城市軌道交通全自動運行系統一致性協調方工作模式研究

李劍元、葛蘭新、石竹、梁材國

（深圳交控科技有限公司，廣東 深圳518000）

0 引言

城市軌道交通全自動運行系統國產技術的發展，引領了城市軌道交通列車運行控制技術的新趨勢，從國內首條擁有全自動運行系統自主知識產權的北京燕房線線路開通以來，全國各大城市大部分新建線路均按照全自動運行系統技術要求建設，開辟了城市軌道交通列車運行控制技術發展新時代。據國際公共交通協會（UITP）發布的報告，截至2018 年底，世界全自動運行地鐵線路共64 條，分布在全球的42 座城市，總里程為1026km。其中，亞洲占比為50%，歐洲為30%，北美和中東分別為11%和8%。報告預計到2023年，世界全自動地鐵運營里程將增加2 倍，其中大部分新增線路在中國地區。

全自動運行系統場景功能設計是工程設計的重要部分，其場景的應用效果能否得到充分發揮既依賴系統的先進性、穩定性和可靠性，更離不開各專業功能設計和運營管理模式的高效協同。因此，在部分新建的全自動運行系統建立引入一致性協調方的角色，協助建設方對全自動運行核心設備進行管理。

1 一致性協調設計工作內容

一致性協調方為全自動項目的場景設計技術牽頭方，其主要工作包括以下幾個方面：

一是重點協助建設方完成各場景功能設計的整體技術協調，包括場景功能定義、基本功能流程以及接口實現方案；二是協調各專業完成接口設計，包括接口功能分配、接口功能實現建議方案以及多專業聯動設計；三是配合現場測試驗證，包括編制場景測試驗證大綱、場景驗證測試策劃方案和場景測試技術問題協調。

本文通過分析全自動運行系統建設階段場景一致性協調設計模式，結合實際項目建設經驗，提出一致性協調方在全自動運行系統建設工作模式，如圖1所示。從而提高項目建設效率，減少場景功能需求與系統不匹配的問題，為后續全自動運行系統工程項目提供建設思路及參考。

圖1 全自動運行系統一致性協調設計工作流程

2 全自動運行系統場景功能設計一致性協調工作開展模式

2.1 全自動運行場景運營組織規則分析

由于各個城市的運營組織規則不盡相同，對場景功能的需求也存在差異，因此在全自動運行建設過程中，需要分析用戶的頂層需求，結合用戶需求及各專業技術條件編制適用于該項目的全自動運行場景功能說明書。

2.1.1 場景文件結構分析

目前既有線路的場景設計說明文件主要分為兩類，一類是偏向功能要求的場景文件，比如北京燕房線；另一類是以運營流程為主線，向各專業分配功能的場景文件，比如成都9 號線。深圳地鐵14 號線的場景文件是以調度角色劃分場景結構，分為五大角色篇，共79 個場景內容，包含正常、故障及應急場景，場景已涵蓋最基本的全自動使用場景，且兼具了功能要求和運營流程兩大類內容。

由于該場景文件包含了流程和功能，不利于設計階段工作開展，因此需重新拆分為功能場景說明書和運營處置流程指引，如圖2 所示。其中功能場景說明書由一致性協調方牽頭編制，運營處置流程指引由運營牽頭編制，一致性協調方參編。

圖2 場景功能說明書與運營流程關系示意圖

運營處置流程與功能場景說明書是相輔相成的關系，功能場景說明書是運營處置流程文件編制的基礎，運營處置流程文件是功能場景說明書的理論檢驗。在項目建設工程中可以場景功能設計為主，運營流程為輔。

2.1.2 場景內容分析

從文件內容要求分析、把握用戶場景使用需求。各用戶根據當地的使用習慣，形成本地特色的功能需求。因此需要對比既有全自動線路和相關技術規范識別此類需求，與用戶溝通確認相關使用場景，輸出全自動運行系統核心專業（信號、車輛、通信、綜合監控、站臺門、場段工藝）場景功能需求清單，以便在后續場景設聯討論中明確相關功能設計要求及技術方案。

2.2 全自動運行系統核心專業招標技術要求分析

由于全自動運行系統比傳統CBTC 系統增加了眾多系統間接口，其中信號、車輛增加的外部接口最多，而一致性協調方的招標要求一般會合并在信號系統采購要求內，也有個別項目合并在車輛系統采購要求中。因此，在其他專業招標時進行如下幾個方面的分析：

第一，該專業功能是否滿足場景功能需求，尤其對該項目的特色功能需求；

第二，涉及場景功能相關的設備裝置選擇是否有利于場景功能實現，如開關裝置的復位方式、物理接口等；

第三，系統的接口要求是否滿足聯動場景需求，尤其排查是否缺少必要的接口要求。

2.3 全自動運行場景功能設計聯絡

場景功能設計聯絡是一致性協調方最重要的一個階段，該階段需一致協調方組織各方（建設、運營、監理、設計、獨立第三方及各核心專業承包商）召開會議討論場景功能的實現方式。場景設聯需結合各核心專業合招標時間編制各個階段的設聯議題內容。同時，根據各專業設計聯絡進度及遇到的問題，穿插場景設計專題會進行深入討論，最終確定全自動運行系統場景設計。

場景設計聯絡召開的范圍和頻次主要根據項目招標場景說明書文件要求及各專業的招標進度確定，一般以完成不少于2 個核心專業招標作為一次場景設聯規劃，各階段設聯可按照以下步驟開展：

2.3.1 第一次場景設聯

全自動運行系統建設一般會優先完成信號、車輛的招標，因此第一次全自動運行場景設計聯絡主要確定項目的場景說明書文件結構，討論信號、車輛專業相關的場景功能需求，該階段主要以招標文件為主線形成場景功能說明書初版文件，確定文件章節結構、場景的基本流程定義、各專業主要功能分配以及各專業終端操作顯示需求?；趫鼍暗牡谝淮卧O聯可為信號、車輛專業的設計聯絡及信號、車輛接口設計聯絡提供指導文件并識別功能需求。

2.3.2 第二次場景設聯

FAO 項目涉及的場景功能主要以信號、車輛為主，在項目場景設計聯絡過程中，一般通過第一次設聯識別信號、車輛特殊功能需求，第二次設聯將針對第一次設聯識別的特殊功能需求，討論系統實現方案，梳理新完成招標的專業場景功能需求。第二次設聯將以場景說明文件為基礎，以各類功能專題方案為主線，其中專題方案主要由一致性協調方編制，部分特殊方案也可以由承包商提供。

2.3.3 第三次場景設聯

第三次場景設聯的召開時間一般在信號、車輛、通信、綜合監控、站臺門及場段工藝均完成招標后，該階段主要目的是組織各專業確定場景功能需求，實現方案以穩定場景功能說明文件的方式呈現。

2.3.4 場景功能實現方案專題會

由于FAO 項目涉及多個專業，各專業間的接口眾多且內容復雜，尤其對列車數據落地的要求較多，不僅需要實現列車控制數據落地，還需實現列車的設備狀態監視、維護數據上傳、語音視覺信息傳輸，因此僅通過場景設聯難以高效解決各類技術問題，需針對不同的技術問題組織相關方集中討論，尤其是當地首個建設FAO 的項目，需專題討論較多的問題。通過深圳地鐵14 號線的實際經驗，采用該方式可對相關難題完成專業、全面的分析，并高效產出完善、可靠的設計方案。

在深圳14 號線項目實際執行過程中，一致性協調方共組織了3 次場景設計聯絡會，34 次專題方案會，討論216 項議題，形成421 項會議決議項，完成769 項評 審 意 見 回 復，共 產 出V1.0、V2.0、V3.0、V4.0、V4.1、V5.0、V5.1、V5.2 共8 個版本場景過程文件。

2.4 專業設聯及接口設計支持

一致性協調方主要參與各專業涉及場景功能實現設計聯絡和涉及場景功能相關接口設計，非FAO相關的功能及接口按照既有項目開展。一致性協調方參與各專業設聯和接口設計主要目的是確保各專業功能設計與場景功能需求相匹配，一致協調方根據場景功能需求在各專業設聯確認功能實現方案，尤其識別為新增的功能需求，避免各專業設聯遺漏相關功能設計，同時也可為各專業提供場景功能設計參考意見。

2.5 全自動運行場景測試策劃

FAO 項目的現場測試調試內容比既有傳統CBTC項目增加了場景相關測試內容，場景測試需要各專業現場調試達到一定前提條件后方可開展，而且所需涉及的專業均需具備相關條件，導致綜合聯動內容增加；或者需獨立增加場景聯動階段，因此需要將各專業的綜合聯調條件提前，考慮場景聯調主要目的為驗證功能是否實現，前期可策劃具備折返交路運行的樣板段完成場景聯動，采用該方式可以緩解各專業前期不具備條件的壓力，也可以提前驗證各專業場景功能及發現問題缺陷。為更好地協調各專業開展場景測試，需編制一套有效的方案指導各專業開展現場實施，結合深圳14 號線場景測試實施情況，全自動運行系統調試策劃方案包含：系統目標、調試組織架構、現場實施計劃、各個實施階段的運營配合、人員需求、全自動運行場景聯調的前置條件、場景聯調大綱、現場測試方案、系統穩定性測試內容等。

2.6 全自動運行系統運營處置流程編制協助

全自動運行線路的運營管理在生產組織、設備設施管理、人員及組織架構、安全與應急管理等方面與傳統線路有較多差異，因此需針對全自動運行系統差異的內容編制適合運營的規范性處置流程文件。

運營流程編制工作組由運營單位、一致性協調方組成?！斑\營單位”在文件編制中擔任總牽頭角色，負責起草主要流程編制并確認；“一致性協調方”作為配合輔助角色，負責編制設備類的流程，確保系統的功能與流程匹配，并向運營方輸出準確的設備表現，包括正常狀態、故障狀態及如何確認。

3 結語

目前，國內全自動運行項目已逐步采用一致性協調方的模式建設，各地對一致性協調方的工作內容、模式及要求均有不同，各地地鐵公司根據自身實際需求，不斷探索一致性協調方的管理模式。本文針對城市軌道交通全自動運行系統項目下，一致性協調方的工作思路及工作模式深入討論，從招標需求、設計聯絡、接口設計、測試驗證以及運營處置流程方面，提出了涵蓋整個項目實施周期的一致性協調工作內容，希望可對后續各城市全自動運行線路的一致性協調方工作模式，具有一定的借鑒意義。