互联行为在实现城市轨道交通业网络经济过程中的作用(运输)
陈曦1.2
（1．北京交通大学经济管理学院，北京100044;2．深圳市地铁集团有限公司，深圳518035）
【摘要】基于对网络经济特性的分析，以轨道交通调度指挥系统中两种不同的集成模式为例，分析了不同水平的互联行为对轨道交通网络经济效率的影响，提出了互联水平是影响城市轨道交通网络效率的重要因素。
【关键词】轨道交通；网络经济；互联行为；调度集中
【中图分类号】F273.1 【文章编号】1000-713X (2016) 05-0024-05
本文借鉴电信业的经验，在对城市轨道交通的互联互通现象进行定义与描述的基础上，结合部分实例，从资源共享度的角度说明互联行为对城市轨道交通业实现网络经济的技术保障的促进作用。
1城市轨道交通网络经济的实现过程
传统经济学规模报酬递增现象被定义为产出增加的速度高于要素投入增加速度，即随着生产要素投入，生产规模快速增加和产品单位平均成本不断下降的过程。随着经济研究的不断深入，规模经济的内涵出现了新的拓展。例如在突破时间维度，引进“空间向度”后建立的聚集经济，主要对企业在组织上的分化与联合进行了进一步研究；在考虑到有限的市场容量与规模和企业因研发新产品，并通过短期的市场寡占地位获利的可能，而提出的范围经济，则重点分析了多元化经营和企业规模扩张带来的规模经济效益；而哈特基于对专用性资产的产权配置角度的分析，则对兼并（一体化）行为所产生的规模经济模式进行了讨论。
基于业务特点，城市轨道运输行业从两个方面强烈表现出网络经济特性。一是幅员经济的促进作用，即网络运量增长几何倍于网络设施设备的投入规模。最明显的是几乎所有城市在轨道交通形成网络后，在运营服务水平基本不变的情况下，网络内各线的客流强度都明显增加。二是密度经济的持续作用，即通过运营商提高行车密度，压缩时间间隔，使网络在固定成本基本不变，可变成本有限增长的前提下，大幅提高产量。
轨道交通业实现网络经济可分成两个步骤分析。一是在非网络状态下，单个线路体现出的密度经济；二是引进网络概念后，线网在密度经济的基础上，进一步展现其幅员经济的特征。
在非网络（单线）状况下，一个城市里只有一条线路投入运营或担负绝大多数的运输生产任务。在这一条件下，线路主要是体现其密度经济的特征，即随着行车密度的增加，运输生产投入的成本没有大幅度上升（主要是能耗的上升），而运量却呈现倍数的增长。
在网络状态下，一方面网络上站点增加了车站的客流范围。同时，网络化提高了乘客的可达性，运输产品的完整性提升和客流量增加。以上两个因素，使整个城市轨道网络的产量以更高的速度扩张。这主要是幅员经济的一种体现。
但从技术层面上看，提升网络自身的互联水平，则是轨道交通网络效率提高的重要因素。
2互联行为实现轨道交通企业规模经济的作用
城市轨道交通网络的互联互通应包括网络内各种资源的互联技术水平和服务核心产品（乘客位移）的互通使用状态两方面的内容。其中，互联重点关注线网内移动或者固定运输设施设备、控制系统、信息反馈系统等各种资源的共享，能够在线网内实现各个设备跨线营运，固定的设施之间能够实现无障碍联通，能够实现网络内集中信息指挥、监督等各个水平的技术状态，达到良好的运营组织水平。而互通重点则关注在一定的区域范围和同一网络范围内，乘客通过自身行为或者借助不同或相同运营商，能够通过搭乘交通工具，实现直接到达目的地或者通过地面转乘、同站转乘、同层连接等换乘方式到达目的地的过程。由此可见，互联和互通是不同范畴内的两个问题。互联在网络运营与建设的技术范畴内，更关注网络内资源的运营指挥的集中度和共享状态；互通更强调讨论网络运营商所提供的产品完整性，在运营服务定义范畴内，由于城市轨道交通网不可能实现点到点的服务，乘客的换乘行为是保证互通实现，是保证运输产品完整性的必需手段。也就是说，无论网络的互联水平如何，乘客可通过各种形式，到达其目的地，实现互通的目标。如果互联水平不高，轨道交通两条线之间没有设置换乘站，乘客要换转乘车线路就只能通过地面换乘的方式，才能实现换乘线路的基本目标。早期地铁网络相临线路间没有设置换乘站，乘客就必须出站到地面换乘另一条线路；目前城市轨道交通规划则特别关注枢纽站的建设，不同线路间的换乘通过枢纽换乘的方式就可以实现，甚至在一些车站，不同线路可在同一车站的同层完成换乘。从换乘时间上看，由于互联水平的提高，交通环节中最重要的换乘时间得以缩短，在保存运输完整性产品的前提下，由时间作为衡量标准的网络效率体现出完全不同的水平。
和许多技术问题一样，互联也存在着不同水平层次的表现。目前业内多从网络建设（特别站线间的物理关系）和运营指挥水平来区分互联的水平。特别是以土建的物理形态对互联的水平进行划分。采用这种划分的办法，互联水平的划分主要是以网络和线路的物理形态（特别是土建的形态）为标准，偏重于对固定设施（如隧道、轨道）的研究，对直接影响运营指
挥水平的固定设备（如信号、通信）系统的互联问题研究不足，进而导致对运营指挥水平的研究欠缺。同时，对互联的划分不够清晰。比如在完全互联的状况下，尽管固定设施已经连通，移动设备可以转线运行（非运营），但由于信息共享的深度不同，运营指挥水平则完全不同。
根据固定设施、移动设备与信息共享度三个层面，从运营组织、换乘方式和规模经济的实现程度三个角度观察，互联水平可以划分为以下三类。
一是零互联，即完全不互联。在这种情况下，不同线路间完全没有可共享的资源，各线独立组织运营指挥，由于不同线路间未设枢纽换乘站，需要换乘时，乘客必须暂时脱离轨网，通过该线路上两个位置最为接近的车站，采用地面换乘形式完成，客观上增加了换乘时间，网络规模经济实现度较低。
二是局部互联。这类情况中，各线间隧道、轨道、供电采用了同一制式，在特殊情况下，电客车可以在不同线路上实现短暂的标准（或低标准）转线运营，工程维修车可以实现跨线运营，网络具备了在同一平台上完成信息收集的能力，各线可以通过人工协调、网络集中监视等手段，分线指挥的基础上，实现有限的网络集中指挥能力。相临线路间多设地下通道连接或者有换乘站或枢纽换乘，使乘客能在城市轨道网络内完成换乘。相比第一类模式，网络规模经济实现程度有明显的提升。
三是全面互联。这是一种理想的高效互联方式，与第二种情况相比，主要是网络内信息的共享度有全面的提高，指挥信息在同一平台收集，通过这个平台直接向网络内各线发布。在这种理想的模式下，工程车和电客车实现正常水平的跨线运营，并接受网络指挥中心统一的指挥。这是一种网络规模经济实现度最高的方式。但这将提高工程的造价，这种经济代价在目前的技术条件并不能完全实现。
从上述的分类中，我们可以发现，无论何种互联，乘客均可以通过各种形式（如地面换乘、站内换乘、直达站点等）到达网络内所有站点（实现互通），轨网都可以提供完整的运输产品。因此互联、互通是不同范畴内的两个概念。互联水平的标准和关键因素取决于各类资源的共享水平，三类资源的共享水平体现互联水平持续提升的过程，同时也体现了以提供完整运输产品为前提的指挥方式、运营组织的巨大差异和运输产品的质量（特别是运输产品的完整性）以及运营组织方式，都会影响到网络规模经济的实现度。
3不同的互联水平对网络经济实现程度影响的例证
本文以网络集中指挥不同模式，分析不同互联水平对网络经济实现程度的影响。
网络集中化指挥一向是交通企业追求的目标。但在早期，由于计算机和通讯技术的局限导致信息化水平不高，软、硬件都不能达到网络化建设所需要基本条件；同时，早期城市轨道建设缺乏规划，大多是逐线完成建设、运营工作，网络的形成只是线路数量增加的必然结果，而不是预先制订的网络规划的落实。这种情况下，轨道交通网络缺乏集中化指挥可能性，建设与运营基本停留在分线建设、独立指挥的水平。即，各线分别建设，由各线独立的OCC指挥中心承担本线的运营指挥、设备监控等任务，各线间的运营组织协调工作基本上由各线行调、电调、环调通过人工的方式解决。随着网络的逐步形成，轨道网络的使用者对各线间信息共享的要求越来越高，特别是在应急处置的工作时，需要一个集中数据平台作为互联指挥的支撑。分处全网络各点的OCC显然不能满足这一基本要求。于是有两种网络集中的模式应运而生。
模式一（建设统一的信息读取平台）。如图1所示。面对各线OCC在建设中形成相对分散的布局，为回避集中既有线OCC指挥所要付出的局部中断运营，建设新的集中指挥平台的高成本的问题，一些地铁采用建设一个统一的信息读取平台的方式，在这个平台上，可以集中观察到各线的运营情况，但各线的运营指挥和设备管理仍由各线负责。北京和上海地铁采用类似模式。
北京地铁·北京地铁一期工程于1969年10月建成，并于1971年1月试运营。目前，北京地铁运营线路共计15条，运营总里程460km，运营车站273座，日客运量700万人次左右。北京地铁交通控制中心简称TCC (Traffic Control Center)，由北京市基础设施投资有限公司全额投资、路网公司建设管理，目前刚刚正式建成并投入使用。北京TCC -期工程建筑规模59521m2，主要工程范围包括：整合北京轨道交通各线路行车组织、电力控制、环境控制、自动售检票等各个专业系统资源，在此基础上建设可满足28条线路的轨道交通路网指挥调度中心系统和路网票务清算管理中心系统，集成14条线路的指挥调度中心和联网收费系统线路控制中心，以及通讯、后备中心、楼宇等配套系统设施。
北京TCC的构建思路：地铁1、2号线建成较早，并且TCC建设时13号线、八通线也均投入运营，但TCC -开始的设计思路就是将所有线路的OCC物理地集中到一起，各自独立地安装在TCC大厅，进行综合管理。在TCC建成后，原有的四条线路OCC逐步迁入TCC，后续建成的线路（如5号线）OCC直接并入TCC。运营仍由北京市地铁运营有限公司负责。
北京TCC大厅及相关设备用房面积约28000m2，其中监控大厅6000m2，整个大厅为圆形，一侧为TCC区域，包括一块3行12列的大屏幕和两排操作台，其余区域按照扇形分为14个OCC区域，每个区域由一块3行6列的屏幕和三排操作台组成，对本线路进行集中监控。中心区域环形设置四个操作台，用于实现几条线路为一组综合调度。目前，TCC已经实现与已迁入线路OCC的数据（包括ATS、PSCADA、BAS. FAS、CCTV. AFC系统）集中采集和监视。
上海地铁·上海市轨道交通建设始于1 993年开通的上海地铁1号线，2000年底，地铁2号线和轻轨明珠线相继建成通车，随着建设规模的不断扩大，截至目前上海地铁投入运营的里程数达到578km，运营车站366座，日均客流量达到1000万人次。上海地铁网络运营协调与应急指挥室简称COCC (Coordinating Operating and Controlling Center) &ETC (Emergency Treating Center)。上海地铁建设线路运营调度一直是采用一条线一个运营控制中心的配置管理方式，各个OCC的分布比较分散。在建设城市级COCC时，选择的方案是基于既有的现状进行升级和互联。
上海COCC监控大厅约200多m2，由一排工作台（约10个操作位）与一块4行12列的大屏幕构成，大屏幕实现对全部线路的行调、电调、环调、CCTV系统的监视调度。大屏幕上方有一行LED屏发布一些统计数据，如累计客流量的统计、前日客流量累计等数据。 目前，COCC已经实现了各条线路OCC的数据主要数据（如ATS、PSCADA、BAS、FAS、CCTV、AFC等系统）的集中采集和监视。
模式二（建设统一的信息读取与反馈平台）。在这一模式中，网络运营指挥者构建了一个统一的信息读取与反馈平台。由于可以将指挥信息从同一平台进行反馈，在一个统一平台上实现运营指挥和设备监管就成为可能。在这种实现方式中，经过管理部门授权，可以集运营指挥职能和应急指挥职能于一个高性能的信息化平台，提高应急处置的效率，最大限度程度上实现网络集中化监控指挥的目标。这一模式的基础结构如图2。
国际上一些较为发达的轨道网络系统正在向这一方面过渡。马德里地铁西班牙马德里地铁12条线路的指挥中心在2002年已经建成，并对12条地铁线路进行综合管理。马德里市城市轨道交通指挥中心将12条线的OCC有效地集成在一起，构成集中控制与调度的线网调度指挥中心。指挥中心设有环形大屏幕，分为行车调度监控区、供电监控区、防灾监控指挥区、客流信息区等。
在行车调度监控区，12条线路列车运行的状态实时地显示在大屏幕上供指挥值班人员调用，同时自动地加以协调、管理。12条线执行综合的运营总计划，协调所有交汇站的运营，应对紧急事件与突发事件进行全线网范围的应急指挥。
供电监控区可以展现12条线所包含的所有牵引变电站的运行状态，可以展现整个电网运行状况。点击每一个变电站可调出其详细的运行图、表信息。
防灾监控指挥区是火灾时的指挥中心，可显示火灾的相关信息，设有防灾专家专席，在火灾时提供决策意见。
客流信息在最显著位置显示，为整个指挥中心服务。
从工作物理形态上看，模式一是在原各线路OCC的基础上加了具备反映工作的数据平台。各线的操作信息是相互独立的，各线路的控制指挥权仍在各线路的OCC上，数据平台只能完成收集应急指挥的信息，完成应急指挥的功能，不具备完成网络集中指挥的能力。模式二则是建设了一个统一的OCC，对各线进行直接指挥，这一系统同时具备对各线同时监视与控制的能力，使整个网络的指挥权集中于一个统一的OCC平台。
从信息资源共享水平观察。两种模式都在不同程度上实现了信息资源的共享，都是较高技术水平的互联状态。但模式一是在各线独立的OCC基础上，提供了一个信息读取的平台，信息资源由各线收集；模式二则实现了信息采集与反馈两个方面的共享，具备了在统一平台上对各线发出信息的能力，可以做到在一个统一的OCC指挥平台，监视并指挥各线运营和设备使用情况。相比之下，模式二对信息资源的共享度更高，并有条件实现网络的集中指挥。
从人力资源投入看。模式一未减少在指挥中的人力投入，在各线OCC的职能不变的基本情况下，各线OCC指挥及各设备系统值守人数不会减少，同时，为维护监视集中平台，有可能需要增加监视人员；模式二在信息控制数据共享的前提下，可以适度减少对同一设备系统的管理人数，达到同样的指挥效果。以电力监控系统为例，根据国家电调人员值守的人数要求，每线OCC应设电调2名（现多为1人），网络内(N条线路)电调总人数应为2N人。但如采用同一平台上的电力集中指挥，完全可以减少相应人员数。据初步估计，如9条线路的电力调度在同一平台指挥，需要人数规模约在5人左右，而不是传统概念中的18人，人力资本的投入明显减少。
从平台构造成本（资本规模投入）看。如按模式一对既有网络进行改造，不会出现为建设统- OCC系统而出现的改建等工作和临时影响运营指挥的可能；以模式二对传统网络进行改造，将涉及到各线指挥系统的标准统一，协议开放、指挥系统地理位置变更等，短期资金成本很大，同时可能对运营产生影响。可见，在对既有网络进行改造的条件下，模式二的资本投入水平会更高（这也是一些已经形成地铁网络的城市采用模式二的重要原因）。但对于新建地铁的城市，如果一开始就采用模式二，并对今后新建线给予预留的接口，那这个设备不并是投入很大的。譬如在深圳地铁，由于在一期建设时，已经预留了另外线路的接口平台，目前深圳地铁对新线网络集中化指挥进行的改造就不存在大规模投入和增加的问题。也就是说，如果走模式二的道路，那么在网络内第一条线路建设时，就要考虑这一技术所需要的平台。
互联作为一种技术水平是技术层面上实现城市轨道规模经济非常有效的手段。企业、技术发展水平、技术标准和政府等多种因素都影响着互联水平。目前，随着城市轨道交通业的迅猛发展，各地轨道交通网已逐步开始重视对互联问题的研究。但目前多是从设备水平、运营使用水平进行的讨论。而透过上述的表象，借助对网络的规模效应分析，深入地认识互联的成本、互联的收益，才可以对轨道交通网络的效率进行更深入的分析。
