基于云平臺的軌道交通應急管理系統設計應用

姜 蔓

（上海電科智能系統股份有限公司，上海 200063）

近年來，軌道交通網絡化運營不斷擴大，2020年底，全國共有44個城市開通運營城市軌道交通線路233條，運營里程7545.5公里，車站4660座，實際開行列車2528萬列次，完成客運量175.9億人次。軌道交通客流的不斷攀升導致許多城市的車輛滿載率超過100%成為常態，最高達到139%。隨著線網規模不斷擴大和客流持續增長，軌道交通整體運營安全的任務日趨加重，應急搶修事件的發生和處置對整個城市的交通組織影響越來越大。如某一地鐵車站突發信號設備故障，導致控制區域內列車無法正常運行，列車運營間隔時間延長，經應急搶修處置后故障排除，運營逐步恢復。其間，站內換乘通道臨時關閉，采取站外換乘，沿線主要受影響車站采取限流措施，各站乘客大量積壓站內，客流壓力激增，給軌道交通周邊公共交通帶來沖擊，對地面交通和市民出行也造成了很大的影響。

軌道交通行業的快速發展，對城市軌道交通運營設備故障搶修與應急管理提出了更高的要求。因此，需要進一步提升地鐵系統對于車站情況的監控能力，對危及或可能危及軌道交通系統的對象、事件及時響應，防止突發事件的發生，強化網絡運營安全性；同時需要進一步提升在應急情況下的控制指揮能力，當突發事件發生時，能調集各專業力量，統一指揮控制，調動一切資源，實現快速響應聯動處置，降低突發事件對正常運營造成的不利影響和危害。

1 業務流程優化設計

1.1 應急業務（圖1）

圖1 應急業務流程

（1）當發生故障時，調度接收故障信息指令，根據事件的嚴重程度將指令提煉轉化為搶修命令下發，觸發應急管理系統中的搶修流程。

（2）調度通過布點可視化查詢相關應急隊伍信息，及時通過系統信息交互功能通知相關人員，并將匹配預案及其他重要信息推送給所有相關人員。

（3）相關搶修隊伍接收命令，確認趕赴現場，系統自動生成搶修人員信息，確認后發送給調度及其他相關人員。

（4）搶修人員從趕赴現場開始，實時監測其軌跡，并在地圖上顯示。

（5）搶修人員到達現場后，搶修負責人或信息員負責將現場情況及時通知上報，調度協調現場處置指揮。

（6）故障處置過程中的流程信息，通過信息交互功能實現，保證多種角色間信息的及時互通。

（7）現場搶修人員開始搶修處置，調度及管理人員通過單兵視頻實現搶修現場的直播，及時掌握現場的實時動態、重要節點等信息并推送給所有搶修人員知曉。

（8）搶修處置完成后，由負責人確定并上報結果，結束搶修流程。

（9）應急搶修過程記錄形成專報存入歷史庫，并實現相關處置結果分析。

1.2 日常業務

（1）在日常情況下，應急人員應進行報點；調度通過布點可視化，查詢相關人員、班組信息，了解應急隊伍基本信息及應急資源等相關信息。

（2）相關業務人員查詢應急預案、歷史故障記錄及搶修指令信息，便于工作梳理和統計。

（3）應急搶修業務相關文件及歷史數據可查詢、管理和輸出。

2 系統總體架構

2.1 云平臺

云平臺具有高可用、可擴展、可復用、易迭代等優點，在邏輯上可劃分為以下四層：

基礎設施：為云化虛擬資源池提供計算資源、存儲資源、網絡資源。

技術中臺：依托于基礎設施之上，為應用的開發、測試、交付、部署、運維提供平臺化的支持。

數據中臺：為應用與數據接口提供數據持久化服務、數據分析服務、數據治理服務等；同時提供標準數據規范，具有數據清洗、數據存儲、數據捏合、數據分析的能力。

業務中臺：提供與前端應用相匹配的業務基礎組件、業務模型。其中的業務模型能夠打通既有業務中的數據流轉流程，進行業務聯動。

2.2 系統架構設計

基于云平臺技術，結合應急業務特點，充分考慮調度指揮和現場人員的使用需求，設計軌道交通應急管理系統的總體架構，如圖2所示。

圖2 系統架構

基礎數據層：實現應急相關系統數據接入，包括應急資源數據、單兵視頻流媒體平臺、故障接報平臺等系統數據。

平臺層：基于云平臺的技術架構，以中臺化的理念實現系統的開發、運行、維護與服務共享。提供虛擬化資源；提供相關數據存儲、處理、服務；提供開發管理、地圖、微服務架構等組件；提供滿足業務需求的有關服務等。

業務應用層：實現應急管理系統的可視化布點、人員定位、信息互通、應急流程管控、應急資源管理等應用功能。

本文設計的基于云平臺的應急管理系統，具有應用部署快、擴展能力強、運維流程簡化的特點。系統可便捷地實現高可用性，軟硬件資源調用靈活，同時具備彈性擴容縮容能力，保證提供高質量服務的同時最小化資源成本。

3 功能實現及應用

基于軌道交通調度及搶修人員實時監控、精準指揮、過程管控的應急業務需求，設計實現軌道交通應急管理系統界面，如圖3所示。

圖3 應急管理系統界面

應急管理系統以“應急資源全掌握，應急情況全了解，處置過程全追蹤”為目標，主要實現可視化布點、人員定位、信息互通、應急流程管控、應急資源管理等五個方面。

3.1 可視化布點

應急隊伍的部署及到崗情況關系到搶修人員的響應速度和應急事件處理的快慢。通過布點可視化，可快速實時了解整個應急搶修可用的人員及應急資源。

布點可視化：在地圖展示所有值守點情況，設置專業、線路、班組、值守點等多個層級，點擊地圖上的圖標可查詢該值守點的詳細信息。

值守點報點：每個值守點配備移動端設備，進行值守點的報點。報點內容主要包括：人、報點時間、所屬點、負責人電話等。

值守信息查詢：應急事件發生時，關注值守點的位置信息，故障點定位自動標識，對半徑范圍內值守點進行查詢。

應急資源分布：地圖上顯示故障周邊應急資源的分布情況，包括應急隊伍、應急物資、備品備件等，實現應急資源掌控。

3.2 人員定位

搶修發生后，調度進行故障下達、確認，人員軌跡顯示使調度實時掌握趕赴現場人員情況，從而進行高效的調度指揮。

故障下發：發生故障時，調度在系統中編制調度命令，用半結構化方式錄入數據，包括時間、地點、上下行、故障描述等。

人員實時定位：參與搶修人員在上報后，系統自動收集人員的實時定位信息，并在地圖上展示，形成人員的運動路線軌跡。

默認到達：人員定位到達目標地點附近一定范圍內，系統可自動觸發到達信息，減少人員操作。

3.3 信息互通

信息互通是搶修現場、搶修人員、調度等各層級相互串聯、暢通交流的基礎，可實現調度-事故處置聯動，提升故障處理響應速度。

故障處置信息交互：加強聯動和溝通，及時掌握處置動態，實現關鍵節點信息互通。

文件傳輸：搶修過程中，現場處置人員通過移動終端收集現場信息，實現現場視頻、圖片等文件的實時傳輸。

重要信息推送：為了便于現場人員查看重要消息，系統可實現對重要信息的推送。

關鍵信息提示：在搶修過程中，如道床、鋼軌信息有助于預判故障原因，有效協助現場人員處置、快速響應，提高故障處置效率。

3.4 應急流程管控

應急流程管控功能可及時查看故障處置進程和現場視頻，實現應急事件的整體管控、指揮協調。

故障接收：相關人員在接收調度命令后要有所反饋，系統可統計人員響應情況。

現場處置調看：為了解事故現場的實時搶修情況，可實時對故障處置的圖像、視頻等進行遠程跟蹤、調看。

處置流程跟蹤：搶修處置節點跟蹤，主要包括：通知-出動-到達-現場故障描述-形成搶修方案、要點-故障處置-結束、銷點-故障閉環。

處置結果分析：事后故障處置結果分析，包括故障類型、故障響應時間、故障處置時間等展示。

歷史故障查詢：故障查詢可以幫助快速定位問題，進行統一管理、根因分析等。

3.5 應急資源管理

應急管理系統通過搶修人員、搶修資源、處置流程、應急預案、應急演練計劃、過程記錄等信息數據匯聚、共享，實現對應急各類信息的資源整合，進行統一的應急資源管控。包括應急演練、預案管理、預案匹配、文檔管理。

4 結束語

運營安全是軌道交通的首要大事，應急管理是軌道交通安全、穩定運營的保護傘，應急管理的好壞決定了能否高效地解決影響運營安全的事故。當地鐵發生異常事件后，基于云平臺的軌道交通應急管理系統可匯集應急過程信息，包括故障搶險中的人員位置信息、狀態信息、現場處置信息及調令信息，直觀地展現從故障發生、處置以及事后分析的全過程動態跟蹤，使調度人員以及決策者的遠程實時監控與精準指揮決策成為可能，降低突發事件的影響，確保軌道交通運營安全有序。