城市軌道交通全自動運行系統聯調臨時控制中心方案研究與實踐

鐘 杰，胡 華

（鐵科院（深圳）研究設計院有限公司，廣東深圳 518000）

1 引言

我國城市軌道交通工程從土建開工建設到開通初期運營一般需要5年左右，而全自動運行系統調試時間較傳統基于通信的列車控制系統（CBTC）線路調試時間要增加半年左右，同時受制于前期土建施工、常規裝修的進度，系統設備安裝和調試時間存在被大幅壓縮的可能。目前全國新建城市軌道交通線路75%采用全自動運行系統，但建設單位、承包商等參建單位有關全自動運行系統的建設經驗又相對較少。在線路工期緊、聯調任務重的客觀條件下，集中各參建單位的人員和資源在所建線路中開辟一段樣板段進行先行調試是十分必要的，從而在全線路具備聯調條件之前，可以完成大部分全自動運行系統功能測試、數據測試和聯動測試，同時還可以磨合各參建單位間的協同合作，以及提前暴露問題和解決問題，為全線鋪開聯調積累寶貴的調試和組織經驗。

2 搭建臨時控制中心的背景

2.1 工期制約

深圳地鐵14號線線路全長約50.32 km，串連崗廈北樞紐、黃木崗樞紐、大運樞紐、坪山圍樞紐四大綜合交通樞紐，是國內一次建成規模最大的城市軌道交通工程。深圳地鐵14號線由于線路長、長大區間多、工程量大，加之部分區段地質條件復雜，導致“洞通”節點一再滯后，給機電設備安裝和調試造成了很大的壓力。若等全線各站均具備聯調條件再開展全自動運行系統聯調，則工期勢必無法得到保障。

控制中心作為各專業的調度指揮、中心遠程控制、接口集成交互等關鍵組成部分，在全自動運行系統測試中起到至關重要的作用，需要在樣板段開展聯調時同步啟用。深圳地鐵四期工程線路（包括深圳地鐵12號、13號、14號、16號線等線路）的控制中心統一設置在深圳市軌道交通網絡運營控制中心（NOCC）。深圳地鐵四期工程的控制中心建設內容包含在NOCC新建二期工程中。NOCC二期工程施工進度晚于深圳地鐵14 號線樣板段工程進度，導致控制中心不能在樣板段開展系統聯調時同步啟用。所以為了保障“三站兩區間”（沙田站—坪山中心站）樣板段系統聯調按期進行，必須搭建臨時控制中心。

2.2 運營培訓需求

對于新建城市軌道交通全自動運行系統線路的城市，為運營籌備、初期開通運營及正式開通運營后各崗位人員提供實操模擬培訓是十分必要的，同時也滿足運營單位在該方面的需求。聯調期間，臨時控制中心用于測試，完成聯調后，臨時控制中心可以成為專業技能培訓的設施與環境，以開展全自動運行專業技能的培訓，讓調度中心的運營人員接受全自動運行相關崗位知識與技能培訓，提升人員對系統和設備的操作熟練程度。

3 臨時控制中心的作用

信號系統、通信系統（包括廣播系統、乘客信息系統（PIS）、車地通信系統（LTE））、綜合安防系統、綜合監控系統之間的主要接口，行調、車輛調、乘客調、電調、環調以及綜合安防系統、廣播系統和PIS系統的工作站均設置在控制中心。根據全自動運行場景文件和系統功能的要求，控制中心承擔了全自動運行系統的調度指揮、中心遠程控制、接口集成及場景聯動功能。

臨時控制中心完成搭建后，結合全自動運行系統場景功能的復雜程度及重要性，在“三站兩區間”樣板段可以組織進站停車、站臺作業及發車、清客、跳停、扣車、再關門控制、遠程緊急制動、緊急制動緩解、車上設備工作狀態遠程檢測、車門故障隔離站臺門、站臺門故障隔離車門、車門狀態丟失、設備故障、運動中信號或車輛設備故障、站臺門狀態丟失、接觸網失電、區間疏散、車門緊急解鎖、緊急通話裝置、列車火災、列車遠程廣播、車站火災、障礙物/脫軌檢測、車站大客流、線路積水等26項場景的功能項測試，后續還可進行其他的場景功能測試和上述場景的數據項測試和穩定性測試。

4 臨時控制中心設計思路

信號系統、通信系統（包括廣播系統、PIS、LTE）、綜合安防系統、綜合監控系統等均設有控制中心并存在交互的接口。控制中心的系統結構如圖1所示，PIS、綜合監控系統、綜合安防系統布置在工控云上。工控云采用虛擬化、分布式存儲、云資源管理、信息安全等技術，通過承載線路綜合監控系統、安防系統、PIS、自動售檢票系統、車站智能化系統、電扶梯智能運維系統、智慧環境監控系統等多業務的基礎云平臺，實現計算、存儲、網絡資源按需分配、統一管理和集中監測，提高資源利用率，便于業務快速部署和擴展。深圳地鐵14號線控制中心的工控云資源由NOCC二期工程建設，主數據中心設置在NOCC，數據災備中心設置在深圳地鐵14號線昂鵝車輛段。

圖1 深圳地鐵14號線控制中心系統架構

臨時控制中心需要搭建基于工控云平臺的PIS、綜合監控、綜合安防系統，以及一套與正式控制中心同配置的信號系統、廣播系統、通信LTE系統的設備，具備正式控制中心的行調、電調、環調、乘客調、車輛調和總調的功能，以及安防系統、廣播系統和PIS的工作站。

4.1 車輛段災備中心搭建方案

為配合在昂鵝車輛段內搭建臨時控制中心，數據災備中心機房裝飾裝修工程已提前施工，除正式電源引入進度延遲以外，基本滿足各專業進場安裝設備的條件。在昂鵝車輛段數據災備中心搭建臨時控制中心的系統架構如圖2所示，白色方框和黑色路徑為已安裝設備（安裝在車輛段各專業設備機房內）和已連通的通信路徑，藍色方框和藍色路徑為配合臨時控制中心需要額外安裝和新敷設線纜的內容。

數據災備中心搭建臨時控制中心方案的主要工作為：

（1）將信號系統的通信前置機、車輛網關以及廣播系統與綜合監控的云平臺匯聚交換機物理接口用光纜連接起來；

（2）工控云平臺接入正線傳輸系統；

（3）綜合監控系統臨時提供1臺匯聚交換機；

（4）廣播系統的控制中心設備臨時安裝在車輛段通信專業機房，完成聯調后，遷移至NOCC正式控制中心；

（5）數據災備中心提前搭建工控云平臺，并布置PIS系統、綜合監控系統、綜合安防系統云業務。

4.2 試驗中心搭建方案

深圳地鐵于2022年建立了全自動運行工程試驗中心，位于深圳地鐵深云車輛段內。該全自動運行工程試驗中心是國內首個具備室內測試系統與外場試驗線進行仿真聯動的地鐵全自動運行系統試驗平臺，平臺的設計功能不僅能滿足新建線路調試、既有線路升級改造測試和驗證的要求，還可以對不同廠商的全自動運行系統的產品進行測試和驗證。試驗中心具備測試試驗所需的硬件資源、軟件資源（云平臺、仿真軟件等），以及通信、水電等辦公條件。

在全自動運行工程試驗中心搭建臨時控制中心的系統架構如圖3所示，信號系統、廣播系統在試驗中心無需添置新設備，試驗中心提供的設備和資源可滿足系統需求。通信LTE在試驗中心部署一套核心網、調度臺實體設備。PIS、綜合安防系統、綜合監控系統部署在全自動試驗中心既有工控云上。試驗中心通過光纜與NOCC連通，NOCC再通過傳輸系統與正線信號骨干網、正線通信傳輸系統連通。

圖3 全自動運行工程試驗中心搭建臨時控制中心的系統架構圖

全自動運行工程試驗中心搭建臨時控制中心方案的主要工作為：

（1）試驗中心工控云配合深圳地鐵14號線各系統完成資源配置及網絡調試；

（2）深圳地鐵14號線各系統在試驗中心云平臺搭建控制中心測試環境；

（3）打通試驗中心到深圳地鐵14號線正線的網絡通道。

4.3 方案的比選

臨時控制中心作為建設工程調試階段的重要組成部分，要求其具備很高的穩定性、可靠性，同時需滿足與正式控制中心之間倒切的便捷性、時效性要求。綜合上述2種方案的討論，歸納對比2種方案的優劣特點如表 1所示。

綜合考慮工期進度，以及盡量縮短臨時控制中心與正式控制中心之間倒切的空窗期，深圳地鐵14號線最終采用在全自動運行工程試驗中心搭建臨時控制中心的方案。

5 實施過程的經驗和教訓

5.1 方案策劃

搭建臨時控制中心或類似的測試平臺是新建全自動運行線路普遍存在的現象，為保證臨時控制中心建設的順利進行，建議在站后工程策劃階段組織編制臨時控制中心方案，提前明確關鍵建設工期里程碑節點。

5.2 承包商供貨范圍

臨時控制中心的設備一般為信號、通信、綜合監控、站臺門、車輛專業的培訓中心設備或備品備件與專用工具。在編制臨時控制中心建設方案時需詳細調研各專業最小化系統相關設備清單，如果不滿足測試需求，需協調對應的專業提供相關的設備或仿真軟件。為避免要求承包商提供超出合同范圍的測試設備，在設備招標階段，招標方案的建議、約定應根據現場測試需求擬定，若培訓中心設備或備品備件與專用工具無法滿足測試需求，承包商應無償、義務配合。

表1 2種臨時控制中心方案的優劣對比

5.3 統籌圖紙設計

臨時控制中心集成了各專業機柜及設備，為避免各專業自行設計和布置，需統籌考慮機柜及設備、測試工作站布置和電源、網絡引入，以及確認各專業設備清單、額定功率用電需求、機柜和設備布置需求、硬線及網線線纜連接需求、調試（測試）需求，建議應由設計院牽頭完成臨時控制中心設備布置圖、配線表及施工圖的設計。

5.4 規范安裝施工

臨時控制中心作為測試和運營培訓的設施，使用時間長達數個月。各專業安裝的機柜及設備必須安全穩固，電源線和數據線連接必須標準規范，為避免安裝施工不規范導致后期排錯困難及維護不便，建議由線路施工方統一負責機柜、設備的安裝以及線纜施工，機柜及設備二次拆卸后需歸還給運營單位或承包商，安裝和拆卸費用應包含在施工方合同中。

6 效果驗證

深圳地鐵14號線從2022年4月28日開始“三站兩區間”樣板段全自動運行系統聯調到2022年8月16日完成全線144 h穩定性測試，共計111天，全自動運行系統經受住了144 h的不間斷運行考驗，各核心系統狀態穩定。臨時控制中心作為聯調的關鍵組成部分，沒有發生任何一起影響聯調的事件，圓滿完成控制中心作用。

在深圳地鐵全自動運行工程試驗中心搭建的深圳地鐵14號線臨時控制中心為線路建設節省了大量時間，僅用111天即完成了全自動運行系統聯調，其用時之短在國內已建成的全自動運行系統線路中極其罕見。深圳地鐵14號線開通初期運營后，臨時控制中心搭建的測試環境作為運營培訓、軟件升級的驗證平臺仍在繼續使用，且發揮著重要作用。

7 結論

在城市軌道交通建設工程中，于全自動運行系統聯調期間設置的臨時控制中心具有2方面的優點：一方面，新建全自動運行系統線路設置樣板段對系統聯調有極大的促進作用；另一方面，在正式控制中心不能同步啟用的前提下，結合線路條件和實際情況設置臨時控制中心，提前開展聯調測試和驗證，并最終提前完成聯調任務，對同類項目具有一定的參考意義。