网络化背景下城市轨道交通行车组织相关问题探讨

龙源期刊网网络化背景下城市轨道交通行车组织相关问题探讨作者：方河杰来源：《科学与信息化》2018年第29期摘要本文首先对网络化背景下轨道交通行车组织形式进行了介绍，之后分析了行车组织网络化的重要意义及其中亟待解决的主要问题，最后结合当前技术水平和网络化发展趋势，给出了针对性的解决措施。关键词网络化；轨道交通；行车组织为了适应经济高速发展的需求，国家大力投入交通运输业建设，截至2016年末，中国大陆地区有48个城市（部分地方政府批复项目未纳入统计）在建线路总规模5636.5公里，同比增长26.7%。其中，23个城市在建线路超过100公里，成都、武汉、广州、青岛、北京5市在建线路均超过300公里。据不完全统计，2016年度共完成投资3847亿元，再创历史新高。伴随着交通网络规模的扩大以及信息技术及网络技术蓬勃发展，实现城市轨道交通行车组织网络化已经成为轨道交通发展的必然趋势。1网络化背景下行车组织形式网络化背景下，轨道交通行车的组织形式与传统组织形式有较大差异，这些差异主要体现在调度指挥体系和车站调度设备上。1.1调度指挥体系网络化背景下，大部分车站都会设立运营控制中心（OCC），负责对各条支线进行监控。运营控制中心的主要设备为控制计算机以及网络交换机，控制计算机用来处理各支线回传的线路运行状态数据，同时按照实时路况生产调度指令，指令的传输与下达则由网络交换机完成，当遇到紧急情况时，由OCC下达全局指挥指令。一个完备的控制运营中心应当包括运营调度中心，应急指挥中心，监控管理中心以及信息服务中心。运控中心按照其控制范围一般分为集中式和单线式。目前轨道交通线路中，各条线路大多独立运营，单线式运控中心针对的就是单一线路，传统的轨道交通调度一般也以单线式为主。而当路网规模扩大，多条线路出现交叉时，就必须在单线式运控中心的基础上建立统一的集中式运控中心，网络化背景下单线式控制中心和集中式控制中心通过网络实现数据与指令的传输。通常单线式控制中心会向集中式控制中心传输所负责线路的运行状态，集中式控制中心接收到这些状态数据之后，由总控计算机统一生成控制调度指令并回传给单线控制中心。同时，龙源期刊网当单线控制中心检测到当前线路出现故障时，会向集中式控制中心发出预警信号，接收到信号的线路会被集中式控制中心列入调度隔离名单。运营控制中心下达控制指令之后，具体实施由其下设各专业科室完成，这些科室按其职能不同，分管列车的电力供应、消防环控和线路规划。1.2车站调度设备单线运控中心下达的指令将会传给各个车站节点，结合当前传感器技术、自动控制技术以及网络和信息化技术的发展水平，车站节点及其所属的控制设备主要包括以下三个部分：硬件设备层，又叫终端层，这一层主要负责对线路运行状态的实时监控、数据上传以及自动控制，同时还可以对线路中存在的故障进行检测与识别。这一层中的自动控制系统主要包括数据采集监控系统（SCADA）、数据通信系统和控制执行机构。数据监控系统负责对线路数据信息进行量测和采集，为上层数据计算、分析并最终生产决策提供信息来源。数据通信主要是通过有线及无线网络。控制执行机构主要指列车上的制动系统、牵引传动系统（VVVF）等。用来执行上层传输的控制指令。区域集结层，通过将整个控制对象按照所在区域进行划分，在区域上设立控制子节点，子节点可以将分散的终端层设备联结起来，实现数据收集、上传，同时接收上层的控制指令，将指令发送给硬件设备层，这一区域主要包括数据通信系统和小型的决策控制系统。主站层，又称为控制中心层，这一层是整个车站运调中心的控制枢纽，具有强大的信息交互和数据处理能力。它接收各个区域集结层实时回传的数据，对各个子节点区域的数据进行汇总、计算、分析，最终生成智能控制指令[1]。2行车组织网络化的意义及存在的主要问题目前城市交通压力日益增大，大力发展轨道交通对于缓解城市交通压力有巨大作用，轨道交通呈现出多线路叠加的物理网络形态，与此同时，路网规模也急剧扩大，传统的依靠人来进行调度的方式已经难以满足车辆运行的实时性和准确性要求。发展网络化的轨道交通已成为必然趋势。2.1轨道交通行车组织网络化的重要意义实现轨道交通的网络化，可以方便车辆、设备、人员以及信息的资源共享。由于不同线路的客流时空分布有明显区别，如果没有系统和网络的科学调度，往往会导致一些车站只要寥寥数人，而另一些车站缺人满为患。通过网络对车辆和线路进行综合调配，提高车辆利用率。设备资源包括车上设备和维修基地设备，通过网络化实现设备资源的标准化、统一化以及共享化，可以充分发挥设备价值，降低运营成本。信息资源的共享为线路的综合调度，应急事件的处理提供了数据的来源。对于行车组织网络化发展具有重要意义。龙源期刊网轨道交通行车组织网络化的面临的主要问题网络化发展的主要问题主要来自于客流、城市发展以及外来影响。当前由于城市规模结构调整迅速，过去成型的行车网络结构难以无法适应城市的发展要求，同时由于部分外来人口的大量涌入，增加了城市交通压力。轨道交通组织压力增大的另一个重要原因是由于城市自身发展规划不合理，网络化背景下，轨道交通线路增多，各条线路之间的互相交叉，在一定程度上缓解了部分支线上的客流压力，但与之相对应的，乘客换乘的概率加大，对于一些关键的换乘节点，其客流压力明显增大。轨道交通中，车辆的拥堵不会影响车辆的行驶速度，但不当的交通引导和交通调度会使得车站出现大量滞留乘客，使乘客的乘车体验大打折扣，而且容易诱发站台踩踏，拥挤掉下站台等严重威胁乘客人身安全的情况出现，但当前部分城市轨道交通的中转和换乘有时只能依靠数量极少的换乘站点，忽视了冗余性设计，导致换乘站点经常出现大量顾客滞留的问题。随着城市建设，新兴的轨道线路不断出现，但部分城市中新老线路之间的交叉和运行没有得到很好的统一，导致部分线路出现大规模空闲状态，线路利用率大大下降。调度及客运中心在进行运输规划时，需要实时动态了解车站人员数量信息，并对客流增长量进行准确估计，如果没有做好客流预测，将导致车站或换乘站点建设规模无法适应客流需求，导致顾客滞留、拥塞的等情况的出现[2]。3问题解决措施3.1加强数据传输的实时性要实现网络化轨道交通，首先必须保证数据网络通信的实时性，通过加大网络带宽，优化网络结构等方式，使各支路段当前的运行状况可以及时地回传给调度运行中心，当支路段发生故障时采取及时的应急措施，调度运行中心要通过分析数据及时生成调度指令，及时地下达调度指令，增加列车组织之间的协调性，在提高乘客出行质量的同时，降低关键换乘节点的客流压力，提高整个网络的安全性。当某个节点发生故障或者拥塞情况时，要充分发挥网络作用，对线路情况进行通报，加强客流引导，降低客流压力。3.2进行合理的层次划分和结构组织车站和各维修检点建设要耗费大量的资金、土地等建设成本。为此需要从整体性，发展性的角度，对路网节点进行统一布局和设置，以长远发展眼光进行线路规划。对于一些关键换乘站点，要采取替代节点等设计方法，将两条线路之间的交点拓展为两个或多个，当其中一个节点换乘压力太大时，乘客可以选择其他的可替代节点进行换乘，这样做可以有效提高路网的健壮性。3.3灵活的行车组织龙源期刊网正对不同时段不同地域的客流需求及出行特征，运营调度机构要根据情况，采取灵活多变的行车组织模式，通过列车编组结合、快慢车结合、长短路结合、列车过轨运营等方式，使车辆的组织与顾客的出行需求紧密结合，提高列车运营的经济效益，同时起到节约能源保护环境的作用。3.4合理的客流预测与引导通过网络技术实现乘客客流量的准确估计和良好的车辆调度计划是非常必要的。网络化条件下，各个站点中乘车人数可以通过票务系统进行实时查询和统计，这样就为乘客流量估计和提供了数据来源，结合现有技术和设备环境，在顾客出行时为其提供多种备选策略，缓解客流压力的同时减少事故发生的风险概率，同时车站还可以结合城市近期的发展动态和相关政策，进行客流增量的预测，做到提前准备，降低滞留或事故发生的概率[3]。4结束语当前，我国轨道交通运输业蓬勃发展，相关从业人员要以长远发展的眼光进行轨道交通事业的建设，充分发挥原有路网的潜力，加强信息化建设，合理安排行车，为提高乘客的出行服务水平而不懈努力。参考文献[1]房霄虹.城市轨道交通网络化运输组织协调理论及方法研究[D].北京：北京交通大学，2011.[2]张俊.城市轨道交通网络运输条件下考虑换乘协调的行车方案研究[D].西安：长安大学，2017.[3]白广争.城市轨道交通网络化行车组织优化相关问题研究[D].成都：西南交通大学，2015.