李 田
南京國電南自軌道交通工程有限公司,江蘇南京 210032
由于地鐵具有空間相對封閉、人流量大且疏散困難等特點,一旦發(fā)生自然災(zāi)害、人為破壞、設(shè)備故障等突發(fā)事件,如果缺乏有效的應(yīng)急預(yù)案及保障預(yù)案執(zhí)行的基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境設(shè)施、機電設(shè)備、人員、組織等,將會帶來災(zāi)難性的后果。綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能是軌道交通中安全保證的核心,實現(xiàn)對突發(fā)事件在設(shè)備層協(xié)同應(yīng)急處理,是縮短救援時間、減少損失、減少事故影響至關(guān)重要的一環(huán),被認為是處理地鐵突發(fā)事件的基礎(chǔ)保障[1]。
在綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制過程中,輔助決策支持系統(tǒng)(DSS)協(xié)助調(diào)度員在多系統(tǒng)聯(lián)動中完成處置緊急情況。綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)的主要功能就是將分散孤立的各個系統(tǒng)集中成為一個整體,提高了各子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)配合能力和地鐵運營的整體自動化水平,增強對各種突發(fā)事件的應(yīng)變能力。在軌道交通系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)事件,應(yīng)急預(yù)案有重要作用,DSS在處置緊急情況過程中自動顯示相應(yīng)預(yù)案,起到了輔助的作用,保證調(diào)度員在處置突發(fā)事件時能夠自動提示相應(yīng)信息,顯示已經(jīng)對應(yīng)操作流程,方便調(diào)度員參照操作。
DSS提供了運營人員根據(jù)運營策略編制場景的工具以及緊急事件監(jiān)測模塊。DSS的場景編輯工具能夠定義一系列與綜合監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)動的場景并定義需要顯示的規(guī)程,當緊急事件監(jiān)測模塊發(fā)現(xiàn)當前系統(tǒng)出現(xiàn)滿足觸發(fā)緊急事件條件后,將以聲光報警、閃爍等形式在操作界面上顯示出來,用來提醒調(diào)度員。此時調(diào)度員按照當前提示操作即可逐步完成緊急事件處置。在事件的處置過程中,緊急事件監(jiān)測模塊將根據(jù)采集到的實時數(shù)據(jù)所反映的狀態(tài)聯(lián)動顯示與當前緊急事件的相關(guān)的內(nèi)容。
另外,DSS模塊還可以具有規(guī)程編輯查詢功能,提供完善的目錄及全文檢索系統(tǒng),可以方便調(diào)度員隨時查閱相關(guān)規(guī)程。
由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成與互聯(lián)了各相關(guān)子系統(tǒng),例如ATS、PSCADA、BAS、FAS、ACS、PSD、CCTV、PA、TA等,收集了全部子系統(tǒng)的相關(guān)運營數(shù)據(jù),且對各子系統(tǒng)具有一定權(quán)限的控制功能,可實現(xiàn)復(fù)雜的聯(lián)動功能。而決策支持系統(tǒng)是基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)而來,擁有綜合監(jiān)控系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù),對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行分析,主要用于在突發(fā)事件的情況下,對調(diào)度員提供極大的幫助和指導(dǎo)。通過預(yù)先定義的邏輯和處理流程,自動在人機操作界面上提示出操作建議,幫助調(diào)度員作出正確的操作選擇。同時避免調(diào)度員在緊急情況和突發(fā)事件下因為工作生疏,或者由于心理緊張而慌亂,出現(xiàn)操作失誤等情況。
決策支持系統(tǒng)應(yīng)用的事故場景及事故處理規(guī)程主要包括車站火災(zāi)規(guī)程、火災(zāi)模式恢復(fù)規(guī)程、客流突增控制規(guī)程、恐怖襲擊規(guī)程、電力局部故障規(guī)程、故障恢復(fù)規(guī)程。
DSS有獨立的操作界面,預(yù)先定義的各操作類型都包含在內(nèi),一旦發(fā)生突發(fā)事故,調(diào)度員可借助DSS作出反應(yīng)決策。
預(yù)定義操作類型如下:輔助操作、觸發(fā)預(yù)先選定、報警分析及情況判斷、選擇不同的操作方案來解決問題、各種解決方案的仿真操作、執(zhí)行所選方案、執(zhí)行DSS輔助方案后的信息反饋
(1)這個功能模塊是為高級監(jiān)督職能而設(shè)置的。DSS主要用于在突發(fā)事件的情況下,對調(diào)度員提供幫助和引導(dǎo)。當發(fā)生下列情況時,調(diào)度員可以尋求決策支持:狀態(tài)改變、警報、預(yù)設(shè)時間、人工選擇、定時器到時、故障代碼。
(2)DSS是實現(xiàn)各子系統(tǒng)聯(lián)動功能的重要模塊。DSS功能基于設(shè)計規(guī)則、運營規(guī)程和數(shù)據(jù)分析,包括:車站火災(zāi)規(guī)程、火災(zāi)模式恢復(fù)規(guī)程、客流突增控制規(guī)程、400V局部故障規(guī)程、恐怖襲擊規(guī)程、惡劣天氣處理規(guī)程、故障恢復(fù)規(guī)程。
DSS靈活的在線輔助功能,加上提供方便而且簡單的配置工具,能高效地幫助調(diào)度員完成日常操作任務(wù)。決策支持系統(tǒng)的輔助設(shè)計是基于調(diào)度的日常操作經(jīng)驗和地鐵運營規(guī)則,能夠正確地幫助調(diào)度員處理緊急事故,杜絕誤操作的情況。
(3)決策支持系統(tǒng)提供的功能有:操作配置、在線功能、規(guī)則庫維護。調(diào)度員可以在操作界面上進行操作配置功能,輸入初始條件,并自定義該條件被觸發(fā)時應(yīng)該執(zhí)行的所有操作;另外還可以定義這些操作為全自動操作還是半自動操作。
在線功能可以管理調(diào)度員在DSS中操作的步驟、對話以及視圖;一旦預(yù)定義的某個條件的被觸發(fā),在線功能即可通過邏輯推理,若滿足條件,即執(zhí)行相對應(yīng)的操作任務(wù)列表。
規(guī)則庫維護功能則提供了一套友好且易操作的人機操作界面,可以把ISCS各子專業(yè)的規(guī)則、數(shù)據(jù)收集歸納和整理后,手動或者自動錄入系統(tǒng)規(guī)則庫,提高DSS的適用性和便捷性。
(4)操作順序參考信息。調(diào)度員在遇到緊急情況或者突發(fā)事件時必須按照預(yù)先定義好的規(guī)則進行操作,有單人或者多人聯(lián)合操作的情況,所有的操作必須在規(guī)則范圍之內(nèi)。
雖然在數(shù)據(jù)庫中存儲著調(diào)度員操作的每個步驟,但是必須要有友好快捷的人機界面提供給調(diào)度員,調(diào)度員才能方便且直觀的了解該如何操作以及采取何種應(yīng)對措施。每個動作的響應(yīng)可以是由系統(tǒng)全自動操作,這時候調(diào)度員只需要點擊確定按鈕就行;若是半自動則調(diào)度員必須對每一步操作進行核對確認,才能進行下一步的操作。
與各子專業(yè)和其它部門的聯(lián)動是應(yīng)急運營的最大特點,ISCS的價值也體現(xiàn)于此。ISCS與環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、乘客信息系統(tǒng)(PIS)、廣播(PA)、視頻監(jiān)控(CCTV)等直接聯(lián)動,可以監(jiān)視到現(xiàn)場的突發(fā)狀態(tài),實施遠程指揮。如車站發(fā)生火災(zāi),或者隧道火災(zāi)、車輛著火等情況,這時候就涉及到應(yīng)急服務(wù)與指揮乘客疏散之間的協(xié)調(diào)配合問題,這些視頻會自動切換到火災(zāi)現(xiàn)場,廣播自動播放疏散語音,顯示屏也會以文字或者視頻格式顯示疏散指示,并且啟動噴淋泵和排煙風(fēng)機等,這些一系列的操作都需要按照步驟進行,這時候就直接體現(xiàn)到了DSS的優(yōu)點,協(xié)助調(diào)度員按部操作,并且能避免誤操作引起的救援失敗。
溝通動作只存在于手動操作中。沒有給調(diào)度員提供操作指南,調(diào)度員只能基于面板上存在的控制動作或通訊動作來執(zhí)行合適的動作。
有三種類型的聯(lián)動功能:自動、半自動和手動。前面兩種只能通過預(yù)先定義的報警/狀態(tài)觸發(fā),后一種則由具有權(quán)限的調(diào)度員手動觸發(fā)。
主要處理包含多個操作步驟和系統(tǒng)控制的重要事件。有權(quán)限的調(diào)度員可以選擇控制和通訊動作。
提供操作指南。操作基于計算結(jié)果,根據(jù)從外部數(shù)據(jù)獲取的當前信息或者從其他DSS場景觸發(fā)的事件來動作。調(diào)度員將按照基于計算結(jié)果的每個動作一步一步的操作,但仍可根據(jù)控制面板上存在的不同動作自己調(diào)整執(zhí)行。
設(shè)計兩種類型的DSS:報警/事件觸發(fā)和手動觸發(fā)。
ISCS基于已有的信息提出一個更好的動作建議供調(diào)度員確認。
輔助決策支持系統(tǒng)作為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的高級應(yīng)用,具有綜合監(jiān)控系統(tǒng)的分層分布性。調(diào)度員在車站以及控制中心都可以調(diào)用該功能,具有多重冗余性,不會因為一臺服務(wù)器或者一臺工作站的掉線影響其使用,保障了極端條件(如斷網(wǎng)、中心服務(wù)器或者車站斷線等)下的穩(wěn)定性和可用性。
DSS采用數(shù)據(jù)訂閱的方式監(jiān)視所有由場景編輯模塊定義的數(shù)據(jù),包括數(shù)據(jù)、報警等,根據(jù)場景編輯模塊定義的。
DSS是基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能(CoF)實現(xiàn)的。在決策處理系統(tǒng)預(yù)先定義好的模塊配置編輯完成后,聯(lián)動功能可以提醒調(diào)度員對于不同的場景進行不同的操作,甚至能夠進行多站點多調(diào)度員來配合一起解決遇到的問題。同一個場景應(yīng)用聯(lián)動可以觸發(fā)另一個場景的聯(lián)動,不同的調(diào)度員也可以同時執(zhí)行同一個場景聯(lián)動。系統(tǒng)將自動記錄調(diào)度員的所有操作。
示例如下:一條地鐵線上順序相鄰的三個車站1、車站2、車站3,車站2與車站1和3相鄰,介于1、3車站之間。當車站2出現(xiàn)一起列車故障,控制中心ISCS操作界面上則出現(xiàn)聲光告警,提示有一起CoF事件已經(jīng)發(fā)生,需要各專業(yè)進行聯(lián)動。調(diào)度員則可以按照人機界面的提醒指示來應(yīng)對當前事件。操作步驟如下:
(1)車站2調(diào)度員必須聯(lián)動本站所有相關(guān)設(shè)備,進行操作;
(2)中心調(diào)度員通知消防中心及110、112和功能車;
(3)中心調(diào)度員通知車站1和車站3,協(xié)助車站2進行乘客疏散,并且將可能造成晚點的列車通知給各車站。
這些操作步驟在一步進行后才能進行下一步操作,當出現(xiàn)緊急情況時調(diào)度員只要按照提示的步驟進行操作就可以,操作完成執(zhí)行成功后的操作將標記為已完成。
DSS在ISCS的基礎(chǔ)上還具備規(guī)程查詢檢索功能,調(diào)度員在HMI上點擊相應(yīng)按鈕即可打開查詢檢索窗口,預(yù)覽全部應(yīng)急事件所對應(yīng)的操作。
[1] 杜軍威,萬思軍,朱中,等.基于案例推理的綜合監(jiān)控系統(tǒng)輔助決策支持系統(tǒng)研究[J].青島大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版),2011,26(4):39-42.