基于結(jié)構(gòu)化預(yù)案的地鐵預(yù)警應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)研究

朱昊天

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430063）

近年來，隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷向前發(fā)展，我國地鐵正處于超常規(guī)的快速發(fā)展階段，具有規(guī)劃里程多、在建里程長、新線投運(yùn)速度快、運(yùn)營線路增長、速度快等特點(diǎn)。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至2019年末，我國內(nèi)地已有40個城市累計共開通了城軌交通運(yùn)營線路6 730.27 km，過快的發(fā)展速度給運(yùn)營和安全帶來了較大的壓力，事故應(yīng)急救援已成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。一方面，地鐵運(yùn)營普遍按照綜合預(yù)案、專項(xiàng)預(yù)案和現(xiàn)場操作預(yù)案分部門、分專業(yè)進(jìn)行編制，預(yù)案內(nèi)容針對具體災(zāi)害類型的細(xì)分程度低，現(xiàn)場風(fēng)險危害及作用常超出人工預(yù)案的情況，對人員的應(yīng)急經(jīng)驗(yàn)及素質(zhì)依賴性強(qiáng)；另一方面，受限于預(yù)案編制方法和自身生產(chǎn)責(zé)任，難以要求現(xiàn)場操作人員熟讀預(yù)案，更多變成了指導(dǎo)性文本和參考文獻(xiàn)。

因此，建立基于結(jié)構(gòu)化預(yù)案的地鐵預(yù)警應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)變得較為重要，預(yù)案結(jié)構(gòu)化的目的是將原本煩瑣的文本預(yù)案數(shù)字化、程序化。

1 地鐵預(yù)警應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)

1.1 應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)概述

首先，數(shù)字化預(yù)案是根據(jù)突發(fā)應(yīng)急事件的處理流程，根據(jù)當(dāng)前應(yīng)急事件發(fā)展的現(xiàn)狀，充分利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)計算機(jī)技術(shù)，幫助管理者制定更合理、全面高效的行動預(yù)案，最終使制定的預(yù)案更科學(xué)高效、規(guī)范。

其次，構(gòu)建地下基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)的目標(biāo)是針對地下綜合體、地鐵和地下綜合管廊，在災(zāi)害事件發(fā)生時能夠快速告警并能夠科學(xué)決策、可視化調(diào)度，避免或降低突發(fā)事件的風(fēng)險。因此，結(jié)合本課題研究目標(biāo)，該應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)需要具備多維應(yīng)急數(shù)據(jù)的集成融合功能，接入物聯(lián)數(shù)據(jù)和第三方系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害事件空間數(shù)據(jù)可視化；需要具備可對地下綜合體、地鐵基礎(chǔ)設(shè)施和地下綜合管廊的災(zāi)害歷史案例、應(yīng)急預(yù)案、安全規(guī)范、專家經(jīng)驗(yàn)等應(yīng)急知識進(jìn)行結(jié)構(gòu)化應(yīng)用能力，將預(yù)案以組織架構(gòu)、行動指南、應(yīng)急任務(wù)等模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)化拆分，并在應(yīng)急指揮中提供支持。

最后，突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案是對突發(fā)事件預(yù)先指定的處理方案，可為突發(fā)事件提供預(yù)定的方案，是處理突發(fā)事件時參考的基本準(zhǔn)則。應(yīng)急預(yù)案為處理突發(fā)事件提供了操作指南，為突發(fā)事件發(fā)生的各個時期均提供了操作依據(jù)。

1.2 系統(tǒng)的需求分析

結(jié)合多源三維數(shù)字模型、多源監(jiān)測信息、音視頻監(jiān)控信息，構(gòu)建設(shè)施設(shè)備關(guān)鍵信息、評估應(yīng)急可視化預(yù)警聯(lián)動、指揮調(diào)度系統(tǒng)為核心的智慧化預(yù)警聯(lián)動方案，可用于填補(bǔ)地下基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)急調(diào)度指揮的短板。通過融合集成多維應(yīng)急指揮數(shù)據(jù)，采用人工與智能相結(jié)合的方式，結(jié)合數(shù)字預(yù)案的智能化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)事故指揮高效聯(lián)動、信息互聯(lián)互通。

2 應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)的主要模塊

為實(shí)現(xiàn)地下基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)的功能，設(shè)計了三個主要功能模塊，分別為多維應(yīng)急數(shù)據(jù)的集成融合模塊、智能化應(yīng)急預(yù)案管理模塊、智慧可視化調(diào)度指揮模塊。系統(tǒng)的整體功能構(gòu)架如圖1所示。

圖1 應(yīng)急調(diào)度指揮系統(tǒng)功能構(gòu)架圖

2.1 多維應(yīng)急數(shù)據(jù)的集成融合模塊

為滿足綜合調(diào)度需求，子課題3構(gòu)建的應(yīng)急調(diào)度指揮平臺，通過子課題5接入實(shí)時監(jiān)測、異常報警、災(zāi)害研判等數(shù)據(jù)，集成既有的地鐵通信、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控、廣播等第三方系統(tǒng)，調(diào)度指揮時調(diào)用已集成涉及的人員、物資、地下設(shè)備等信息的地下設(shè)施設(shè)備的BIM三維模型，通過多種終端、人員物資報備系統(tǒng)、設(shè)備控制定位系統(tǒng)等集成相關(guān)信息。

通過平臺實(shí)現(xiàn)災(zāi)害事件空間數(shù)據(jù)可視化、應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可視化表現(xiàn)，應(yīng)急時結(jié)合報警的信息反饋，直觀反映事件周邊環(huán)境、危險源以及救援隊(duì)伍的分布，與實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)引起的預(yù)警信息相融合，便于工作人員在應(yīng)急中掌握事發(fā)態(tài)勢，優(yōu)化資源配置，制定指揮方案。

數(shù)據(jù)接口關(guān)系如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)接口關(guān)系圖

2.2 智慧可視化調(diào)度指揮模塊

指揮調(diào)度模塊包括響應(yīng)事件基礎(chǔ)信息查詢、事件處置信息流、智能預(yù)案推薦、應(yīng)急行動指南、輔助決策分析、協(xié)同會商、方案部署推演等功能。

（1）事件接報與應(yīng)急啟動。

建立信息匯總、信息審核、發(fā)布界面，通過與突發(fā)事件預(yù)警信息、應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)等對接，實(shí)現(xiàn)預(yù)警災(zāi)情信息的多渠道、多策略一鍵式發(fā)布。主要包括信息接報管理、信息發(fā)布管理、發(fā)布渠道對接管理等功能。

該模塊與全息感知智能診斷決策系統(tǒng)平臺對接，自動接收物聯(lián)網(wǎng)告警數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)自動填寫事件信息，并自動向各級指揮中心進(jìn)行事件報送，申請啟動告警。在得到指揮中心審核同意后，啟動預(yù)案，進(jìn)入應(yīng)急救援指揮狀態(tài)。

（2）輔助分析。

調(diào)取課題四子課題5平臺輸出的輔助分析結(jié)果，在三維場景中進(jìn)行可視化展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害事件空間數(shù)據(jù)可視化、應(yīng)急基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可視化表現(xiàn)。

（3）事件處置。

根據(jù)系統(tǒng)初步研判結(jié)果，對錄入系統(tǒng)的應(yīng)急資源進(jìn)行查詢與調(diào)度，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化預(yù)案的任務(wù)下發(fā)。如獲取到救援隊(duì)伍、救援物資、風(fēng)險隱患、庇護(hù)場所、重點(diǎn)防護(hù)目標(biāo)等信息，到事發(fā)地點(diǎn)的路徑進(jìn)行分析，對相關(guān)資源點(diǎn)的人員進(jìn)行任務(wù)布置，同時在地圖上展示分析結(jié)果。

通過課題六子課題2的信息集成展示平臺，直觀獲取地下基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備運(yùn)行情況、資源儲備、人員待命狀態(tài)等信息，應(yīng)急行動指南以階段-任務(wù)形式可視化展現(xiàn)，輔助指揮人員掌握指揮全局，并推送個性化應(yīng)急視圖到各層級應(yīng)急處置人員，使其能及時了解相關(guān)情況。

（4）任務(wù)跟蹤及反饋。

在平臺上通過文本預(yù)案的數(shù)字化處置流程，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際執(zhí)行情況不斷變化后的反饋，重新對系統(tǒng)中各項(xiàng)預(yù)案、案例庫進(jìn)行對比分析，重新匹配篩選合適的預(yù)案、案例、知識。在此基礎(chǔ)上形成決策建議，對已生成的輔助決策方案進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，確保應(yīng)急指揮人員指揮調(diào)度工作的時效性。

（5）領(lǐng)導(dǎo)決策，統(tǒng)一指揮。

通過各類分析與調(diào)度后，指揮層人員可在三維場景中，以應(yīng)急力量模型拖拽形式實(shí)現(xiàn)可視化應(yīng)急方案部署。可在應(yīng)急力量模型上配置人員數(shù)量、掛載應(yīng)急任務(wù)，對其進(jìn)行說明，生成的處置方案可一鍵下發(fā)至各應(yīng)急處置端。

基于系統(tǒng)對接的融合通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急指揮過程中各類有線通信、無線通信系統(tǒng)（包括短波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、模擬集群/常規(guī)對講、數(shù)字集群對講等）的融合組網(wǎng)，構(gòu)建縱向跨層級、橫向跨部門的聯(lián)動模式、實(shí)現(xiàn)“上下貫通、左右銜接、互聯(lián)互通、信息共享、互為支撐”的應(yīng)急指揮體系。實(shí)現(xiàn)在緊急情況下全方位信息調(diào)取，通過對視頻、語音、數(shù)據(jù)、圖形等信息進(jìn)行綜合掌握。將事發(fā)地的數(shù)據(jù)信息通過多種方式統(tǒng)一呈現(xiàn)并驗(yàn)證，為領(lǐng)導(dǎo)指揮調(diào)度提供強(qiáng)有力的決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的應(yīng)急通信指揮調(diào)度，為突發(fā)事件處置提供及時高效、準(zhǔn)確的通信保障。

（6）總結(jié)評估。

包含評估工具、事件管理、評估管理三方面功能。評估工具包括評估方案和評估表的錄入及準(zhǔn)備；事件管理指對響應(yīng)結(jié)束的事件信息流進(jìn)行補(bǔ)充完善，為總結(jié)評估完善相關(guān)信息；評估管理對響應(yīng)結(jié)束的事件進(jìn)行總體評估，生成評估報告。

3 結(jié)語

集成的監(jiān)測數(shù)據(jù)、風(fēng)險分析結(jié)果、智能診斷結(jié)果與時空地圖進(jìn)行融合，將各種感知數(shù)據(jù)融合，對事故場景進(jìn)行真實(shí)還原，基于智能預(yù)案管理系統(tǒng)綜合研判生成的應(yīng)急預(yù)案，指揮人員可利用該系統(tǒng)開展應(yīng)急救援工作，提高應(yīng)急管理中人力、物力、通信等應(yīng)急資源的有效利用，有利于統(tǒng)籌協(xié)調(diào)應(yīng)急部門與人員之間的崗位職責(zé)，強(qiáng)化應(yīng)急事件的應(yīng)急意識與處置能力。