完整word版,北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心指揮系統(tǒng)

1、北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心指揮系統(tǒng)（ TCC）的設(shè)計(jì)和實(shí)施2010 年11 月11 日|13:37分類：科技論文|標(biāo)簽：數(shù)字城市 、軌道交通智能化|1,556 views北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心指揮系統(tǒng)（TCC）的設(shè)計(jì)和實(shí)施(Design and Implement for the control system of Beijing Traffic Control Centre)作者：元進(jìn)輝（同方數(shù)字城市產(chǎn)業(yè)本部）本文已發(fā)表于全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目案例精選專輯 （本文內(nèi)容豐富，字?jǐn)?shù)約 5400）摘要：北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心指揮系統(tǒng)作為北京軌道交通路網(wǎng)指揮中心的核心軟件平臺(tái)，具備監(jiān)視

2、、運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮、信息共享等功能。本文通過介紹北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心指揮系統(tǒng)（ TCC）的設(shè)計(jì)和實(shí)施，旨在說明城市軌道交通路網(wǎng)指揮系統(tǒng)功能定位、軟件平臺(tái)選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施要點(diǎn)等，并列舉了北京 TCC系統(tǒng)的建設(shè)成果，以方便其他城市在建設(shè)軌道交通路網(wǎng)指揮系統(tǒng)或建設(shè)同類系統(tǒng)時(shí)作為參考。Abstract: As the core software platform, the control system of Beijing traffic control centre perform the functions of the metro networksupervising, the

3、line operation coordinating, emergency handling, the lines information sharing, etc. In this paper, the design and implementfor the control system of Beijing traffic control centre will be presented. It s purpose is to show the system function for urban metro network managementcentre, the selection

4、of software platform, system design andthe difficulties in system implement. In addition, the achievement of Beijing TCC will be listed as some useable information.關(guān)鍵詞：軌道交通，指揮中心，指揮系統(tǒng)隨著國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)的加速，越來越多的城市擁有了多條軌道交通線路。每條軌道交通線路均獨(dú)立建設(shè)控制中心，這樣每個(gè)城市就有若干個(gè)線路控制中心，而控制中心之間的協(xié)調(diào)往往靠簡(jiǎn)單通訊手段， 不能及時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)， 無法使大量軌道交通信息共享，

5、 且在進(jìn)行應(yīng)急事件處置時(shí)很困難。 因此，建設(shè)城市軌道交通路網(wǎng)指揮中心就勢(shì)在必行。北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心指揮系統(tǒng) （以下簡(jiǎn)稱“北京 TCC系統(tǒng)”）是目前國(guó)內(nèi)僅有的已開通運(yùn)營(yíng)的城市軌道交通路網(wǎng)指揮系統(tǒng)， 兼具軌道交通路網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度指揮、統(tǒng)一應(yīng)急處置、服務(wù)質(zhì)量考核以及路網(wǎng)信息共享的作用。1建設(shè)背景北京 TCC系統(tǒng)在建設(shè)之初，北京地鐵已開通運(yùn)營(yíng)北京地鐵 1 號(hào)線、 2 號(hào)線、 13 號(hào)線、八通線，同期在建設(shè) 5 號(hào)線、 10 號(hào)線一期（含奧運(yùn)支線）、機(jī)場(chǎng)線和 4 號(hào)線。其中已運(yùn)營(yíng)線路 1 號(hào)線和 2 號(hào)線的控制中心位于西直門地鐵大廈， 13 號(hào)線的控制中心位于西直門城鐵大廈，八通線的控制中心位于東四

6、環(huán)的四惠車站。已運(yùn)營(yíng)線路之間的協(xié)調(diào)僅僅靠電話解決， 很難及時(shí)進(jìn)行調(diào)度協(xié)調(diào)、 運(yùn)力匹配，面臨應(yīng)急事件時(shí)更是難以進(jìn)行。另外， 2008 年北京將舉辦奧運(yùn)會(huì)，屆時(shí)世界各國(guó)的運(yùn)動(dòng)員及國(guó)外來賓會(huì)很多。北京地鐵 5 號(hào)線、 10 號(hào)線一期（含奧運(yùn)支線）、機(jī)場(chǎng)線也將在奧運(yùn)前開通，地鐵客流必將急劇猛增，大客流事件肯定會(huì)頻發(fā)， 而軌道交通作為出行的重要手段，保障其順暢運(yùn)轉(zhuǎn)將上升到一個(gè)政治高度。由此，北京市軌道交通路網(wǎng)指揮中心應(yīng)運(yùn)而生。2系統(tǒng)概述北京 TCC系統(tǒng)作為北京市軌道交通路網(wǎng)的中央?yún)f(xié)調(diào)角色， 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各條線路的控制中心及各運(yùn)營(yíng)主體。 它具有綜合監(jiān)視 (ISS) 、多軌道線路多交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮、信

7、息共享等職能。 設(shè)置于北京朝陽(yáng)區(qū)北部的小營(yíng)地區(qū)， 同時(shí)在西直門城鐵大廈內(nèi)還設(shè)置了后備指揮中心。北京 TCC系統(tǒng)在 2006 年 3 月份開始建設(shè)，于奧運(yùn)前投入運(yùn)行，到目前已完成北京地鐵 1 號(hào)線、2 號(hào)線、13 號(hào)線、八通線、 5 號(hào)線、10 號(hào)線一期（含奧運(yùn)支線） 、機(jī)場(chǎng)線和 4 號(hào)線各專業(yè)的接入。北京 TCC系統(tǒng)接入的線路各專業(yè)包括綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ ISCS）、乘客信息顯示系統(tǒng)（ PIS）、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（ CCTV）、環(huán)境設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（ BAS）、電力監(jiān)控系統(tǒng)（ PSCADA）、信號(hào)系統(tǒng)（ SIG）、消防報(bào)警系統(tǒng)（ FAS）、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（ AFC），另外還接入了清分清算中心（ ACC

8、）等。3系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則根據(jù)對(duì)指揮中心應(yīng)具備的功能研究，以及北京市政府授予的職責(zé)范圍，確定北京TCC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下：（ 1）指揮中心作為中央?yún)f(xié)調(diào)角色，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各線路控制中心及各運(yùn)營(yíng)主體，具有監(jiān)視、運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮、信息共享等職能。（ 2）在正常情況下， TCC對(duì)線路運(yùn)營(yíng)“只監(jiān)不控”，主要提供協(xié)調(diào)、協(xié)助功能。在非正常情況下， 特別是發(fā)生影響不同運(yùn)營(yíng)主體所管轄線路的突發(fā)事件時(shí)， 指揮中心將進(jìn)行統(tǒng)一的應(yīng)急指揮。（ 3）TCC對(duì)各線路控制中心（以下簡(jiǎn)稱“ OCC”）的管理重點(diǎn)在于制訂不同運(yùn)營(yíng)商之間的協(xié)調(diào)原則、節(jié)假日及重大活動(dòng)的客運(yùn)組織原則等。（ 4） TCC只管理到與 OCC的接口部分

9、，不直接與車站相連。接口規(guī)范由指揮中心制定，各線遵從。（ 5）指揮中心作為城市軌道交通的對(duì)外的窗口，代表城市軌道交通與其它部門或單位聯(lián)系和協(xié)調(diào)，如氣象、公安、消防、公交部門等聯(lián)系和協(xié)調(diào)。（ 6）在西直門建設(shè)后備指揮中心。當(dāng)出現(xiàn)重大災(zāi)害情況（如恐怖襲擊、地震、火災(zāi)等）造成小營(yíng)指揮中心癱瘓、 或指揮中心系統(tǒng)故障而長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)行時(shí)， 啟用后備指揮中心。3.2路網(wǎng)管理和控制模式在指揮中心建成后， 整個(gè)軌道交通路網(wǎng)的管理和控制模式將調(diào)整為三層管理和三層控制方式。三層管理即指揮中心層管理、線路控制中心層管理及車站層管理，三級(jí)控制即線路控制中心層控制、車站層控制和現(xiàn)場(chǎng)層控制。如下圖表示：3.3 系統(tǒng)架構(gòu)系統(tǒng)

10、組成北京 TCC系統(tǒng)由 TCC主系統(tǒng)、 TCC后備系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、 CCTV 系統(tǒng)、測(cè)試和培訓(xùn)系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)方框圖如下：（ 1） TCC主系統(tǒng)由應(yīng)用服務(wù)器、歷史服務(wù)器、存域網(wǎng)、前置服務(wù)器、工作站等組成，設(shè)備冗余，且網(wǎng)絡(luò)也是冗余配置。（ 2） TCC后備系統(tǒng)由應(yīng)用服務(wù)器、歷史服務(wù)器、前置服務(wù)器、工作站、磁帶機(jī)等組成，服務(wù)器設(shè)備非冗余，網(wǎng)絡(luò)冗余。（ 3）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同時(shí)承載了指揮中心的所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，因此在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備、交換機(jī)電源及引擎等均采用冗余配置。（ 4）測(cè)試和培訓(xùn)系統(tǒng)由應(yīng)用服務(wù)器、歷史服務(wù)器、前置服務(wù)器、工作站等組成，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均非冗余。（ 5）CCTV系統(tǒng)由視頻編碼器

11、、硬盤錄像機(jī)、 CCTV操作終端等組成。為每條線路配置一臺(tái)視頻編碼器，采集線路的 8 路獨(dú)立模擬視頻信號(hào)。（ 6）大屏幕顯示系統(tǒng)由 39 塊 80 寸 DLP顯示設(shè)備及其控制設(shè)備組成，視頻信號(hào)采用全數(shù)字形式接入。系統(tǒng)設(shè)備連接圖系統(tǒng)設(shè)備選型（ 1）應(yīng)用服務(wù)器和歷史服務(wù)器： 系統(tǒng)接入信息點(diǎn)數(shù)要求支持 30 萬點(diǎn)，應(yīng)用軟件平臺(tái)要求運(yùn)行在 Solaris 系統(tǒng)上，因此選擇了 SUN V890服務(wù)器，配置多塊雙核UltraSparc CPU 處理器。（ 2）前置服務(wù)器：負(fù)責(zé)接入所有線路接口，接口數(shù)量（含預(yù)留）至少60 個(gè)，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，而普通嵌入式設(shè)備滿足要求，因此選擇了SUN V490服務(wù)器，

12、配置雙核 UltraSparc CPU 處理器。（ 3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：作為指揮中心所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的承載網(wǎng)，可靠性、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和流量帶寬要求都非常高，因此網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備選擇了 Cisco Catalyst 6500 系列，設(shè)備冗余，并每臺(tái)均配置雙電源模塊、雙引擎模塊。（ 4）CCTV設(shè)備：視頻編碼器選擇了 Bosch V8008系列，將模擬視頻轉(zhuǎn)換為 MPEG4 數(shù)字信號(hào)，同時(shí)滿足工作站及大屏幕顯示要求。（ 5）大屏幕系統(tǒng)設(shè)備：作為指揮中心的顯示核心，顯示一致性、無縫拼接、燈泡冗余配置等均非常重要，因此選擇了Barco DLP 大屏幕顯示系統(tǒng)。3.4 系統(tǒng)軟件架構(gòu)系統(tǒng)軟件平臺(tái)北京 TCC系統(tǒng)的軟件平臺(tái)采用

13、了新科電子的 OASYS綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件作為核心軟件平臺(tái)，具有表示層、功能層和數(shù)據(jù)層三層結(jié)構(gòu)，用戶界面、業(yè)務(wù)處理和數(shù)據(jù)操作分離，邏輯上獨(dú)立，各層之間接口簡(jiǎn)潔。 OASYS軟件平臺(tái)采用分布式的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)，支持 C/S 客戶端 / 服務(wù)器（ Client/Server ）架構(gòu)，設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，方便升級(jí)及系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展。OASYS綜合監(jiān)控系統(tǒng)軟件可處理的數(shù)據(jù)點(diǎn)容量為 30 萬點(diǎn)，支持超過 150 用戶同時(shí)登錄使用，畫面容量不小于 5000 幅，可以保證系統(tǒng)從通訊接口接收數(shù)據(jù)到操作站畫面完成數(shù)據(jù)更新的時(shí)間小于 2 秒。系統(tǒng)軟件組成北京 TCC系統(tǒng)軟件由綜合監(jiān)視系統(tǒng)（ ISS）、輔助決策數(shù)據(jù)庫(kù)

14、（ DSDS）、運(yùn)營(yíng)信息報(bào)送系統(tǒng)（ OIS）、線路設(shè)備考核系統(tǒng)（ LEAS）、突發(fā)事件評(píng)估系統(tǒng)（ IES）、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（ CCTV）、測(cè)試和培訓(xùn)系統(tǒng)（ TDS）等軟件模塊組成，各模塊按照 TCC系統(tǒng)功能要求實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，并且除 TDS軟件獨(dú)立運(yùn)行在培訓(xùn)系統(tǒng)外，其他模塊之間聯(lián)系緊密或存在一定聯(lián)鎖關(guān)系。系統(tǒng)接口軟件（ 1）在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集方面，北京 TCC系統(tǒng)與線路接口采用了目前通行的工業(yè)以太網(wǎng) Modbus/TCP協(xié)議，方便了與線路 ISCS、BAS、PSCADA、FAS、SIG 等的通訊。（ 2）在與 CCTV和 PIS 專業(yè)通訊接口，北京 TCC系統(tǒng)采用了自定義的文本協(xié)議。在經(jīng)過與線路的

15、接口測(cè)試后，已正式上升為線路接入規(guī)范。（ 3）在與 AFC和 ACC專業(yè)的接口，北京 TCC系統(tǒng)采用了金融行業(yè)通用的 IBM MQ 中間件，然后在系統(tǒng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。以上接口軟件均通過代理軟件實(shí)現(xiàn)，每條線路的每種類型接口為一個(gè)代理軟件，這樣方便了后續(xù)線路的接入。4系統(tǒng)實(shí)施要點(diǎn)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)（ 1）路網(wǎng)指揮中心和線路控制中心的功能定位不同，路網(wǎng)指揮中心一定不是簡(jiǎn)單的線路控制中心的疊加， 而是應(yīng)該側(cè)重在對(duì)路網(wǎng)層面、 線路換乘信息以及應(yīng)急事件的處理上。例如：開發(fā)全路網(wǎng)監(jiān)測(cè)圖，總體監(jiān)視整個(gè)路網(wǎng)中的列車位置、供電、火警、客流等實(shí)時(shí)信息；（ 2）路網(wǎng)指揮中心的功能要求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視和應(yīng)急指揮，因此和線

16、路設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)不同，更多的應(yīng)該設(shè)計(jì)利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輔助應(yīng)急指揮處理功能。 例如：車站火災(zāi)引發(fā)的應(yīng)急處理過程聯(lián)動(dòng) CCTV、在大屏幕上顯示相應(yīng)車站現(xiàn)場(chǎng)；聯(lián)動(dòng)應(yīng)急處置畫面，預(yù)選類似應(yīng)急預(yù)案；聯(lián)動(dòng)關(guān)聯(lián)線路，關(guān)閉相應(yīng)換乘；聯(lián)動(dòng)乘客信息系統(tǒng)，進(jìn)行全線廣播，通知乘客換乘其他交通工具；聯(lián)動(dòng)政府機(jī)構(gòu)，如公安公交總隊(duì)、消防局、交通委、醫(yī)療救護(hù)等；處置結(jié)束后，進(jìn)行處置過程回放并報(bào)告至上級(jí)單位。（ 3）路網(wǎng)指揮中心的功能要求考核線路運(yùn)營(yíng)的服務(wù)質(zhì)量，因此在需要選擇采集的設(shè)備以及體現(xiàn)其服務(wù)質(zhì)量的信息上應(yīng)多組織運(yùn)營(yíng)專家討論確定。 例如：對(duì)列車準(zhǔn)點(diǎn)率、電力供應(yīng)、自動(dòng)售檢票設(shè)備、 電扶梯設(shè)備、站廳站臺(tái)溫濕度等進(jìn)行考核。在某些設(shè)備

17、信息點(diǎn)設(shè)置上要求線路直接邏輯運(yùn)算成“正在服務(wù)”和“退出服務(wù)”等反映服務(wù)質(zhì)量的信息。（ 4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型，應(yīng)圍繞功能要求及未來新線接入要求，選擇適當(dāng)?shù)姆?wù)器設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。（ 5）在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)視頻占帶寬很大，訪問量大時(shí)可能會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)阻塞，甚至影響實(shí)時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此應(yīng)設(shè)計(jì)合理的 QOS策略，甚至可以把CCTV網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分離設(shè)計(jì)。4.2 系統(tǒng)接口TCC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于線路各專業(yè)，接入各專業(yè)是系統(tǒng)實(shí)施成功的關(guān)鍵。（ 1）根據(jù) TCC系統(tǒng)功能要求，確定需要采集的各專業(yè)的信息類型和信息內(nèi)容， 避免與線路各專業(yè)簡(jiǎn)單重復(fù)。（ 2）制定接入規(guī)范，使接口物理形式、軟件協(xié)議，甚

18、至于車站名稱、 編號(hào)以及設(shè)備名稱、 編號(hào)等全路網(wǎng)統(tǒng)一， 并要求接入線路的所有專業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行。（ 3）分階段進(jìn)行接口測(cè)試。在工廠測(cè)試階段應(yīng)完成協(xié)議測(cè)試和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)試，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段完成端到端測(cè)試和連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定性測(cè)試。4.3 應(yīng)急預(yù)案及考核標(biāo)準(zhǔn)TCC系統(tǒng)在線路服務(wù)質(zhì)量監(jiān)督、路網(wǎng)應(yīng)急處置、信息共享等方面仍需要很多客戶化工作，深入調(diào)研業(yè)主及使用方需求， 協(xié)助業(yè)主制定服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、 應(yīng)急處置預(yù)案，并組織運(yùn)營(yíng)專家充分討論和確定，甚至通過實(shí)際演練改進(jìn)系統(tǒng)也是必須的。4.4 系統(tǒng)預(yù)留TCC系統(tǒng)不同于線路設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)， TCC系統(tǒng)在投運(yùn)后還將面臨新建線路各專業(yè)的逐步接入，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)考慮到系統(tǒng)預(yù)留的容量以及

19、在線接入的要求等。北京 TCC系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、服務(wù)器選型、軟件選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面已充分考慮預(yù)留。另外，對(duì)于在線接入， TCC系統(tǒng)設(shè)置了測(cè)試和培訓(xùn)系統(tǒng)，既可完成新建線路的各專業(yè)測(cè)試，又可在完成測(cè)試并運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后在線導(dǎo)入TCC主系統(tǒng)。5北京 TCC系統(tǒng)建設(shè)成果5.1系統(tǒng)已接入的各專業(yè)信息量線路 專業(yè)ACC AFCBASFASPOWSIG單線點(diǎn)數(shù)1 號(hào)線305327991116551799 11879198282 號(hào)線21623185784791088 6375110544 號(hào)線3232732225813071071 10694183855 號(hào)線3113243163717691308 8675169

20、4310 號(hào)線一期（含奧支）4353368255319581629 135392348213 號(hào)線23020184052671499 1061715036八通線15095424821894455168030機(jī)場(chǎng)線663323476960847366158總計(jì)203618244893777229946 720311189165.2系統(tǒng)已完成的畫面數(shù)量序號(hào) 線路畫面數(shù)量 備注11號(hào)線6222號(hào)線5334號(hào)線6645號(hào)線605 10 號(hào)線一期（含奧支） 77613 號(hào)線467八通線378機(jī)場(chǎng)線209信號(hào)與視頻同步8通用畫面10線路換乘信息9通用畫面11換乘站換乘信息27每個(gè)換乘站多幅12大屏幕專用畫面15總計(jì)4805.3系統(tǒng)已完成入庫(kù)的資料（ 1）全路網(wǎng)主要專業(yè)施工資料及竣工圖紙；（ 2）全路網(wǎng)各車站圖像資料；（ 3）全路網(wǎng)隧道影像視頻資料；（ 4）軌道交通應(yīng)急預(yù)案資料；（ 5）領(lǐng)導(dǎo)、專家及全路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)人員資料；等等。5.4系統(tǒng)功能典型畫面（ 1）北京市軌道交通路網(wǎng)監(jiān)測(cè)圖： 涵蓋了北京地鐵 2015 年規(guī)劃的所有地鐵線路，可總體監(jiān)視整個(gè)路網(wǎng)中所有線路的列車、供電、火警、客流等實(shí)時(shí)信息。（ 2）線路信號(hào) (SIG) 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)