北京地鐵既有線控制中心改移設計方案

佟 強

(中鐵通信信號勘測設計(北京)有限公司 北京 100036)

1 工程背景

2008年以前，北京市已經建成并投入商業運營的地鐵線路只有1號線、2號線、13號線和八通線4條線路。1、2號線控制中心設在西直門地鐵大廈大樓，13號線控制中心設在西直門城鐵指揮中心大樓，八通線控制中心設在四惠。4條線分別設置控制中心，相互之間只能通過電話聯系，不利于多條線路之間運營的協調指揮，也不利于北京市應急指揮中心對軌道交通線路在緊急情況下的總體協調。

為綜合各條線路的信息資源，提高處理突發事件的效率，更合理地配置人力資源，更有效地發揮4條線的運輸能力，并且從軌道交通線網的協調管理、資源共享和安全保障等方面考慮，根據北京市軌道交通指揮中心(以下簡稱TCC)的總體部署，需將以上4條線路的控制中心在小營整合為一個集中的指揮控制中心。

控制中心改移工程涉及上述4條線控制中心的通信子系統有:傳輸子系統、公務電話子系統、電源子系統、閉路電視監視子系統、廣播子系統、時鐘子系統、專用電話子系統和無線通信子系統。

改移工程進行前，在北京地鐵1、2號線車輛、設備消隱改造工程中，通信系統的設備招標、采購、供貨等已經完成，處于設備安裝階段。地鐵1、2號線控制中心通信系統設備將直接安裝在小營控制中心;13號線、八通線控制中心與運營有關的通信系統操作臺、顯示屏及配套設備需移設或新設至小營控制中心，通信系統主設備不搬遷。同時，因控制中心移設，通信系統還需要為其他相關專業提供小營控制中心至原控制中心之間的傳輸通道。

2 工程特點

1)控制中心改移工程設計方案成熟、先進，建成后可成為一個高可靠性、易擴充、組網靈活的專用綜合業務數字通信網。

2)控制中心改移工程設計能滿足軌道交通運營和管理對語言、文字、數據和圖像等信息的需求。

3)控制中心改移工程技術先進，設備成熟，配置合理，安全可靠，組網靈活，并具有滿足當前和今后通信發展要求的成熟技術。

4)控制中心改移工程在各子系統發生故障時，具有降級使用功能和對重要通道的備用手段，以保證系統的基本功能。

5)控制中心改移工程，充分考慮系統的可擴展性，該系統及設備的容量和能力不但能充分滿足小營控制中心對北京地鐵1、2、13號線和八通線的集中控制管理要求，并且預留別的既有、在建或未來要建的交通線控制中心可接入的條件，預留30%的可用余量。

3 設計方案

3.1 地鐵1、2號線控制中心通信設備的移設

由于在消隱改造工程中地鐵1、2號線通信系統已經進行了改造，新的控制中心通信設備直接安裝在小營控制中心1號線線路運營控制中心(OCC)的設備機房。

3.2 城鐵13號線控制中心通信設備的移設

3.2.1 廣播系統

為保證在移設過程中控制中心的廣播業務不中斷，在13號線小營OCC控制臺上新設前置放大單元和操作計算機終端各1套，通過新設的傳輸系統將13號線小營OCC廣播所需的控制通道(RS422)、寬帶音頻廣播通道(15 kHz)、監聽通道(2/4線音頻接口)延伸至城鐵控制中心的廣播主機設備，從而實現小營OCC對13號線各站的行車廣播功能。

實施方案:首先在傳輸系統安裝完成后，進行調試開通，將中心廣播所需的控制通道、寬帶音頻廣播通道和監聽通道調通，在非運營的時間內和不影響第二天正常運營的前提下，將13號線城鐵控制中心的行調廣播前置放大單元和操作計算機與廣播主機設備斷開，使廣播主機設備與從13號線小營OCC通過傳輸系統過來的廣播通道、監聽通道、控制通道連接，進行中心廣播功能的調試、試驗;但無論試驗成功與否，均需在第二天開始正常運營之前恢復原系統，以保證廣播業務的正常使用。在調試、試驗成功后，將小營OCC的行調廣播前置放大單元和操作計算機終端安裝就位，完成小營OCC和城鐵控制中心的配線連接，使之具備啟用的條件。

3.2.2 閉路電視監視系統

為實現城鐵控制中心與小營13號線OCC之間模擬視頻信號的傳送，在小營1號線OCC機房和城鐵大樓13號線控制中心機房之間新設了4對8路視頻光端機，將城鐵控制中心視頻切換矩陣輸出的32路視頻信號傳送至小營OCC。

視頻調用控制信道采用10/100(Mbit/s)以太網通道，控制協議統一按TCC的要求開發。本工程將城鐵控制中心既有視頻切換矩陣的RS422控制通道，通過新設的視頻傳輸系統傳送至1號線小營OCC機房，在網管室新設RS422/Ethernet協議轉換服務器1套。

此外，將13號線城鐵控制中心行調錄像機移設至小營1號線設備機房，用于對行車調度員所監視的視頻信號進行錄像。

實施方案:新系統在小營OCC和城鐵控制中心所新設的設備安裝完畢后，首先進行視頻光端機的開通調試，調試成功后，將城鐵控制中心既有矩陣的RS422控制通道，在非運營時間內和不影響第二天正常運營的前提下進行連通測試。在確認了RS422控制協議功能正常之后，將城鐵控制中心既有視頻切換矩陣輸出的視頻信號接入視頻傳輸系統，通過視頻操作終端，對RS422/Ethernet協議轉換服務器功能進行試驗與驗證。首先，保證OCC對視頻調用的功能需求，使之具備啟用的條件;然后，在條件具備后，與TCC進行視頻監控系統的聯調，以保證TCC對視頻調用的使用要求。

3.2.3 專用電話系統

13號線的調度電話交換機采用的是西門子設備，已經停止生產，因此只能利用既有的備用調度臺進行逐臺倒接。該工程利用現有的2臺備用調度臺，將現有的4個調度臺逐個倒接至小營OCC。

實施方案:先擴容既有的調度交換機2 Mbit/s接口板(不影響業務的正常使用)，在傳輸系統調試開通之后，建立遠程調度傳輸通道。將行調備用調度臺安裝在小營OCC作為行車調度臺使用，在非運營時間內和不影響第二天正常運營的前提下，停用城鐵控制中心行調臺，通過網管終端重新定義調度交換機內部的業務端口;對安裝在小營13號線OCC的備用行調臺進行功能試驗，無論試驗成功與否，均需在第二天正常運營開始之前恢復原來的軟件設置。試驗成功、滿足使用要求之后，備用行調臺可拆下來，仍作為備用，在小營OCC正式啟用前再重新安裝。

其他3個調度臺利用另一備用臺，在非運營時間內和不影響第二天正常運營的前提下，按照行調倒接、試驗的同樣方法，進行逐臺倒接試驗，直至調試成功。

上述調試成功后，可按照小營OCC啟用的統一安排，在非運營時間內，將城鐵控制中心4個調度臺同時或分別拆下，直接安裝到小營13號線OCC控制臺上，再對調度交換機的軟件進行重新設置，即可開通使用。移設后仍有2臺備用調度臺。

3.2.4 無線通信系統

由于地鐵13號線和八通線無線集群交換機是合設的，所以13號線無線集群設備的移設方案要與八通線綜合起來考慮，詳見八通線無線集群設備移設方案的描述。

3.3 八通線控制中心通信設備的移設

3.3.1 廣播系統

圖1 既有無線通信系統網絡拓撲

為保證在移設過程中控制中心廣播業務不中斷，在八通線小營OCC控制臺上新設前置放大單元和操作計算機終端各1套，通過新設的傳輸系統將八通線小營OCC廣播所需的控制通道(RS422)、寬帶音頻廣播通道(15 kHz)延伸至四惠控制中心的廣播主機設備，從而實現小營OCC對八通線各站的廣播功能，其實施方案同13號線方案。

3.3.2 閉路電視系統

為實現八通線四惠控制中心與小營八通線OCC之間模擬視頻信號的傳送，在小營1號線OCC機房和四惠控制中心機房之間新設3對8路視頻光端機(其中預留1對)，將四惠控制中心解碼器輸出的16路視頻信號傳送至小營OCC。

四惠控制中心既有視頻切換控制采用的是基于TCP/IP的以太網協議，對于本線小營OCC調度員的視頻控制不需要做任何協議改動。工程需將10/100(Mbit/s)以太網控制通道從四惠控制中心，通過新設的2.5 Gbit/s傳輸系統，傳送至小營1號線OCC機房，接入該工程的OCC核心交換機;同時，將四惠控制中心既有的行調、電調、防災調度和維修調度員的視頻操作終端，移設至小營八通線OCC控制臺(預留AFC調度通道)。

實施方案:在小營OCC和四惠控制中心將新設的設備安裝完畢后，首先進行視頻光端機和傳輸系統的開通調試，成功后從四惠控制中心加載10/100(Mbit/s)以太網視頻控制通道，對控制通道的OCC視頻操控進行功能模擬驗證。在確認了TCP/IP控制協議功能正常之后，在非運營時間內和不影響第二天正常運營的前提下，將四惠控制中心既有視頻操作終端逐臺進行實際功能驗證。首先，確保OCC對視頻調用功能的實現，使之具備啟用的條件，但無論功能驗證成功與否，均需在第二天正常運營開始之前，恢復原來在四惠控制中心的安裝與連接，保證第二天正常運營使用;其次，在條件具備后，與TCC進行視頻監控系統的聯調，實現TCC對視頻調用的使用要求。

3.3.3 專用電話系統

在1號線小營OCC機房增設1套數字專用通信分系統設備，并配備必要的配線設備。在八通線小營OCC調度大廳新設行調、電調、防災環控調度臺、總調度電話，ACC中心新設AFC調度臺。以上調度臺(電話)通過數字專用通信分系統設備，采用遠端調度臺方式，接入四惠控制中心數字專用通信主系統設備。

實施方案:首先完成新系統在小營OCC新設設備的安裝和分系統設備的單機調測，在2 Mbit/s傳輸通道提供之后，與四惠控制中心既有主系統設備之間進行系統聯調(不影響主系統的正常使用);聯調成功后，在非運營時間內和不影響第二天正常運營的前提下，進行各新設調度臺的功能試驗，但無論成功與否，均需在第二天正常運營開始之前結束。功能試驗成功后，即具備了隨時啟用的條件。啟用后，原調度臺拆除，作為備用。

3.3.4 無線通信系統

由于13號線與八通線的無線通信系統共用1套中心交換設備，系統主要由城鐵控制中心交換中心設備、中心網絡設備、基站控制器以及13號線和八通線的調度臺、數據庫服務器和網絡設備組成，八通線與13號線調度設備分屬不同的網段。

既有無線通信系統的網絡拓撲如圖1所示，其中紅色部分(虛線框內)為13號線的調度和基站控制設備，藍色部分(點劃線框內)為八通線的調度和基站控制設備。

這兩條線的無線通信系統調度員終端的移設方案應統一考慮，其中牽涉到正在運行的調度臺、調度服務器及調度交換機系統。為順利完成此次搬遷任務，需要單獨購置1套與原系統相同的調度交換機、網絡連接設備及相應3個調度臺。該批設備將用于13號線、八通線控制中心移設至小營指揮中心無線通信系統的建設，完全拷貝了13號線和八通線指揮調度中心的功能。

該工程新購置的調度交換機應具備連接5個調度臺的能力，只需配備3個OCC調度臺，車輛段/停車場無線調度臺仍沿用原有的遠程調度臺，但需要將其接口設備從原調度交換機轉移到新購置的調度交換機。

實施方案:為了保證無線設備遷移工作的順利進行，使其對調度員工作的影響降至最低，城鐵控制中心和四惠控制中心的無線調度設備遷移工作，應在無線系統設備供應商的技術服務人員的密切配合下，分兩步實施:先進行四惠控制中心無線調度設備的遷移，待調測正常、確保無誤后，再進行城鐵控制中心無線調度設備的遷移工作。

首先，完成在2號線小營OCC機房新設的無線調度設備和八通線小營OCC新設的調度操作終端的安裝與配線，待傳輸系統調測開通且具備提供傳輸通道的條件之后，在非運營時間內和不影響第二天正常運營的前提下，將八通線無線調度設備在城鐵無線交換中心的系統設置和連接關系，復制到八通線小營OCC的無線調度設備在城鐵無線交換中心的系統設置和連接關系上，中斷八通線既有無線調度設備在城鐵無線交換中心的連接，然后進行八通線小營OCC無線調度功能的調測、試驗。但無論調測、試驗成功與否，均需在第二天正常運營開始之前結束，恢復八通線既有無線調度設備在城鐵無線交換中心的連接，使系統恢復工作，以保證第二天無線調度業務的正常使用。調測、試驗成功后，即意味著八通線小營OCC無線調度系統具備了隨時啟用的條件。根據小營OCC啟用時間的統一安排，啟用八通線小營OCC無線調度系統，既有八通線的無線調度設備可開始拆除，用于13號線無線調度設備移設過程中的倒接。

八通線無線調度設備遷移成功并開通使用后，將既有八通線拆除下來的無線調度設備分別安裝在2號線小營OCC機房和13號線小營OCC調度大廳，并完成相應的配線。此時，傳輸系統已經開通運行，具備了提供傳輸通道的條件。在非運營時間內和不影響第二天正常運營的前提下，將13號線無線調度設備在城鐵無線交換中心的系統設置和連接關系，復制到13號線小營OCC的無線調度設備在城鐵無線交換中心的系統設置和連接關系上，中斷13號線既有無線調度設備在城鐵無線交換中心的連接，然后進行13號線小營OCC無線調度功能的調測、試驗，但無論調測、試驗成功與否，均需在第二天正常運營開始之前結束，恢復13號線既有無線調度設備在城鐵無線交換中心的連接，使系統恢復工作，以保證第二天無線調度業務的正常使用。調測、試驗成功后，即意味著13號線小營OCC無線調度系統具備了隨時啟用的條件。根據小營OCC啟用時間的統一安排，啟用13號線小營OCC無線調度系統，再將既有13號線的無線調度設備拆除作為備用。

4 結語

既有的4條運營線路與新建線路控制中心處于同一個地理位置，有利于線網管理中心對軌道交通線路的統一管理，便于TCC與4條線路的各個系統實現連接。從網絡資源、房間等方面來看，不同線路之間可以在一定程度上實現資源共享。

新工程的建設使北京市軌道交通實現了網絡化運營，整體協調，提高了工作效率，提高了已運營地鐵線路的管理水平，并為2008年奧運提供了優質服務，同時提高了地鐵管理效率，滿足了北京地鐵市場化運作的需求。

［1］GB 50157—2003地鐵設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，2003:50－55.

［2］北京市城建設計研究總院，北京地鐵運營有限公司.北京地鐵1、2號線車輛、設備消隱改造工程指揮控制中心專題報告［R］.

［3］北京市城建設計研究總院.北京市路網管理服務中心工程可行性研究報告［R］.