城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)一致性協(xié)調(diào)方工作模式研究

李劍元、葛蘭新、石竹、梁材國

（深圳交控科技有限公司，廣東 深圳518000）

0 引言

城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)國產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，引領(lǐng)了城市軌道交通列車運行控制技術(shù)的新趨勢，從國內(nèi)首條擁有全自動運行系統(tǒng)自主知識產(chǎn)權(quán)的北京燕房線線路開通以來，全國各大城市大部分新建線路均按照全自動運行系統(tǒng)技術(shù)要求建設(shè)，開辟了城市軌道交通列車運行控制技術(shù)發(fā)展新時代。據(jù)國際公共交通協(xié)會（UITP）發(fā)布的報告，截至2018 年底，世界全自動運行地鐵線路共64 條，分布在全球的42 座城市，總里程為1026km。其中，亞洲占比為50%，歐洲為30%，北美和中東分別為11%和8%。報告預(yù)計到2023年，世界全自動地鐵運營里程將增加2 倍，其中大部分新增線路在中國地區(qū)。

全自動運行系統(tǒng)場景功能設(shè)計是工程設(shè)計的重要部分，其場景的應(yīng)用效果能否得到充分發(fā)揮既依賴系統(tǒng)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性和可靠性，更離不開各專業(yè)功能設(shè)計和運營管理模式的高效協(xié)同。因此，在部分新建的全自動運行系統(tǒng)建立引入一致性協(xié)調(diào)方的角色，協(xié)助建設(shè)方對全自動運行核心設(shè)備進(jìn)行管理。

1 一致性協(xié)調(diào)設(shè)計工作內(nèi)容

一致性協(xié)調(diào)方為全自動項目的場景設(shè)計技術(shù)牽頭方，其主要工作包括以下幾個方面：

一是重點協(xié)助建設(shè)方完成各場景功能設(shè)計的整體技術(shù)協(xié)調(diào)，包括場景功能定義、基本功能流程以及接口實現(xiàn)方案；二是協(xié)調(diào)各專業(yè)完成接口設(shè)計，包括接口功能分配、接口功能實現(xiàn)建議方案以及多專業(yè)聯(lián)動設(shè)計；三是配合現(xiàn)場測試驗證，包括編制場景測試驗證大綱、場景驗證測試策劃方案和場景測試技術(shù)問題協(xié)調(diào)。

本文通過分析全自動運行系統(tǒng)建設(shè)階段場景一致性協(xié)調(diào)設(shè)計模式，結(jié)合實際項目建設(shè)經(jīng)驗，提出一致性協(xié)調(diào)方在全自動運行系統(tǒng)建設(shè)工作模式，如圖1所示。從而提高項目建設(shè)效率，減少場景功能需求與系統(tǒng)不匹配的問題，為后續(xù)全自動運行系統(tǒng)工程項目提供建設(shè)思路及參考。

圖1 全自動運行系統(tǒng)一致性協(xié)調(diào)設(shè)計工作流程

2 全自動運行系統(tǒng)場景功能設(shè)計一致性協(xié)調(diào)工作開展模式

2.1 全自動運行場景運營組織規(guī)則分析

由于各個城市的運營組織規(guī)則不盡相同，對場景功能的需求也存在差異，因此在全自動運行建設(shè)過程中，需要分析用戶的頂層需求，結(jié)合用戶需求及各專業(yè)技術(shù)條件編制適用于該項目的全自動運行場景功能說明書。

2.1.1 場景文件結(jié)構(gòu)分析

目前既有線路的場景設(shè)計說明文件主要分為兩類，一類是偏向功能要求的場景文件，比如北京燕房線；另一類是以運營流程為主線，向各專業(yè)分配功能的場景文件，比如成都9 號線。深圳地鐵14 號線的場景文件是以調(diào)度角色劃分場景結(jié)構(gòu)，分為五大角色篇，共79 個場景內(nèi)容，包含正常、故障及應(yīng)急場景，場景已涵蓋最基本的全自動使用場景，且兼具了功能要求和運營流程兩大類內(nèi)容。

由于該場景文件包含了流程和功能，不利于設(shè)計階段工作開展，因此需重新拆分為功能場景說明書和運營處置流程指引，如圖2 所示。其中功能場景說明書由一致性協(xié)調(diào)方牽頭編制，運營處置流程指引由運營牽頭編制，一致性協(xié)調(diào)方參編。

圖2 場景功能說明書與運營流程關(guān)系示意圖

運營處置流程與功能場景說明書是相輔相成的關(guān)系，功能場景說明書是運營處置流程文件編制的基礎(chǔ)，運營處置流程文件是功能場景說明書的理論檢驗。在項目建設(shè)工程中可以場景功能設(shè)計為主，運營流程為輔。

2.1.2 場景內(nèi)容分析

從文件內(nèi)容要求分析、把握用戶場景使用需求。各用戶根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖褂昧?xí)慣，形成本地特色的功能需求。因此需要對比既有全自動線路和相關(guān)技術(shù)規(guī)范識別此類需求，與用戶溝通確認(rèn)相關(guān)使用場景，輸出全自動運行系統(tǒng)核心專業(yè)（信號、車輛、通信、綜合監(jiān)控、站臺門、場段工藝）場景功能需求清單，以便在后續(xù)場景設(shè)聯(lián)討論中明確相關(guān)功能設(shè)計要求及技術(shù)方案。

2.2 全自動運行系統(tǒng)核心專業(yè)招標(biāo)技術(shù)要求分析

由于全自動運行系統(tǒng)比傳統(tǒng)CBTC 系統(tǒng)增加了眾多系統(tǒng)間接口，其中信號、車輛增加的外部接口最多，而一致性協(xié)調(diào)方的招標(biāo)要求一般會合并在信號系統(tǒng)采購要求內(nèi)，也有個別項目合并在車輛系統(tǒng)采購要求中。因此，在其他專業(yè)招標(biāo)時進(jìn)行如下幾個方面的分析：

第一，該專業(yè)功能是否滿足場景功能需求，尤其對該項目的特色功能需求；

第二，涉及場景功能相關(guān)的設(shè)備裝置選擇是否有利于場景功能實現(xiàn)，如開關(guān)裝置的復(fù)位方式、物理接口等；

第三，系統(tǒng)的接口要求是否滿足聯(lián)動場景需求，尤其排查是否缺少必要的接口要求。

2.3 全自動運行場景功能設(shè)計聯(lián)絡(luò)

場景功能設(shè)計聯(lián)絡(luò)是一致性協(xié)調(diào)方最重要的一個階段，該階段需一致協(xié)調(diào)方組織各方（建設(shè)、運營、監(jiān)理、設(shè)計、獨立第三方及各核心專業(yè)承包商）召開會議討論場景功能的實現(xiàn)方式。場景設(shè)聯(lián)需結(jié)合各核心專業(yè)合招標(biāo)時間編制各個階段的設(shè)聯(lián)議題內(nèi)容。同時，根據(jù)各專業(yè)設(shè)計聯(lián)絡(luò)進(jìn)度及遇到的問題，穿插場景設(shè)計專題會進(jìn)行深入討論，最終確定全自動運行系統(tǒng)場景設(shè)計。

場景設(shè)計聯(lián)絡(luò)召開的范圍和頻次主要根據(jù)項目招標(biāo)場景說明書文件要求及各專業(yè)的招標(biāo)進(jìn)度確定，一般以完成不少于2 個核心專業(yè)招標(biāo)作為一次場景設(shè)聯(lián)規(guī)劃，各階段設(shè)聯(lián)可按照以下步驟開展：

2.3.1 第一次場景設(shè)聯(lián)

全自動運行系統(tǒng)建設(shè)一般會優(yōu)先完成信號、車輛的招標(biāo)，因此第一次全自動運行場景設(shè)計聯(lián)絡(luò)主要確定項目的場景說明書文件結(jié)構(gòu)，討論信號、車輛專業(yè)相關(guān)的場景功能需求，該階段主要以招標(biāo)文件為主線形成場景功能說明書初版文件，確定文件章節(jié)結(jié)構(gòu)、場景的基本流程定義、各專業(yè)主要功能分配以及各專業(yè)終端操作顯示需求。基于場景的第一次設(shè)聯(lián)可為信號、車輛專業(yè)的設(shè)計聯(lián)絡(luò)及信號、車輛接口設(shè)計聯(lián)絡(luò)提供指導(dǎo)文件并識別功能需求。

2.3.2 第二次場景設(shè)聯(lián)

FAO 項目涉及的場景功能主要以信號、車輛為主，在項目場景設(shè)計聯(lián)絡(luò)過程中，一般通過第一次設(shè)聯(lián)識別信號、車輛特殊功能需求，第二次設(shè)聯(lián)將針對第一次設(shè)聯(lián)識別的特殊功能需求，討論系統(tǒng)實現(xiàn)方案，梳理新完成招標(biāo)的專業(yè)場景功能需求。第二次設(shè)聯(lián)將以場景說明文件為基礎(chǔ)，以各類功能專題方案為主線，其中專題方案主要由一致性協(xié)調(diào)方編制，部分特殊方案也可以由承包商提供。

2.3.3 第三次場景設(shè)聯(lián)

第三次場景設(shè)聯(lián)的召開時間一般在信號、車輛、通信、綜合監(jiān)控、站臺門及場段工藝均完成招標(biāo)后，該階段主要目的是組織各專業(yè)確定場景功能需求，實現(xiàn)方案以穩(wěn)定場景功能說明文件的方式呈現(xiàn)。

2.3.4 場景功能實現(xiàn)方案專題會

由于FAO 項目涉及多個專業(yè)，各專業(yè)間的接口眾多且內(nèi)容復(fù)雜，尤其對列車數(shù)據(jù)落地的要求較多，不僅需要實現(xiàn)列車控制數(shù)據(jù)落地，還需實現(xiàn)列車的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、維護數(shù)據(jù)上傳、語音視覺信息傳輸，因此僅通過場景設(shè)聯(lián)難以高效解決各類技術(shù)問題，需針對不同的技術(shù)問題組織相關(guān)方集中討論，尤其是當(dāng)?shù)厥讉€建設(shè)FAO 的項目，需專題討論較多的問題。通過深圳地鐵14 號線的實際經(jīng)驗，采用該方式可對相關(guān)難題完成專業(yè)、全面的分析，并高效產(chǎn)出完善、可靠的設(shè)計方案。

在深圳14 號線項目實際執(zhí)行過程中，一致性協(xié)調(diào)方共組織了3 次場景設(shè)計聯(lián)絡(luò)會，34 次專題方案會，討論216 項議題，形成421 項會議決議項，完成769 項評 審 意 見 回 復(fù)，共 產(chǎn) 出V1.0、V2.0、V3.0、V4.0、V4.1、V5.0、V5.1、V5.2 共8 個版本場景過程文件。

2.4 專業(yè)設(shè)聯(lián)及接口設(shè)計支持

一致性協(xié)調(diào)方主要參與各專業(yè)涉及場景功能實現(xiàn)設(shè)計聯(lián)絡(luò)和涉及場景功能相關(guān)接口設(shè)計，非FAO相關(guān)的功能及接口按照既有項目開展。一致性協(xié)調(diào)方參與各專業(yè)設(shè)聯(lián)和接口設(shè)計主要目的是確保各專業(yè)功能設(shè)計與場景功能需求相匹配，一致協(xié)調(diào)方根據(jù)場景功能需求在各專業(yè)設(shè)聯(lián)確認(rèn)功能實現(xiàn)方案，尤其識別為新增的功能需求，避免各專業(yè)設(shè)聯(lián)遺漏相關(guān)功能設(shè)計，同時也可為各專業(yè)提供場景功能設(shè)計參考意見。

2.5 全自動運行場景測試策劃

FAO 項目的現(xiàn)場測試調(diào)試內(nèi)容比既有傳統(tǒng)CBTC項目增加了場景相關(guān)測試內(nèi)容，場景測試需要各專業(yè)現(xiàn)場調(diào)試達(dá)到一定前提條件后方可開展，而且所需涉及的專業(yè)均需具備相關(guān)條件，導(dǎo)致綜合聯(lián)動內(nèi)容增加；或者需獨立增加場景聯(lián)動階段，因此需要將各專業(yè)的綜合聯(lián)調(diào)條件提前，考慮場景聯(lián)調(diào)主要目的為驗證功能是否實現(xiàn)，前期可策劃具備折返交路運行的樣板段完成場景聯(lián)動，采用該方式可以緩解各專業(yè)前期不具備條件的壓力，也可以提前驗證各專業(yè)場景功能及發(fā)現(xiàn)問題缺陷。為更好地協(xié)調(diào)各專業(yè)開展場景測試，需編制一套有效的方案指導(dǎo)各專業(yè)開展現(xiàn)場實施，結(jié)合深圳14 號線場景測試實施情況，全自動運行系統(tǒng)調(diào)試策劃方案包含：系統(tǒng)目標(biāo)、調(diào)試組織架構(gòu)、現(xiàn)場實施計劃、各個實施階段的運營配合、人員需求、全自動運行場景聯(lián)調(diào)的前置條件、場景聯(lián)調(diào)大綱、現(xiàn)場測試方案、系統(tǒng)穩(wěn)定性測試內(nèi)容等。

2.6 全自動運行系統(tǒng)運營處置流程編制協(xié)助

全自動運行線路的運營管理在生產(chǎn)組織、設(shè)備設(shè)施管理、人員及組織架構(gòu)、安全與應(yīng)急管理等方面與傳統(tǒng)線路有較多差異，因此需針對全自動運行系統(tǒng)差異的內(nèi)容編制適合運營的規(guī)范性處置流程文件。

運營流程編制工作組由運營單位、一致性協(xié)調(diào)方組成?！斑\營單位”在文件編制中擔(dān)任總牽頭角色，負(fù)責(zé)起草主要流程編制并確認(rèn)；“一致性協(xié)調(diào)方”作為配合輔助角色，負(fù)責(zé)編制設(shè)備類的流程，確保系統(tǒng)的功能與流程匹配，并向運營方輸出準(zhǔn)確的設(shè)備表現(xiàn)，包括正常狀態(tài)、故障狀態(tài)及如何確認(rèn)。

3 結(jié)語

目前，國內(nèi)全自動運行項目已逐步采用一致性協(xié)調(diào)方的模式建設(shè)，各地對一致性協(xié)調(diào)方的工作內(nèi)容、模式及要求均有不同，各地地鐵公司根據(jù)自身實際需求，不斷探索一致性協(xié)調(diào)方的管理模式。本文針對城市軌道交通全自動運行系統(tǒng)項目下，一致性協(xié)調(diào)方的工作思路及工作模式深入討論，從招標(biāo)需求、設(shè)計聯(lián)絡(luò)、接口設(shè)計、測試驗證以及運營處置流程方面，提出了涵蓋整個項目實施周期的一致性協(xié)調(diào)工作內(nèi)容，希望可對后續(xù)各城市全自動運行線路的一致性協(xié)調(diào)方工作模式，具有一定的借鑒意義。