劉連珂LIU Lian-ke

（南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 210031）

1 問題提出

城市軌道交通系統(tǒng)本身就是一個內(nèi)容復(fù)雜的系統(tǒng)，其中包含多個系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，那么在各個系統(tǒng)進行運營的過程中，就會互相影響導(dǎo)致出現(xiàn)一定的危險事故，影響系統(tǒng)安全。網(wǎng)絡(luò)化運營階段是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，由于整體關(guān)聯(lián)程度高，那么在運行的過程中就會產(chǎn)生多種風(fēng)險，所以急需提高風(fēng)險監(jiān)控能力，保證可以有效的應(yīng)對在城市軌道交通系統(tǒng)運行過程中的各種風(fēng)險，構(gòu)建一個科學(xué)合理的安全監(jiān)控體系，通過運用人工和自動化監(jiān)控相結(jié)合的方式，共同加強對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中風(fēng)險的全面應(yīng)對，實現(xiàn)人工與智能的完美結(jié)合，提高日常維護的管理水平，突發(fā)情況下能夠第一時間進行處理向工作人員提供預(yù)警信息，保證工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，提高網(wǎng)絡(luò)化運營管理的有效性。當(dāng)前南京的軌道交通已經(jīng)注意到此項問題，在多種公共基礎(chǔ)設(shè)備和人員配備上有了專業(yè)性的規(guī)劃，并且配有安全監(jiān)控系統(tǒng)，但是對于其他的硬性條件還是存在一定的問題，例如人員狀態(tài)以及隧道和車輛等可控因素，安全監(jiān)控水平得不到真正落實，在網(wǎng)絡(luò)化運營階段的管控過程中需要對這些影響系統(tǒng)正常運行的因素加強管理[1]。

所以，本研究通過系統(tǒng)性分析，重點明確所需檢測、監(jiān)測和預(yù)報的內(nèi)容，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)運營安全監(jiān)控體系的基本框架，理順運營安全監(jiān)控體系與運營、維護業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的關(guān)系，梳理需要重點補充和完善的監(jiān)控手段，從而建設(shè)一個全方位多系統(tǒng)監(jiān)測的運營安全監(jiān)控體系，實現(xiàn)對各類風(fēng)險的全覆蓋監(jiān)控，及時提供準(zhǔn)確的預(yù)警報警信息，變“被動防御”為“主動預(yù)防”，有力保障運營維護和應(yīng)急管理業(yè)務(wù)的順暢運作，充分體現(xiàn)應(yīng)急管理的有效性，提高運營維護水平。

2 風(fēng)險分析

近年來隨著我國城市軌道交通安全監(jiān)控系統(tǒng)快速建設(shè)、快速運營，也暴露出安全隱患漏洞多、安全事故呈現(xiàn)多發(fā)態(tài)勢，突出表現(xiàn)在：建設(shè)速度快，隱患遺留問題多；新開通城市多，經(jīng)驗人員儲備不足、管理基礎(chǔ)薄弱；網(wǎng)絡(luò)化運營時代悄然到來，線路交叉多，存在復(fù)雜的相互影響，設(shè)施設(shè)備存在接口風(fēng)險多，客流走向不確定性提高，有效控制能力降低；主交通走廊作用，客流多，運量大，風(fēng)險高；運營環(huán)境封閉等客觀條件，加之具有相當(dāng)高的社會關(guān)注度，社會公共安全形勢嚴(yán)峻，安全形勢更加復(fù)雜。

南京地鐵運營先后經(jīng)歷了“多線運營、網(wǎng)絡(luò)化運營和深度網(wǎng)絡(luò)化運營”三個發(fā)展階段，地鐵運營規(guī)模復(fù)雜龐大，具有“點多、線長、面廣、體量大”的特點，安全管理工作為“三高五性”（即高風(fēng)險、高責(zé)任、高壓力以及復(fù)雜性、長期性、重復(fù)性、艱巨性、持續(xù)性）的特征。

2.1 外部風(fēng)險隱患

首先影響軌道交通網(wǎng)絡(luò)運營的外部風(fēng)險主要包括自然災(zāi)害、公共安全等，因為這些外部風(fēng)險隱患幾乎難以避免，所以必須要借助專業(yè)性的預(yù)警系統(tǒng)對外部風(fēng)險進行在線監(jiān)測，第一時間提供預(yù)警信息。

雖然自然災(zāi)害具有先兆性，通過運用專業(yè)性的預(yù)警系統(tǒng)，就能夠在自然災(zāi)害發(fā)生前進行預(yù)警，但是還是存在一些專業(yè)性預(yù)警系統(tǒng)不能形成預(yù)警的風(fēng)險評估，所以需要根據(jù)實際情況以及城市需要完善預(yù)警設(shè)備。

對于公共安全和公共衛(wèi)生來說城市軌道交通安全監(jiān)控體系必不可少，在車站和車輛基地等場所配備高質(zhì)量的安全監(jiān)控設(shè)備，能夠加強視頻監(jiān)控和監(jiān)檢報告系統(tǒng)，通過安全監(jiān)控嚴(yán)查危險品、毒氣以及人體識別，提高安全監(jiān)控體系的有效性。

2.2 內(nèi)部風(fēng)險隱患

內(nèi)部風(fēng)險隱患一般包括，運營設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)備、工作人員等。

軌道交通系統(tǒng)中蘊含的運營設(shè)備包括環(huán)控設(shè)備、通信設(shè)備、供電設(shè)備等都已經(jīng)相應(yīng)的配置好BAS、FAS、SCADA等專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)保證對一些內(nèi)部隱患提供全方位在線監(jiān)控，結(jié)合人工檢驗和巡查，盡可能的及時發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，保證運營的實際需要，線路客流一般也安置了TOSS 系統(tǒng)，但是對當(dāng)前車輛和信號系統(tǒng)的軌旁設(shè)備，運用專業(yè)性的監(jiān)控還是存在一定的難度，所以就要成為接下來所要關(guān)注的重點對象，保證可以實現(xiàn)全面性安全監(jiān)控。

城市軌道交通系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施包括橋梁、隧道、軌道等，必須要根據(jù)實際情況使用專業(yè)并且多手段的方式實現(xiàn)全面監(jiān)控，并且第一時間提供預(yù)警信息。

軌道交通運營過程中有許多關(guān)鍵性的崗位人員，例如列車司機、車站值班員和日常的維護巡檢員，能夠?qū)⑷斯づc自動化監(jiān)控相結(jié)合，就需要提高崗位人員的職業(yè)素養(yǎng)，加強對這些關(guān)鍵人員的有效監(jiān)控，提高運營安全性。

3 體系優(yōu)化設(shè)計

3.1 設(shè)計目標(biāo)

南京軌道交通運營安全監(jiān)控體系當(dāng)前設(shè)計的目標(biāo)是通過多種方式實現(xiàn)全面監(jiān)控，通過運用人工和自動化相結(jié)合等方式，準(zhǔn)確進行預(yù)警，及時進行處理。通過監(jiān)控系統(tǒng)，將系統(tǒng)中一些管理松散的設(shè)備綜合起來，提高監(jiān)測有效性，通過預(yù)防預(yù)警的手段，在第一時間發(fā)現(xiàn)風(fēng)險隱患的萌芽，并且及時進行處理，將事故扼殺在搖籃。通過將監(jiān)測評估和預(yù)警融為一體，加強城市軌道交通，對網(wǎng)絡(luò)運營中存在的各種因素進行綜合檢測，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)分享平臺作用，加強對所有信息的綜合性管理。在保證數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，可以用信息保證應(yīng)急決策的提出，提高網(wǎng)絡(luò)運營的安全性，一般包括現(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)據(jù)交互、分析認(rèn)證、預(yù)（報）警與反饋功能[2]。

3.2 體系框架

建立安全監(jiān)控體系，是為了對當(dāng)前軌道交通系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的各種風(fēng)險事故進行實時監(jiān)控，提高安全性，具有很強的功能性，其中包括多項子系統(tǒng)。見圖1。

圖1 城市軌道交通運營安全監(jiān)控體系的基本框架

3.3 運轉(zhuǎn)機制

在運營安全監(jiān)控體系運行的過程中，必須要按照相關(guān)流程進行循環(huán)運作，通過對風(fēng)險事故進行監(jiān)測和分析，提出預(yù)警后再繼續(xù)進行監(jiān)測，保證監(jiān)測的全面性，直到對風(fēng)險處理完后才能繼續(xù)運營。風(fēng)險預(yù)測一般就是通過對風(fēng)險數(shù)據(jù)進行精確采集，如果指標(biāo)超過預(yù)警信息所規(guī)定的指標(biāo)，進而將數(shù)據(jù)信息完整的傳入到系統(tǒng)中進行分析，并且與原有設(shè)定的預(yù)警信息進行對比，如果指標(biāo)正常，就做為歷史數(shù)據(jù)。

如果在監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析的過程中發(fā)現(xiàn)異常信息，首先對目標(biāo)進行風(fēng)險評估，如果超出預(yù)設(shè)目標(biāo)，進行預(yù)警提供報警信息和異常。如果發(fā)現(xiàn)的信息有風(fēng)險，但是沒有超過預(yù)設(shè)目標(biāo)，就可以繼續(xù)觀察，直到風(fēng)險消失或者超過預(yù)設(shè)目標(biāo)后進行預(yù)警。

一般安全監(jiān)控體系會針對不同程度的風(fēng)險設(shè)立不同級別的預(yù)警報警，通過具體的類別再進行針對性的養(yǎng)護維修。同時也需要對系統(tǒng)內(nèi)進行持續(xù)監(jiān)測，保證可以對衍生風(fēng)險進行實時監(jiān)控[3]。見圖2。

圖2 運營安全監(jiān)控體系的運轉(zhuǎn)機制圖

3.4 相互關(guān)系

運營安全監(jiān)控體系通過對多種數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)上，根據(jù)地域內(nèi)的實際情況，建立一個評價指標(biāo)體系，能夠根據(jù)不同的風(fēng)險評判相應(yīng)的預(yù)警等級。其中監(jiān)測檢測數(shù)據(jù)信息包含兩類，一個是直接影響正常運營，一個是不影響直接運營。影響到正常運行后，必須要快速及時的進行應(yīng)急搶修，將應(yīng)急類預(yù)警信息傳輸?shù)綉?yīng)急管理業(yè)務(wù)體系中，進而根據(jù)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案及時處理，如果一般類的預(yù)警類信息，不會直接影響到正常運行，那么就可以通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到維護保障業(yè)務(wù)體系，通過多種手段以及具體的措施進行日常的養(yǎng)護維修即可。見圖3。

圖3 運營管理、維護保障和應(yīng)急管理體系的關(guān)系示意圖

4 安全預(yù)警優(yōu)化方案

4.1 隧道與橋梁安全風(fēng)險監(jiān)控

針對南京軌道交通隧道與橋梁的安全風(fēng)險監(jiān)控，在既有光學(xué)水準(zhǔn)儀、全站儀、普通量具以及GRP5000 型激光掃描設(shè)備的基礎(chǔ)上，后續(xù)配置超聲回彈儀、超聲脈沖儀或地探雷達(dá)掃描儀以及增購GRP5000 型激光掃描設(shè)備。同時，跟蹤非線性阻尼探質(zhì)技術(shù)、新型光纖傳感技術(shù)、近景攝影技術(shù)，在條件成熟時，適時配置，提升檢測效率和準(zhǔn)確性[4]。

4.2 軌道及路基安全風(fēng)險監(jiān)控

針對軌道及路基的風(fēng)險監(jiān)測，重點針對鋼軌內(nèi)應(yīng)力、軌腳傷損、路基和鋼軌絕緣性，根據(jù)實際需求配備相應(yīng)設(shè)備，保證監(jiān)控水平。

4.3 車輛系統(tǒng)安全風(fēng)險監(jiān)控

對已有的車輛根據(jù)情況配備火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，并且可以與空調(diào)機組進行相互配合，通過監(jiān)測應(yīng)用狀態(tài)，判斷報警信息。對導(dǎo)致事故風(fēng)險的系統(tǒng)部件進行重點的跟蹤預(yù)警，加強預(yù)警設(shè)備的科學(xué)性，提高運營安全。

4.4 信號系統(tǒng)安全風(fēng)險監(jiān)控

信號系統(tǒng)安全風(fēng)險監(jiān)控需要對運行過程中的軌道電路電壓異常等診斷運行技術(shù)進行完善和提升，通過長期監(jiān)測電路運行數(shù)據(jù)，防止網(wǎng)絡(luò)流量過載和丟失網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，及時進行預(yù)警處理[5]。

4.5 公共安全風(fēng)險監(jiān)控

針對南京軌道交通公共安全的風(fēng)險監(jiān)控，增加客流密集度的預(yù)報功能以及探測毒氣、生化物品的設(shè)備，并根據(jù)智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展情況，在條件成熟時，適時應(yīng)用。

4.6 人員工作狀態(tài)風(fēng)險監(jiān)控

針對南京軌道交通人員工作狀態(tài)的風(fēng)險監(jiān)控，在列車司機室、控制中心等處增設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)備，并通過與人臉識別系統(tǒng)等分析軟件的融合，優(yōu)化完善專用無線通信系統(tǒng)的相關(guān)模塊，有效對關(guān)鍵崗位人員狀態(tài)進行在線監(jiān)測與預(yù)警。同時，研究并開發(fā)適用于軌道交通的在線傳感器系統(tǒng)，對列車司機、行車調(diào)度等運營關(guān)鍵崗位人員狀態(tài)進行在線實時監(jiān)測預(yù)警。

4.7 自然災(zāi)害風(fēng)險監(jiān)控

對于自然災(zāi)害的風(fēng)險監(jiān)控就需要針對不同的情況建立不同的監(jiān)控方案，例如通過對高架區(qū)端安裝相應(yīng)設(shè)備來保證交通沿線有關(guān)的預(yù)警功能，通過結(jié)合地鐵熱線并且積極運用視頻監(jiān)控技術(shù)，提升信息安全能力水平[6]。

5 結(jié)論

總而言之，為了能夠提高南京城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)體系的安全性，就必須要建立一個一體化的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系，能夠融合監(jiān)測、評估和預(yù)警，在發(fā)現(xiàn)預(yù)警之后及時進行預(yù)報，減少風(fēng)險帶來的損失，可以在網(wǎng)絡(luò)運行的過程中及時通過預(yù)警信息解除風(fēng)險，或者是可以投入到日常的維護過程中，提高運營安全性，從被動處理到主動預(yù)防，提高安全水平。通過這種科學(xué)的安全體系，可以有效地避免安全事故頻發(fā)，給乘客們帶來良好的乘車體驗。根據(jù)當(dāng)前的實際情況完善相應(yīng)的智能化設(shè)備設(shè)施，加強網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控力度，進一步提升南京城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)體系的安全性、可靠性。