1 项目背景
自上世纪至今，国外新建地铁大多采用了不同程度的综合监控系统，对主要的弱电系统进行集成。发达国家在地铁旧线改造时也逐步实施了一条或多条线路的综合自动化。我国《地铁设计规范》（GB 50157-2003）明确规定，地铁应逐步实现以行车指挥与列车运行为核心的机电设备的综合自动化。目前，广州共建有地铁1、2、3和4号线开通运营，预计2010年，广州将建成近255公里的轨道交通线路，共有9条线路，预计每天客流量将达200万人次。届时，传统的运量控制管理方式，将难于协调广州地铁内部及其与其它客运系统的关系，需要考虑建立运营自动化系统，统一管理整个城市地铁线网中的各条线路，并协调与其它客运交通方式的关系。广州地铁已具有较为稳定的地铁线网规划，但尚无相应的运营自动化系统的规划。运营自动化系统是直线电机运载系统模式研究的一个课题。在国内直线电机运载系统作为一种新型的交通模式，具有技术先进、安全可靠、经济合理、绿色环保的特点，非常适合大、中城市中等级运量轨道交通发展的需求，是一种极具发展前途的交通模式。本研究是建立在广州市及广州地铁发展规划的基础上开展研究的课题，是在广州地铁十数年来各专业自动化系统和综合自动化（主控或综合监控）系统成功构建的基础上而研究的、规模更大的系统。通过课题研究，可获取对运营自动化较为全面的认识，其成果将符合广州地铁的实际需要，也力争适应我国城市轨道交通发展运营自动化系统的需求，也可通过进一步的研究，开发广州地铁的最适宜的运营自动化系统。
2 研究范围与年限
课题的研究涉及了系统的现状与发展趋势研究、系统总体规划研究、系统软硬件体系的研究、系统应用与实施方案的研究、系统可靠性等的评价研究及系统生命周期内风险分析与规避研究和投资预测性研究。在系统构成、软硬件和接口等内容中，包括了系统调试开通、系统运用等实用方面的研究，以及系统向深层次发展而纳入的有关标准化方面的研究。通过课题研究，可获取对运营自动化较为全面的认识，其成果将符合广州地铁的实际需要，也力争适应我国城市轨道交通发展运营自动化系统的需求，也可通过进一步的研究，开发广州地铁最适宜的运营自动化系统。
运营自动化系统是一逐步建设且功能不断完善的系统，为了将来工程的顺利实施，本项目应在运营自动化系统总体规划的指导下，不断深入研究、归纳广州地铁的运营模式。追随技术的发展，深入的分析系统所涉及的各方面工作，逐步建成与广州地铁线网相适宜的运营自动化系统。
3 主要内容
3.1 研究目标
运营自动化系统具有提高列车运行管理水平、提高地铁系统综合利用能力，提高行车效率和客运服务水平的作用。该系统以轨道交通运行网络为监控目标，以行车指挥为核心，充分协调各线路上在线列车的运行，促成运行线路上列车的统一指挥，最大限度地提高，并实现多条线路上列车运行的协同性，可以实现已开通线路上设备的综合利用和资源共享，也为线网各线路设备的合理配置提供条件。
本研究是建立在广州地铁及广州市周边公共交通发展规划的基础上开展研究的课题，是在广州地铁各专业自动化系统和综合监控系统成功构建的基础上研究的复杂大系统，是对运营自动化系统建设与发展的规划。
3.2 研究思路与技术路线
本课题的各子课题之间相对独立，又互相关联，保证课题在计划的进度下正常、有效地开展，保证课题的内容与工程实际要求紧密联系，将各子课题有机地结合，保证系统的先进性和系统性，将具有极其重要的实际意义。
鉴于运营自动化系统研发的系统性，应充分发挥参加单位的的各自优势，并使各参加单位全面理解、掌握系统内容。本研究采用总体单位协调，各子课题分别把关负责，参加单位共同参预、各有侧重，归纳集成主动征求广州地铁公司各级领导、业务部门指导的工作方式，并拟邀请国内外有关厂商协作。
本研究在广州地铁规划的基础上开展。课题研究通过对线网规划的再认识，以期适应线网规划，甚至对线网规划的提出必要的建议。
鉴于课题的研究滞后线网规划、滞后于广州地铁1#、2#、3#等既有线路的扩建和技术改造、滞后于广州地铁5#、6#线等新建线路以及其它待建线路。由于不同时期所建线路的机电系统构成模式有所不同，线路的运营管理模式也会产生差异，对于运营自动化的设置也会有所差异。因此，根据不同线路的不同特点，进行归纳研究，以求规划最好的运营自动化系统结构。
目前国内的地铁系统尚没有一个运营自动化系统投入运营，甚至也没有对于运营自动化系统的规划和研究，国外也未见基于线网规划意义上的运营自动化系统。本研究通过借鉴国内外相近的自动化系统，实施系统的集成研究、硬件与软件体系和接口的研究。
课题组成员曾参加过广州地铁各条线路设计与实施和国内外多条地铁与轻轨的建设、参预了DMIS的研究与实施。借鉴、参照国内外的建设经验、分析广州城市轨道交通的建设历程，并根据运营自动化系统总体研究成果，研究运营自动化系统的建设阶段、工程实施方案与计划，为运营自动化系统应用创造基础条件，也是课题从研发阶段进入建设阶段的前期研究，便于系统研究成果最终转化为工程项目，并力求研究成果具有可操作性。
运营自动化系统是复杂、动态的系统，负责监视各子站设备、指挥列车运行。系统需获取各子站设备的信息，根据需要也可控制各子站或子系统设备、协调设备的运行，实现列车的可靠、稳定和高效运行。因此，在系统研究过程中，必须对其可靠性、可用性、安全性、电磁兼容等方面进行充分研究。
运营自动化系统的建设必然肩负一定的费用和一定的风险性。分析与评价运营自动化系统的投资与风险，必须首先建立运营自动化系统结构模型及确定硬件、软件比例、数量，并以现行国内/国际市场价格体系进行系统费用分析。鉴于系统的建设周期较为久远，本研究将不包括与远期线网规划相对应的运营自动化系统的投资预测。
由于研究项目具有一定的不确定性，对于有关因素和未来情况无法作出精确无误的预测。因此，本研究与实施后的实际情况难免与预测情况有所差异，这种差异有可能构成风险。
各课题之间的关系如下图：
3.3 主要技术内容
运营自动化系统研究是一大系统复杂系统的集成研究。包括如下研究内容：
1）系统规划研究。系统规划研究侧重于运营自动化系统的功能定位、系统构成方式，用于指导其他相关课题的研究。规划研究主要体现了运营自动化系统的建设方向、技术发展趋势及其必要的作用，并界定运营自动化系统与各个区域中心或线路中心、车站的关系，属系统性的研究。系统规划研究界定了运营自动化系统与各个区域中心或线路中心、车站的关系，对系统构成具有指导意义。
2）系统构成模式、网络与硬件体系及系统运用模式、功能与软件体系的研究。主要研究系统的硬件、软件平台的选择和构成，是系统规划研究子课题的支撑。运营自动化系统构成体系研究根据系统规划研究的定位、功能要求及发展趋势，研究系统的构成体系，包括硬件平台和软件平台，系统的硬件和软件不仅满足系统的功能需求，而且需要符合硬件和软件技术的发展方向。
3）系统接口及信息交换的研究。运营自动化系统是多子系统的集成，各子系统之间的接口及信息交换，以及运营自动化系统与其他相关系统之间的接口及信息交换，是运营自动化集成是否能够实现的关键所在。 系统接口及信息交换研究，重点解决接口模式、接口管理方式、信息交换模式等关键问题。
4）系统可靠性、可用性、安全性与电磁兼容性的研究。运营自动化系统涉及运输计划、运行管理、站内作业管理、维修作业管理、车辆管理、设备管理、信息集中监视、电力系统控制等。其体系结构可由站级设备管理系统、中央运行控制系统、区域信息管理系统等不同层次的系统综合而成，系统结构复杂庞大。该系统的安全可靠将直接关系到轨道交通系统的正常运行。为此，本子课题主要对运营自动化系统的可靠性、可用性、安全性、电磁防护等进行研究，为系统的提供安全保障的理论基础。
5）系统建设阶段、工程实施方案与计划的研究。系统建设阶段、工程实施方案与计划的研究是运营自动化系统得以广泛应用的重要基础，是从研发阶段进入系统建设的前期研究的内容之一。
6）系统标准化研究。运营自动化系统作为一种新的机电设施的集成系统，从研发到系统完成实施的历程较为漫长，系统的研究与实施、建设与发展等必须按照一定的准则或规范。对运营自动化系统进行标准化的研究，是为保证系统自研究之始就符合标准化的要求，为促进系统的研究成果可以转化为具有竞争力的商业产品，为促成系统具有持续发展的能力。
7）系统风险与投资研究。任何新系统的研发均具有一定的风险性，分析系统开发过程中可能遇到的不利因素，并提出规避或弱化措施，对促进系统建设取得稳定地、持续地发展，取得良好的经济效益，具有重要的意义。通过系统风险及投资分析，研究系统研发风险因素和规避或弱化措施，对系统规划研究确定规模合适、功能合理、接口清晰的运营自动化系统是十分有益的。
上述内容1）至4）是系统研究的骨干内容，6）为系统的实施性研究内容；7）、8）两项为课题的支持性研究项目，对系统的深入研究与持续性具有重要作用。课题的研究涉及了系统的现状与发展趋势研究、系统总体规划研究、系统软硬件体系的研究、系统应用与实施方案的研究、系统可靠性等的评价研究及系统生命周期内风险分析与规避研究和投资预测性研究。在系统构成、软硬件和接口等内容中，包括了系统调试开通、系统运用等实用方面的研究，以及系统向深层次发展而纳入的有关标准化方面的研究。通过课题研究，可获取对运营自动化较为全面的认识，其成果将符合广州地铁的实际需要，也力争适应我国城市轨道交通发展运营自动化系统的需求，也可通过进一步的研究，开发广州地铁的最适宜的运营自动化系统。
4 技术特点
本课题属软科学研究，本研究是建立在广州市及广州地铁发展规划的基础上开展研究的课题，是在广州轨道交通各专业自动化系统和主控系统成功构建的基础上研究的规模更大的系统，也是对运营自动化系统建设与发展的规划。
运营自动化系统是在轨道交通系统飞速发展、成网，对于列车运行的联通联运具有促进作用。根据运营自动化系统的特点，研究内容包括系统集成研究；系统规划的研究；系统构成模式、网络与硬件体系的研究；系统运用模式、功能与软件体系的研究；系统接口及信息交换的研究；系统可靠性、可用性、安全性与电磁兼容性的研究；系统建设阶段、工程实施方案与计划的研究；系统标准化的研究以及风险与投资研究。
在国外，技术发达、轨道交通事业发达的国家，至今已经形成了多条线路的列车运行自动化系统或综合自动化系统，如日本的东日本铁路、纽约地铁、马德里地铁和巴黎地铁等。目前，国内的城市轨道交通系统尚没有一个完整的运营自动化系统投入运营，甚至也没有对于运营自动化系统的完整规划和研究。因此，本项目的研究具有开拓意义，但也存在一定的风险。因此，系统集成研究将更具有其重要作用。
由于运营自动化系统可以提供更合理、更精确和更加广泛的报表和维修数据，从而降低了事务工作人员、维修人员的劳动强度，增强了工作效率和成功率；也由于自动化水平的提高和运营效率与运营指标的高度化、合理化，从而可以为乘客提供更优质的服务。也由于本系统可以与其它客车运系统实现联网，也将使各个客运系统融为一体。因此，本系统的研究具有重要的实际意义和广泛的应用前景。通过课题研究，可获取对运营自动化较为全面的认识，其成果将符合广州地铁的实际需要，也力争适应我国城市轨道交通发展运营自动化系统的需求，也可通过进一步的研究，开发广州地铁的最适宜的运营自动化系统。
5 特色及评价
根据查新结果及对于运营自动化系统的理解，系统主要创新点：
1）系统研究站在线网的高度，对于全线网已建线路、待建线路及远期规划线路实现系统构成、运营、硬软件与接口体系、RAMS、风险与投资、标准化概念及工程实施等进行了全方位的总括性研究。
2）对全线网在线实现列车运行的自动调整；线路相关供电系统的自动互补供电协调控制；适应全线网多点紧急事件发生时的应急指挥需求；实现地铁系统的运营管理、经济管理、维修管理、抢险救灾管理等的综合管理。
本项目研究为软科学研究。其成果应用需另申请实施项目，建立适用于广州地铁的运营自动化系统。
课题的研究涉及了系统的现状与发展趋势研究、系统总体规划研究、系统软硬件体系的研究、系统应用与实施方案的研究、系统可靠性等的评价研究及系统生命周期内风险分析与规避研究和投资预测性研究。在系统构成、软硬件和接口等内容中，包括了系统调试开通、系统运用等实用方面的研究，以及系统向深层次发展而纳入的有关标准化方面的研究。通过课题研究，可获取对运营自动化较为全面的认识，其成果将符合广州地铁的实际需要，也力争适应我国城市轨道交通发展运营自动化系统的需求，也可通过进一步的研究，开发广州地铁的最适宜的运营自动化系统。
本课题通过系统的规划，硬软件体系与系统功能，接口与信息传输，可靠性、可用性、安全性及电磁兼容性，工程的可实施性，标准化及系统实施的风险与投资等方面进行了与系统建设相关的全方位的研究。其风险判定指标证明系统工程建设具有较大的成功率和较低的风险，可以对该项目进行更加深入的实质性研究。目前，系统的构成模式是包括建设运营自动化大石指挥中心（含相应区域中心）、公园前区域中心、区庄区域中心、线路中心的适应性改造费用以及其它工程费用。其项目近期投资合计约为1.98亿元,该投资可适应2010年线网规划所含线路建设运营自动化系统的需要。如取消区域控制控制子运营自动化系统系统建设费用可适当下降。运营自动化系统是一逐步建设且功能不断完善的系统，为了将来工程的顺利实施，本项目应在运营自动化系统总体规划的指导下，不断深入研究、归纳广州地铁的运营模式。追随技术的发展，深入的分析系统所涉及的各方面工作，逐步建成与广州地铁线网相适宜的运营自动化系统。