城市軌道交通控制中心規劃與設計的關鍵性指標研究

吳殿華

（廣州地鐵設計研究院股份有限公司，廣州 510010）

國內城市軌道交通開展大規模建設，控制中心必然隨著軌道交通建設同步進行。按照《地鐵設計規范》(GB50157—2013)定義：控制中心是地鐵行車調度、電力調度、環境與設備調度、防災調度、客運管理、乘客信息管理、設備維修及信息管理的中樞，并兼做防災和應急指揮中心[1]。從廣義上說，控制中心是集調度指揮中心、清分中心、編播中心、信息中心、安保中心、企業管理辦公等多個功能為一體的綜合性中心；從狹義上說，控制中心是軌道交通行車調度指揮的場所。

軌道交通線網形成后，控制中心功能定位的確定、規劃與設計就成為軌道交通建設的一個熱點問題，很多城市在規劃和設計階段對控制中心的資源共享也開展相應研究。筆者主要從狹義的控制中心范疇進行研究，重點研究規劃階段、設計階段的關鍵性指標，通過指標來量化控制中心的合理性。

1 軌道交通控制中心類型

從國內已實施的情況來看，軌道交通控制中心習慣從線網內線路控制管轄集中的程度劃分，在物理空間上則呈現為分散式、區域式和集中式3種方式。

1) 分散式控制中心。各條線路獨立建設控制中心，負責本線路的行車、供電、消防及環控、運營服務組織和信息收發，各自獨立工作。這種控制中心的建設和管理模式在國內外既有的線路仍然存在，但新建線路一般已經很少采用。

2) 區域式控制中心。根據線網內主要行車設備(如車輛、信號等)、空間區域(一般是城區之間)或者運營主體(如承運企業)的不同，劃分若干區域控制中心，負責對其管轄線路的行車、供電、消防及環控、運營服務組織和信息收發。采用這種控制中心的主要城市有廣州、武漢、西安、南京、成都、蘇州等。

3) 集中式控制中心。建設一座規模能滿足城市一定時期內軌道交通線網調度指揮要求的控制中心，將相關各線的控制中心合并在一處，形成服務于多條線路日常運營管理的控制指揮中心的模式，負責網內所有線路的行車、供電、消防及環控、運營服務組織和信息收發。北京、上海、深圳通過重新規劃調整為集中設置，南寧、無錫、寧波、東莞等建設之初就按集中設置。

不同類型控制中心主要是結合已有軌道交通城市建設和運營經驗，考慮城市線網規模、建設周期和線網資源共享等，通過類比的方式，確定各自建設與運營的管理模式方案，未能從量化的角度進行分析，合理確定控制中心的規劃和設計。隨著云計算技術逐步應用到軌道交通生產調度系統，目前一些城市將線路的監控調度系統、線網層面監控調度系統開始融合建設，這些系統后臺運行使用的IT資源采用共建共享方式，僅在用戶層面通過權限加以區分，節省了設備機房。但是，伴隨通信、信號、綜合監控、AFC、安防等專業功能的不斷提升，IT資源對控制中心設備用房的需求也在增加，分析廣州當前的在建情況，基本上控制中心監控調度設備機房整體上面積需求持平。

2 控制中心關鍵性指標體系

通過分析、歸納、總結國內已經建設運營的多座控制中心的情況和經驗可知，控制中心關鍵性指標體系由調度組織類、建筑規模類、中央控制室工藝設計類等組成，如圖1所示。

圖1 控制中心關鍵指標體系Figure 1 Key indicator system of control center

1) 調度組織類：主要體現運營的調度指揮模式、控制中心數量、控制中心管理規模、調度崗位能力等。

2) 建筑規模類：主要體現與控制中心功能性相關的建筑面積、占地面積、設備用房面積、調度用房面積等。

3) 中央控制工藝設計類：主要體現與控制中心中央控制室功能性相關的面積、屏幕規模、顯示效果、調度崗位布局等。

3 規劃與設計的關鍵性指標

軌道交通建設歷程，主要包括線網規劃、建設規劃環節。線網規劃環節，從網絡層面整體上提出控制中心設置模式，主要包括確定線網調度指揮的模式、控制中心數量、各控制中心管理的線路等；建設規劃環節，解決本期內線路控制中心的選址、建筑規模、占地規模等問題。

3.1 調度組織類指標

1) 調度指揮模式：包括分線路調度、分專業調度。目前國內均存在這種形式，選擇時宜考慮自身的運營經驗，初次建設可結合運營模式研究來確定。

2) 控制中心數量：指一個城市的線網規劃中的控制中心的數量。

3) 控制中心管轄線路數：指一個控制中心管轄軌道交通線路的數量，包括確定性線路數和預留線路數。管轄線路數和線網規模密切相關，在確定的線網內應適當預留，可考慮3～5條確定性線路，宜預留1～2條。

4) 控制中心單個中央控制室管線線路數：指控制中心中一間中央控制室管轄的線路數。主要受限于中央控制室建筑規模，應通過對建筑方案的技術經濟比較，確定建設的中央控制室規模。

5) 調度崗位管轄線路能力：包括值班主任(亦稱為總調)管轄線路數能力、行調管轄里程數能力、電調管轄里程數能力、環調管轄里程數能力、維修管轄里程數能力、客運調度管轄里程數能力(單位：km/崗位)。管轄線路能力與線路性能特征密切相關，如線路長短、行車間隔、系統可用性等。目前國內一條常規30 km、平均發車間隔2 min左右的線路配置2名行調，其他崗位各1名，也有城市將電調和環調等崗位按照工作量設計，實行多線1調。由于值班主任的職責主要是在突發事件情況下決策和協調，所以建議 2～4條線合設一個值班主任崗位。

3.2 建筑規模類指標

《城市軌道交通線網規劃標準》(GB/T 50546-2018)第9.5.1條規定：單線路控制中心建設控制區不宜大于3 000 m2，多線路控制中心建設控制區可按每條線路2 000～3 000 m2控制。在規劃階段可按此控制投資規模，在設計階段應依據實際需求進行確定[2]。

1) 調度用房建筑面積：指一座控制中心的調度指揮相關的建筑面積總和。實用建筑面積主要指設備用房、相關調度管理用房、中央控制室等，配套建筑面積主要指空調、用電、消防設施等用房面積及走道面積。根據以往工程經驗，實用建筑面積與配套建筑面積之比在0.55～0.65之間。

2) 單線路設備用房面積：指一條線路設備用房的實用面積總和，需根據不同的通信、信號、自動售檢票、綜合監控等設備系統方案確定。在方案基本不變的情況下，多線控制中心面積可直接相加，采用同專業合并或同線路合并時可略有減少。

3) 相關調度管理用房面積：指實現控制中心調度指揮的管理機構的用房面積，需根據運營管理組織機構劃分確定，一般指非調度崗位的其他工作人員辦公用房。

4) 占地面積：指控制中心建筑物的投影平面面積，是控制中心總圖設計時的主要控制因素。

3.3 工藝設計類指標

1) 單位線路的中央控制室面積：指多線合設中央控制室時每條線路所占的中央控制室面積。一般在150～250 m2/條之間，并需結合建筑形式統籌考慮。

2) 大屏幕單位面積顯示線路長度：指大屏幕上顯示的線路總長度與大屏幕面積之比。根據大屏幕選型、人機工程學的可視要求確定，一般在0.7～1.4 km/m2，需考慮線路站間距情況，并應考慮線路延伸條件做適當預留。

3) 大屏幕單位面積顯示車站數：指大屏幕上顯示的線路總車站數與大屏幕面積之比。根據大屏幕選型、人機工程學的可視要求確定，一般在1.2～2 km/m2，需考慮線路站間距情況，并應考慮線路延伸條件做適當預留。

4) 調度崗位工作臺延展長度：指每個調度崗位(1人)的工作臺長度。這項指標主要由調度崗位工作臺上放置的調度系統終端數量決定，與調度系統集成化程度與配置方案密切相關，可考慮雙層屏布置方式。

5) 大屏幕、調度臺間距控制指標：包括大屏幕與第一排調度臺之間的距離、兩排調度臺之間的距離等。在一般情況下，大屏幕與第一排調度臺之間的距離按不小于3 m考慮，兩排調度臺之間的距離按1～1.2 m考慮[3-6]。

4 結語

總結國內軌道交通規劃與設計經驗，提出控制中心規劃與設計的關鍵性指標，供軌道交通控制中心規劃、工藝設計、建設的同行參考。各城市在控制中心規劃、設計、建設時，還會考慮本地以往的調度和運維習慣、新技術應用(如云計算對系統的整合等)等，這對控制中心方案均有影響，所以可結合當地情況適當調整。隨著今后監控調度、管理功能需求的不斷增加，有條件時對控制中心設備機房做一定的預留，或對部分管理用房在結構、消防方面按設備機房做條件預留，以便于將來升級改造、功能擴容調整使用。同時，按照資源共享、智能化水平、人員的調度組織能力等，方案也會發生變化，總體上建議規劃階段可適當按高指標執行，設計階段結合具體方案再優化完善。