軌道交通常規突發事件結構化情景體系的構建*

□ 于浩恬，朱 琳，劉志鋼

(上海工程技術大學 城市軌道交通學院，上海 201620)

軌道交通常規突發事件會直接干擾正線運營，造成列車晚點。較長時間的延誤會導致系統能力損失、沿線客流堆積、服務質量下降，這些因素給地鐵日常運營，造成難以估量的安全隱患[1]。因此，建立快速、高效、標準的應急機制，可以彌補事故帶來的危害影響，是地鐵運營安全生產的重點。

軌道交通常規突發事件是地鐵內部系統因素所導致的，事故的主要誘因有：人為因素、設施設備因素和管理因素[2]。案例蘊含各類地鐵突發事件發生發展過程及處置過程，都是寶貴的歷史經驗。但目前軌道交通領域的案例主要通過非結構化的方式進行記錄歸檔，信息管理缺失。非結構化是沒有固定模式的數據，多以敘述文字、不同形式的圖片、視頻等方式存在。同時案例的信息化使用水平不高，案例指導作用不顯著。

目前軌道交通案例采用非結構化的自然語言描述入庫，冗余信息多，需進行二次加工；且非結構化數據需要的存儲空間較大，需要對案例進行有效的組織管理并加以利用。有效整理案例的方法就是結構化。所謂結構化，指將逐漸積累起來的知識加以整理和歸納，使之條理化，以關系數據庫表形式存在的數據，“結構化情景”是將事件逐層模塊化表達。

突發事件的結構化表達已有所建樹：李勇建將案例歸納為事件屬性、關鍵屬性、從屬屬性、環境屬性、危害評估屬性等結構模塊[3]；佘廉提出“維度-屬性-特征”的表達框架，將案例表達為情景、事件、應急管理等維度[4]；許有志等提出從多個維度和角度出發，分析歷史事件[5]；張承偉等通過建立四元組模型，對事故情景進行細化分析[6]。上述研究能夠為事件結構化解析提供參考，但軌道交通常規突發事件涉及較多的地鐵系統內部問題和專業性知識，不能套用一般突發公共事件的結構化描述。應以其為基礎，來構建專業的軌道交通常規突發事件結構化情景模型。

1 軌道交通常規突發事件情景分析

1.1 軌道交通常規突發事件及類型

在《中華人民共和國突發事件應對法》中對“突發事件”給了明確的定義，突發事件是指突然發生，造成或者可能造成嚴重社會危害，需要采取應急處置措施予以應對的自然災害、事故災難、公共衛生和社會安全事件[7]；據此反推，軌道交通常規突發事件的定義是在軌道交通運營過程中在其所在場所一定區域內經常發生、由于系統內部因素影響運營安全生產、造成財產損失和安全威脅的偶發事件。

不同角度對軌道交通常規突發事件進行分類。根據專業類型，可將其分為人為事件與設施設備事件，即運營作業、車輛、通號、工務、供電類事件；按照影響地鐵運營結果可將其分為地鐵運營延誤事件和運營生產安全事件；根據發展處置過程可將其分為應急事件、晚點事件、救援事件。

1.2 事件情景化

“情景”已經引入至地鐵常規突發事件的研究范圍中，地鐵應急管理也從傳統的“預測-應對”提升至“情景-應對”的管理機制[8]。“情景”是可以記錄常規突發事件從開始到結束過程中可能發生狀況的集合，需要計算概率加以區別和判斷[9]。“情景-應對”最先用于我國應急預案的編制技術[10]，思路是以情景表達常規突發事件為初步目標，以未來情景的預測為中間目標，以提出特定情景下的應對方案為最終目標[11]。事件往往有多個子情景組成，用事故發生情景、應急響應情景、應急處置情景、后期恢復情景表達軌道交通常規突發事件。事故發生情景是事件的起始階段、萌發階段；應急響應情景是事件的展開與演化過程，決定著如何進行處置與其對應的處置準備階段；應急處置情景是事件的高潮階段，描述事件的處置過程。后期恢復情景是事件的衰減階段，故障區段恢復到正常運營為止的時間段[12]。軌道交通常規突發事件在以上情景中發生、演化、消亡，形成一條由情景構成的事件鏈。

2 軌道交通常規突發事件情景結構化模型

2.1 軌道交通常規突發事件情景描述

將軌道交通常規突發事件分為“事故發生—應急響應—應急處置—后期恢復”4個標志情景，在此，將每個情景的劃分要點作出如下界定。事故發生至應急響應：以指揮小組人為介入干預的第一個動作為2個情景的臨界點，且從人為介入開始到響應結束屬于應急響應情景；應急響應至應急處置：以指揮小組發布應急處置命令為2個情景之間的臨界點，且指揮小組從發布處置命令開始到處置完成屬于應急處置情景；應急處置至后期恢復：以涉事區域應急處置結束且開始恢復正常運營為臨界點，處置完成到地鐵投入正常運營的時間段屬于恢復情景。

2.2 知識元理論

知識元是事物無限可分的基礎，是管理領域下事物知識的最小單元。歷史事件都可以作為一個知識元，且可以繼續細化至下一層知識元，直至切分為最小知識元[13]。知識元模型從系統的角度出發，歸納提煉軌道交通常規突發案例的普遍規律，抽象地描述整個客觀事物，將系統實現基本單位化。知識可以用知識元表示為：

K={k1,k2,k3,k4,…，kn}

(1)

式中：K為某一具體知識；k為組成知識的知識元；n為知識元序號。

2.3 情景結構化體系構建

2.3.1 情景架構

考察軌道交通常規突發事件，基于知識元理論，把它的下一級定義為子情景，在不同的外界條件下子情景間會發生蔓延、轉化、耦合與衍生等模式的演化。子情景由各情景維度展開，再將情景維度解析為情景要素、屬性和特征。

Rn={S1,S2,S3,S4}

(2)

式中：R為某一事件；S為各子情景；n為情景序號。

2.3.2 情景維度

基于知識元理論且從公共安全管理的角度出發，子情景通過情景維度進行界定和信息化表示，即：

Sn={C,H,D}

(3)

式中：S表示情景片段、C表示事件維度、H表示承災體維度、D表示應急管理維度。3種維度通過不同角度闡釋情景片段的信息，圖1為各情景維度與情景之間的關系：

圖1 情景與情景維度關系

事件維度通過時間與空間兩方面對事件本身進行信息刻畫，包括事件發生的時間、事件級別、造成的影響范圍、實體與虛擬傷害；承災體維度可以往下分層至事故引起客流量的變化、事故存在的自然環境與社會環境等信息、危害表現和危害根本原因；應急管理維度是指減輕危害所做出處理辦法和處理所需的物資、相關人員、信息和資源；情景維度間是相互對應的關系，相互影響。

2.3.3 軌道交通情景要素

情景維度的下一層級是情景要素，情景要素是在公共安全系統基礎上，對軌道交通情景維度信息面指標的細致描述。

C={t,sp}

(4)

H={nα，ti,ri}

(5)

D={ms,ct,rα}

(6)

式中：t為時間；sp為空間；na為自然；ti為交通；ri為風險；ms為管理主體；ct為應對任務；ra為資源配置。情景要素的下層是屬性，屬性是對要素信息的進一步表達，以資源配置要素進行舉例：

rα={rα1,rα2,rα3}

(7)

式中：ra1為軌道交通系統中的規定與預案；ra2為應急救援物資；ra3為地鐵系統中的應急人員。對屬性可繼續分層至特征，特征是對事件某一屬性的刻畫，可以繼續向下分層至具

圖2 基于知識元的情景結構化體系

體特征或特征值，以在案例1的應急處置情景中的處置行動要遵從《電動列車故障救援作業管理規定》舉例：

chrn=[R1→S3→D→ra→ra1]

(8)

式中：chr為特征值；“→”為下一層級。圖2是該模型詳細的體系結構。

2.4 模型的規范化表示

由于原始安全數據都是非結構化的文本記錄，缺少情景元素的支持。因此對其進行規范化處理，作到不丟失案例關鍵信息，專屬軌道交通行業的專業語言、后端范式、語義規則，便于形成數據庫并實現機器對信息的挖掘。

3 應用實例

3.1 軌道交通常規突發事件非結構描述

下表1為地鐵公司通用記錄事故的故障日志，能完整記錄事件整體過程，但事件記錄的內容在表達上欠缺結構性。

表1 地鐵故障日志

3.2 情景演化過程分析及結構化表達

作為典型的軌道交通常規突發事故，列車故障救援事件是調用其他列車將迫停于正線的故障列車連掛，通過牽引、推進的方式使其退出正線。本案例流程清晰，一條事件鏈可表述完成。案例情景演化過程見圖3：

圖3 列車故障救援事故情景演化

根據演化過程，得到事故發生情景：在本案例中因列車A發生車輛故障，列車司機無法排故，所以調度安排列車B對其進行救援，是事件發生的起因；應急響應情景：在本案例中救援車行駛至故障車處等救援準備；應急處置情景：進行連掛為AB,試拉；后期恢復情景：推進至車站折二輔助線退出運營到恢復正常運營。事件的情景鏈、情景劃分已經確定。表2是針對事件鏈上的子情景進行逐層結構化分解表。

表2 列車故障救援事件情景結構分析

基于此體系，可以將紙質化的軌道交通常規突發事件記錄轉化為信息化記錄，達到永久儲存的目的；軌道交通常規突發事件記錄就有統一的結構，方便各部門間的業務溝通；且形成獨立的事件單元，可以使事件之間進行橫向對比；使事件單元的描述符合計算機的語言規范，為應急管理決策系統的前置工作打下基礎。

4 結語

①軌道交通常規突發事件的概念雖比較新穎，但應對缺乏系統的實踐經驗，傳統防治事故的方法和機制已經不能滿足需求。

②對事件情景分析、情景結構化、結構化情景庫、案例數據庫建設的深入研究和探討有重要的應用價值和理論價值。

③研究重點在如何構建事件情景分析方法和系統框架搭建，填充系統平臺的事件相似度算法和事件推演在未來還需深入研究。