城市軌道交通質量安全綜合管控系統設計

肖志均 陳超錄 陳盼

摘要：針對城市軌道交通工程建設、運營質量風險及安全因素復雜，傳統風險管理手段難以滿足城軌工程全覆蓋需求等問題，利用信息化手段提高工程建設及運營的安全管理水平，設計了城市軌道交通質量安全綜合管控系統。該系統將人員、材料、機電設備和環境等全要素質量安全狀態納入風險控制體系，實現統籌全局、及時反饋的應急處置與指揮調度等功能，達到精準協同控制管理目標。

關鍵詞：城軌建設;城軌運營;質量安全;綜合管控

1 背景

國內城市軌道交通正處于建設的高峰期，運營總里程每年不斷創出新高。一方面，城軌工程具有建設規模大、施工周期長、施工技術復雜等特點，是一項龐大復雜的高風險系統工程。據統計，城軌工程每年均有不同程度的建設人員傷亡，一般以上事故時有發生。另一方面，城軌運營復雜度及客流量增大，而“安全第一”是乘客的基本需求和首要標準，也是軌道交通運營管理的主題。

為提高當前城軌建設及運營的安全管理水平，減少安全事故的發生，國務院及建設行政主管部門針對城軌安全管理開展大量的研究并頒布了一系列的文件，要求建設單位及運營單位落實安全生產責任制、落實雙重預防機制，建立城軌安全管理系統，提高安全管理水平。

2 管理體系梳理

城軌質量安全綜合管控系統設計前充分調研國內外地鐵公司當前安全管理制度。根據人、材、機、環等全要素安全狀態管控模式，對安全管理體系進行系統梳理，主要包括建設、運營及資源開發三方面。

1）建設安全管理體系，包括安全生產組織機構及職責劃分、雙重預防機制安全管理及考核流程、風險管理制度、隱患排查治理制度、應急管理制度。

2）運營安全管理體系，由運營保障體系及應急體系組成，運營保障體系包括運營中安全管理體系和對乘客的安全管理兩部分;運營應急體系包括內部應急管理和外部應急管理。

3）資源開發安全管理體系，包括安全生產組織機構及職責劃分、安全管理及考核流程、風險管理制度、隱患排查治理管理制度、應急管理制度等。

3 系統架構設計

綜合管控系統采用面向服務（SOA）的分布式架構設計方法，利用前后端分離開發的技術手段實現，且便于新增模塊擴展。如下圖所示，系統架構主要分為四層，分別是數據存儲層、業務邏輯層、應用層以及集中展示層。相關業務可直接通過接入互聯網的設備進行登錄查看與處理。

該系統架構具有以下優點：

1）模塊化：按業務拆分，采用接口通信，降低耦合與復雜度，可分團隊分階段開發上線。

2）擴展性強：新增業務獨立開發測試后加入注冊中心，接入展示層即可。

3）高可用：不同業務分開部署，并且可根據需要進行集群部署，避免單點故障。

4）高并發：對于高并發業務可分多臺服務器集群部署避免單機瓶頸，如盾構數據采集。

根據地鐵公司安全管控需要，可分別接入建設、運營、資源開發等視頻監控信息。考慮到運營安全，運營視頻與其他業務板塊的網絡實現物理隔離，通過控制臺與大屏進行監視。

總體架構圖

4 系統模塊設計

綜合管控系統模塊包括門戶、通用與專用三大板塊。其中，門戶板塊主要指系統綜合管控通用門戶以及建設模塊、運營模塊、資源開發模塊的質量安全監控門戶;通用板塊包括但不限于風險管理、隱患排查、視頻監視、履約考評、應急管理、保護管理、動車調試、智能運維、安全教育等模塊;專用板塊主要指盾構監控、形象進度管理、運營視頻監控與大型設備管理等模塊。

4.1 門戶板塊

通用門戶是安全管控信息化系統的統一入口，展示地鐵公司發展新聞、安全文化、工作進展等，并根據用戶個人角色展示待辦事項，以及與角色相關的安全管理統計信息等。通過通用門戶，可根據個人分工不同分別進入到建設質量安全管控系統、運營質量安全管控系統、資源開發質量安全管控系統以及個人工作臺等專業門戶。

所有用戶采用統一界面登錄，根據不同的權限進入自己所屬板塊的可視化界面，可視化系統分為總界面、關注界面。總界面為系統根據所屬板塊不同的默認的數據圖表，關注界面為用戶設定的常見的關注類型，比如需要了解當前建設、運營、資源的風險管控情況，可設置關鍵詞“風險”，即可展示有關風險的所有可視化數據。

4.2 通用與專用板塊

通用與專用模塊區別于建設、運營及資源開發中體現的差異性，如專用模塊的盾構監控模塊、形象進度管理模塊屬于建設專用，運營視頻監控模塊屬于運營專用，大型設備管理模塊屬于資源開發專用。針對模塊屬性特征，設計了以下各類數據庫及適配模型。

1）風險辨識與管理數據庫

構建建設及運營全線網內的風險源辨識數據庫，針對各類風險開展分級管控及動態管控，注重風險的過程管理。

2）隱患排查數據庫

構建建設及運營全線網內的隱患類型及等級數據庫，針對各類隱患開展隱患排查及治理，實現隱患排查標準化管理。

3）應急事故案例數據庫

收集分析國內外建設工程相關事故案例，分析事故發生原因，重點分析事故發生后前期處置措施的合理性與及時性，形成關鍵字檢索的應急事故案例數據庫。

4）應急輔助決策系統模型

根據應急事故案例庫及各類應急預案、應急處置方案，利用神經網絡技術對各類條件事故案例的處置措施進行深度學習，構建應急輔助決策系統模型;實現在事故發生初期，利用系統對現場事故關鍵條件的匹配，輔助提出應急搶險物資類型、應急搶險方法、可能利用的社會應急資源等信息，降低事故損失。

5）非安全行為AI智能識別模型

利用神經網絡等技術對現場不安全行為圖像進行海量數據學習，構建現場不安全行為的AI智能識別模型，實現多種不安全行為的視頻監控自動預警。

5 結語

通過對城市軌道交通質量安全管理制度的全方位梳理，設計了面向服務的分布式綜合管控系統架構及各類模塊，為利用信息化手段提高城軌建設、運營及資源開發的質量安全管控水平提供了系統解決方案。

參考文獻

[1]錢七虎，戎曉力.中國地下工程安全風險管理的現狀、問題及相關建議[J].巖石力學與工程學報.2008.27（4）：649-655.

[2]黃彭.成都地鐵安全管理現狀分析及對策[J].山西建筑.2017，11：248-249.

作者簡介

肖志均，男，1988年—，主要從事城軌機電系統設計及項目管理工作。