鐵路客運站應急指揮系統架構設計

周 棟，呂曉軍，王小書，陳瑞鳳

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 電子計算技術研究所，北京 100081）

客運站應急事件種類繁多，主要有大面積晚點、大客流應急疏散、火災、爆炸及暴恐事件。面對突發事件及時有效地對事態發展進行控制、處理成為保障鐵路安全運行的重中之重[1-4]。因此，應急指揮一體化尤為重要：建立應急指揮信息綜合系統是必要手段；在線監測和實時預警是做好應急管理的前提；進行應急預案和應急資源的電子化是應急指揮的基礎；應急處置自動化和輔助決策是應急自動化的主要體現；協調指揮是提高各部門、各專業聯動的基礎[5-9]。

中國鐵路總公司（簡稱：總公司）組織建設了鐵路應急平臺，主要為總公司/鐵路局集團公司（簡稱：鐵路局）應急管理、應急指揮人員和相關業務部門服務，是鐵路應急事件管理的主體，具有應急事件事前、事中及事后處置的功能，分別負責總公司/鐵路局的應急值守、資源管理、監測預警、事發時的應急處置及事后的總結評估[3]。鐵路應急平臺已實現在總公司和鐵路局的應用，按照鐵路應急平臺的總體設計，包括站段級應用的規劃，但目前尚未實施。

客運站是為旅客提供服務的重要場所，客運站應急指揮平臺是站段級應急平臺建設的重點，為保障旅客安全出行，形成完善的客運站應急平臺迫在眉睫。客運站應急指揮平臺應首先做好整體規劃設計，遵循IT信息規劃理論，本文按照信息化總體架構（EA）方法論，設計了業務體系架構、平臺邏輯架構、整體數據架構、系統技術架構、業務應用架構，為客運站應急指揮平臺的設計提供理論依據和指導。

1 總體架構

1.1 業務體系架構

客運站一體化應急指揮體系架構，如圖1所示。

圖1 一體化應急指揮體系

客運站一體化應急指揮體系覆蓋突發事件的事前、事中、事后全過程管理，包含組織管理體系、應急通信體系、監控預警體系和應急指揮體系。

組織管理體系和應急通信體系用于事前監測、事中處置和事后恢復過程中人員的組織調度、信息決策的上傳下達以及安全高效的通信需求。監控預警體系和應急指揮體系在組織管理體系與應急通信體系的支撐下，形成應急預警、應急處置和應急恢復的全過程管理。監控預警體系覆蓋應急預警全過程，實現對車站環境信息的全面感知和智能監控，并依據專家經驗對應急事件進行預測預警。應急指揮體系則貫穿于應急處置和應急恢復階段，進行應急預案啟動、資源調度、處置評估和資源恢復。

1.2 系統邏輯架構

客運站應急指揮系統是由主動感知、全面互聯、數據共享及業務應用組成[10]。系統邏輯架構，如圖2所示。

（1）主動感知是通過物聯網、無線組網、大數據等技術建立覆蓋全站的智能感知。

（2）全面互聯是物聯網與鐵路生產網融合，保障鐵路物聯網采集數據的實時、可靠、高效傳輸，包括傳感網、接入網和承載網。

（3）數據共享主要包括組織體系、救援資源、應急預案、地理信息、基礎信息、應急信息、救援案例、應急演練、統計分析、決策支持、知識管理、到發時刻、股道、檢票口、人員、視頻監控、設備、客票等信息的統一接入。

（4）業務應用包括安全監控、車站狀態評價、應急預案管理、應急處置、應急疏散、應急恢復及評價。

圖2 系統邏輯架構

1.3 整體數據架構

整體數據架構，如圖3所示。

圖3 整體數據架構

數據架構由基本信息、列車信息、監測信息、應急資源、可視化信息、應急指揮調度、模型數據分析7 部分組成。

1.4 系統技術架構

系統技術架構，如圖4所示。

圖4 系統技術架構

系統技術架構分為3部分，基礎設施部分提供硬件和系統軟件級的支持。系統框架部分提供軟件開發框架支持，業務應用部分提供具體的軟件功能。

1.4.1 基礎設施

通過私有云技術在將底層的計算資源、存儲資源、網絡資源進行虛擬化并通過動態負載技術按照實際計算需求進行動態分配并對整個系統及應用程序的運行進行監控保證系統的可靠性[11]。

1.4.2 系統框架

軟件方面采用SOA架構，從職責劃分上去考慮系統的業務分層，保持從上至下層間單向依賴，各層職責清晰，整體結構分明，有利于開發的組織、修改、維護和復用。從通用性和專用性角度去考慮系統的模塊分離,保證系統的可維護性和可擴展性。從功能及粒度上考慮系統的分區，保障系統的可配置性、可擴展性、可迭代開發。采用面向組件的技術，封裝業務邏輯、解除組件間不合理依賴，保證分區后的模塊可以做到按需部署。合理對數據庫的分區，保障系統對數據庫物理服務器的需求可以低成本線性擴展。構建基礎開發框架，打破業務模塊之間的直接依賴，使之依賴框架，降低各模塊自獨立變化帶來的相互之間影響。通過提供符合國際標準的Open API和開發環境支持，并在私有云基礎上提供應用部署機制，在經過系統授權后為路內外第三方開發商提供旅客服務系統的數據支持、開發支持和部署支持，使得第三方開發商提供新功能，滿足車站或鐵路局更個性的需求。

1.4.3 業務應用

業務應用采用B/S與C/S混合架構模型，設立應急的日常值班終端，所需信息綜合展示大屏，及工作人員的手持終端、通信設備，應急指揮場所內會商設備，與各類應急疏散指示。包括安全監控、預測預警、應急值守、應急資源、應急預案、模擬演練、應急疏散、應急恢復、應急評估等核心功能。

2 功能框架

在對突發事件的應急處置過程中，本系統貫穿于整個流程，涉及事前、事中和事后3個階段。系統提供對各類應急業務的日常管理以及針對突發事件的監測監控、預測預警、決策分析、指揮調度等功能。業務架構圖，如圖5所示。

2.1 安全監控及預測預警

通過對旅客異常行為識別，環境、設備監測，晚點和客流信息統計，整合各類應急資源、重大危險源、關鍵基礎設施和重點防護目標等的空間分布和運行狀況信息，通過對事件現場信息分析事件周邊環境，結合歷史數據、統計數據，在專業預測預警的基礎上，對突發事件進行綜合分析，預測分析可能的次生、衍生事件及其后果，實現突發事件的早期預警、趨勢預測。

2.2 應急值守

應急值守實現突發事件的信息收集、傳達、接警處警、記錄和上報工作；各級應急管理處置部門通過本系統進行突發事件信息的接報處理、跟蹤反饋等值守應急業務管理，加強與上下級單位及有關部門突發事件信息交流與合作。

圖5 業務應用架構

2.3 應急資源

維護管理各類應急處置、緊急疏散、醫療救護等應急資源數據，為處置行動與輔助決策、應急評估提供支持；系統提供對各類應急資源查詢、統計、分析的功能，以便工作人員掌握日常應急準備的資源情況，并科學客觀地配置資源，優化配置方案，避免出現資源浪費與資源不足的情況。

2.4 應急預案

實現對預案的分類電子化管理。根據預案級別、突發事件類別分類維護應急預案的功能，可按照預案結構、預案中的處置流程對預案進行結構化、屬性化、流程化處理，將預案中規定的響應、處置內容與相應的組織、人員、應急保障資源進行關聯，在突發事件發生時指導應急工作人員根據預案相關規定進行處置。

2.5 應急處置

應急處置系統是應急指揮系統建設的核心系統，系統以突發事件為中心，以決策分析、處置流程為主線，基于相關預案與處置方案處置事件。應急處置系統輔助應急指揮人員了解突發事件發生、發展狀況，通盤掌握應急處置情況，創建并向各部門分發任務，協調任務執行的過程中出現的問題，并進一步采取相應的措施。最終實現協同指揮、有序調度和有效監督，提高應急處置效率。應急處置系統實現對正在發生的突發事件、模擬的突發事件及歷史突發事件提供二、三維GIS可視化輔助分析功能，提供依據事件接報信息，分析事發點空間位置與周圍環境，并模擬仿真事件制定相應疏散流線，參考相關預案、專項部門及專家的專業預測分析結果、類似事件的處置經驗、法規等，結合應急組織體系和工作流程、現場應急救援力量和應急救援物資等情況，形成應對突發事件的處置流程和決策方案。

2.6 模擬演練

實現對應急知識、應急案例的電子化管理，為應急指揮人員在應急處置過程中提供有價值的場景模擬練習，提高應對突發應急事件的能力。用于幫助熟悉應急處置流程與業務、法律法規、應急預案的內容。設置演練場景、分組設定參演人員與角色、配置演練流程等。

3 結束語

本文采用EA方法論，設計了客運站應急指揮系統架構，包括業務體系架構、平臺邏輯架構、整體數據架構、系統技術架構、業務應用架構。系統架構將指導鐵路客運站應急指揮系統的建設，在實際應用中通過應急預案的數字化和應急處置的信息化，提升客運站應對突發事件能力，有助于鐵路應急管理能力的提高，對保障國家和人民的生命財產安全有重大意義。