城市軌道交通應急指揮系統設計

姚劍琴

YAO Jian-qin

（深圳桑達電子設備有限公司，深圳 518031）

0 引言

隨著城市的發展和商業化水平的提高,城市人口不斷增加，客流量不斷增加，交通區域不斷擴大，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絡化、規模化格局。軌道交通的大規模發展，也帶來了諸多的困難和問題，較之原來小規模城市交通而言，目前的城市交通一旦發生事故，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，造成的經濟和社會影響都十分重大，這一切都對軌道交通業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，利用高新技術建立高效的城市公共交通應急指揮系統也就成為必然的選擇。

1 系統功能分析

軌道交通應急指揮系統作為城市軌道交通的綜合協調指揮中心，全面負責協調指揮地鐵各線路各場站的控制中心及各運營主體，具有綜合監視、運營協調、應急指揮、信息共享等職能，并作為軌道交通行業的信息系統中心，與其他行業信息中心及政府應急指揮中心等有關單位實現信息報送、資源共享、互通聯動等功能,具體如下。

1）監督管理功能：采集各條線路的實時運營信息，監督軌道交通各條線路的列車、設備運行狀態，一定級別的報警信息管理，實現監測預警功能；監視客流狀態，分析客流運行態勢，采取一定的客流預測手段對大客流預警；必要時協調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、安全管理相關的統計報表。并在政府相關部門組織下接入其他社會單位的預警信息，共享其他交通系統的資源。

3）統計分析功能：對列車運行狀態及車站設備狀態數據分析，核算各線運營指標，例如列車正點率、故障率等，統計主要設備的運行狀態，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。整理各線安全生產情況、事故發生情況等定期匯總，生成報表。

5）應急處置功能：突發事件的及時接報，應急響應啟動，現場信息采集，緊急通知，應急輔助決策與指揮會商；監督各運營主體預案的執行和處理情況，適時協調；與政府應急指揮中心視頻會商，由政府相關部門組織與其他交通系統協調配合，與有關專項社會應急單位聯動；事后總結評估等功能。

此外，軌道交通應急指揮系統應具備以下性能要求：

1）軌道交通應急指揮系統具有必要的開放性和標準化接口，能夠在保證整個系統數據安全的前提下實現各個外部應用系統的各類數據接入。

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

3）軌道交通應急指揮系統應具有通用的運行平臺，構成合理、技術先進、功能完善、使用方便、易于維護、系統所采用的技術應符合當今技術發展的方向，保證今后系統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應具有數據備份和自動恢復功能，充分考慮系統安全保障。

5）軌道交通應急指揮系統設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 系統層次與架構

從結構層面來說，軌道交通應急指揮系統可劃分為以下四個層次。

圖1 系統層次與架構示意圖

第一層，由軌道交通各條線路車站級向線路（區域）控制中心實時傳送專業監控系統信息，上報突發事件信息。

第二層，由各線路（區域）控制中心采集、匯總本中心專業監控系統的信息，上傳至軌道交通應急指揮中心；將接報現場的突發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采集各線路（區域）控制中心的專業監控系統信息，接受其它外部信息，對各線路、各區域運營狀態實時監視，實現運營監管、應急管理、綜合協調等多項職能；必要時與各線路（區域）控制中心進行指揮會商、應急聯動。對于一定級別以上的突發事件，還應接受政府部門的應急指揮領導，并與其他系統協調資源。

第四層，政府管理部門通過訪問軌道交通應急指揮系統查看各線路（區域）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提供其他外部信息，協調資源。軌道交通應急指揮系統可將收到的預、報警信息，向各線路（區域）控制中心發布，實現綜合預警，必要時能夠尋求救助。

3 應用軟件平臺及硬件平臺

圖2 應急指揮系統示意圖

3.1 應用軟件綜合信息處理平臺

包括專業應用管理軟件、綜合應急管理軟件和基礎應用管理軟件三大部分。

3.1.1 專業應用管理軟件

內含監控信息采集及預警模塊、線網運營管理模塊。監控信息采集及預警模塊主要完成各種接入數據的采集、處理和展示，數據類型包括各線路的實時運營信息，軌道交通主要設備的運行狀態信息、報警信息和列車運行信息等等，并將整理后的數據統一存儲到數據庫服務器中，作為各專業系統基礎數據源，供各業務系統訪問，部分數據經各業務系統計算、匯總和邏輯處理后，展現在用戶工作站界面上或者投影至指揮大廳的大屏幕上；線網運營管理模塊主要完成運營協調、運營評估、客流分析、客流預警和統計分析等功能。包括匯總分析各線的運營監控信息、客流數據信息進行對比分析，生成態勢、趨勢分析報告。為運營調度人員、運營策劃人員的日常運營監管提供決策支持，并根據客流數據、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客流變化，對換乘樞紐、大型客流集散點以及客流集中區出現大客流進行預警。

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、總結評估、培訓演練和地理信息系統等六個模塊，應急值守模塊負責第一時間接報突發事件、啟動應急流程。資源管理模塊提供預案管理，構建預案分級分類體系，作為應急處置方案的依據；應急指揮模塊根據突發事件的分級分類體系，實現對達到不同響應級別的突發事件的統一處置，實現對接警、應急響應啟動、指揮協調、事態控制和善后恢復等流程化處置管理；總結評估模塊對處置完畢的事件信息進行統一匯總、整理，輔助完成事后恢復和處置總結等各項任務；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；地理信息系統模塊則是在三維GIS技術的基礎上構建基礎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、統計分析、線性參考、網絡分析，從而實現對資源管理、應急指揮、模擬演練等子系統關于GIS應用的支持。

3.1.3 基礎應用管理軟件

包括信息發布模塊、綜合管理模塊、網絡管理模塊。信息發布模塊負責發布日常信息、緊急通知、公眾信息通告等等；綜合管理模塊設置所有軟件應用系統的統一入口。為系統提供數據管理、報表制作、系統維護、權限分配、設備維護與記錄、系統運行監控、系統安全管理等功能；網絡管理模塊負責對整個網絡系統、網絡設備、網絡安全進行配置、監視和管理，包括監控網絡設備及數據流量，合理分配網絡資源，進行故障診斷和處理以及網絡流量監測，外部與內部的安全防護、病毒防護等。

3.2 硬件支撐平臺

包括閉路電視系統、大屏幕顯示系統、視頻會議系統、應急通信系統、主機及網絡系統、通訊傳輸系統和中央智能集中控制系統等等。

1）閉路電視系統主要實現各專業系統的集中監視，有視頻信號獲取、轉換、傳輸、存儲、圖像顯示及錄制等功能。

2）大屏幕顯示系統提供各種需要集中展示的信息，包括視頻監控畫面、各條線路運營監控信息，以及突發事件時應急指揮信息等，該系統應具有高清晰度、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，實現對視頻信號、計算機網絡、GIS電子地圖、GPS衛星定位信號及各種計算機圖像信息的綜合顯示。為領導指揮決策提供直觀、形象的交互工具。

3）視頻會議系統主要實現多地點、遠距離的視頻、音頻和數據的協同傳輸，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）應急通信系統包括有線通信系統和無線通信系統，能夠承載語音、視頻、數據等信息，實現在緊急情況下的應急指揮、調度通信功能，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）主機及網絡系統為整個應急指揮系統提供系統運行平臺及網絡承載平臺，需要能夠安全可靠地應對突發性強，數據量大的應用環境，核心網絡必須保證足夠的帶寬，并配備防火墻以保證網絡安全。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，滿足數據、視頻和語音等多種類型海量數據高速存儲的需要。

6）通信傳輸系統是一個基于光纖的寬帶綜合業務數字網絡，為整個應急指揮系統提供多種音頻、視頻、數據傳輸通道，構成傳輸語言、文字、數據、圖像等各種信息的綜合業務傳輸網，主要采用OTN（開放式傳輸系統）、SDH（同步光傳輸數字網）、ATM（異步傳輸模式）、MSTP（多業務傳送平臺）等技術實現。

7）智能集中控制系統來集中控制會議場所、指揮大廳內所有設備，包括各種子系統及各種設備電源的開關、現場燈光的調節、各種多媒體設備的操作等等，操作人員只需在一個彩色觸摸屏上即可實現對所有系統設備的控制操作。

4 結束語

本文對城市軌道交通應急指揮系統的解決方案進行了初步探討，該系統整合軌道交通中現有數據和資源，利用現代通訊技術、網絡技術、數據庫技術和三維GIS技術，構建了集監控、通信、指揮和調度于一體，高度智能化的軌道交通應急指揮平臺；實現了軌道交通綜合監視、運營協調、應急指揮和信息共享等業務需求。在建設和諧社會的背景下，軌道交通安全管理應完成從被動應付型向主動保障型、從傳統經驗型向現代高科技型的戰略轉變，城市軌道交通應急指揮系統的建設和完善，對加強軌道交通突發事件的管理，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。