城市軌道交通智慧車站綜合運管平臺場景聯動設計

陳曉輝

（同方股份有限公司，北京 100083）

1 智慧車站 SOM 場景聯動設計目標

傳統車站各專業監控系統和人機界面較多，系統各自獨立、關聯度較低，在對車站進行日常管理時，工作人員往往需要通過人工操作的方式使多系統協同工作，導致運營人員日常管理工作繁重且應急處理效率受外界不可控因素影響較大。隨著城市軌道交通車站運營安全要求的提高，各系統逐步從人工化、機械化向集成化、智能化發展。智慧車站綜合運管平臺（SOM）[1]在原綜合監控系統（ISCS）基礎上對車站業務數據進行有效組織，增加或優化原有系統之間的接口功能，以簡化車站管理操作流程、提高人機協同效率、降低工作強度、提升車站運營人員日常組織能力和突發事件應急處置能力為目標進行車站場景聯動設計，實現在統一的管理平臺下，監控車站各系統的日常管理數據，實現整個車站層面的智能化和智慧化管理。

2 SOM 界面設計

根據用戶界面（UI）設計規范[2]要求和可操作性強、功能模塊布局合理、圖形界面清晰明了的設計原則，SOM場景聯動界面風格統一，各項技術指標遵循相應的邏輯關系在展示區域內合理規劃，使其符合運營人員常規觀看及使用習慣，同時支持曲線、棒圖、餅圖等數據可視分析組件。SOM場景聯動界面如圖1所示，分為預案展示、視頻監視、聯動選擇、執行記錄和三維可視5個模塊。

圖1 SOM場景聯動界面

（1）預案展示。將不同的場景預案分解分步驟展示，運營人員可根據預案提示逐步操作并確認處置結果，也可選擇跳過不執行此步驟，系統自動記錄執行情況。

（2）視頻監測。不同場景下，通過多屏顯示，直觀展示現場實時動態。

（3）聯動選擇。不同場景下，按照實際需求選擇聯動系統下的相關設備并顯示聯動結果。

（4）執行記錄。展示不同聯動場景下具體設備的執行情況。

（5）三維可視。在立體圖形（3D）上展示重要設備的位置及狀態信息。

3 SOM 場景聯動功能設計

通過對地鐵車站業務的分析提煉，按照功能需求分為日常應用場景和應急聯動場景兩大類。

3.1 日常應用場景

日常應用場景以滿足運營人員對車站日常運營管理需求、簡化操作流程、提升管理效率、降低勞動強度為目標進行設計[3]。通過信息化、自動化及可視化的手段，達到各系統間的自動或半自動聯動。根據執行時間和實際功能將日常應用場景劃分為一鍵自檢、早間啟運、晚間停運三大模塊。

一鍵自檢主要是對行車相關的機電設備提前預檢，對潛在的故障提前預警，保證行車安全。參與一鍵自檢的場景有廣播（PA）、視頻監控（CCTV）、站臺門（PSD）、自動售檢票（AFC）、乘客信息服務（PIS）等專業。

早間啟運及晚間停運場景通過一鍵啟動，實現電扶梯設備、低壓照明、CCTV、PIS、出入口防盜卷簾等各專業相關設備依序開啟/關閉。系統實時展示現場視頻畫面，并全程廣播溫馨提醒。

3.2 應急聯動場景

緊急情況具有突發、不可預知的特點，因此對運營人員的業務能力和心理素質要求較高。當發生緊急事件時，若運營人員根據經驗按照傳統方法（如現場查閱預案規程、手動調看回放視頻圖像等）進行應急處置往往耗時長、效率低，易錯過最佳處置期，使事態發展不可控甚至持續惡化。應急聯動場景通過可視化手段、視頻智能分析技術，結合不同場景需求自動或半自動聯動相關專業和設備，通過預案可視化的方式指導運營人員有序處理突發事件，并提供決策支持功能，防止處置過程及措施不當，避免或減少損失，使事態影響最小化、結果最優化。應急聯動場景[4]分為三大模塊：高峰客流、災害聯動、故障聯動。

3.2.1 高峰客流

高峰客流場景根據數據來源和觸發條件分為：突發大客流、預測高峰客流[5]。

（1）突發大客流是指因外部不確定因素影響導致車站客流激增。SOM以CCTV客流密度分析和AFC客流監測為基礎搭建車站客流實時監測系統。當車站客流超過預警閥值后，系統自動觸發突發大客流場景，運營人員根據客流數據、客流熱力圖及實際情況綜合判斷是否執行聯動操作。當選定執行后，系統聯動PA、PIS提醒乘客安全有序乘車，同時車控室運營管理人員通過無線單兵系統遠程指導現場運營人員做好乘客疏導，減少人群聚集，防止擁擠、踩踏、滯留等事件的發生，從而降低運營風險，保證乘客安全。

（2）預測高峰客流。SOM根據車站歷史客流數據和線網中心[6]預測客流形成數據模型對每日高峰客流進行研判和推送。當預測數據超出客流限值時，提前推送并提醒運營人員進行布控，有序引導乘客進出站，確保運營安全。

3.2.2 災害聯動

車站作為人員密集、設備繁多的公共場合，發生任何災害都會直接危及乘客人身安全和設備設施安全。因此，對災害的提前預警和防范成為城市軌道交通運營的迫切需求。針對災害類型，災害聯動功能設計智慧消防[7]、水害預警、治安監測[8]場景。

（1）智慧消防。消防設備的安全可靠運行，關乎乘客和運營人員的生命安全和設備設施財產安全。智慧消防以預防火災、監測消防設施正常可靠運行為核心搭建消防監測子模塊，以火災發生后輔助運營人員有效處置、疏散乘客為目標開發消防聯動子模塊。消防監測模塊包含消防報警事件、視頻監控、設備狀態監視、三維可視功能，消防監測界面如圖2所示。消防聯動模塊包含預案展示、視頻監控、系統聯動、三維可視功能，消防聯動界面如圖3所示。

圖2 消防監測界面

圖3 消防聯動界面

（2）水害預警。城市軌道交通車站存在雨水倒灌、結構滲水等風險，而傳統車站無法實現主動探測、提前預警，只能通過人工巡視等被動方式進行防范。水災聯動場景以既有給排水設備為基礎，增設雨量、漏水、區間水患等前端感知設備，實現信息采集、數據分析、提前預警等功能，為車站防洪排澇爭取更多時間。

（3）治安監測。城市軌道交通車站作為公共交通的重要場合，具有人員密集、流動性大等特點，為防范人員過多聚集發生踩踏或打架斗毆等群體性治安事件，SOM開發治安監測場景。運營人員可根據治安監測場景視頻分析結果，結合實際情況，自主選擇是否執行應急聯動場景功能。

3.2.3 故障聯動

各專業設備的穩定運行是車站正常運營的前提。重要設施設備發生故障后，故障聯動場景能夠指導運營人員準確定位故障設備，迅速排查故障原因，及時恢復設備功能，保證車站的正常運營。根據設備的重要程度和發生故障后的影響范圍，系統可自動或手動觸發相關場景。自動觸發場景聯動的有車站停電、站臺門故障、直梯困人等。結合外部環境，手動選擇觸發場景聯動的包含進出站閘機大面積故障、行車中斷故障等。

4 SOM 系統構成

根據智慧車站SOM場景聯動功能設計，其系統構成及相關設備和接口如圖4所示。

圖4 系統構成及相關設備和接口

（1）硬件架構。硬件分為三級架構：①就地監控級，包含傳感器、表計、單兵設備等前端感知設備；② 系統管理級，包含服務器、工作站、通信接口設備等后端集成分析設備及網絡安全設備；③應用決策級，包含 ISCS-SOM工作站、電子觸摸屏等設備。

（2）網絡組成。SOM系統網絡基于標準車站ISCS系統網絡進行擴充，新接入無線單兵系統、智能視頻分析、安防報警系統、線網指揮中心系統[9]等網絡。SOM系統網絡由現場層和局域層組成。現場層一般采用工業控制以太網絡（智能低壓、電扶梯等）、現場總線（環境傳感器、壓力傳感設備等）和無線網絡（手持單兵設備）形式，局域層采用工業以太網交換機，根據實際需求配置千兆以太網接口和百兆以太網接口，局域層包括ISCS、PA、PIS、AFC 、PSD、CCTV、無線通信和線網指揮中心等系統網絡。

（3）系統接口。智慧車站SOM場景聯動功能以既有各專業物理接口為基礎，在車站ISCS系統基礎上新增智慧安檢、無線單兵、CCTV等系統接口，將客流信息、一體式環境信息、電扶梯信息等納入監控范圍，實現城市軌道交通線網中心大數據和統計分析數據共享。將數據進行智慧化分析，構建運營、維護和車站服務的立體化模型，最后在綜合看板場景聯動界面展示出關鍵有效的信息，幫助車站安全、有序、合理、高效地運轉。

5 結束語

傳統地鐵車站不同系統設備各自獨立控制，車站運營和客運服務高度依賴人工，智慧車站SOM場景聯動功能實現車站跨專業設備之間的自動協同，使服務智慧化、管控精細化，減輕了運營人員的工作強度，實現了車站設備自動化、客運組織信息化的目標。