网络化条件下南京地铁供电系统应急抢修资源配置研究

卢钧

摘 要：针对城市轨道交通供电系统应急救援进行研究，基于网络化运营需求，分析了网络化运营条件下应急救援影响因素、应急资源配置流程，设计了适合地铁运营现状的资源配置方案。

关键词：城市轨道交通；网络化；应急；资源配置

中图分类号：U284.2 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）21-0116-02

目前，城市轨道交通发展迅速，越来越多的大型城市逐渐形成网络化运营状况。线路规模的扩张也为应急抢修救援带来了越来越大的压力，如何强化强化应急资源配置，实现网络化条件下的应急资源共享与系统协调联动，提升突发事件的应急能力具有非常重要的意义。

作为地铁系统中的典型专业，供电系统设施设备覆盖地铁运行车站、区间、场站，供电设施设备突发故障危害大，发生概率高，应急抢修资源配置对于事故抢修有着关键作用。

1 网络化条件下供电系统应急抢修资源配置需求

以往单线运营条件下，线路自成一体，应急救援缺乏联动性，实践中通常由地铁车辆基地和车辆段提供应急救援资源配置。因此，传统运营模式下，地铁应急救援资源重复配置，资源共享效应差，而实际应急抢险效率低下，应急抢修救援不及时导致故障损失与次生影响。

网络化运营条件下，线路覆盖密度增加，地铁运营网络中容易发生事故与事故损失严重的车站与区间（薄弱性或脆弱性分布）分布不均匀，亟需对整个网络进行脆弱性分布排序，同时结合网络运营特征，加强线路间资源共享、专业级系统联动，提升应急效率，对于提高地铁运营应对突发事件的应急能力具有非常重要的意义。

网络化条件下，供电系统应急抢修资源配置需求有：（1）资源配置均衡性：根据网络脆弱性，均衡网络运营风险，保障各站应急救援时限要求。（2）专业协调性：地铁应急救援过程中强调各专业协调控制，同时应急过程中，各应急供应站点共用应急救援人员，节约应急救援效率。（3）资源配置经济性：应急资源配置需要兼顾经济性，在满足应急资源可靠性前提下，尽可能节约资源供应站点、人力配置，节约成本。（4）配置方案可操作性：资源配置选址受站点、场地、交通等多方面因素的影响，因此资源配置方案应当符合运营现状，具有可操作性。

2 城市轨道交通应急资源配置流程

轨道交通网络化运营的应急资源配置是一个有机协调、相互制约、互相联系的复杂过程，需要重视其中组织协调和人、机、料协同。应急救援需要做到特定的时间内有效组织救援资源，整合形成统一的抢修救援系统，加快应急响应，实现人力、物力资源的效益最大化。

（1）对网络站点与区间内风险源进行甄别与评估。选定不同风险等级指标，从环境风险、人员风险以及技术风险三方面考虑网络潜在风险，评价风险等级。其中，对于供电系统应急影响最大的就是技术中设备运营的风险，因此特别需要注意结合区间、站点内供电设备故障带来的风险。（2）系统脆弱性分析。根据短板理论，系统的最脆弱环节往往会对整个系统产生关键性影响。因此，城市轨道交通系统中某些环节的失效会对整个系统造成巨大影响。尤其在供电系统中，线路牵引变电站、动力降压所以及区间供电设施由于运营强度高，容易发生运营故障，在脆弱性管理中需要重点分析其失效可能性以及影响程度，有针对性地选择应急资源配置方案。（3）梳理影响资源配置的约束条件。资源配置需要充分结合现实实际，因此需要对线网内应急供电潜在选址位置进行调查与确定。需要对线路资源输送方式（路面交通是否顺畅）、资源储备可行性、资金限制、设施改造难度等因素进行详细的调查分析，排除现实条件不满足的站点，同时为下一步资源配置方案设计提供依据。（4）地铁网络划分。应急物资配置选址通常有车站救援网络构成，以区域间车站构成一个救援区间，由应急供应站点向区域内其他站点提供应急救援物资、应急设备等资源，而供应点与需求站点间交通通勤时间阈值就是区域划分的依据。（5）应急供应站点选址。在完成前述工作的基础上，根据应急时间阈值、网络脆弱性、应急供应需求利用运筹学理论与工具，通过定量分析的模型，建立选址模型。在南京地铁供电应急实际生产中，根据应急物资供应时间阈值（通勤时间15min内）设计规划模型，对应急基地占地案进行选址分析，以实现应急供应站点覆盖范围最大、应急时间最短以及建设运营成本最低为模型目标。（6）选址结果评价与修正。模型结果依据模拟仿真与现场演练进行相应调整。同时随着线网规模的扩张，设备关键技术升级改造，相应系统脆弱性与网络划分也要进行及时调整。

3 供电系统脆弱性分析

对于供电系统开展相应脆弱性分析，评价运营风险是应急资源配置的基础和主要环节。在网络化运营环境中，通过关键设备配置与故障分布情况，甄别系统脆弱点，划分应急维护响应的优先等级。以供电系统实际作业出发，脆弱性即设施设备由于内部或外部影响发生故障，导致关键节点或局部发生运营事故的属性。

结合风险评价的定义，对供电系统全线设施设备进行相应评价，从影响程度、故障概率两方面确定系统脆弱性结果。（见图1）

对于影响程度大、发生概率高的高风险站点、区段需要重点防护，同时以更高优先级保障应急资源的配置与响应，要求发生突发事件时人员与物资需要在10min内到达应急救援现场。

对于影响程度大、发生概率不高的中风险站点与区段落实应急资源配置，当放生应急突发事故时及时响应，控制事故影响；对于影响程度较低，而发生概率较高的中风险站点區段则应当完善检修保养作业制度，将事故扼杀在萌芽阶段。

对于影响程度较小、发生概率较低的偏远站点区间可以视情况配置应急资源，在应急资源配置、场地、人力资源有限的条件下可以优先装备关键应急资源。

4 城市轨道交通应急系统应急站（设施）选址

对于网络化条件下的应急供应选址有四种基本模型：（1）集合覆盖模型：在满足所有应急供应的需求前提下使得应急供应站点数量最少。（2）最大覆盖模型：在应急供应站点数量一定的情况下，使得被覆盖的范围最大。（3）P-中位模型：在应急供应站点数目有一定限制条件下，使应急供应站点到各个需求点平均时间最短。（4）P-中心模型：在应急供应站点数目有一定限制条件下，是应急物资从最近基地站点到达各个需求点的最大时间最短。

实际应急救援过程一般都是以“应急响应时间”为目标，当发生故障等突发事件后，要求应急人员与抢修物资最快时间到达现场，防止事态扩大。

南京地铁在供电系统专项应急救援预案中，要求应急抢修资源从应急供应站点通过运输工具在15min内到达指定位置。同时，受到场地和人力资源的限制，通常应急供应站点数量有限，因此可以运用集合覆盖模型或最大覆盖模型来建模，确定网络应急供应站点选址。

南京地铁供电应急供应站点的选址首先结合现状资源配置，优先选址车辆基地（停车场）为集中应急供应点，其次考虑大型客运枢纽以及换乘车站。最后，实现网络覆盖。

未来进一步协同其他专业，共享场地与人员资源后，应急救援站点可以进一步扩充，缩短应急响应时间，同时对一些关键车站和区段优先保障与响应，根据风险等级增加应急资源配置。

5 结束语

城市轨道交通网络化运营过程中，应急资源配置对于应急响应、故障处理起着关键作用，通过对应急网络的划分、系统风险评价、应急供应点选址等研究，初步完成了对于南京地铁供电系统应急资源配置研究。初步研究对于完善南京地铁线网应急管理，提高网络运营可靠性有着积极的推动作用。

参考文献：

[1]孙彩红.基于网络化的地铁应急资源配置优化方法研究[D].北京交通大学，2010.

[2]徐之恒.地铁突发事件应急救援资源的配置研究[D].西南交通大学，2012.

[3]牛利鑫.地铁突发事件应急救援物资配置研究[J].工程技术：引文版，2016（10）：00031-00031.

[4]易蕉，高岩.城市轨道交通网络化应急资源配置[J].中国集体经济，2013（13）：31-33.