武漢市軌道交通線網(wǎng)控制中心規(guī)劃研究

甘建文 王 懷 李金龍

(北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司 北京 100037)

1 城市軌道交通線網(wǎng)控制中心概述

城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心(簡(jiǎn)稱“控制中心”)是對(duì)軌道交通全線所有運(yùn)行車輛、車站、區(qū)間進(jìn)行總的監(jiān)視、控制、協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度和管理的中心，主要為滿足運(yùn)營(yíng)的各種功能要求而設(shè)置。

目前，國(guó)內(nèi)各主要城市均對(duì)控制中心進(jìn)行前期規(guī)劃，合理設(shè)置控制中心，充分考慮控制中心的共用。其中北京市在小營(yíng)地區(qū)統(tǒng)一設(shè)置軌道交通各線的線路控制中心(簡(jiǎn)稱OCC)和線網(wǎng)指揮中心(簡(jiǎn)稱TCC)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各線的集中管理;上海市軌道交通考慮2～3條線合設(shè)1座控制中心，也有部分線路每線設(shè)置1座控制中心，在這些控制中心之上再設(shè)置網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)和應(yīng)急處理中心，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理;深圳軌道交通設(shè)置竹子林、龍華和龍崗3座區(qū)域控制中心，并規(guī)劃設(shè)置1座集中控制中心，對(duì)線網(wǎng)內(nèi)的各線路進(jìn)行控制管理;青島市軌道交通集中設(shè)置1座控制中心;廣州地鐵實(shí)行“分級(jí)管理、集中統(tǒng)一指揮”，規(guī)劃1座線網(wǎng)調(diào)度指揮中心和6座區(qū)域控制中心，分別掌管整個(gè)線網(wǎng)和區(qū)域線路的日常運(yùn)營(yíng)組織指揮工作，目前已建立公園前和大石區(qū)域控制中心。

2 武漢市線網(wǎng)控制中心規(guī)劃研究背景

目前，武漢市軌道交通1號(hào)線一期和二期工程已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，1號(hào)線工程在硚口路設(shè)1座控制中心。軌道交通2號(hào)線一期、4號(hào)線一期和二期、3號(hào)線、6號(hào)線漢陽段工程正在建設(shè)之中，另外2號(hào)線延伸線、5、7、8號(hào)線正在進(jìn)行前期研究或籌建推進(jìn)之中。隨著武漢市軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展，軌道交通已經(jīng)逐漸成網(wǎng)。截止到2013年，武漢市將建成軌道交通線路共3條;截止到2015年，將建成軌道交通線路共5條;截止到2020年，將建成軌道交通線路共8條;截止到2030年，將建成軌道交通線路共9條;遠(yuǎn)景年，加密城市中心區(qū)內(nèi)部的軌道線網(wǎng)覆蓋，加強(qiáng)向外交通聯(lián)系，形成12條線的線網(wǎng)格局、線路總長(zhǎng)540 km的城市快速軌道交通網(wǎng)絡(luò)(見圖1)。可見，武漢市城市軌道交通的建設(shè)已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)期。在這種情況下，為提高全市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的綜合協(xié)調(diào)能力，合理有效利用資源，對(duì)武漢市軌道交通線網(wǎng)控制中心進(jìn)行規(guī)劃研究是非常必要的。

1 武漢市遠(yuǎn)景年軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃(2008年版)

3 國(guó)內(nèi)外主要城市軌道交通控制中心規(guī)劃

3.1 國(guó)外主要城市控制中心介紹

從世界軌道交通發(fā)展歷程來看，自1863年世界上第1條城市軌道交通線路在英國(guó)倫敦通車至今，經(jīng)歷了150年的發(fā)展，在軌道交通發(fā)展初期，各線路控制中心均設(shè)置在各自所控線路上(車站或者車輛段內(nèi));到20世紀(jì)80年代，隨著電子技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通通信技術(shù)和列車控制技術(shù)有了重大突破，且各地運(yùn)營(yíng)公司從提高管理效率的角度出發(fā)，為便于各線路的統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，各地通過對(duì)既有線路技術(shù)改造和新建線路相結(jié)合的方式，逐漸形成了各線控制中心相對(duì)集中設(shè)置的方式。而在個(gè)別城市，軌道交通運(yùn)營(yíng)線路較多，形成了一個(gè)城市多條線路集中設(shè)置的綜合控制中心，如日本東京、西班牙馬德里等。

其中，西班牙馬德里基于集中共享的理念，各線路控制中心幾乎全部集中于埃爾阿雷納爾(EI Arenal)設(shè)置，形成馬德里地鐵控制中心(Metro Control Centre)，該中心監(jiān)控馬德里14條線路、超過250 km長(zhǎng)的地鐵線路。

3.2 國(guó)內(nèi)主要城市控制中心介紹

我國(guó)軌道交通的真正起步開始于20世紀(jì)80年代，在建設(shè)初期，缺少對(duì)軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的概念，線路控制中心基本還是采用“一線一建，依線而建”的模式建設(shè);20世紀(jì)末和進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)的高潮，國(guó)內(nèi)各城市相繼開展了結(jié)合城市網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的線網(wǎng)控制中心規(guī)劃研究(如北京、上海、廣州等城市)。隨著通信技術(shù)和控制技術(shù)的高速發(fā)展，從資源共享和提高管理手段的角度出發(fā)，線網(wǎng)控制中心的建設(shè)逐漸轉(zhuǎn)向高技術(shù)和高安全性的“集約式”建設(shè)方式，這成為當(dāng)今線網(wǎng)控制中心建設(shè)的必然趨勢(shì)。

其中，北京將規(guī)劃全線網(wǎng)32條線路的控制中心全部集中設(shè)置在小營(yíng)(見圖2)。另外，在各線路控制中心之上建立北京市軌道交通整個(gè)線網(wǎng)的指揮中心，用以統(tǒng)一監(jiān)督與協(xié)調(diào)處理各線路之間的運(yùn)行情況。

上海市基于軌道交通線網(wǎng)的控制中心規(guī)劃布局在兼顧歷史和現(xiàn)狀建設(shè)的前提下，目前采用的是相對(duì)松散的布局方式。上海市軌道交通網(wǎng)絡(luò)共規(guī)劃有9座控制中心，為全市18條線路提供服務(wù)，即所謂的“8+1”模式:線路控制中心8座，綜合控制中心1座。平均2條線路設(shè)置1座控制中心。全部軌道交通線路規(guī)劃設(shè)置1處市級(jí)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)和應(yīng)急處理中心(COCC+ETC)，如表1所示。

圖2 北京軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃及小營(yíng)控制中心位置

表1 上海市軌道交通線路控制中心布局

在上述情況下，國(guó)內(nèi)外各城市軌道交通線網(wǎng)控制中心的建設(shè)方式，對(duì)于武漢市會(huì)起到很好的借鑒和參考作用。

4 武漢市軌道交通控制中心規(guī)劃

4.1 控制中心設(shè)置的原則

控制中心選址宜選擇在靠近城市道路干線、靠近地鐵車站、接近監(jiān)控管理對(duì)象的中心地帶，這樣能兼顧多條線路，方便地鐵運(yùn)營(yíng)管理;應(yīng)盡量縮短與地鐵線路的距離，降低工程和管線投資及運(yùn)營(yíng)管理成本，便于在緊急情況下組織事故搶修及事件的處理;也可根據(jù)實(shí)際情況選擇在車輛段內(nèi)，或與管理中心集中統(tǒng)一設(shè)置。

控制中心周圍的環(huán)境應(yīng)較為清凈、光線充足、通風(fēng)良好，盡量避開高溫、潮濕、煙氣、多塵、有毒、腐蝕、易燃、易爆、噪聲、振動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾源等地區(qū)。

4.2 控制中心設(shè)置的方式

從上述國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況來看，軌道交通控制中心從物理位置規(guī)劃布局角度來分，主要分為集中式、分散式和區(qū)域集中式3種方式。

4.2.1 集中式

每條線路的控制中心與線網(wǎng)指揮中心合建在一處，即將每條線路的控制中心全部集中到線網(wǎng)服務(wù)管理中心。該方式的優(yōu)點(diǎn)是集中辦公，便于領(lǐng)導(dǎo)集中管理，也可減少控制中心的數(shù)量，減少占地面積。但是，一旦遇有突發(fā)事件，將會(huì)導(dǎo)致全市的軌道交通運(yùn)輸受到影響，涉及面廣、危害更嚴(yán)重;另外每條線路都有可能出現(xiàn)不同制式的產(chǎn)品和供貨商，功能、調(diào)度方法也不盡相同，真正管理仍然還要靠該線控制中心進(jìn)行管理，多線集中相互干擾較大。采用這種設(shè)置方案的城市有北京、香港等。

4.2.2 分散式

每條線路的控制中心設(shè)在該線路的附近，一方面負(fù)責(zé)該線的行車組織工作，同時(shí)也必須向線網(wǎng)指揮中心傳送信息，接受監(jiān)督，并接收其發(fā)來的各種臨時(shí)指令。該方式的優(yōu)點(diǎn)是遇突發(fā)事件時(shí)影響小。如果單純線網(wǎng)指揮中心或通信傳輸通道出現(xiàn)問題，毫不影響各線的正常運(yùn)行;如某一條線路出現(xiàn)問題，其他各線也不會(huì)受到干擾，線網(wǎng)指揮中心也可正常進(jìn)行工作。

4.2.3 區(qū)域集中式

按照相關(guān)線路的相對(duì)集中、存在換乘等條件設(shè)置區(qū)域控制中心，服務(wù)于多線的日常運(yùn)營(yíng)管理，各線運(yùn)營(yíng)獨(dú)立管理;線網(wǎng)指揮中心可與其中1個(gè)區(qū)域控制中心合建，線網(wǎng)指揮中心負(fù)責(zé)多個(gè)控制中心的管理與協(xié)調(diào)。采用這種設(shè)置方案的城市有上海、廣州等。

4.3 控制中心的規(guī)劃方案

4.3.1 控制中心現(xiàn)狀

目前，武漢市已經(jīng)建成硚口路控制中心。該控制中心位于漢口硚口區(qū)硚口路與京漢大道東北角、地鐵集團(tuán)總部的樓上，其選址是結(jié)合1號(hào)線的車輛段綜合考慮的，設(shè)置在1號(hào)線硚口路車輛段用地范圍內(nèi)。控制中心已經(jīng)于2003年建成并投入使用。根據(jù)規(guī)劃要求，硚口路控制中心為1、2號(hào)線的控制中心，目前1號(hào)線已經(jīng)開始運(yùn)營(yíng)，2號(hào)線處于實(shí)施階段。

硚口路控制中心內(nèi)已經(jīng)設(shè)置有1號(hào)線完整的控制指揮系統(tǒng)和配套設(shè)施，生產(chǎn)管理部門也配置齊全;但是，從原有規(guī)劃及目前規(guī)模來看，可以明確，本控制中心大樓只具備接入1、2號(hào)線的能力，不可能再作為其他線路的控制中心。

4.3.2 近期規(guī)劃線路控制中心需求

武漢市已經(jīng)建成硚口路控制中心，根據(jù)近期規(guī)劃線路的使用(2020年)要求，武漢市近期還需規(guī)劃建設(shè)2處控制中心，即鐵機(jī)路控制中心和趙家條控制中心。

1)鐵機(jī)路控制中心。該中心位于武昌規(guī)劃鐵機(jī)路與中北路延長(zhǎng)線交叉路口的西南側(cè)，其選址是結(jié)合4號(hào)線沿線線路綜合考慮的，毗鄰4號(hào)線鐵機(jī)路站。該控制中心計(jì)劃于2013年建成使用，是4、5、8號(hào)線共3條線路的控制中心。除此之外，同時(shí)還作為武漢市軌道交通線網(wǎng)指揮中心。從規(guī)劃布局及建筑規(guī)模來看，具備整個(gè)武漢市規(guī)劃線網(wǎng)內(nèi)各線路控制中心接入的能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)武漢市整個(gè)線網(wǎng)的協(xié)調(diào)指揮調(diào)度和綜合監(jiān)視管理功能。目前，4號(hào)線正在建設(shè)階段，5、8號(hào)線正在規(guī)劃或推進(jìn)之中。鐵機(jī)路控制中心根據(jù)目前規(guī)劃以及建筑規(guī)模來看，不再具備設(shè)置其他線路控制中心的條件。

2)趙家條控制中心。該中心位于漢口建設(shè)大道與黃埔大道的趙家條附近，其選址是結(jié)合3、6、7號(hào)線沿線線路綜合考慮的，毗鄰3號(hào)線趙家條站。該控制中心計(jì)劃2014年建成使用，是3、6、7號(hào)線共計(jì)3條線路的控制中心，其規(guī)模尚未完全確定。目前，3號(hào)線正在建設(shè)階段，6、7號(hào)線正在前期規(guī)劃或推進(jìn)之中。

2020年建設(shè)控制中心規(guī)劃方案見圖3。

圖3 2020年建設(shè)控制中心規(guī)劃方案

4.3.3 遠(yuǎn)景規(guī)劃線路控制中心需求

根據(jù)現(xiàn)狀和近期區(qū)域控制中心設(shè)置方案的分析，分別在漢口的硚口、趙家條設(shè)有2座區(qū)域控制中心，在武昌的鐵機(jī)路設(shè)有1座區(qū)域控制中心。而武漢市遠(yuǎn)景年規(guī)劃的軌道交通線路還有9～12號(hào)線共計(jì)4條線路，目前已規(guī)劃的既有3座區(qū)域控制中心無法滿足遠(yuǎn)景規(guī)劃線路控制中心的設(shè)置要求，因此還需再設(shè)置1座區(qū)域控制中心。

結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)劃線路情況，12號(hào)線位于漢口，且正好經(jīng)過趙家條區(qū)域控制中心附近，因此建議12號(hào)線的線路控制中心設(shè)置于趙家條區(qū)域控制中心，在趙家條區(qū)域控制中心建設(shè)時(shí)，應(yīng)預(yù)留并滿足12號(hào)線線路控制中心接入的要求。

根據(jù)武漢市線網(wǎng)的遠(yuǎn)景年規(guī)劃，漢陽區(qū)域同樣有多條軌道交通線路，因此考慮均衡武漢三鎮(zhèn)控制中心的分布、結(jié)合用地條件以及控制中心臨近線路的原則，建議選擇在漢陽鄰近10、11號(hào)線換乘車站附近的地塊內(nèi)——江城大道與四新大道西北角處設(shè)置1座區(qū)域控制中心——四新控制中心，此控制中心負(fù)責(zé)管理9、10、11號(hào)線3條線路的調(diào)度指揮工作，9號(hào)線通過與11號(hào)線的換乘關(guān)系接入到該控制中心。

軌道交通遠(yuǎn)景年建設(shè)控制中心規(guī)劃方案見圖4，管轄線路見表2。

圖4 軌道交通遠(yuǎn)景年建設(shè)控制中心規(guī)劃方案

通過在漢陽設(shè)置1座控制中心，武漢市線網(wǎng)將會(huì)組成12條線路、4座控制中心的架構(gòu)，其中硚口控制中心負(fù)責(zé)1、2號(hào)線，趙家條控制中心負(fù)責(zé)3、6、7、12號(hào)線，鐵機(jī)路控制中心負(fù)責(zé)4、5、8號(hào)線，四新控制中心負(fù)責(zé)9、10、11 號(hào) 線。另外，武漢市全線網(wǎng)的指揮中心與 4、5、8 號(hào)線合設(shè)于鐵機(jī)路控制中心處，實(shí)現(xiàn)對(duì)全線網(wǎng)的日常運(yùn)營(yíng)管理和應(yīng)急指揮。

表2 軌道交通遠(yuǎn)景年控制中心管轄線路

5 結(jié)語

控制中心設(shè)置的前瞻性研究，可以減少不合理設(shè)置帶來的投資、工程建設(shè)和改造搬遷等影響，為今后百年運(yùn)營(yíng)的安全、高效調(diào)度指揮創(chuàng)造有利條件。

為解決武漢市三鎮(zhèn)間和鎮(zhèn)內(nèi)的交通問題，武漢市軌道交通正以前所未有的速度進(jìn)行建設(shè)，為使軌道交通網(wǎng)絡(luò)盡快地形成，軌道交通網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)調(diào)管理也日益突出。區(qū)域控制中心建設(shè)是軌道交通發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。

根據(jù)武漢市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，結(jié)合目前現(xiàn)狀、近期、遠(yuǎn)期規(guī)劃線路的實(shí)施方案以及各控制中心的設(shè)置情況，武漢市軌道交通線網(wǎng)采用“區(qū)域集中式”設(shè)置區(qū)域控制中心的建設(shè)方案是合理可行的。

［1］GB 50157—2003地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2003.

［2］建標(biāo)104—2008城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:人民交通出版社，2008.

［3］武漢市城市綜合交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.武漢市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃(修編)總報(bào)告［R］.武漢，2008.

［4］鐵道第四勘察設(shè)計(jì)院.武漢市軌道交通線網(wǎng)管理服務(wù)中心工程可行性研究報(bào)告［R］.武漢，2008.

［5］梁強(qiáng)升.城市軌道交通運(yùn)營(yíng)控制中心設(shè)置研究［J］.城市軌道交通研究，2008，11(7):17 －20.