列车调度指挥系统_上海轨道交通TETRA系统列车调度指挥切换研究

　　【摘要】文章介绍了上海轨道交通列车调度指挥子系统，分析了运营人员无线调度通信过程的要求及列车调度区域转换实现方法。在研究上海轨道交通列车调度区切换现状和存在的问题、运营单位对应需求的基础上，提出了三种调度区切换方案，经分析比较，推荐了ATS实时提供列车信息、人工确认调度区转换的方案。
　　【关键词】轨道交通 TETRA系统 调度指挥 列车调度区转换
　　1 背景介绍
　　截至2011年底，上海轨道交通已开通运营11条线路、280座车站，运营里程达425公里，线网规模居全国之首，在世界上名列前茅，日均客流量达570万。上海轨道交通已进入到网络化运营时代，呈现出网络运营管理规模大、系统运行关联度高、网络客流换乘路径多、维护保障复杂性高、突发事件影响范围广等网络化运营特征。
　　上海轨道交通专用无线系统采用TETRA制式，将1-13号线基本网络的专用无线系统进行捆绑招标，并与中标方签订了框架协议。TETRA系统为上海轨道交通网络提供了高效、安全、便捷的无线指挥调度服务，为COCC（网络运营协调指挥中心）、线路OCC的调度人员、车站值班人员以及处于移动作业的工作人员之间提供无线通信手段。系统在规划时即考虑到了网络化的特征，为确保全网统一指挥和调度以及网络化运营服务提供了通信保障，是网络化运营的重要基础平台之一[1]。随着应用服务和应用场景的拓展，TETRA在上海轨道交通中的应用范围不断扩大，同时为维修人员、车站内值班人员、轨道公安人员等提供无线通信手段[2]。但指挥调度通信，即车辆基地信号楼值班员或正线行车调度与司机之间的通信，仍是专用无线系统最核心、重要的功能，系统需要保证对列车运行调度指令及时准确的传达，为确保列车的安全运行提供可靠的通信手段。
　　2 TETRA系统切换要求
　　根据行车调度要求，为明确管理责任、确保指令的准确有效，列车驾驶员只能接受唯一的、对当前列车所在调度区具有指挥控制权的调度员的指挥。轨道交通列车根据需要在正线行驶或进入车辆基地时，其调度指挥权随其位置进行切换。所以，正线上行驶的列车应归属正线调度员管辖、调度，而进入车辆基地内的列车应归属车辆基地的运转调度员管辖调度，即正线调度台只与正线上行驶的列车进行通话，车辆基地调度台只与车辆基地内的列车进行通话。
　　因此，调度系统需要根据列车当前的位置确定其归属调度台，即实现列车在调度界面的切换。调度员和司机在日常操作中，把列车在调度界面的切换称为列车车载台的注册和注销。其中，“注册”指列车从车辆基地进入正线时，注册进正线调度台，同时从车辆基地调度台界面清除；“注销”指列车从正线返回车辆基地时，从正线调度台界面清除，同时注册进车辆基地调度台界面。另外，上海轨道交通存在一条线路有多个车辆基地的情况，因此还需明确列车的调度指挥权具体转移到线路的哪个车辆基地。
　　3 TETRA系统切换实现方式
　　上海轨道交通采用Motorola原装设备和二次开发设备来实现调度指挥通信功能，定制开发符合列车无线调度、地铁行业用户特色功能需求和实际操作需求的系统，并为各调度提供了全中文的调度台用户操作界面[3]。
　　各线路OCC处列车调度指挥子系统设备如图1所示。其中，调度CAD服务器作为调度信息的数据库，供各调度台使用，同时为二次开发调度台提供集中接入服务，接收来自其它系统的信息[4]。二次开发的网管负责监视设备的工作情况，并为二次开发调度台完成动态重组提供平台。录音服务器完成二次开发调度台的录音功能。原装调度台提供TETRA系统调度服务，协助二次开发调度台完成语音呼叫等功能。GPIOM与原装调度台相连，提供麦克、录音、喇叭等接口。调度操作终端通过串口与二次开发调度台相连，简化调度台操作，完成调度语音和部分数据功能。
　　在轨道交通调度中，通常使用下列功能号标识列车：
　　（1）列车车次号，即线路上运行的列车的标识号码，由计划表号（列车全天运营任务的统一编号）和目的地号组合而成，是动态分配的。
　　（2）列车车组号，即识别一列固定编组的列车的唯一物理编号。
　　由于在控制中心信号系统显示大屏上，列车用车次号表示。因此，调度人员在呼叫列车时，通常习惯于使用车次号进行呼叫，当车次号没有显示时，才使用列车车组号进行呼叫。因为安装在每列车上的车载台的设备编号是固定的，使用列车车组号呼叫时，系统实际使用对应的车载台设备编号直接呼叫。但列车车次号与车载台编号的对应关系是动态变化的，需要明确它们的实时对应关系，才能采用车次号呼叫车载台。因此，调度系统需在CAD服务器的数据库中记录相关信息的对应关系。
　　上海轨道交通专用无线系统在设计时，要求通过信号列车自动监控（ATS）系统的配合，使列车车载台实现自动调度界面切换功能。ATS系统是列车自动控制系统的子系统，可监控列车运行，并按时刻表对列车运行进行自动调整，为运行调整提供数据。因此，ATS系统可提供列车实时位置信息，包括列车由正线进入车辆基地或由车辆基地进入正线时的列车位置信息。ATS信息可以通过相应数据接口连接到CAD服务器上，CAD服务器根据ATS信息实时更新数据库，将特定调度区的机车呼叫引导到其所属的调度台，各调度台根据数据库的变化不断刷新实时界面上的当前在线车辆及其位置列表，从而实现调度区的自动切换。
　　4 调度区切换存在的问题
　　根据上海轨道交通框架协议规定的TETRA系统与信号接口要求，ATS系统需向TETRA系统提供以下信息：列车车次号、列车车组号、列车上下行信息、列车位置信息等。目前除1号线和5号线由于ATS系统较老，无法向TETRA提供所需信息外，其余已运营线路的ATS-TETRA接口均已按照要求实现。
　　但从ATS-TETRA接口的实际使用情况来看，目前还没有哪条线路启用此接口。这主要是因为在调试使用ATS信息自动实现列车调度区切换功能时发现了问题：ATS系统为信号系统中的非安全系统，无法保证数据与接口的安全可靠。ATS系统会因为故障或发生某些异常，而丢失某些列车的信息，又无法将异常情况及时告知无线系统。根据无线系统的判断逻辑，无法判断相关列车属于正常离开正线或异常退出正线，从而会造成列车在调度台的管辖范围内失踪，无法建立通信链路。但此时是调度最需要与列车通信的时刻，列车在调度台界面的消失会影响调度对异常情况的处理，甚至影响列车运行安全。