城市軌道交通應急指揮系統(tǒng)設(shè)計

姚劍琴

YAO Jian-qin

（深圳桑達電子設(shè)備有限公司，深圳 518031）

0 引言

隨著城市的發(fā)展和商業(yè)化水平的提高,城市人口不斷增加，客流量不斷增加，交通區(qū)域不斷擴大，交通線路不斷延伸，同時多線運營，城市軌道交通已逐步形成網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)?；窬帧＼壍澜煌ǖ拇笠?guī)模發(fā)展，也帶來了諸多的困難和問題，較之原來小規(guī)模城市交通而言，目前的城市交通一旦發(fā)生事故，救援難度將大大增加，對整個社會的影響也將更加明顯，如處理不當，造成的經(jīng)濟和社會影響都十分重大，這一切都對軌道交通業(yè)務管理提出了更高更復雜的要求。為了更好地對城市軌道交通進行監(jiān)督管理、提高遇險救助能力，增強城市軌道交通管理的自覺性、主動性、預見性、科學性，利用高新技術(shù)建立高效的城市公共交通應急指揮系統(tǒng)也就成為必然的選擇。

1 系統(tǒng)功能分析

軌道交通應急指揮系統(tǒng)作為城市軌道交通的綜合協(xié)調(diào)指揮中心，全面負責協(xié)調(diào)指揮地鐵各線路各場站的控制中心及各運營主體，具有綜合監(jiān)視、運營協(xié)調(diào)、應急指揮、信息共享等職能，并作為軌道交通行業(yè)的信息系統(tǒng)中心，與其他行業(yè)信息中心及政府應急指揮中心等有關(guān)單位實現(xiàn)信息報送、資源共享、互通聯(lián)動等功能,具體如下。

1）監(jiān)督管理功能：采集各條線路的實時運營信息，監(jiān)督軌道交通各條線路的列車、設(shè)備運行狀態(tài)，一定級別的報警信息管理，實現(xiàn)監(jiān)測預警功能；監(jiān)視客流狀態(tài)，分析客流運行態(tài)勢，采取一定的客流預測手段對大客流預警；必要時協(xié)調(diào)各運營主體組織客流疏散。

2）運營上報功能：可查看各條線路的實時運營信息、視頻信息，定期報送運營狀況、安全管理相關(guān)的統(tǒng)計報表。并在政府相關(guān)部門組織下接入其他社會單位的預警信息，共享其他交通系統(tǒng)的資源。

3）統(tǒng)計分析功能：對列車運行狀態(tài)及車站設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)分析，核算各線運營指標，例如列車正點率、故障率等，統(tǒng)計主要設(shè)備的運行狀態(tài)，制作各種報表定期匯報。

4）日常應急預防與準備功能：日常安全管理監(jiān)督、應急值守、救援資源管理、培訓演練。審核各運營主體的應急預案，制定應急配合預案。整理各線安全生產(chǎn)情況、事故發(fā)生情況等定期匯總，生成報表。

5）應急處置功能：突發(fā)事件的及時接報，應急響應啟動，現(xiàn)場信息采集，緊急通知，應急輔助決策與指揮會商；監(jiān)督各運營主體預案的執(zhí)行和處理情況，適時協(xié)調(diào)；與政府應急指揮中心視頻會商，由政府相關(guān)部門組織與其他交通系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，與有關(guān)專項社會應急單位聯(lián)動；事后總結(jié)評估等功能。

此外，軌道交通應急指揮系統(tǒng)應具備以下性能要求：

1）軌道交通應急指揮系統(tǒng)具有必要的開放性和標準化接口，能夠在保證整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的前提下實現(xiàn)各個外部應用系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)接入。

2）軌道交通應急指揮系統(tǒng)應充分考慮安全措施，保證各類信息的安全，對系統(tǒng)所有操作情況進行監(jiān)控和記錄。

3）軌道交通應急指揮系統(tǒng)應具有通用的運行平臺，構(gòu)成合理、技術(shù)先進、功能完善、使用方便、易于維護、系統(tǒng)所采用的技術(shù)應符合當今技術(shù)發(fā)展的方向，保證今后系統(tǒng)的軟件硬件能平滑地擴容和升級。

4）軌道交通應急指揮系統(tǒng)應具有數(shù)據(jù)備份和自動恢復功能，充分考慮系統(tǒng)安全保障。

5）軌道交通應急指揮系統(tǒng)設(shè)備應具備良好的操作界面，具有高可靠性，便于使用和維修。

2 系統(tǒng)層次與架構(gòu)

從結(jié)構(gòu)層面來說，軌道交通應急指揮系統(tǒng)可劃分為以下四個層次。

圖1 系統(tǒng)層次與架構(gòu)示意圖

第一層，由軌道交通各條線路車站級向線路（區(qū)域）控制中心實時傳送專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)信息，上報突發(fā)事件信息。

第二層，由各線路（區(qū)域）控制中心采集、匯總本中心專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的信息，上傳至軌道交通應急指揮中心；將接報現(xiàn)場的突發(fā)事件信息通過工作站報送軌道交通應急指揮中心，接受軌道交通應急指揮中心的應急指揮指令，參與指揮會商；承擔日常維護本線路（區(qū)域）控制中心所轄范圍的資源信息。

第三層，軌道交通應急指揮系統(tǒng)采集各線路（區(qū)域）控制中心的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)信息，接受其它外部信息，對各線路、各區(qū)域運營狀態(tài)實時監(jiān)視，實現(xiàn)運營監(jiān)管、應急管理、綜合協(xié)調(diào)等多項職能；必要時與各線路（區(qū)域）控制中心進行指揮會商、應急聯(lián)動。對于一定級別以上的突發(fā)事件，還應接受政府部門的應急指揮領(lǐng)導，并與其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)資源。

第四層，政府管理部門通過訪問軌道交通應急指揮系統(tǒng)查看各線路（區(qū)域）控制中心的運營信息、應急事件及處置進展等信息；必要時向軌道交通應急指揮系統(tǒng)提供其他外部信息，協(xié)調(diào)資源。軌道交通應急指揮系統(tǒng)可將收到的預、報警信息，向各線路（區(qū)域）控制中心發(fā)布，實現(xiàn)綜合預警，必要時能夠?qū)で缶戎?/p>

3 應用軟件平臺及硬件平臺

圖2 應急指揮系統(tǒng)示意圖

3.1 應用軟件綜合信息處理平臺

包括專業(yè)應用管理軟件、綜合應急管理軟件和基礎(chǔ)應用管理軟件三大部分。

3.1.1 專業(yè)應用管理軟件

內(nèi)含監(jiān)控信息采集及預警模塊、線網(wǎng)運營管理模塊。監(jiān)控信息采集及預警模塊主要完成各種接入數(shù)據(jù)的采集、處理和展示，數(shù)據(jù)類型包括各線路的實時運營信息，軌道交通主要設(shè)備的運行狀態(tài)信息、報警信息和列車運行信息等等，并將整理后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲到數(shù)據(jù)庫服務器中，作為各專業(yè)系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，供各業(yè)務系統(tǒng)訪問，部分數(shù)據(jù)經(jīng)各業(yè)務系統(tǒng)計算、匯總和邏輯處理后，展現(xiàn)在用戶工作站界面上或者投影至指揮大廳的大屏幕上；線網(wǎng)運營管理模塊主要完成運營協(xié)調(diào)、運營評估、客流分析、客流預警和統(tǒng)計分析等功能。包括匯總分析各線的運營監(jiān)控信息、客流數(shù)據(jù)信息進行對比分析，生成態(tài)勢、趨勢分析報告。為運營調(diào)度人員、運營策劃人員的日常運營監(jiān)管提供決策支持，并根據(jù)客流數(shù)據(jù)、歷史同期客流變化對比、路徑時間等多種因素綜合分析路網(wǎng)客流變化，對換乘樞紐、大型客流集散點以及客流集中區(qū)出現(xiàn)大客流進行預警。

3.1.2 綜合應急管理軟件

包括應急值守、資源管理、應急指揮、總結(jié)評估、培訓演練和地理信息系統(tǒng)等六個模塊，應急值守模塊負責第一時間接報突發(fā)事件、啟動應急流程。資源管理模塊提供預案管理，構(gòu)建預案分級分類體系，作為應急處置方案的依據(jù)；應急指揮模塊根據(jù)突發(fā)事件的分級分類體系，實現(xiàn)對達到不同響應級別的突發(fā)事件的統(tǒng)一處置，實現(xiàn)對接警、應急響應啟動、指揮協(xié)調(diào)、事態(tài)控制和善后恢復等流程化處置管理；總結(jié)評估模塊對處置完畢的事件信息進行統(tǒng)一匯總、整理，輔助完成事后恢復和處置總結(jié)等各項任務；培訓演練模塊負責日常應急管理、安全常識的培訓管理，包括應急預案的學習培訓、案例回顧、安全知識培訓等等；地理信息系統(tǒng)模塊則是在三維GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建基礎(chǔ)圖層及應急救援資源圖層，對顯示的地圖圖層進行控制，并可自主設(shè)置顯示圖層，具有地圖放大、地圖縮小、地圖移動、地圖刷新、地圖復位、地圖鷹眼、距離量測、面積量測、書簽功能。能夠進行查詢分析、統(tǒng)計分析、線性參考、網(wǎng)絡(luò)分析，從而實現(xiàn)對資源管理、應急指揮、模擬演練等子系統(tǒng)關(guān)于GIS應用的支持。

3.1.3 基礎(chǔ)應用管理軟件

包括信息發(fā)布模塊、綜合管理模塊、網(wǎng)絡(luò)管理模塊。信息發(fā)布模塊負責發(fā)布日常信息、緊急通知、公眾信息通告等等；綜合管理模塊設(shè)置所有軟件應用系統(tǒng)的統(tǒng)一入口。為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)管理、報表制作、系統(tǒng)維護、權(quán)限分配、設(shè)備維護與記錄、系統(tǒng)運行監(jiān)控、系統(tǒng)安全管理等功能；網(wǎng)絡(luò)管理模塊負責對整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全進行配置、監(jiān)視和管理，包括監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及數(shù)據(jù)流量，合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，進行故障診斷和處理以及網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測，外部與內(nèi)部的安全防護、病毒防護等。

3.2 硬件支撐平臺

包括閉路電視系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、應急通信系統(tǒng)、主機及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通訊傳輸系統(tǒng)和中央智能集中控制系統(tǒng)等等。

1）閉路電視系統(tǒng)主要實現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)的集中監(jiān)視，有視頻信號獲取、轉(zhuǎn)換、傳輸、存儲、圖像顯示及錄制等功能。

2）大屏幕顯示系統(tǒng)提供各種需要集中展示的信息，包括視頻監(jiān)控畫面、各條線路運營監(jiān)控信息，以及突發(fā)事件時應急指揮信息等，該系統(tǒng)應具有高清晰度、高亮度、多畫面、多功能的顯示能力，支持多屏圖像拼接，畫面可整屏顯示，也可分屏顯示，不受物理拼縫的限制，圖像可任意漫游、移動，圖像可任意占用窗口、放大、縮小，實現(xiàn)對視頻信號、計算機網(wǎng)絡(luò)、GIS電子地圖、GPS衛(wèi)星定位信號及各種計算機圖像信息的綜合顯示。為領(lǐng)導指揮決策提供直觀、形象的交互工具。

3）視頻會議系統(tǒng)主要實現(xiàn)多地點、遠距離的視頻、音頻和數(shù)據(jù)的協(xié)同傳輸，滿足應急指揮會商、日常會議、集中培訓、遠程匯報等需求。同時對會議內(nèi)容進行實時的廣播和錄制、便于對重要會議進行回放和傳播。

4）應急通信系統(tǒng)包括有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)，能夠承載語音、視頻、數(shù)據(jù)等信息，實現(xiàn)在緊急情況下的應急指揮、調(diào)度通信功能，能同時對多路電話線路或音頻線路進行實時語音記錄及語音播放。

5）主機及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為整個應急指揮系統(tǒng)提供系統(tǒng)運行平臺及網(wǎng)絡(luò)承載平臺，需要能夠安全可靠地應對突發(fā)性強，數(shù)據(jù)量大的應用環(huán)境，核心網(wǎng)絡(luò)必須保證足夠的帶寬，并配備防火墻以保證網(wǎng)絡(luò)安全。主機采用雙機熱備份，使之具有很強的容錯性。配備磁盤陣列和磁帶庫，滿足數(shù)據(jù)、視頻和語音等多種類型海量數(shù)據(jù)高速存儲的需要。

6）通信傳輸系統(tǒng)是一個基于光纖的寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，為整個應急指揮系統(tǒng)提供多種音頻、視頻、數(shù)據(jù)傳輸通道，構(gòu)成傳輸語言、文字、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息的綜合業(yè)務傳輸網(wǎng)，主要采用OTN（開放式傳輸系統(tǒng)）、SDH（同步光傳輸數(shù)字網(wǎng)）、ATM（異步傳輸模式）、MSTP（多業(yè)務傳送平臺）等技術(shù)實現(xiàn)。

7）智能集中控制系統(tǒng)來集中控制會議場所、指揮大廳內(nèi)所有設(shè)備，包括各種子系統(tǒng)及各種設(shè)備電源的開關(guān)、現(xiàn)場燈光的調(diào)節(jié)、各種多媒體設(shè)備的操作等等，操作人員只需在一個彩色觸摸屏上即可實現(xiàn)對所有系統(tǒng)設(shè)備的控制操作。

4 結(jié)束語

本文對城市軌道交通應急指揮系統(tǒng)的解決方案進行了初步探討，該系統(tǒng)整合軌道交通中現(xiàn)有數(shù)據(jù)和資源，利用現(xiàn)代通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和三維GIS技術(shù)，構(gòu)建了集監(jiān)控、通信、指揮和調(diào)度于一體，高度智能化的軌道交通應急指揮平臺；實現(xiàn)了軌道交通綜合監(jiān)視、運營協(xié)調(diào)、應急指揮和信息共享等業(yè)務需求。在建設(shè)和諧社會的背景下，軌道交通安全管理應完成從被動應付型向主動保障型、從傳統(tǒng)經(jīng)驗型向現(xiàn)代高科技型的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，城市軌道交通應急指揮系統(tǒng)的建設(shè)和完善，對加強軌道交通突發(fā)事件的管理，提高安全防范和管理預控能力，全面提升城市軌道交通應急管理水平，具有重要的作用和意義。