地鐵運營多層級應急指揮系統(tǒng)的研發(fā)與實現(xiàn)

李 軍

(廣州市地下鐵道總公司 廣州 510030)

地鐵運營多層級應急指揮系統(tǒng)的研發(fā)與實現(xiàn)

李 軍

(廣州市地下鐵道總公司 廣州 510030)

介紹地鐵運營的應急指揮業(yè)務，分析影響應急指揮及時性的各類因素，闡述應急指揮系統(tǒng)克服這些因素的關鍵技術及基本構成、各模塊的功能、采用的通用性中間件或引擎、數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)的范圍、應急指揮業(yè)務重組及實現(xiàn)方法。這些技術與方法的應用，能提高系統(tǒng)的自動化程度和響應速度。

地鐵運營;應急指揮;安全管理;多層級應急指揮系統(tǒng)

應急指揮是指在突發(fā)事件應急處置活動中，上級領導及其機關對所屬下級的應急活動和應對突發(fā)事件進行特殊的組織領導活動。目前，城市軌道交通規(guī)模不斷擴大，涉及專業(yè)不斷增多，對城市軌道交通突發(fā)事件應急指揮的要求也不斷提高，簡單的應急管理體系已不能滿足突發(fā)事件應急指揮的需要，迫切要求形成一套自上而下的多層級應急指揮管理模式［1-4］。地鐵運營應急指揮系統(tǒng)也必須基于多層級指揮管理業(yè)務的模式，才能真正滿足地鐵運營應急指揮的需要［5］。

1 地鐵運營應急指揮分析

地鐵運營指揮體系自下而上可分為線路、線網(wǎng)及公司3個層級。當發(fā)生事故時，現(xiàn)場人員通常采用電話等通信手段，將故障情況上報至本線路的運營調(diào)度中心(OCC)。值守人員接警后，在電腦或相關值班日志中進行手工登記，對該事故的真實性進行確認，并繼續(xù)接聽電話續(xù)報。若事故達到一定等級后

，

值守人員啟動應急處置程序，查閱有關應急預案，根據(jù)應急預案中規(guī)定的應急措施及可調(diào)用的應急資源，進行有效的應急處置。當事故超出本層級處理范圍時，在啟動應急處置的同時，還須上報線網(wǎng)指揮中心，進行多層級協(xié)同處置。應急處置業(yè)務流程如圖1所示。

圖1 城市軌道交通應急處置流程

隨著數(shù)字化預案、綜合數(shù)字通信、數(shù)字化視頻、GIS(地理信息系統(tǒng))和GPS(全球定位系統(tǒng))等信息化技術的發(fā)展，及其在應急指揮中的應用，大大提高了應急指揮的自動化程度，應急指揮的及時性和有效性也得到了提高，為解決上述問題找到了途徑。

2 應急指揮系統(tǒng)的構成

應急指揮系統(tǒng)是一個集成了數(shù)字化預案、綜合數(shù)字通信、數(shù)字化視頻、GIS和GPS等技術的綜合應用系統(tǒng)，其系統(tǒng)架構組成如圖2所示。

按照圖2的架構開發(fā)的廣州地鐵安全預警與應急平臺主界面如圖3所示。

圖2 綜合應急指揮系統(tǒng)架構圖

圖3 廣州地鐵安全預警與應急平臺系統(tǒng)主界面

該系統(tǒng)實現(xiàn)了建設、運營等各類安全監(jiān)測信息的接入，根據(jù)不同的事件類型和等級，以直觀的圖示形式，向值守人員展示了整個監(jiān)控范圍內(nèi)的所有安全信息，在同一個系統(tǒng)中實現(xiàn)了平時和應急狀態(tài)下的各種安全處置。

2.1 功能模塊

1)應急值守模塊:提供了值班排班、值班事項記錄及交接班登記及接警登記等功能，實現(xiàn)了值守人員日常工作所需的大部分功能。

2)預案管理模塊:提供了全生命周期應急預案管理，應急預案結構化文本預案及數(shù)字化預案生成工具，且確保2種預案在內(nèi)容上的一致性，其中結構化文本預案用于預案的審批和發(fā)布，數(shù)字化預案供應急處置時使用，實現(xiàn)了救援方案的動態(tài)自動生成，大大提高了查閱應急預案的自動化程度及應急處置方案的可操作性。

3)應急處置模塊:提供了流程化應急處置功能，采用流程化應急處置，可以確保整個應急處置有序展開，最大限度地避免因忙亂而導致錯誤的可能。

4)資源管理模塊:提供了應急處置過程中用到的資源，包括救援資源地理信息，聯(lián)系調(diào)度方式等。為了實現(xiàn)資源的優(yōu)化調(diào)度，在資源管理中，應用了地理信息系統(tǒng)(GIS)技術，調(diào)用資源時，可根據(jù)事發(fā)地點的位置不同，合理有效地進行資源配置。

5)預警預測模塊:提供了所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和預測判斷，一旦數(shù)據(jù)超限或系統(tǒng)(設備)產(chǎn)生故障，該模塊還承擔了將自動生成的應急事件報告的功能。

6)事態(tài)評估模塊:提供了應急處置過程中的量化評估功能，在應急處置階段提供了次生或衍生災害的預警功能，提醒指揮人員密切關注;在應急處置后評估階段，該模塊提供應急處置過程的量化評估功能，協(xié)助完成事故的后評估工作。

2.2 中間件

中間件提供了應急指揮系統(tǒng)中用到的通用性控件庫或引擎，通過引入中間件層，可以大大降低系統(tǒng)的開發(fā)難度，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速集成和開發(fā)，主要包括:

1)綜合通信中間件:提供了整個系統(tǒng)與外界的電話語音和短信通信功能，通過電話呼叫在系統(tǒng)中的深度集成，值守人員可以直接在系統(tǒng)界面上進行電話呼叫和接聽，結合資源管理中救援人員的通迅錄，可以實現(xiàn)電話的自動撥打，簡化通信聯(lián)絡的操作步驟。

2)工作流引擎:提供了協(xié)同處理的流程定制功能，通過工作流引擎可以實現(xiàn)各類事件報告的分發(fā)，實現(xiàn)多層級協(xié)同的應急處置以及各種表單(文本)的審批。

3)GPS和GIS引擎:為系統(tǒng)提供了基于地理信息的資源管理功能，通過單兵數(shù)字助理的GPS定位功能，還可實現(xiàn)事故位置的快速定位、現(xiàn)場信息的采集和上傳。

4)內(nèi)容管理模塊:為系統(tǒng)提供了知識管理功能，便于對系統(tǒng)中的各類資料進行多維度的管理，并為系統(tǒng)提供了強大的搜索引擎。

5)視頻接入模塊:為整個系統(tǒng)提供了數(shù)字視頻的接入功能，值守人員通過該功能不但可以直接查看視頻網(wǎng)內(nèi)的所有圖像，同時還提供了云臺的控制功能。

2.3 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫為應急指揮系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存放空間，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫組成包括:

1)預案數(shù)據(jù)庫:存放文本預案和數(shù)字化預案，以及每一個預案選擇命中的條件。

2)地理信息庫:存放整個系統(tǒng)的地理數(shù)據(jù)，包括基礎地理(城市地理、地鐵站點3D數(shù)據(jù)等)數(shù)據(jù)以及各種救援資源地理信息和救援人員地理信息等。

3)救援資源庫:存放整個系統(tǒng)用到的所有救援資源和救援人員的數(shù)據(jù)信息等。

4)歷史案例庫:存放歷次救援的過程記錄，以及對該次應急處置過程的后評報告。

5)視、音頻庫:存放所有電話語音錄音、視頻錄像，及與應急處置事件的關聯(lián)信息等。

2.4 硬件平臺

硬件平臺提供了系統(tǒng)運行的硬件環(huán)境，主要包括服務器、存儲設備、交換機、路由器、防火墻等設備。

3 多層級應急處置的實現(xiàn)

3.1 應急事件報告的形成

應急指揮系統(tǒng)的應急事件報告有2類生成途徑:

一類是系統(tǒng)自動生成事件報告。通常是指應急指揮系統(tǒng)所監(jiān)測的外部系統(tǒng)，在發(fā)生數(shù)據(jù)超限或故障后，會在應急指揮系統(tǒng)中產(chǎn)生報警信息，經(jīng)過該系統(tǒng)的預警預測模塊處理，報警信息自動生成事件報告，在值守人員操作界面中顯示，實現(xiàn)接警。

另一類是值守人員手工填寫后形成事件報告。通常是值守人員通過電話接警后，在系統(tǒng)中登記該事件，或者是現(xiàn)場巡查人員，將現(xiàn)場采集到的各種信息，通過個人智能終端填寫事件報告并通過無線網(wǎng)絡提交。

3.2 流程化應急處置的實現(xiàn)

值守人員接警后，需要在系統(tǒng)中完成事件確認、續(xù)警等操作。事故達到一定等級后，值守人員可在事件報告界面中，通過人機交互控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)到應急處置狀態(tài)。

進入應急處置狀態(tài)后，系統(tǒng)提供一個標準化的應急處置流程，該流程可以規(guī)范應急處置過程中的每一個步驟，確保應急處置過程不因操作人員的疏忽而導致錯誤的發(fā)生，整個應急處置過程如圖4所示。

圖4 應急處置流程

圖5是應用圖4中的處理流程建立的廣州地鐵應急平臺的應急處置界面，其中操作界面的右側為流程化應急處置過程及其他輔助信息，左側為GIS地圖，可動態(tài)顯示事發(fā)點位置、各類資源分布情況等。結合GIS信息及數(shù)字化預案，產(chǎn)生動態(tài)救援方案，并在此界面完成整個應急處置的所有步驟。

圖5 廣州地鐵安全預警與應急平臺應急處置操作界面

應急處置的流程化步驟包括:

1)首先值守人員通過人機交互從系統(tǒng)選中的數(shù)字化預案列表中，確定本次應急處置的數(shù)字化預案。通過數(shù)字化預案確定應急組織機構的人員組成，并從應急資源庫中關聯(lián)獲得人員的聯(lián)系方式，通過系統(tǒng)的通信模塊以短信、語音錄音等形式，自動通知相關人員到場并通報情況。

2)根據(jù)事發(fā)點位置及數(shù)字化預案所明確的資源類型，利用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術，以就近優(yōu)先調(diào)用為原則，確定可調(diào)用的資源列表，供應急處置人員選擇。值守人員通過人機交互，從資源列表中選中資源后，系統(tǒng)還將自動規(guī)劃出資源調(diào)度的路徑并與從數(shù)字化預案中抽取出的應急處置流程和措施合并，生成動態(tài)應急處置方案。

3)根據(jù)此流程，在指揮人員到場之前，值守人員還需要啟動與應急處置相關的設備，為應急處置做好設備保障工作。當指揮人員到達指揮現(xiàn)場后，根據(jù)系統(tǒng)動態(tài)生成的應急處置方案，通過集成的綜合通信模塊，下達處置命令和資源調(diào)度指令，整個處置過程的所有信息，都記錄在系統(tǒng)中，實現(xiàn)應急處置全過程留痕。若生成的應急處置方案不能滿足實際需要，在應急處置過程中還可通過人機交互，對應急處置流程、措施或資源進行增刪。

4)值守人員通過人機交互控制系統(tǒng)繼續(xù)或退出應急處置狀態(tài)。當事態(tài)得到控制，則退出應急處置狀態(tài)，并關閉事件報告，完成此次應急事件處理。當事態(tài)擴大時，則響應升級，系統(tǒng)進入新一輪的應急處置流程。

3.3 多層級協(xié)同處置的實現(xiàn)

地鐵運營應急救援具有典型的層級指揮特征，整個指揮體系可分為:線路調(diào)度中心(OCC)、線網(wǎng)指揮中心、地鐵公司應急中心。其中，線路運營調(diào)度中心負責本線路范圍內(nèi)的線路調(diào)度和應急處置業(yè)務;線網(wǎng)指揮中心組織線網(wǎng)級的調(diào)度指揮和應急處置業(yè)務，當突發(fā)事件影響多條地鐵線路的正常運行時，線網(wǎng)指揮中心將接管線路OCC的指揮權，各線路OCC配合線網(wǎng)指揮中心完成應急處置;當突發(fā)事件的影響繼續(xù)上升，地鐵公司應急中心將接管線網(wǎng)指揮中心應急處置工作，此時線網(wǎng)指揮中心將按照地鐵公司應急中心的指令展開應急處置工作。多層級協(xié)同處置的具體流程如圖6所示。

圖6 多層級協(xié)同處置流程

在應急指揮系統(tǒng)中，要實現(xiàn)多層級應急指揮，必須確定以下信息交互機制:

1)如何讓其他指揮層級轉(zhuǎn)到同一事件的應急處置狀態(tài)。在此之前，應傳遞遞交什么信息。

2)上下層級之間的信息交互，包括指揮指令下達、下級指揮機構指令落實情況的反饋。

3)如何實現(xiàn)事件現(xiàn)場信息的共享。

在多層級應急指揮系統(tǒng)中，值守人員可通過傳遞應急事件報告，讓其他層級指揮機關了解應急事件的基本情況，并轉(zhuǎn)入緊急處置狀態(tài)。

由于各層級應急指揮是在同一系統(tǒng)中實現(xiàn)的，要使系統(tǒng)實現(xiàn)多層級同時應急處置，首先要能夠識別不同層級，通常可根據(jù)登錄人員在應急處置體系中的層級，確定該指揮機構的層級。一旦區(qū)分了層級，就可確定上下級關系，按照預定的上下級之間信息交換的原則，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)多層級之間的信息交換和共享。解決了傳統(tǒng)多層級指揮中存在的信息傳遞渠道單一的問題。

3.4 其他注意事項

在應急處置過程中，系統(tǒng)還將實時向指揮人員提供次(衍)生災害的預警信息，提醒做好防范工作。次(衍)生災害預警信息的發(fā)布實現(xiàn)方法如下:由資源管理系統(tǒng)提供事發(fā)地點附近的重大危險源地理分布信息，參考次(衍)生災害生成樹，推測出可能會發(fā)生的次生或衍生災害的列表。

4 結語

本文介紹了地鐵應急指揮信息化管理的一種實現(xiàn)方法，涵蓋了信息化應急指揮的實現(xiàn)方法、適應地鐵指揮體系的多層級應急指揮的實現(xiàn)方法以及在應急指揮系統(tǒng)中實現(xiàn)模擬演練的方法。該應急指揮系統(tǒng)結合了綜合數(shù)字通信、數(shù)字化視頻、GIS和GPS等技術，可以大大提高應急指揮的自動化程度和及時性。

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［5］王乾坤，劉昆玉.地鐵工程建設應急管理信息系統(tǒng)的設計［J］.土木工程與管理學報，2011，28(2):67-71.

Study and Implementation of Multi-level Emergency Command System for Metro Operation

Li Jun
(Guangzhou Metro Co.，Ltd.，Guangzhou 510030)

Abstract:The business of metro operation emergency command is introduced and the impact factors of prompt emergency command are analyzed in the paper. Related key technologies and basic composition of emergency command system that can deal with the impact factors are elaborated. Functions of each module,universal middleware and engines supporting the functions,the range of database, reorganization and implementation services of emergency command business are all described. Application of the technologies and methodology can improve system automation and response speed.

Key words:metro operation; emergency command; security management, multiple-level emergency command system

U231+.92

A

1672-6073(2013)01-0029-04

10.3969/j.issn.1672-6073.2013.01.008

收稿日期:2012-02-28

2012-03-21

作者簡介:李軍，男，大學本科，主要從事信息系統(tǒng)集成與應用，Lijun_gz@163.com

影響應急處置及時性的主要因素包括:1)通信自動化程度低，需要人工查找相關人員的聯(lián)系方式，手工撥號，導致通信聯(lián)絡操作繁雜，且指揮層級之間溝通手段單一，信息交換不及時、不全面。2)采用文本預案，當預案篇幅較大時，會導致查找事故的相關措施困難，影響利用預案進行應急處置的效果。3)人工確定調(diào)度資源，無法進行資源的優(yōu)化調(diào)度，調(diào)度不當，將造成救援工作的延誤。

(編輯:曹雪明)