基于結構化預案的地鐵預警應急聯動系統研究

朱昊天

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430063）

近年來，隨著交通運輸行業的不斷向前發展，我國地鐵正處于超常規的快速發展階段，具有規劃里程多、在建里程長、新線投運速度快、運營線路增長、速度快等特點。據數據統計，截至2019年末，我國內地已有40個城市累計共開通了城軌交通運營線路6 730.27 km，過快的發展速度給運營和安全帶來了較大的壓力，事故應急救援已成為當下研究的熱點。一方面，地鐵運營普遍按照綜合預案、專項預案和現場操作預案分部門、分專業進行編制，預案內容針對具體災害類型的細分程度低，現場風險危害及作用常超出人工預案的情況，對人員的應急經驗及素質依賴性強；另一方面，受限于預案編制方法和自身生產責任，難以要求現場操作人員熟讀預案，更多變成了指導性文本和參考文獻。

因此，建立基于結構化預案的地鐵預警應急聯動系統變得較為重要，預案結構化的目的是將原本煩瑣的文本預案數字化、程序化。

1 地鐵預警應急聯動系統

1.1 應急聯動系統概述

首先，數字化預案是根據突發應急事件的處理流程，根據當前應急事件發展的現狀，充分利用現代互聯網計算機技術，幫助管理者制定更合理、全面高效的行動預案，最終使制定的預案更科學高效、規范。

其次，構建地下基礎設施應急調度指揮系統的目標是針對地下綜合體、地鐵和地下綜合管廊，在災害事件發生時能夠快速告警并能夠科學決策、可視化調度，避免或降低突發事件的風險。因此，結合本課題研究目標，該應急調度指揮系統需要具備多維應急數據的集成融合功能，接入物聯數據和第三方系統，實現災害事件空間數據可視化；需要具備可對地下綜合體、地鐵基礎設施和地下綜合管廊的災害歷史案例、應急預案、安全規范、專家經驗等應急知識進行結構化應用能力，將預案以組織架構、行動指南、應急任務等模塊進行結構化拆分，并在應急指揮中提供支持。

最后，突發事件應急預案是對突發事件預先指定的處理方案，可為突發事件提供預定的方案，是處理突發事件時參考的基本準則。應急預案為處理突發事件提供了操作指南，為突發事件發生的各個時期均提供了操作依據。

1.2 系統的需求分析

結合多源三維數字模型、多源監測信息、音視頻監控信息，構建設施設備關鍵信息、評估應急可視化預警聯動、指揮調度系統為核心的智慧化預警聯動方案，可用于填補地下基礎設施應急調度指揮的短板。通過融合集成多維應急指揮數據，采用人工與智能相結合的方式，結合數字預案的智能化應用，實現事故指揮高效聯動、信息互聯互通。

2 應急調度指揮系統的主要模塊

為實現地下基礎設施應急調度指揮系統的功能，設計了三個主要功能模塊，分別為多維應急數據的集成融合模塊、智能化應急預案管理模塊、智慧可視化調度指揮模塊。系統的整體功能構架如圖1所示。

圖1 應急調度指揮系統功能構架圖

2.1 多維應急數據的集成融合模塊

為滿足綜合調度需求，子課題3構建的應急調度指揮平臺，通過子課題5接入實時監測、異常報警、災害研判等數據，集成既有的地鐵通信、環境與設備監控、廣播等第三方系統，調度指揮時調用已集成涉及的人員、物資、地下設備等信息的地下設施設備的BIM三維模型，通過多種終端、人員物資報備系統、設備控制定位系統等集成相關信息。

通過平臺實現災害事件空間數據可視化、應急基礎數據的可視化表現，應急時結合報警的信息反饋，直觀反映事件周邊環境、危險源以及救援隊伍的分布，與實時監測數據引起的預警信息相融合，便于工作人員在應急中掌握事發態勢，優化資源配置，制定指揮方案。

數據接口關系如圖2所示。

圖2 數據接口關系圖

2.2 智慧可視化調度指揮模塊

指揮調度模塊包括響應事件基礎信息查詢、事件處置信息流、智能預案推薦、應急行動指南、輔助決策分析、協同會商、方案部署推演等功能。

（1）事件接報與應急啟動。

建立信息匯總、信息審核、發布界面，通過與突發事件預警信息、應急通信網絡等對接，實現預警災情信息的多渠道、多策略一鍵式發布。主要包括信息接報管理、信息發布管理、發布渠道對接管理等功能。

該模塊與全息感知智能診斷決策系統平臺對接，自動接收物聯網告警數據，根據數據自動填寫事件信息，并自動向各級指揮中心進行事件報送，申請啟動告警。在得到指揮中心審核同意后，啟動預案，進入應急救援指揮狀態。

（2）輔助分析。

調取課題四子課題5平臺輸出的輔助分析結果，在三維場景中進行可視化展現，實現災害事件空間數據可視化、應急基礎數據的可視化表現。

（3）事件處置。

根據系統初步研判結果，對錄入系統的應急資源進行查詢與調度，實現結構化預案的任務下發。如獲取到救援隊伍、救援物資、風險隱患、庇護場所、重點防護目標等信息，到事發地點的路徑進行分析，對相關資源點的人員進行任務布置，同時在地圖上展示分析結果。

通過課題六子課題2的信息集成展示平臺，直觀獲取地下基礎設施設備運行情況、資源儲備、人員待命狀態等信息，應急行動指南以階段-任務形式可視化展現，輔助指揮人員掌握指揮全局，并推送個性化應急視圖到各層級應急處置人員，使其能及時了解相關情況。

（4）任務跟蹤及反饋。

在平臺上通過文本預案的數字化處置流程，可實現根據現場實際執行情況不斷變化后的反饋，重新對系統中各項預案、案例庫進行對比分析，重新匹配篩選合適的預案、案例、知識。在此基礎上形成決策建議，對已生成的輔助決策方案進行動態調整，確保應急指揮人員指揮調度工作的時效性。

（5）領導決策，統一指揮。

通過各類分析與調度后，指揮層人員可在三維場景中，以應急力量模型拖拽形式實現可視化應急方案部署。可在應急力量模型上配置人員數量、掛載應急任務，對其進行說明，生成的處置方案可一鍵下發至各應急處置端。

基于系統對接的融合通信系統，實現應急指揮過程中各類有線通信、無線通信系統（包括短波系統、衛星系統、模擬集群/常規對講、數字集群對講等）的融合組網，構建縱向跨層級、橫向跨部門的聯動模式、實現“上下貫通、左右銜接、互聯互通、信息共享、互為支撐”的應急指揮體系。實現在緊急情況下全方位信息調取，通過對視頻、語音、數據、圖形等信息進行綜合掌握。將事發地的數據信息通過多種方式統一呈現并驗證，為領導指揮調度提供強有力的決策依據，實現統一的應急通信指揮調度，為突發事件處置提供及時高效、準確的通信保障。

（6）總結評估。

包含評估工具、事件管理、評估管理三方面功能。評估工具包括評估方案和評估表的錄入及準備；事件管理指對響應結束的事件信息流進行補充完善，為總結評估完善相關信息；評估管理對響應結束的事件進行總體評估，生成評估報告。

3 結語

集成的監測數據、風險分析結果、智能診斷結果與時空地圖進行融合，將各種感知數據融合，對事故場景進行真實還原，基于智能預案管理系統綜合研判生成的應急預案，指揮人員可利用該系統開展應急救援工作，提高應急管理中人力、物力、通信等應急資源的有效利用，有利于統籌協調應急部門與人員之間的崗位職責，強化應急事件的應急意識與處置能力。