陳曉輝
(同方股份有限公司,北京 100083)
傳統(tǒng)車站各專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和人機界面較多,系統(tǒng)各自獨立、關(guān)聯(lián)度較低,在對車站進行日常管理時,工作人員往往需要通過人工操作的方式使多系統(tǒng)協(xié)同工作,導(dǎo)致運營人員日常管理工作繁重且應(yīng)急處理效率受外界不可控因素影響較大。隨著城市軌道交通車站運營安全要求的提高,各系統(tǒng)逐步從人工化、機械化向集成化、智能化發(fā)展。智慧車站綜合運管平臺(SOM)[1]在原綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)基礎(chǔ)上對車站業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行有效組織,增加或優(yōu)化原有系統(tǒng)之間的接口功能,以簡化車站管理操作流程、提高人機協(xié)同效率、降低工作強度、提升車站運營人員日常組織能力和突發(fā)事件應(yīng)急處置能力為目標進行車站場景聯(lián)動設(shè)計,實現(xiàn)在統(tǒng)一的管理平臺下,監(jiān)控車站各系統(tǒng)的日常管理數(shù)據(jù),實現(xiàn)整個車站層面的智能化和智慧化管理。
根據(jù)用戶界面(UI)設(shè)計規(guī)范[2]要求和可操作性強、功能模塊布局合理、圖形界面清晰明了的設(shè)計原則,SOM場景聯(lián)動界面風(fēng)格統(tǒng)一,各項技術(shù)指標遵循相應(yīng)的邏輯關(guān)系在展示區(qū)域內(nèi)合理規(guī)劃,使其符合運營人員常規(guī)觀看及使用習(xí)慣,同時支持曲線、棒圖、餅圖等數(shù)據(jù)可視分析組件。SOM場景聯(lián)動界面如圖1所示,分為預(yù)案展示、視頻監(jiān)視、聯(lián)動選擇、執(zhí)行記錄和三維可視5個模塊。
圖1 SOM場景聯(lián)動界面
(1)預(yù)案展示。將不同的場景預(yù)案分解分步驟展示,運營人員可根據(jù)預(yù)案提示逐步操作并確認處置結(jié)果,也可選擇跳過不執(zhí)行此步驟,系統(tǒng)自動記錄執(zhí)行情況。
(2)視頻監(jiān)測。不同場景下,通過多屏顯示,直觀展示現(xiàn)場實時動態(tài)。
(3)聯(lián)動選擇。不同場景下,按照實際需求選擇聯(lián)動系統(tǒng)下的相關(guān)設(shè)備并顯示聯(lián)動結(jié)果。
(4)執(zhí)行記錄。展示不同聯(lián)動場景下具體設(shè)備的執(zhí)行情況。
(5)三維可視。在立體圖形(3D)上展示重要設(shè)備的位置及狀態(tài)信息。
通過對地鐵車站業(yè)務(wù)的分析提煉,按照功能需求分為日常應(yīng)用場景和應(yīng)急聯(lián)動場景兩大類。
日常應(yīng)用場景以滿足運營人員對車站日常運營管理需求、簡化操作流程、提升管理效率、降低勞動強度為目標進行設(shè)計[3]。通過信息化、自動化及可視化的手段,達到各系統(tǒng)間的自動或半自動聯(lián)動。根據(jù)執(zhí)行時間和實際功能將日常應(yīng)用場景劃分為一鍵自檢、早間啟運、晚間停運三大模塊。
一鍵自檢主要是對行車相關(guān)的機電設(shè)備提前預(yù)檢,對潛在的故障提前預(yù)警,保證行車安全。參與一鍵自檢的場景有廣播(PA)、視頻監(jiān)控(CCTV)、站臺門(PSD)、自動售檢票(AFC)、乘客信息服務(wù)(PIS)等專業(yè)。
早間啟運及晚間停運場景通過一鍵啟動,實現(xiàn)電扶梯設(shè)備、低壓照明、CCTV、PIS、出入口防盜卷簾等各專業(yè)相關(guān)設(shè)備依序開啟/關(guān)閉。系統(tǒng)實時展示現(xiàn)場視頻畫面,并全程廣播溫馨提醒。
緊急情況具有突發(fā)、不可預(yù)知的特點,因此對運營人員的業(yè)務(wù)能力和心理素質(zhì)要求較高。當(dāng)發(fā)生緊急事件時,若運營人員根據(jù)經(jīng)驗按照傳統(tǒng)方法(如現(xiàn)場查閱預(yù)案規(guī)程、手動調(diào)看回放視頻圖像等)進行應(yīng)急處置往往耗時長、效率低,易錯過最佳處置期,使事態(tài)發(fā)展不可控甚至持續(xù)惡化。應(yīng)急聯(lián)動場景通過可視化手段、視頻智能分析技術(shù),結(jié)合不同場景需求自動或半自動聯(lián)動相關(guān)專業(yè)和設(shè)備,通過預(yù)案可視化的方式指導(dǎo)運營人員有序處理突發(fā)事件,并提供決策支持功能,防止處置過程及措施不當(dāng),避免或減少損失,使事態(tài)影響最小化、結(jié)果最優(yōu)化。應(yīng)急聯(lián)動場景[4]分為三大模塊:高峰客流、災(zāi)害聯(lián)動、故障聯(lián)動。
3.2.1 高峰客流
高峰客流場景根據(jù)數(shù)據(jù)來源和觸發(fā)條件分為:突發(fā)大客流、預(yù)測高峰客流[5]。
(1)突發(fā)大客流是指因外部不確定因素影響導(dǎo)致車站客流激增。SOM以CCTV客流密度分析和AFC客流監(jiān)測為基礎(chǔ)搭建車站客流實時監(jiān)測系統(tǒng)。當(dāng)車站客流超過預(yù)警閥值后,系統(tǒng)自動觸發(fā)突發(fā)大客流場景,運營人員根據(jù)客流數(shù)據(jù)、客流熱力圖及實際情況綜合判斷是否執(zhí)行聯(lián)動操作。當(dāng)選定執(zhí)行后,系統(tǒng)聯(lián)動PA、PIS提醒乘客安全有序乘車,同時車控室運營管理人員通過無線單兵系統(tǒng)遠程指導(dǎo)現(xiàn)場運營人員做好乘客疏導(dǎo),減少人群聚集,防止擁擠、踩踏、滯留等事件的發(fā)生,從而降低運營風(fēng)險,保證乘客安全。
(2)預(yù)測高峰客流。SOM根據(jù)車站歷史客流數(shù)據(jù)和線網(wǎng)中心[6]預(yù)測客流形成數(shù)據(jù)模型對每日高峰客流進行研判和推送。當(dāng)預(yù)測數(shù)據(jù)超出客流限值時,提前推送并提醒運營人員進行布控,有序引導(dǎo)乘客進出站,確保運營安全。
3.2.2 災(zāi)害聯(lián)動
車站作為人員密集、設(shè)備繁多的公共場合,發(fā)生任何災(zāi)害都會直接危及乘客人身安全和設(shè)備設(shè)施安全。因此,對災(zāi)害的提前預(yù)警和防范成為城市軌道交通運營的迫切需求。針對災(zāi)害類型,災(zāi)害聯(lián)動功能設(shè)計智慧消防[7]、水害預(yù)警、治安監(jiān)測[8]場景。
(1)智慧消防。消防設(shè)備的安全可靠運行,關(guān)乎乘客和運營人員的生命安全和設(shè)備設(shè)施財產(chǎn)安全。智慧消防以預(yù)防火災(zāi)、監(jiān)測消防設(shè)施正??煽窟\行為核心搭建消防監(jiān)測子模塊,以火災(zāi)發(fā)生后輔助運營人員有效處置、疏散乘客為目標開發(fā)消防聯(lián)動子模塊。消防監(jiān)測模塊包含消防報警事件、視頻監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、三維可視功能,消防監(jiān)測界面如圖2所示。消防聯(lián)動模塊包含預(yù)案展示、視頻監(jiān)控、系統(tǒng)聯(lián)動、三維可視功能,消防聯(lián)動界面如圖3所示。
圖2 消防監(jiān)測界面
圖3 消防聯(lián)動界面
(2)水害預(yù)警。城市軌道交通車站存在雨水倒灌、結(jié)構(gòu)滲水等風(fēng)險,而傳統(tǒng)車站無法實現(xiàn)主動探測、提前預(yù)警,只能通過人工巡視等被動方式進行防范。水災(zāi)聯(lián)動場景以既有給排水設(shè)備為基礎(chǔ),增設(shè)雨量、漏水、區(qū)間水患等前端感知設(shè)備,實現(xiàn)信息采集、數(shù)據(jù)分析、提前預(yù)警等功能,為車站防洪排澇爭取更多時間。
(3)治安監(jiān)測。城市軌道交通車站作為公共交通的重要場合,具有人員密集、流動性大等特點,為防范人員過多聚集發(fā)生踩踏或打架斗毆等群體性治安事件,SOM開發(fā)治安監(jiān)測場景。運營人員可根據(jù)治安監(jiān)測場景視頻分析結(jié)果,結(jié)合實際情況,自主選擇是否執(zhí)行應(yīng)急聯(lián)動場景功能。
3.2.3 故障聯(lián)動
各專業(yè)設(shè)備的穩(wěn)定運行是車站正常運營的前提。重要設(shè)施設(shè)備發(fā)生故障后,故障聯(lián)動場景能夠指導(dǎo)運營人員準確定位故障設(shè)備,迅速排查故障原因,及時恢復(fù)設(shè)備功能,保證車站的正常運營。根據(jù)設(shè)備的重要程度和發(fā)生故障后的影響范圍,系統(tǒng)可自動或手動觸發(fā)相關(guān)場景。自動觸發(fā)場景聯(lián)動的有車站停電、站臺門故障、直梯困人等。結(jié)合外部環(huán)境,手動選擇觸發(fā)場景聯(lián)動的包含進出站閘機大面積故障、行車中斷故障等。
根據(jù)智慧車站SOM場景聯(lián)動功能設(shè)計,其系統(tǒng)構(gòu)成及相關(guān)設(shè)備和接口如圖4所示。
圖4 系統(tǒng)構(gòu)成及相關(guān)設(shè)備和接口
(1)硬件架構(gòu)。硬件分為三級架構(gòu):①就地監(jiān)控級,包含傳感器、表計、單兵設(shè)備等前端感知設(shè)備;② 系統(tǒng)管理級,包含服務(wù)器、工作站、通信接口設(shè)備等后端集成分析設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備;③應(yīng)用決策級,包含 ISCS-SOM工作站、電子觸摸屏等設(shè)備。
(2)網(wǎng)絡(luò)組成。SOM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基于標準車站ISCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進行擴充,新接入無線單兵系統(tǒng)、智能視頻分析、安防報警系統(tǒng)、線網(wǎng)指揮中心系統(tǒng)[9]等網(wǎng)絡(luò)。SOM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由現(xiàn)場層和局域?qū)咏M成?,F(xiàn)場層一般采用工業(yè)控制以太網(wǎng)絡(luò)(智能低壓、電扶梯等)、現(xiàn)場總線(環(huán)境傳感器、壓力傳感設(shè)備等)和無線網(wǎng)絡(luò)(手持單兵設(shè)備)形式,局域?qū)硬捎霉I(yè)以太網(wǎng)交換機,根據(jù)實際需求配置千兆以太網(wǎng)接口和百兆以太網(wǎng)接口,局域?qū)影↖SCS、PA、PIS、AFC 、PSD、CCTV、無線通信和線網(wǎng)指揮中心等系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。
(3)系統(tǒng)接口。智慧車站SOM場景聯(lián)動功能以既有各專業(yè)物理接口為基礎(chǔ),在車站ISCS系統(tǒng)基礎(chǔ)上新增智慧安檢、無線單兵、CCTV等系統(tǒng)接口,將客流信息、一體式環(huán)境信息、電扶梯信息等納入監(jiān)控范圍,實現(xiàn)城市軌道交通線網(wǎng)中心大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)共享。將數(shù)據(jù)進行智慧化分析,構(gòu)建運營、維護和車站服務(wù)的立體化模型,最后在綜合看板場景聯(lián)動界面展示出關(guān)鍵有效的信息,幫助車站安全、有序、合理、高效地運轉(zhuǎn)。
傳統(tǒng)地鐵車站不同系統(tǒng)設(shè)備各自獨立控制,車站運營和客運服務(wù)高度依賴人工,智慧車站SOM場景聯(lián)動功能實現(xiàn)車站跨專業(yè)設(shè)備之間的自動協(xié)同,使服務(wù)智慧化、管控精細化,減輕了運營人員的工作強度,實現(xiàn)了車站設(shè)備自動化、客運組織信息化的目標。