城市軌道交通智慧車站綜合運管平臺場景聯(lián)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(lián)動設計目標

傳統(tǒng)車站各專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和人機界面較多，系統(tǒng)各自獨立、關(guān)聯(lián)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(tǒng)協(xié)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(tǒng)逐步從人工化、機械化向集成化、智能化發(fā)展。智慧車站綜合運管平臺（SOM）[1]在原綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）基礎上對車站業(yè)務數(shù)據(jù)進行有效組織，增加或優(yōu)化原有系統(tǒng)之間的接口功能，以簡化車站管理操作流程、提高人機協(xié)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(fā)事件應急處置能力為目標進行車站場景聯(lián)動設計，實現(xiàn)在統(tǒng)一的管理平臺下，監(jiān)控車站各系統(tǒng)的日常管理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個車站層面的智能化和智慧化管理。

2 SOM 界面設計

根據(jù)用戶界面（UI）設計規(guī)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(lián)動界面風格統(tǒng)一，各項技術(shù)指標遵循相應的邏輯關(guān)系在展示區(qū)域內(nèi)合理規(guī)劃，使其符合運營人員常規(guī)觀看及使用習慣，同時支持曲線、棒圖、餅圖等數(shù)據(jù)可視分析組件。SOM場景聯(lián)動界面如圖1所示，分為預案展示、視頻監(jiān)視、聯(lián)動選擇、執(zhí)行記錄和三維可視5個模塊。

圖1 SOM場景聯(lián)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(jù)預案提示逐步操作并確認處置結(jié)果，也可選擇跳過不執(zhí)行此步驟，系統(tǒng)自動記錄執(zhí)行情況。

（2）視頻監(jiān)測。不同場景下，通過多屏顯示，直觀展示現(xiàn)場實時動態(tài)。

（3）聯(lián)動選擇。不同場景下，按照實際需求選擇聯(lián)動系統(tǒng)下的相關(guān)設備并顯示聯(lián)動結(jié)果。

（4）執(zhí)行記錄。展示不同聯(lián)動場景下具體設備的執(zhí)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(tài)信息。

3 SOM 場景聯(lián)動功能設計

通過對地鐵車站業(yè)務的分析提煉，按照功能需求分為日常應用場景和應急聯(lián)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(tǒng)間的自動或半自動聯(lián)動。根據(jù)執(zhí)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(guān)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(jiān)控（CCTV）、站臺門（PSD）、自動售檢票（AFC）、乘客信息服務（PIS）等專業(yè)。

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

3.2 應急聯(lián)動場景

緊急情況具有突發(fā)、不可預知的特點，因此對運營人員的業(yè)務能力和心理素質(zhì)要求較高。當發(fā)生緊急事件時，若運營人員根據(jù)經(jīng)驗按照傳統(tǒng)方法（如現(xiàn)場查閱預案規(guī)程、手動調(diào)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(tài)發(fā)展不可控甚至持續(xù)惡化。應急聯(lián)動場景通過可視化手段、視頻智能分析技術(shù)，結(jié)合不同場景需求自動或半自動聯(lián)動相關(guān)專業(yè)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(fā)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(tài)影響最小化、結(jié)果最優(yōu)化。應急聯(lián)動場景[4]分為三大模塊：高峰客流、災害聯(lián)動、故障聯(lián)動。

3.2.1 高峰客流

高峰客流場景根據(jù)數(shù)據(jù)來源和觸發(fā)條件分為：突發(fā)大客流、預測高峰客流[5]。

（1）突發(fā)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(jiān)測為基礎搭建車站客流實時監(jiān)測系統(tǒng)。當車站客流超過預警閥值后，系統(tǒng)自動觸發(fā)突發(fā)大客流場景，運營人員根據(jù)客流數(shù)據(jù)、客流熱力圖及實際情況綜合判斷是否執(zhí)行聯(lián)動操作。當選定執(zhí)行后，系統(tǒng)聯(lián)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(tǒng)遠程指導現(xiàn)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(fā)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(jù)車站歷史客流數(shù)據(jù)和線網(wǎng)中心[6]預測客流形成數(shù)據(jù)模型對每日高峰客流進行研判和推送。當預測數(shù)據(jù)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(lián)動

車站作為人員密集、設備繁多的公共場合，發(fā)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(lián)動功能設計智慧消防[7]、水害預警、治安監(jiān)測[8]場景。

（1）智慧消防。消防設備的安全可靠運行，關(guān)乎乘客和運營人員的生命安全和設備設施財產(chǎn)安全。智慧消防以預防火災、監(jiān)測消防設施正?？煽窟\行為核心搭建消防監(jiān)測子模塊，以火災發(fā)生后輔助運營人員有效處置、疏散乘客為目標開發(fā)消防聯(lián)動子模塊。消防監(jiān)測模塊包含消防報警事件、視頻監(jiān)控、設備狀態(tài)監(jiān)視、三維可視功能，消防監(jiān)測界面如圖2所示。消防聯(lián)動模塊包含預案展示、視頻監(jiān)控、系統(tǒng)聯(lián)動、三維可視功能，消防聯(lián)動界面如圖3所示。

圖2 消防監(jiān)測界面

圖3 消防聯(lián)動界面

（2）水害預警。城市軌道交通車站存在雨水倒灌、結(jié)構(gòu)滲水等風險，而傳統(tǒng)車站無法實現(xiàn)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(lián)動場景以既有給排水設備為基礎，增設雨量、漏水、區(qū)間水患等前端感知設備，實現(xiàn)信息采集、數(shù)據(jù)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(jiān)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(fā)生踩踏或打架斗毆等群體性治安事件，SOM開發(fā)治安監(jiān)測場景。運營人員可根據(jù)治安監(jiān)測場景視頻分析結(jié)果，結(jié)合實際情況，自主選擇是否執(zhí)行應急聯(lián)動場景功能。

3.2.3 故障聯(lián)動

各專業(yè)設備的穩(wěn)定運行是車站正常運營的前提。重要設施設備發(fā)生故障后，故障聯(lián)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(jù)設備的重要程度和發(fā)生故障后的影響范圍，系統(tǒng)可自動或手動觸發(fā)相關(guān)場景。自動觸發(fā)場景聯(lián)動的有車站停電、站臺門故障、直梯困人等。結(jié)合外部環(huán)境，手動選擇觸發(fā)場景聯(lián)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(tǒng)構(gòu)成

根據(jù)智慧車站SOM場景聯(lián)動功能設計，其系統(tǒng)構(gòu)成及相關(guān)設備和接口如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)構(gòu)成及相關(guān)設備和接口

（1）硬件架構(gòu)。硬件分為三級架構(gòu)：①就地監(jiān)控級，包含傳感器、表計、單兵設備等前端感知設備；② 系統(tǒng)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(wǎng)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(wǎng)絡組成。SOM系統(tǒng)網(wǎng)絡基于標準車站ISCS系統(tǒng)網(wǎng)絡進行擴充，新接入無線單兵系統(tǒng)、智能視頻分析、安防報警系統(tǒng)、線網(wǎng)指揮中心系統(tǒng)[9]等網(wǎng)絡。SOM系統(tǒng)網(wǎng)絡由現(xiàn)場層和局域?qū)咏M成?，F(xiàn)場層一般采用工業(yè)控制以太網(wǎng)絡（智能低壓、電扶梯等）、現(xiàn)場總線（環(huán)境傳感器、壓力傳感設備等）和無線網(wǎng)絡（手持單兵設備）形式，局域?qū)硬捎霉I(yè)以太網(wǎng)交換機，根據(jù)實際需求配置千兆以太網(wǎng)接口和百兆以太網(wǎng)接口，局域?qū)影↖SCS、PA、PIS、AFC 、PSD、CCTV、無線通信和線網(wǎng)指揮中心等系統(tǒng)網(wǎng)絡。

（3）系統(tǒng)接口。智慧車站SOM場景聯(lián)動功能以既有各專業(yè)物理接口為基礎，在車站ISCS系統(tǒng)基礎上新增智慧安檢、無線單兵、CCTV等系統(tǒng)接口，將客流信息、一體式環(huán)境信息、電扶梯信息等納入監(jiān)控范圍，實現(xiàn)城市軌道交通線網(wǎng)中心大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)共享。將數(shù)據(jù)進行智慧化分析，構(gòu)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(lián)動界面展示出關(guān)鍵有效的信息，幫助車站安全、有序、合理、高效地運轉(zhuǎn)。

5 結(jié)束語

傳統(tǒng)地鐵車站不同系統(tǒng)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(lián)動功能實現(xiàn)車站跨專業(yè)設備之間的自動協(xié)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(xiàn)了車站設備自動化、客運組織信息化的目標。