劉陽學(xué)

(中國鐵道科學(xué)研究院電子計算技術(shù)研究所 北京 100081)

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城市軌道交通線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)研究

劉陽學(xué)

(中國鐵道科學(xué)研究院電子計算技術(shù)研究所 北京 100081)

線網(wǎng)應(yīng)急事件處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)由信息資源、信息技術(shù)、保障體制等要素組成，通過對信息資源的融合、分析處理，實現(xiàn)對應(yīng)急事件的信息傳遞、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急處置及總結(jié)評估。通過研究城市軌道交通線網(wǎng)應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)，提出和應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)對應(yīng)的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)主體框架和總體功能架構(gòu)，并對建設(shè)線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)所需要的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，包括信息組團技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和預(yù)案數(shù)字化技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用，為線網(wǎng)應(yīng)急事件的處置協(xié)調(diào)提供了可視化的資源調(diào)配；可實現(xiàn)系統(tǒng)自動聯(lián)動，調(diào)取事件相關(guān)輔助決策信息；靈活的數(shù)字化預(yù)案實現(xiàn)應(yīng)急事件數(shù)字化處置，提供處置流程的智能化指引，在很大程度上提高了應(yīng)急響應(yīng)能力。最后，指出系統(tǒng)在建設(shè)過程中的注意事項。

城市軌道交通；線網(wǎng)應(yīng)急處置；信息組團；預(yù)案數(shù)字化

1 建設(shè)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)的必要性

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營的突發(fā)事件具有專業(yè)復(fù)雜、人員密集程度高、影響范圍廣等特征，而城市軌道交通線網(wǎng)安全管理及緊急救援需要有全方位的應(yīng)急信息作決策支持，急需建設(shè)線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)，在應(yīng)對突發(fā)事件時，實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動，自動在電子地圖上定位事發(fā)點，快速展示事件相關(guān)的救援物資、救援隊、救 援列車和社會救援資源等分布信息，自動切換到現(xiàn)場視頻監(jiān)控，為事件處置人員提供數(shù)字化預(yù)案，在系統(tǒng)智能化指引下及時采取救援措施，迅速疏散乘客，快速恢復(fù)線路的正常運營，把人員傷亡、運營損失降低到最低。

線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)的建立對高效、有序地處置突發(fā)事件十分必要。突發(fā)事件的處置需要聯(lián)合多個單位，相互高度配合才能提高整體應(yīng)急能力，因此除了建設(shè)由信息資源、信息技術(shù)、保障體制等要素組成的線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)，還需從管理層面成立線網(wǎng)應(yīng)急指揮中心，統(tǒng)一協(xié)調(diào)和指揮各不同部門和不同組織，發(fā)揮其在突發(fā)事件處置中的作用。對內(nèi)部負責(zé)協(xié)調(diào)各線路間的行車調(diào)度方案，可以指揮大型換乘站的客流分離和疏導(dǎo)工作；對外部將負責(zé)將突發(fā)事件的整體情況上報至上級領(lǐng)導(dǎo)和市政府應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組，且在需要時報請其他交通部門比如公交系統(tǒng)等配合完成客流的疏導(dǎo)和運輸工作[1]。

2 線網(wǎng)應(yīng)急組織及系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

2.1 線網(wǎng)應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)

城市軌道交通運營公司按照政府應(yīng)急管理體制要求,從加強本企業(yè)內(nèi)部事件、災(zāi)難應(yīng)急響應(yīng)處理能力出發(fā),結(jié)合日常安全生產(chǎn)事件管理,成立3層企業(yè)線網(wǎng)應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)，包括線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)中心(network command center, NCC)、線路控制中心(operation control center, OCC)和事件現(xiàn)場臨時指揮部[2](見圖1)。

圖1 線網(wǎng)應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)

2.1.1 線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)中心

線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)中心的主要責(zé)任是負責(zé)整個城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的列車調(diào)度和運營協(xié)調(diào)。在突發(fā)事件情況下，NCC指揮各線路應(yīng)急指揮中心，啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，指揮事件現(xiàn)場指揮部盡快恢復(fù)運營，避免突發(fā)事件擴散；NCC對上級領(lǐng)導(dǎo)或者政府級應(yīng)急指揮中心進行事件報送，必要時協(xié)調(diào)其他部門進行協(xié)助救援。

2.1.2 各線路應(yīng)急控制中心

各線路OCC負責(zé)本線路列車調(diào)度和車站的客流組織工作。NCC與OCC是上下級關(guān)系，突發(fā)事件時，OCC將接報的突發(fā)事件信息報送NCC，并向指揮中心通報客流疏導(dǎo)的實時狀態(tài)，而NCC則根據(jù)實際情況調(diào)整疏導(dǎo)方案并下達指令，OCC接受NCC的應(yīng)急指揮指令，兩者相互配合，共同構(gòu)成應(yīng)急指揮組織結(jié)構(gòu)的主體。

2.1.3 事件現(xiàn)場指揮部

在發(fā)生突發(fā)事件后，在事件現(xiàn)場臨時建立事件現(xiàn)場指揮部，負責(zé)指揮現(xiàn)場事件處置、救援和善后等相關(guān)事宜。事件現(xiàn)場指揮部受OCC的直接領(lǐng)導(dǎo)，負責(zé)具體落實OCC下達的操作指令[2-3]。

2.2 應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)線網(wǎng)應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)，以及考慮到城市軌道交通線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)的具體業(yè)務(wù)需求，將系統(tǒng)劃分為4級結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 軌道交通應(yīng)急處置層次結(jié)構(gòu)

第1層，由軌道交通各條線路的車站級向線路(區(qū)域)控制中心OCC實時傳送專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)信息，上報突發(fā)事件信息。

第2層，由OCC采集、匯總本線路(區(qū)域)專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的信息，上傳至NCC；將接報現(xiàn)場的突發(fā)事件信息通過工作站報送NCC，接受NCC的應(yīng)急指揮指令，參與指揮會商；承擔(dān)日常維護本線路所轄范圍的資源信息。

第3層，NCC企業(yè)級調(diào)用軌道交通各條線路的線網(wǎng)運營調(diào)度平臺、線網(wǎng)運營評估平臺、線網(wǎng)信息管理平臺和線網(wǎng)信息發(fā)布平臺等系統(tǒng)信息，對各條線路運營狀態(tài)實時監(jiān)視，實現(xiàn)運營監(jiān)管、應(yīng)急管理、綜合協(xié)調(diào)等多項職能；必要時與OCC進行指揮會商、應(yīng)急聯(lián)動。對上接受市政府級別以上的突發(fā)事件的應(yīng)急指揮領(lǐng)導(dǎo)，與其他交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)救援資源。

第4層，NCC政府級應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組通過訪問NCC系統(tǒng)查看各條線路的運營信息、應(yīng)急事件及處置進展等信息；必要時向NCC企業(yè)級提供其他交通系統(tǒng)信息，進行資源協(xié)調(diào)。

3 系統(tǒng)主體框架和功能

3.1 系統(tǒng)主體框架

線網(wǎng)應(yīng)急處置及協(xié)調(diào)系統(tǒng)包括信息資源、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施等組成要素，通過對信息資源的融合、分析處理，實現(xiàn)對應(yīng)急事件的信息傳遞、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急處置及總結(jié)評估。主要由應(yīng)用軟件系統(tǒng)、緊急事件處理室、傳輸及通訊設(shè)施組成，主體框架如圖3所示。

圍繞線網(wǎng)應(yīng)急事件處置及協(xié)調(diào)的建設(shè)目標，結(jié)合日常數(shù)字化預(yù)案管理、模擬演練和資源管理的應(yīng)急預(yù)防，以及戰(zhàn)時突發(fā)事件應(yīng)急數(shù)字化處置和善后恢復(fù)，覆蓋運營應(yīng)急綜合管理的功能需求，歸納建設(shè)內(nèi)容，主要包括4個層面：應(yīng)用軟件系統(tǒng)、硬件支持系統(tǒng)、緊急事件處理室及配套設(shè)施、通信傳輸及配套設(shè)施。

3.2 系統(tǒng)總體功能架構(gòu)

線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)，遵循“平戰(zhàn)結(jié)合”的原則，充分利用地理信息系統(tǒng)(geographic information system, GIS)實現(xiàn)突發(fā)事件應(yīng)急處置協(xié)調(diào)的各項功能，滿足NCC對突發(fā)事件應(yīng)急處理及綜合協(xié)調(diào)的各項需求，包括：日常安全管理業(yè)務(wù)有關(guān)的“日常信息組團”、“資源管理”和“系統(tǒng)管理”；平時的預(yù)防準備“數(shù)字化預(yù)案管理”；以數(shù)字化應(yīng)急處置為主線，進入“事件數(shù)字化處置”、“突發(fā)事件信息報送”、“總結(jié)評估”和“應(yīng)急信息組團”，貫穿事前、事中、事后的全過程閉環(huán)管理的功能設(shè)計[4-5](見圖4)。

圖4 系統(tǒng)總體功能架構(gòu)

3.2.1 數(shù)字化預(yù)案管理

主要實現(xiàn)數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案的相關(guān)管理功能，包括預(yù)案制定、預(yù)案電子化管理、預(yù)案演練與評估和預(yù)案分級分類管理等。

伯虎的這句話讓安文浩心里感到十分別扭，很是不爽。他暗自思忖，什么？感情聘任我，對于你們來講不是什么好事？難道我在公司里就這作用嗎？

3.2.2 應(yīng)急資源管理

主要實現(xiàn)數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案的相關(guān)管理功能，提供應(yīng)急物資儲備信息管理、應(yīng)急組織機構(gòu)管理、應(yīng)急通訊錄管理、應(yīng)急專家信息管理等。提供應(yīng)急數(shù)字化處置相關(guān)調(diào)用接口，實現(xiàn)應(yīng)急資源的關(guān)聯(lián)查詢，并提供數(shù)據(jù)交換接口，實現(xiàn)與外部其他應(yīng)急相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

3.2.3 應(yīng)急事件數(shù)字化處置

實現(xiàn)快速、準確、高效應(yīng)對突發(fā)事件，并對突發(fā)事件進行總結(jié)和歸納。在應(yīng)急事件數(shù)字化處置過程中，系統(tǒng)調(diào)用應(yīng)急地理信息系統(tǒng)，在GIS地圖上直觀查看救援資源和地況地貌等信息；調(diào)用緊急呼叫系統(tǒng)進行快速信息上報；通過信息發(fā)布系統(tǒng)進行信息發(fā)布。

3.2.4 應(yīng)急地理信息子系統(tǒng)

完成在既有GIS的基礎(chǔ)上增加救援資源的GIS應(yīng)用和各模塊對地圖及有關(guān)功能的調(diào)用。充分發(fā)揮GIS功能，為應(yīng)急事件數(shù)字化處置、應(yīng)急資源管理和綜合信息展示服務(wù)。

3.2.5 信息組團

4 關(guān)鍵技術(shù)研究

4.1 信息組團

信息組團在線網(wǎng)的層面上，通過各種模板或者存儲信息，將車站、線路以及線網(wǎng)各個層級采集到的內(nèi)容資源(主要包括音視頻文件、文本文件、圖片圖形、報告表格、運行過程圖等諸多信息)。根據(jù)線網(wǎng)業(yè)務(wù)以及事件的相關(guān)性，組成一套行之有效的規(guī)則，此規(guī)則規(guī)定了展示的內(nèi)容、順序等因素，然后通過一系列的功能進行重新分類、組合和過濾及篩選，最后將對事件有決策或者指導(dǎo)意義的信息顯示出來，為線網(wǎng)的處置提供材料的支撐和決策的依據(jù)。

根據(jù)信息組團功能需求，設(shè)計自定義模式，實現(xiàn)監(jiān)視元素編輯與關(guān)聯(lián)映射，大屏資源規(guī)劃與管理，以及信息組團觸發(fā)條件編輯與執(zhí)行等功能，信息組團方案如圖5所示。

圖5 信息組團實現(xiàn)結(jié)構(gòu)

圖5中，信息組團執(zhí)行器，通過閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)(closed circuit television, CCTV)控制代理和虛擬機獲取器獲取信息組團方案確定的數(shù)據(jù)信息，通過大屏控制代理執(zhí)行信息組團方案的展示；監(jiān)視元素編輯器主要實現(xiàn)監(jiān)視元素來源、安全控制、命名與描述等信息的設(shè)置與關(guān)聯(lián)；大屏布局管理器將大屏布局的各個顯示模式與監(jiān)視元素建立關(guān)聯(lián)，提供單個和組合屏幕預(yù)覽設(shè)置，并可保存為模板。

4.2 地理信息系統(tǒng)

利用專業(yè)的ArcGIS軟件，搭建GIS平臺。在服務(wù)端，利用ArcGIS Server提供地圖服務(wù)，客戶端采用Flex技術(shù)，完成地鐵圖層和救援資源圖層創(chuàng)建、描繪、地圖渲染，直接嵌入系統(tǒng)頁面，并能夠輕松地與頁面功能實現(xiàn)動態(tài)交互式操作，具有定期更新地圖數(shù)據(jù)的功能。

線網(wǎng)應(yīng)急事件處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)與GIS平臺的集成，可分為客戶端、服務(wù)層、GIS平臺層、空間數(shù)據(jù)引擎層、數(shù)據(jù)層5個部分(見圖6)。

圖6 GIS系統(tǒng)集成應(yīng)用框架

4.2.1 數(shù)據(jù)層

通過ArcSDE軟件管理存儲在數(shù)據(jù)庫中的空間數(shù)據(jù)，同時利用ArcSDE的Replication技術(shù)在應(yīng)急空間數(shù)據(jù)庫中建立GIS只讀數(shù)據(jù)版本，并將既有三維地圖文檔也保存在數(shù)據(jù)層中，供C/S客戶端調(diào)用。

4.2.2 GIS平臺層

采用ArcGIS Server、ArcEngine平臺。利用ArcGIS Server將地圖文檔發(fā)布為地圖服務(wù)，可供B/S客戶端調(diào)用。ArcGIS Engine主要用來開發(fā)三維瀏覽的C/S客戶端。

4.2.3 服務(wù)層

主要采用ArcGIS REST Service提供的基本地圖服務(wù)和基本地理信息分析功能，同時服務(wù)層還包括利用ArcObject組件為線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)開發(fā)提供復(fù)雜地理分析功能的服務(wù)。

4.2.4 客戶端

客戶端為滿足線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)要求采用B/S方式，主要利用ArcGIS Flex API開發(fā)具有良好客戶體驗和快速響應(yīng)的B/S Flex程序。同時，利用服務(wù)層提供的各種分析服務(wù)完成滿足線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)要求的GIS功能。

4.3 預(yù)案數(shù)字化

預(yù)案數(shù)字化是將現(xiàn)有的文本預(yù)案經(jīng)過處理、轉(zhuǎn)換為按照一定結(jié)構(gòu)組合的可操作的數(shù)字化信息，形成數(shù)字化預(yù)案的過程。根據(jù)預(yù)案的人員組織架構(gòu)、崗位職責(zé)及救援措施、處置流程、處置要點和關(guān)聯(lián)資源等進行屬性設(shè)置，實現(xiàn)預(yù)案與突發(fā)事件本身屬性的匹配，從而實現(xiàn)突發(fā)事件的數(shù)字化處置。

預(yù)案數(shù)字化的關(guān)鍵步驟包括應(yīng)急資源庫建立、預(yù)案分級分類管理、建立數(shù)字化預(yù)案模板和數(shù)字化預(yù)案的生成4個步驟：

1) 建立應(yīng)急資源庫。應(yīng)急資源庫包括應(yīng)急組織機構(gòu)、應(yīng)急通訊錄、應(yīng)急群組、救援措施庫、處置流程庫、處置要點庫、救援資源庫等。應(yīng)急資源庫為預(yù)案數(shù)字化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

2) 預(yù)案分級分類管理。按事件處置層級將預(yù)案分為線網(wǎng)級預(yù)案、線路級預(yù)案和車站現(xiàn)場處置級預(yù)案3類；依據(jù)國家突發(fā)事件分級體系，按照事件影響范圍和危害程度等因素，將預(yù)案響應(yīng)等級依次分級為：特別嚴重突發(fā)事件(Ⅰ級)、嚴重突發(fā)事件(Ⅱ級)、較重突發(fā)事件(Ⅲ級)和一般突發(fā)事件(Ⅳ級)。建立分級分類的預(yù)案體系實現(xiàn)了預(yù)案匹配的高效性。

3) 建立數(shù)字化預(yù)案模板。在應(yīng)急資源庫中抽取共用的應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組、處置流程、處置要點、救援資源等；對預(yù)案模板也可以根據(jù)具體需求自定義增加預(yù)案的要素。建立的數(shù)字化預(yù)案模板，為預(yù)案數(shù)字化的快速生成起到了很大作用。

4) 數(shù)字化預(yù)案的生成。建立數(shù)字化預(yù)案數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含預(yù)案的屬性，如應(yīng)對事件類型、預(yù)案級別、環(huán)境條件等，建立視圖關(guān)聯(lián)，即對“何種事件在何種環(huán)境條件下啟動何種預(yù)案級別”建立搜索鏈表。

系統(tǒng)對數(shù)字化的預(yù)案處置流程、操作要點、救援措施和救援資源等，根據(jù)搜索條件，能夠快速組建滿足確定的事件類型、預(yù)案等級、涉及各處置層級崗位的具體處置流程和操作要點，以及需要調(diào)用的資源和救援力量，實現(xiàn)預(yù)案數(shù)字化以及應(yīng)急事件數(shù)字化處置。

5 結(jié)語

城市軌道交通線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)的建設(shè),對全面提高城市軌道應(yīng)急管理水平和線網(wǎng)調(diào)度人員應(yīng)對突發(fā)事件的快速響應(yīng)處理能力具有十分重要的意義。線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)并非是獨立的系統(tǒng)，需要通過數(shù)據(jù)采集平臺獲取CCTV、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)(fire alarm system, FAS)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(building automation system, BAS)、電力監(jiān)控系統(tǒng)(power supervision control and data acquisition, PSCADA)、列車自動監(jiān)控(automation train supervision, ATS)、自動售檢票(automatic fare collection, AFC)、票務(wù)清算中心(clearing center, ACC)等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，發(fā)揮綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的最大作用，為城市軌道交通安全運營提供輔助決策[6]，因此，在線網(wǎng)應(yīng)急處置協(xié)調(diào)系統(tǒng)建設(shè)過程中，需要同步建設(shè)數(shù)據(jù)采集平臺和數(shù)據(jù)中心，充分利用線網(wǎng)資源來提高線網(wǎng)應(yīng)急事件處置的能力。

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(編輯：曹雪明)

Research on the Network Emergency Treatment and Coordination System for Urban Mass Transit

Liu Yangxue

(Institute of Computing Technologies, China Academy of Railway Sciences, Beijing, 100081)

The network emergency treatment and coordination system is composed of information resources, information technology and infrastructure. On the basis of the integration and analysis of information resources, this system implemented the function of accident information transfer, accident response, emergency treatment and accident summary. Research on the network emergency organization of urban mass transit, system hierarchy structure, system framework and the overall function structure were put forward, and some key techniques are presented which are used in the process of the system development. The application of these techniques provided visualization of the resource allocation for the network emergency treatment and coordination system. It realized system automatic linkage to obtain the event decision making information, and implemented digital emergency treatment by the flexible digital plans, which provided the disposal process of intelligent guidance to improve the emergency response ability. Finally, some problems were pointed out in the system construction.

urban mass transit; network emergency treatment; information group; plan digitalization

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.05.011

2016-03-09

2016-03-29

劉陽學(xué)，男，碩士研究生，從事城市軌道交通信息集成研究，liuyangxue@139.com

北京市科技計劃課題(Z151100001315002)

1672-6073(2016)05-0055-05

U231

A