地鐵應急預案管理系統的應用與研究

冀欣 王紅濤

摘 要：地鐵應急預案管理系統作為一種數字化、智能化、信息化的智慧管理系統，可以有效提升地鐵運營管理單位應對災害事故、突發事件的管理水平。基于以上理念，文章以應急預案管理系統設計方案為出發點，明確系統業務目標，對系統架構進行設計和研究，闡述系統不僅具備應急管理的預案管理、接警處置、演練評估等功能，同時使系統具備安全性、易用性及可靠性，為應急預案管理系統在地鐵運營管理方面應用提出可行性解決方案。

關鍵詞：地鐵;應急預案;管理系統;研究

中圖分類號：U231

隨著中國經濟發展，全國各地紛紛掀起地鐵建設的高潮，地鐵已經成為重要的公共交通工具。地鐵行車事故、突發緊急事件嚴重影響了地鐵的正常運營，并威脅到了人民群眾的生命財產安全。現有的應急預案多為紙質形式，突發事件發生后，預案查詢繁瑣，執行復雜，使得預案作用大打折扣。另外預案內容簡單，缺乏對人員、資源、時間、空間的有效整合，處置手段單一、繁冗，整體效果不佳。因此，從人工管理轉向智能信息化管理，不僅可對預案進行動態管理，還能通過多種信息化手段對預案的實施進行綜合管理，也可以對預案進行考評和事后分析，并為突發事件的應對提供專業輔助決策。綜上所述，實現應急預案管理數字化、智能化、信息化，已經成為地鐵運營公司提升應急管理水平的必由之路。

1 系統設計

地鐵應急預案管理系統主要具備日常監測、突發事件報告、決策方案、應急處置及評估總結分析功能。預案前、處置中、評估后形成互為依存、互為補充的循環體，在事后進行評估總結，可以促進該類事件事前預案、決策方案、資源儲備、監測預警等優化和調整，并通過應急演練再次進行驗證評估。

1.1 頂層設計

地鐵應急預案管理系統采用主數據標準統一管理、數據開放平臺和個性化應急指揮系統相結合的頂層設計原則，實現以應急主數據標準管理為基礎，以數據開放平臺為對接手段，以個性化應急指揮系統為補充，高效、開放、實用的應急預案管理系統。該系統以應急縮減（Reduction）、預備（Readiness）、反應（Response）、恢復（Recover）4R理論為依據;以突發事件及應對的預防、預警、應急、恢復四大生命周期為線索;以應急預案體系、應急資源體系、應急指揮體系、緊急狀態法律法規體系為支撐;以平戰結合為原則，進行應急系統頂層設計。通過指揮控制自動化手段將資源整合，實現事件全生命周期管理。

1.2 業務目標

地鐵應急預案管理系統總體設計框架以1個平臺、2個數據整合、3個應用為基礎核心，將地理信息系統（GIS）平臺作為基礎，整合應急資源、應急預案信息，構建應急資源應用、預警監測應用、應急指揮應用，以此作為應急預案管理系統設計基礎。

系統應用GIS、網絡、分布式模塊化組件（Web Services）、移動通信等現代先進成熟的信息技術，根據事件控制、事件分級管理的業務特點和要求，采用多層應用體系結構，建立合理的、易于擴展的應急預案管理平臺，采集、檢索和綜合管理分析各類事件信息，實現事件的采集、分析、決策和應急指揮等功能，實現事件應急流程的規范化，提高應急預案執行的科學性與智能化。

2 系統架構

總體框架以標準、制度和安全體系為保障;以應急預案管理應用為切入點，完善線路應急數據中心為基礎;以應急機構間協同應用平臺建設為重點;以物資人員、預警監測、應急處置應用體系建設為主線;形成標準化的應急預案管理信息化體系。

2.1 軟件平臺架構

應急預案管理系統采用分級部署模式，通過控制中心、各個單站的聯合部署，形成各層級之間的指揮聯動機制。控制中心是整個系統的核心，負責為各個子模塊和子功能提供接口，將眾多的業務模塊功能有機的結合起來，形成統一的應急預案管理界面。

2.1.1 技術路線

（1）整體技術策略。應急預案管理系統的整體技術策略根據應急管理的內涵，突出開放、可靠、安全、易用等特點。在平臺整體研發設計之初遵循實用性、穩定性、標準化、安全和保密性、開放和可擴充性、易維護性、易操作性等原則，整體技術策略如圖1所示。

（2）基于面向服務架構（SOA）模式。地鐵應急預案管理系統采用開放先進的SOA技術標準，具備易部署、易管理和易使用的特點，系統通過發布和獲取服務來對外提供信息和獲取信息。系統本身基于SOA模型的設計思想，同時具備了動態化特征。系統模塊的增加、刪除、啟動、停止都可動態管理，同時系統模塊的配置也可以進行動態修改。

（3）基于模塊化的組件。系統應用程序由各自獨立的模塊化組件組成，每個組件對應不同的應用功能，開發和部署都相對獨立;在系統功能升級時僅對涉及到的模塊化組件進行修改和升級，減少系統開發難度和復雜程度。

2.1.2 技術架構

根據地鐵應急預案管理系統建設目標以及系統的技術路線，地鐵應急預案管理系統是一種多層級多階梯的結構模型，如圖2所示。

地鐵應急預案管理系統設計為5個互聯互通的層級，依次是信息基礎設施層、軟件系統服務層、業務應用支撐層、應急業務系統層和系統輔助管理層。具體說明如下。

（1）信息基礎設施層。系統的物理基礎層，主要包括網絡系統、計算機系統、操作系統、數據庫系統及磁盤存儲系統，為整個地鐵應急預案管理系統提供網絡服務器環境、通訊鏈路上的支持，同時通過系統軟件和平臺支撐軟件對應用系統提供數據和運行環境上的保障，提供計算、存儲、網絡硬件以及操作系統和網絡協議等。

（2）軟件系統服務層。與應用系統本身無關，具有高度獨立性的構件，主要提供操作系統和硬件通信功能，應用系統需要通過基礎構件完成與操作系統的交互，系統服務層軟件一般由操作系統廠商或第三方廠商提供。系統服務層主要由編程應用服務器（Java）、網絡應用服務器、商業智能、標準目錄服務、網絡地理信息系統（WebGIS）平臺等構成。

（3）業務應用支撐層。提供大量組件、提高業務應用的開發效率，降低開發的難度。應用支撐層與系統有一定的耦合度，其自身架構體系與應用系統需求有一定的關聯，地鐵應急預案管理系統設計構造中需要使用的應用支撐層組件主要包括共享服務、內嵌服務、采集服務、開放平臺等。

（4）業務系統層。構成典型的多階梯結構，由接入渠道、應用軟件系統、開放服務、數據庫幾個子層次組成。接入渠道層接受來自各種形式的請求，支持多種類型、方式接入到復雜的采集表單，并向用戶端瀏覽器提供個性化的數據顯示。應用軟件系統層完成應急相關業務系統功能。開放服務層支持幾乎所有與數據訪問有關的標準。

（5）系統輔助管理層。實現系統管理平臺功能，主要包括安全管理平臺和監控管理平臺。安全管理平臺主要涉及系統使用、數據訪問與保護等多方面內容，還包括身份認證、加密、權限等。監控管理平臺主要涉及數據備份/恢復、軟件分發/升級、日志審核管理、設施監控管理、統一用戶單點登錄等。

2.2 硬件平臺架構

根據現有地鐵運營管理模式，在控制中心設置應急預案管理中心（管理服務器、存儲服務器、接口服務器、交換機等），在各車站值班室設置應急預案管理工作站，通過數據網絡系統傳輸信息或提供通道進行互聯，如圖 3所示。

3 系統功能

3.1 突發事件處置管理

利用預案管理模塊中編制的數字化預案，提醒并引導處置人員應急處置，利用輔助決策進行救援資源查詢，保障事件狀態報告與發布工作的順利完成。記錄處置過程，以便事后對整個過程進行回顧，同時對該類事件的處置進行評價與思考，從而對預案進行修訂和改進。

（1）生成應急處置界面。根據預案管理模塊中定義的數字化預案以及突發事件信息，快速生成處置要點，加載應急資源信息。界面中包括內容：啟動預案名稱、事件等級、發生時間、持續時間、處置記錄、輔助系統快捷方式、處置要點等。其中，處置要點分為操作要點和通報流程兩大類。

（2）處置狀態維護功能。包括操作要點狀態維護和信息通報狀態維護，共為4方面內容：①可通過點擊完成相應要點操作;②可區分要點是否執行;③每項要點后自預案啟動起，開始按設定時間倒計時;④處置要點若超過設定時限，將提醒用戶及時操作。點擊相應的通報流程后，調用突發事件信息報送功能，顯示信息通報對象和通報內容提示，同時記錄報送時間以及報送次數。

（3）事件升級功能。實現新事件信息的填寫功能。根據新事件發生時間和信息，系統能夠自動判斷調整事件處置級別，并調整已生成的處置措施。

（4）顯示各層級處置要點功能。顯示線路中心、車站相關的處置要點提示。

3.2 總結評估功能

系統對應急處置后的事件信息進行整理、匯總，協助管理人員完成事后總結分析、預案評估工作。對事故處理過程的所有信息留痕并統一管理、存檔，包括圖像、聲音、電子文檔等，按照發生時序制作處置記錄，對應急處置過程關鍵環節回放和再現。根據事件處置記錄，結合案例模板，生成事故案例。輔助制作事件調查報告、事故處置報告，根據不同的業務需求，定制事故報告內容。為事故的多項數據統計，生成相應的統計報表。為事件處置建立評估體系，根據業務內容實現量化評估，實現的主要功能如下。

（1）實現按模板要求生成突發事件最終報告的功能，包括處置方案的完整性、科學性、順暢性以及處置要點的合理性和可操作性等。

（2）實現事件總結報告的查詢功能，包括處置文字記錄、語音和視頻。

3.3 系統聯動

應急預案管理系統作為一個信息化管控平臺，要與門禁、視頻監控、緊急電話等系統進行互聯，實現信息交互及安全管控。

在門禁系統有非法闖入情況時，通過系統聯動，相關視頻圖像可自動顯示在應急預案管理工作站上，便于值班員進行有效識別和應對。在突發緊急情況下，值班員可以通過應急預案管理工作站實現門禁開關門及入侵報警的解除。

在緊急電話被使用時，相關使用人視頻圖像可自動顯示在應急預案管理工作站上，值班員可以與之通話并及時進行有效處置。

4 系統應用

應急預案管理系統立足于地鐵的生產和安全管理需求，為地鐵運營人員提供有效的電子化應急事件防范手段。系統優勢體現在以下4個方面。

（1）扁平化管理：壓縮應急管理層次，實現橫向到底、縱向到邊的管理范圍。

（2）數字化管理：構建科學化管理模式，讓數字貫穿管理全過程，讓管理更具科學性。

（3）突發事件全局化管理：加強應急體系建設，完善應急處置機制，從人員、物資、裝備、制度等全方面進行調度管控。

（4）業務應用集中化：實現業務應用集中化，關鍵數據集中存儲，業務集中管理，統一設計流程。

地鐵應急預案管理系統在實際應用中也存在某些問題，在業務安全保障、用戶使用便捷性等方面需要進行改進和完善。

（1）采用可靠的核心內嵌式技術，增加防篡改檢測模塊來對瀏覽器和服務器（B/S）結構網頁進行檢測，防止網頁被隨意篡改。

（2）采用協議包壓縮加密傳輸技術來確保端到端業務數據包的完整性、保密性。

（3）采用頁面動態編輯器，實現富文本內容交互，增加用戶操作的便捷性、靈活性。

地鐵應急預案管理系統對于目前地鐵的應急管理是一個新興的事物，國內大部分地鐵運營公司的預案管理手段還是通過線下紙質文檔管理，并沒有采取有效的信息化管理手段。近年國家出臺一系列關于地鐵運營安全的政策、辦法，應急管理有了標準化、制度化、信息化的要求。通過GIS、Web Services、融合通信等多種技術手段，建立數字化、智能化、信息化的應急預案管理系統，能夠積極有效應對突發應急事件，實現應急事件處置的規范化，提高應急決策和應急處置的科學性和智能化。巴基斯坦拉合爾橙線地鐵應急預案管理系統（安全系統）已于2020年9月正式開通使用，取得了預期效果，管理系統界面如圖4所示。國內很多地鐵運營單位也都在進行該方案調研和技術論證，開始著手進行系統建設。

5 結束語

地鐵應急預案管理系統應用的研究，顯著提升了地鐵安全技術領域尤其是應急管理方面的理論創新和實踐能力，彌補了地鐵應急管理信息化手段的不足，為數字化地鐵提供了有力的技術支撐，隨著信息化技術在地鐵各方面的全面實施，應急預案管理系統有著巨大的應用價值和良好的市場前景。

參考文獻

[1]蔣雅君，楊其新.地鐵防災救援系統[J].城市軌道交通研究，2004（1）：13-15，18.

[2]張超，裴玉起，邱華.國內外數字化應急預案技術發展現狀與趨勢[J].中國安全生產科學技術，2010（5）：154-158.

[3]張雁鳴. 應急預案的管理與應用研究[J].內蒙古電業，2011（5）：6-8.

[4]石彪.應急預案管理中若干問題研究[D].安徽合肥：中國科學技術大學，2012.

[5]胡浩，周芯儀.基于GIS的城市事故應急決策支持系統研究[J].微型機與應用，2016（2）：90-92.

[6]郭紅梅，陳維鋒，張瑩，等.地震應急預案執行輔助系統研究[J].地震工程學報，2014（1）：178-185.

[7]吳建安，吳雪蓮，孫丙宇.自然災害應急預案形式化表示技術[J].計算機系統應用，2012（9）：134-137.

[8]張曉丹，劉丹，俞侃.基于Open XML的應急預案數字化方法[J].計算機工程與設計，2012（6）：2246-2250.

[9]張英菊，仲秋雁，葉鑫，等.基于案例推理的應急輔助決策方法研究[J].計算機應用研究，2009（4）：1412-1415.

[10] 劉棟，陳穎，沈沉，等.電力應急預案數字化方法研究[J].電力系統自動化，2009（21）：48-52.

[11] 王文俊，孟凡闊，王月龍，等.基于本體的應急預案研究[J].計算機工程，2006（19）：170-172.

[12] 張欣，王體健，蔣自強，等.突發性大氣污染事件數字化動態應急預案系統及其應用[J].安全與環境學報，2012（1）：254-260.

[13] 何靜，李騰江.地鐵運營預警評價指標系統的建立分析[J].現代城市軌道交通，2016（4）：75-78，84.

[14] 梁大鵬，胡卓瑋.突發性水污染事件應急預案的可視化平臺研究[J].首都師范大學學報（自然科學版），2013（5）：64-70.

[15] 蔣浩，荊玲，武港山.突發環境污染事件應急預案數字化方法研究[J].計算機技術與發展，2013（5）：6-9.

收稿日期 2020-09-19

責任編輯 司玉林