轨道交通线网运营指挥中心智能调度系统设计.pdf
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1、轨道交通线网运营指挥中心智能调度系统设计王清永1,曾小旭2,赵疆昀1,刘颖1,高凡3(1.天津轨道交通运营集团有限公司,天津021501;2.天津轨道交通线网管理有限公司,天津021501;3.中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所,北京100081)摘要:在“轨道交通+新型城镇化”发展战略引领下,我国各大城市轨道交通正在快速推进网络化运营。文章以云计算及大数据技术为支撑,以网络化运营调度指挥业务流程为主线,建立基于混合式大数据架构、标准化接口的跨平台轨道交通线网运营指挥中心智能调度系统(简称:智能调度系统),初步完成线网运营指挥、线网应急指挥、线网乘客服务、线网辅助决策等主要应用功
2、能设计;通过实现轨道交通线网级运营调度指挥与应急管理的信息共享和业务联动,支持轨道交通线网日常运营调度指挥与应急响应业务的高效协同,提升轨道交通线网协调运营决策及评估分析能力,有助于引导轨道交通行业线网指挥中心系统的规范化建设,促进轨道交通线网运营管理的智能化发展。关键词:城市轨道交通;轨道交通综合运营管理;线网运营指挥中心;线网运营指挥中心系统;智能运营调度中图分类号:U231.92:TP39文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1005-8451.2023.09.06Design of intelligent dispatch system for network opera
3、tion commandcenter of rail transitsWANGQingyong1,ZENGXiaoxu2,ZHAOJiangyun1,LIUYing1,GAOFan3(1.TianjinRailTransitOperationGroupCo.,Ltd.,Tianjin021501,China;2.TianjinRailTransitNetworkAdministrationCo.,Ltd.,Tianjin021501,China;3.InstituteofComputingTechnologies,ChinaAcademyofRailwaySciencesCorporation
4、Limited,Beijing100081,China)Abstract:Undertheguidancefothedevelopmentstrategyofrailtransit+newurbanization,majorcitiesinChinaarerapidly promoting networked operation of rail transits.Based on supported by cloud computing and big datatechnology,andfocusingonthebusinessprocessofnetworkedoperationanddi
5、spatchcommand,thisarticleestablishesacrossplatformintelligentdispatchsystemforthenetworkoperationcommandcenterofrailtransitsbasedonahybridbig data architecture and standardized interfaces(referred to as the intelligent dispatch system),and preliminarilycompletesthedesignofmainapplicationfunctionssuc
6、hasnetworkoperationandcommand,networkemergencycommand,networkpassengerservice,andnetworkauxiliarydecision-making;Byachievinginformationsharingandbusinesslinkagebetweenrailtransitnetworkleveloperationschedulingcommandandemergencymanagement,wesupportefficientcollaborationbetweendailyoperationschedulin
7、gcommandandemergencyresponsebusinessofrailtransit network,enhance the ability of rail transit network coordination operation decision-making and evaluationanalysis,helpguidethestandardizedconstructionofrailtransitindustrynetworkcommandcentersystem,andpromotetheintelligentdevelopmentofrailtransitnetw
8、orkoperationmanagement.Keywords:urbanrailtransit;comprehensiveoperationmanagementofrailtransit;networkoperationcommandcenter;networkoperationcommandcentersystem;intelligenceoperationdispatching随着我国“轨道交通+新型城镇化”发展战略的推进,各大中城市大力兴建以地铁、轻轨为代表的城市轨道交通网络,越来越多的城市轨道交通已由单线相对独立运营管理发展成为多线综合运营管理,全国各主要城市的城市轨道交通陆续进入线
9、网运营时代。城市轨道交通线网包括地铁、市域快轨、轻轨、单轨、磁悬浮、自动导向轨等多种运输制式。收稿日期:2023-05-20基金项目:中国铁道科学研究院集团有限公司重点科研项目(2023YJ143)作者简介:王清永,正高级工程师;曾小旭,正高级工程师。第32卷 第9期Vol.32 No.9智能铁路Intelligent Railway文章编号:1005-8451(2023)09-0029-09RCA2023.09 总第 318 期29城市轨道交通网络在形成城市内快速通道的同时,还需保持与对外交通系统的快速集疏运能力与效率。城市轨道交通网络与市域(郊)铁路网衔接,解决城市中心区域与周边城镇组团及
10、城镇组团间的快速通勤,对缓解城市交通拥堵、改善城市人居环境、优化城镇空间布局具有重要作用。城市轨道交通与城际铁路衔接,解决城市群地区城际快速联络,促进整个区域同城化、一体化发展目标的实现。城市轨道交通与干线铁路网(包括客运专线和普速铁路)衔接,解决城市对外交通问题,全方位提升城市群地区对外辐射能力。现阶段我国轨道交通呈现出线网结构日益复杂、客流增幅显著、运营组织多样化、安全风险因素众多等特点。面对各大城市轨道交通快速呈现出的网络化格局,线网运营综合监管能力、服务水平、效益的提升及运营安全保障面临着更大的挑战,对轨道交通线网运营指挥中心提出更高的信息化管理要求。目前,现有的城市轨道交通线网运营指
11、挥中心系统偏重于线路监控管理和自动控制,对综合协调运营决策及评估分析的支持较弱,且尚未实现城市轨道交通网与市域(郊)铁路网、城际铁路网、干线铁路网的融合。如何在轨道交通网络化运营时代,建立高效协同的轨道交通线网运营指挥中心系统,实现更大范围的跨线路客流与运力信息共享、协调指挥、应急处理联动及全线网运营整体优化,已经成为我国轨道交通发展亟待解决的问题。本文聚焦轨道交通线网综合运营调度管理,以云计算及大数据技术为支撑,以轨道交通网络化运营调度与应急指挥业务流程为主线,建立基于混合式大数据架构、标准化接口的跨平台轨道交通线网运营指挥中心智能调度系统(简称:智能调度系统),涵盖实时监控、调度指挥、应急
12、联动、运营评估与线网运营组织策略,通过运营前的预警预测,运营中的实时监控,运营后效果综合评估反馈,全面提高对线网运营指挥中心的决策分析能力,保障轨道交通线网的运营安全和高质量服务。1 轨道交通线网运营指挥中心及其信息化系统设计目标1.1 轨道交通线网运营指挥中心职责定位与业务功能轨道交通线网运营指挥中心作为轨道交通线网运营最高指挥机构,其主要职责是协调各轨道交通控制中心及相关运营主体,负责轨道交通线网运营监察、应急管理、统筹协调、信息管理、数据管理、资源调配的工作,贯彻“高度集中、统一指挥、逐级负责、分级响应、信息共享、协调动作”的原则1。在轨道交通云平台的支撑下,轨道交通线网运营指挥中心作为
13、线网综合运营的统一窗口,由 4 个职能中心组成,涵盖 5 类核心业务,即“1 个窗口、4 个中心、5 类功能”,其职能与核心业务构成如图 1所示。+1553+图1轨道交通线网运营指挥中心职能与核心业务构成示意1 个窗口是指线网运营指挥中心作为支撑智慧运营、服务乘客的核心,展现轨道交通高质量发展的窗口;4 个职能中心包括:负责路网统一监视与指挥的路网调度中心,负责路网应急联动处置的应急指挥中心,提升运能效率和运营安全的智能运营中心,提供信息权威发布、舆情监控、危机公关功能的信息发布中心;5 类核心业务包括:线网运营管理类、线网应急指挥类、线网乘客服务类、线网辅助决策类及线网信息服务类2。线网运营
14、指挥中心通常设置有线网中心调度长、线网中心值班主任、线网行车调度、线网电力调度、线网设备调度、线网信息调度、线网客流调度、线网维修调度、线网视频调度等岗位。在多运营主体体制框架下,各轨道交通公司可根据线网规模、运智能铁路2023年9月RCA302023.09 总第 318 期营管理模式等实际情况,按照“线网优先、个性提升”原则,相对独立地开展自身线网运营生产,从企业数字化转型、复合型人才培养、综合性岗位整合、绿色循环发展等目标出发,研究管控体系的业务合并、人员岗位合并及综合调度控制集中化管理3,围绕行车组织、客服服务、安全管理、应急处置、清分清算等核心业务,按需选择设置相关岗位。1.2 轨道交
15、通线网运营指挥中心系统设计目标轨道交通线网运营指挥中心系统是实现线网信息共享和综合运营管理、支持线网协同调度指挥的信息化技术平台,按照统一规划、统一建设、资源共享、集中节约的建设原则,线网调度指挥中心级系统可与线路控制中心级系统实现信息共享、设施共建、设备共用。如图 2 所示。图2轨道交通线网运营指挥中心岗位设置示意轨道交通线网运营指挥中心系统的设计目标主要包括以下 4 个方面。(1)面向四网融合:面向城市轨道交通网、市域(郊)铁路网、城际铁路网、干线铁路网融合发展格局,轨道交通网线运营指挥中心系统能够有效支持多制式轨道交通信息互通、协同调度指挥。(2)面向多运营主体:轨道交通线网运营指挥中心
16、系统面向多运营主体场景统筹开展指挥协调,解决多运营主体容易形成的“各自为政”、信息共享困难、线间运力协调以及突发客流、突发事件等难以联勤管理问题。(3)面向多模式运营组织:线网运营指挥中心系统处于多条线路多种场景统筹协调的角色,在面临区间运营、大站运营、跨线运营、编组运营、混合运营等多种运营组织模式情况时,在信息共享、实时监控、数据分析、综合运营、联动处置等方面发挥重要作用。(4)面向多场景列车运行模式:线网运营指挥中心系统在统筹协调各线路运营时,应能支持各种列车运行场景下的安全运营状态监视、高效联动控制、快速应急处置。2 轨道交通线网运营指挥中心智能调度系统设计2.1 系统构成轨道交通线网运
17、营指挥中心智能调度系统是一套综合的硬件设备和一套综合应用软件的组合。轨道交通线网运营指挥中心设备构成如图 3 所示;主要由线网运营指挥中心大厅、应急指挥室、云平台服务区构成,基础支撑子系统主要包括:云平台服务子系统、安全管理子系统、大屏控制子系统、LED 屏控制子系统、调度工作站终端子系统、调度电话子系统、运营移动端子系统、视频会商子系统、UPS 电源等4。基础硬件设施包括云平台、调度终端、视频会商设备、大屏配套设备、LED 屏配套设备、电源设备、安全设备、调度台、通信设备等。软件应用功能主要涵盖线网运营指挥、线网应急指挥、线网乘客服务、线网运营辅助决策 4 个方面5。2.2 系统架构围绕轨道
18、交通线网级运营管理业务,基于云平台、数据采集平台、大数据共享平台,构建线网级运营指挥中心智能调度系统,实现覆盖线网、线路、车站的综合运营管理,与轨道交通内部管理信息化系统及外部服务信息化系统互联,涵盖运营调度指第32卷 第9期王清永等:轨道交通线网运营指挥中心智能调度系统设计智能铁路RCA2023.09 总第 318 期31挥、应急指挥、乘客服务、运营辅助分析等核心业务,系统架构如图 4 所示。线网运营指挥子系统线网运营辅助决策子系统线网乘客服务子系统轨道交通内部管理信息化系统列车自动监控系统信号维护支持系统自动售检票系统乘客信息系统电力监控系统火灾自动报警系统环境与设备监控系统综合监控系统车
19、辆监测系统通信集中告警系统轨道交通外部服务信息化系统数据采集/数据共享平台线网应急指挥子系统线路运营控制中心(OCC)骨干通信系统安防集成平台系统其它系统或终端设备线网运营指挥中心智能调度系统云平台线网运营指挥中心客服终端设备其它车站系统或终端车站图4基于云平台的轨道交通线网运营指挥中心智能调度系统架构示意2.3 应用功能线网运营指挥中心智能调度系统应用功能主要包括线网运营指挥、线网应急指挥、线网乘客服务、线网运营辅助决策,应用功能层次结构如图 5 所示。2.3.1线网运营指挥提供线网行车调度、线网车辆调度、线网客流调度、线网视频监控等线网级调度监视及线网运营.线网运营指挥中心大厅云平台服务区
20、应急指挥室视频会商设备调度大屏总调度终端调度备用终端客流调度终端运营信息调度终端调度电话运营移动端云存储子系统区共享存储安全管理其他安全设备安全堡垒机沙箱安全审计设备防火墙+IDS核心层网络交换机数据库运营指挥、线网应急指挥、线网乘客服务、线网运营辅助应用服务器实时数据分析服务器平台支持服务器系统管理服务器UPS电源存储网交换机2套行车调度终端车辆调度终端LED屏LED屏控制器大屏控制器图像处理器大屏/LED屏应用区调度台图3轨道交通线网运营指挥中心设备构成示意图5应用功能层次结构智能铁路2023年9月RCA322023.09 总第 318 期信息交互功能,实现便捷、高效的跨线路客流与运力信息
21、共享,支持面向四网融合的运营调度协调指挥,促进全线网运营管理整体优化6-7。(1)线网行车调度:使用矢量图形呈现线路走势及相关重点位置,形成线网/单线图,同时叠加线网当前各线路运营车辆的实时行车位置,配合车站信息查询、列车信息查询、行车计划查询、行车指标统计、行车复示、自定义指挥图形绘制功能,为调度人员提线网日常运营监督、跨线路运营协调应用;应急情况时,实现跨线路管理的换乘站、场段的应急联动协调,下达涉及跨线路情况下的行车组织、抢修组织协调指令;当行车遇到故障后,与施工系统进行联动。(2)线网列车调度:监督各线路列车调度工作,监视整个线网内所有运营列车的动态,监视画面可显示列车车型、上线、备用
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- 轨道 交通线 运营 指挥中心 智能 调度 系统 设计