逐步過渡的方案二或方案三更具有現實意義。二者的區別在針對不同運營主體的進一步優化。可根據實際管理需要進行選擇。

調度職能合并后將會有較高的綜合信息獲取能力和線路間的聯動能力，同時通過系統的底層建設，對于引入更多的智慧跨線業務、多線路聯合控制業務形成有力的支撐。

應當關注的是，考慮系統方案對調度管理模式的相互影響。若系統方案調整短期內無法開展，初期可先行對調度區域進行調整。保持各個系統在終端層面相對集中。后期可待系統改造后進一步完成信息交互的優化。

5 結語

調度指揮是軌道交通運營生產的核心，以調度為出發點，面向網絡化的調度指揮、面向網絡化的設備管控、面向網絡化的乘客服務為基準，分析功能需求，才能做到調度指揮手段先進智能、設備管控高效快速、乘客服務一對一化。打破傳統一線一調度的方式，構架網絡化的調度系統，為調度指揮管理的高效化及運營維護的專業化打下基礎。