基于情景分析的城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)功能需求分析

潘濱

（山東省交通運(yùn)輸監(jiān)測與應(yīng)急處置中心技術(shù)科，山東濟(jì)南 250014）

0 引言

探究基于情景分析的城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)功能需求，需明確城市軌道應(yīng)急指揮系統(tǒng)、情景分析法的具體定義，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行兩者的融合，其后結(jié)合具體的案例來分析如何在具體的情景中來集合應(yīng)急交通指揮系統(tǒng)的諸項(xiàng)功能需求，從而有效保證城市軌道交通的穩(wěn)定性與安全性。

1 城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)

城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)是確保應(yīng)急救援順利開展的重要影響元素，其主要包括數(shù)據(jù)中心、呼叫中心系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、數(shù)字化處置、預(yù)防準(zhǔn)備、安全監(jiān)管等多項(xiàng)功能。該項(xiàng)系統(tǒng)的建立，可針對城市軌道交通未來運(yùn)行過程中的各種突發(fā)事件加以處理，對突發(fā)事件中的各種影響因素進(jìn)行把握，比如事故發(fā)生時(shí)間、波及范圍、造成的影響、人員傷亡等，如此方可使得軌道交通管理人員根據(jù)事故的整體情況來制定對應(yīng)的解決措施，縮減事故反應(yīng)時(shí)間、提升事故處理效果。

2 情景分析法

2.1 情景分析法的背景

20世紀(jì)70年代情景分析法在美國興起，用于對世界能源危機(jī)的預(yù)測、分析與應(yīng)急準(zhǔn)備，其后經(jīng)過多年的發(fā)展，開始廣泛應(yīng)用于國家安全、農(nóng)業(yè)、氣候、能源、安全生產(chǎn)事故應(yīng)急準(zhǔn)備、房地產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域。情景可當(dāng)作是對事物未來發(fā)展態(tài)勢的預(yù)估以及對應(yīng)的定性定量、基本特征描述，并基于未來發(fā)展的多樣化與不確定性，對情景的演化路徑、發(fā)生概率、基本特征等加以分析，研究環(huán)境變化態(tài)勢下組織或系統(tǒng)發(fā)展情況與應(yīng)對措施。

2.2 構(gòu)建情景分析法的步驟

構(gòu)建情景包括多種方式，多按照以下步驟進(jìn)行：

一是明確決策內(nèi)容與問題，即通過情景分析法計(jì)劃解決的問題。

二是進(jìn)行資料收集、座談研究與風(fēng)險(xiǎn)分析，借助專家知識與已知信息，進(jìn)行事件特征提取，識別未來階段可能發(fā)生的威脅事件。

三是結(jié)合分析結(jié)果構(gòu)建未來情景，以定性定量方式來描述情景。

四是將情景邏輯、指標(biāo)模型與演化路徑與專家、管理層溝通，確定最終情景。

五是結(jié)合情景發(fā)生環(huán)境，分析技術(shù)、政策等方面的措施，為管理層各項(xiàng)決策的制定提供數(shù)據(jù)信息參考[1]。

3 基于情景分析的城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)功能需求分析

城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)的構(gòu)建屬于長期戰(zhàn)略投資，是對未來階段軌道交通運(yùn)營過程中可能出現(xiàn)突發(fā)事故的應(yīng)對準(zhǔn)備，涉及決策重大性、系統(tǒng)復(fù)雜性、突發(fā)事件不確定性、功能需求決定未來發(fā)揮與投資規(guī)模等的作用，是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，目的是完整、一致、清晰地闡述系統(tǒng)功能。從以下兩點(diǎn)加以分析：

3.1 解決系統(tǒng)功能完整性、一致性問題

為切實(shí)解決系統(tǒng)功能完整性、一致性問題，從以下幾點(diǎn)著手：

其一，通過情景分析建立軌道交通運(yùn)營突發(fā)事件情景集合，集合中涉及的情景皆遵循一致的規(guī)范化表達(dá)與框架結(jié)構(gòu)，再從集合中任選一個(gè)情景，研究應(yīng)急系統(tǒng)為處理該情景事件需具備的功能，按照圖1所示完成功能需求分析。

圖1 基于情景分析的城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)功能需求分析流程圖

其二，在情景選取后，細(xì)致描述情景各項(xiàng)情況，從任務(wù)、情景、功能需求的邏輯關(guān)系展開功能分析，并結(jié)合具體的情景，從社會影響、人員傷亡、客運(yùn)組織、行車中斷分析可能造成的嚴(yán)重后果，針對各項(xiàng)成果，貫徹落實(shí)應(yīng)急處置任務(wù)，系統(tǒng)性地分析信息收集—評估預(yù)判—調(diào)度指揮—人員疏散—信息發(fā)布整個(gè)流程中任務(wù)的完成情況，并對完成各項(xiàng)任務(wù)所需的功能加以分析，以此來獲取特定情景下所需的功能[2]。

3.2 結(jié)合城市情況，按照流程定向設(shè)計(jì)應(yīng)急系統(tǒng)功能

按照上述流程，重復(fù)進(jìn)行上述情景集合中的所有情景，合并相似、相同功能，以此來獲取應(yīng)急系統(tǒng)功能需求，該過程不僅需要進(jìn)行定性定量分析，還需依靠分析團(tuán)隊(duì)與專家知識。但是因我國各個(gè)城市軌道交通規(guī)模、管理體系、組織架構(gòu)等存在一定的差異，操作規(guī)程、設(shè)備系統(tǒng)等缺乏統(tǒng)一規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，因此要求各個(gè)城市在探索基于情景分析的城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)功能需求時(shí)，需結(jié)合本城市的實(shí)際情況，按照以上情景分析流程來獲取本城市軌道交通應(yīng)急系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能，因此來定向設(shè)計(jì)應(yīng)急系統(tǒng)功能，使其表現(xiàn)出更大的效用。

4 案例分析

我國多個(gè)城市的軌道交通都曾發(fā)生過因信號系統(tǒng)故障引發(fā)列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)失效，一些事故處置得當(dāng)，僅引發(fā)列車晚點(diǎn)，但也有一些事故處置不當(dāng)，引發(fā)較為嚴(yán)重的后果。以此情景為例探究應(yīng)急系統(tǒng)需具備的功能。從以下幾點(diǎn)加以闡述：

4.1 信號系統(tǒng)故障引發(fā)中央列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)失效的情景

信號系統(tǒng)出現(xiàn)故障但是原因不明，監(jiān)控系統(tǒng)失效，造成控制中心無法把控列車具體位置，在調(diào)度員的指揮下，列車及時(shí)轉(zhuǎn)到降級運(yùn)行模式；故障對社會影響、人員傷亡、客運(yùn)組織、行車組織造成的后果進(jìn)行綜合分析：部分列車出現(xiàn)晚點(diǎn)，晚點(diǎn)時(shí)間大約10min，車站涌現(xiàn)大批客流，未引發(fā)人員傷亡，但是在互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有乘客發(fā)布相關(guān)信息，造成了不好的影響；為盡快采取應(yīng)對措施，需完成信息收集—預(yù)估評判—人員疏散—信息發(fā)布等多項(xiàng)任務(wù)。

4.2 解決好車站大客流、列車晚點(diǎn)問題

為解決好車站大客流、列車晚點(diǎn)問題，從以下多點(diǎn)著手：其一，在進(jìn)行信息收集時(shí)，需收集與整合車站客流、列車信息等，需系統(tǒng)具備以下功能：列車工況與速度信息、定位信息、事發(fā)區(qū)域、受影響范圍內(nèi)的站廳客流量、站臺客流量；其二，在進(jìn)行評判預(yù)估時(shí)，需具備以下功能：預(yù)判并統(tǒng)計(jì)各個(gè)車站5min 進(jìn)站量、故障修復(fù)速度與時(shí)間、可能受到影響的列車線路、晚點(diǎn)傳播范圍；其三，在進(jìn)行調(diào)度指揮時(shí)，要求維修調(diào)度可借助系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳遞給維修部門、維修人員，調(diào)度員可指揮各條線路重新調(diào)整行車組織；其四，在進(jìn)行人員疏散時(shí)，可通過系統(tǒng)在大方向上指揮人員疏散，配合公交完成人員轉(zhuǎn)運(yùn)；其五，在進(jìn)行信息發(fā)布時(shí)，可借助乘客信息系統(tǒng)完成故障信息發(fā)布，并可通過抖音、微博、微信公眾號等及時(shí)公示事件進(jìn)展[3]。

4.3 對各項(xiàng)任務(wù)總結(jié)功能

針對每項(xiàng)任務(wù)得到功能進(jìn)行描述，保證其準(zhǔn)確、清晰，便于后續(xù)應(yīng)急系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，綜合上述情景分析共計(jì)得到12 項(xiàng)功能需求，如表1所示。以功能1 為例，通過應(yīng)急系統(tǒng)可定位列車在出現(xiàn)故障時(shí)的具體位置，其后在結(jié)合列車速度、故障持續(xù)時(shí)間來預(yù)估列車當(dāng)前位置，再以技術(shù)手段來定位列車位置，制定針對性的解決措施[4]。

4.4 具體案例分析

4.4.1 在2008年成都地鐵1 號線車站與中央信號站顯示列車不能自動(dòng)觸電，也難以安排人工排列進(jìn)路，最后以調(diào)車的形式安排列車折返，此次故障致使列車晚點(diǎn)18 列。

4.4.2 在故障復(fù)盤分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，處置故障過程中的“客服、行車、現(xiàn)場設(shè)備等信息反饋”“故障列車信息發(fā)布”“確定應(yīng)急方案”等流程中的各種信息需管理人員人工確認(rèn)，已經(jīng)造成了比較嚴(yán)重的故障處置瓶頸。針對該種情況，構(gòu)建應(yīng)急系統(tǒng)，可通過表1 功能6、12通知維修人員、下發(fā)故障信息，如此可在信息發(fā)布環(huán)節(jié)節(jié)省0.5min；通過功能1、2 可不需在等待客服、行車與設(shè)備的反饋信息，反饋環(huán)節(jié)減少80% 的時(shí)間損耗，耗時(shí)由5min 減至1min；通過功能5、6、8 可在制定應(yīng)急方案環(huán)節(jié)節(jié)省83% 的時(shí)間，耗時(shí)由3min 減至0.5min。經(jīng)過系統(tǒng)的計(jì)算可知，故障處理時(shí)間由原本的14.5min，降至6min，提升了大概58.6% 的處理效率，得出具備應(yīng)急系統(tǒng)功能條件的處置新方案耗時(shí)情況、實(shí)際處置時(shí)間，如表2所示[5]。

表1 因信號系統(tǒng)故障引發(fā)列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)失效情景功能需求分析表

表2 應(yīng)急處置耗時(shí)對比表

5 結(jié)語

綜上所述，基于情景分析的城市軌道交通應(yīng)急指揮系統(tǒng)功能需求，強(qiáng)調(diào)了其重要性與必要性，建議給予其足夠的重視，在集合各項(xiàng)功能需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行應(yīng)急指揮系統(tǒng)的完善與優(yōu)化，及時(shí)解決各項(xiàng)突發(fā)事件，保證城市軌道交通的穩(wěn)定發(fā)展。