轨道交通常规突发事件结构化情景体系的构建*

2019-10-09于浩恬刘志钢

物流工程与管理 2019年9期

□ 于浩恬，朱琳，刘志钢

(上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海 201620)

轨道交通常规突发事件会直接干扰正线运营，造成列车晚点。较长时间的延误会导致系统能力损失、沿线客流堆积、服务质量下降，这些因素给地铁日常运营，造成难以估量的安全隐患[1]。因此，建立快速、高效、标准的应急机制，可以弥补事故带来的危害影响，是地铁运营安全生产的重点。

轨道交通常规突发事件是地铁内部系统因素所导致的，事故的主要诱因有：人为因素、设施设备因素和管理因素[2]。案例蕴含各类地铁突发事件发生发展过程及处置过程，都是宝贵的历史经验。但目前轨道交通领域的案例主要通过非结构化的方式进行记录归档，信息管理缺失。非结构化是没有固定模式的数据，多以叙述文字、不同形式的图片、视频等方式存在。同时案例的信息化使用水平不高，案例指导作用不显著。

目前轨道交通案例采用非结构化的自然语言描述入库，冗余信息多，需进行二次加工；且非结构化数据需要的存储空间较大，需要对案例进行有效的组织管理并加以利用。有效整理案例的方法就是结构化。所谓结构化，指将逐渐积累起来的知识加以整理和归纳，使之条理化，以关系数据库表形式存在的数据，“结构化情景”是将事件逐层模块化表达。

突发事件的结构化表达已有所建树：李勇建将案例归纳为事件属性、关键属性、从属属性、环境属性、危害评估属性等结构模块[3]；佘廉提出“维度-属性-特征”的表达框架，将案例表达为情景、事件、应急管理等维度[4]；许有志等提出从多个维度和角度出发，分析历史事件[5]；张承伟等通过建立四元组模型，对事故情景进行细化分析[6]。上述研究能够为事件结构化解析提供参考，但轨道交通常规突发事件涉及较多的地铁系统内部问题和专业性知识，不能套用一般突发公共事件的结构化描述。应以其为基础，来构建专业的轨道交通常规突发事件结构化情景模型。

1 轨道交通常规突发事件情景分析

1.1 轨道交通常规突发事件及类型

在《中华人民共和国突发事件应对法》中对“突发事件”给了明确的定义，突发事件是指突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全事件[7]；据此反推，轨道交通常规突发事件的定义是在轨道交通运营过程中在其所在场所一定区域内经常发生、由于系统内部因素影响运营安全生产、造成财产损失和安全威胁的偶发事件。

不同角度对轨道交通常规突发事件进行分类。根据专业类型，可将其分为人为事件与设施设备事件，即运营作业、车辆、通号、工务、供电类事件；按照影响地铁运营结果可将其分为地铁运营延误事件和运营生产安全事件；根据发展处置过程可将其分为应急事件、晚点事件、救援事件。

1.2 事件情景化

“情景”已经引入至地铁常规突发事件的研究范围中，地铁应急管理也从传统的“预测-应对”提升至“情景-应对”的管理机制[8]。“情景”是可以记录常规突发事件从开始到结束过程中可能发生状况的集合，需要计算概率加以区别和判断[9]。“情景-应对”最先用于我国应急预案的编制技术[10]，思路是以情景表达常规突发事件为初步目标，以未来情景的预测为中间目标，以提出特定情景下的应对方案为最终目标[11]。事件往往有多个子情景组成，用事故发生情景、应急响应情景、应急处置情景、后期恢复情景表达轨道交通常规突发事件。事故发生情景是事件的起始阶段、萌发阶段；应急响应情景是事件的展开与演化过程，决定着如何进行处置与其对应的处置准备阶段；应急处置情景是事件的高潮阶段，描述事件的处置过程。后期恢复情景是事件的衰减阶段，故障区段恢复到正常运营为止的时间段[12]。轨道交通常规突发事件在以上情景中发生、演化、消亡，形成一条由情景构成的事件链。

2 轨道交通常规突发事件情景结构化模型

2.1 轨道交通常规突发事件情景描述

将轨道交通常规突发事件分为“事故发生—应急响应—应急处置—后期恢复”4个标志情景，在此，将每个情景的划分要点作出如下界定。事故发生至应急响应：以指挥小组人为介入干预的第一个动作为2个情景的临界点，且从人为介入开始到响应结束属于应急响应情景；应急响应至应急处置：以指挥小组发布应急处置命令为2个情景之间的临界点，且指挥小组从发布处置命令开始到处置完成属于应急处置情景；应急处置至后期恢复：以涉事区域应急处置结束且开始恢复正常运营为临界点，处置完成到地铁投入正常运营的时间段属于恢复情景。

2.2 知识元理论

知识元是事物无限可分的基础，是管理领域下事物知识的最小单元。历史事件都可以作为一个知识元，且可以继续细化至下一层知识元，直至切分为最小知识元[13]。知识元模型从系统的角度出发，归纳提炼轨道交通常规突发案例的普遍规律，抽象地描述整个客观事物，将系统实现基本单位化。知识可以用知识元表示为：

K={k1,k2,k3,k4,…，kn}

(1)

式中：K为某一具体知识；k为组成知识的知识元；n为知识元序号。

2.3 情景结构化体系构建

2.3.1 情景架构

考察轨道交通常规突发事件，基于知识元理论，把它的下一级定义为子情景，在不同的外界条件下子情景间会发生蔓延、转化、耦合与衍生等模式的演化。子情景由各情景维度展开，再将情景维度解析为情景要素、属性和特征。

Rn={S1,S2,S3,S4}

(2)

式中：R为某一事件；S为各子情景；n为情景序号。

2.3.2 情景维度

基于知识元理论且从公共安全管理的角度出发，子情景通过情景维度进行界定和信息化表示，即：

Sn={C,H,D}

(3)

式中：S表示情景片段、C表示事件维度、H表示承灾体维度、D表示应急管理维度。3种维度通过不同角度阐释情景片段的信息，图1为各情景维度与情景之间的关系：

图1 情景与情景维度关系

事件维度通过时间与空间两方面对事件本身进行信息刻画，包括事件发生的时间、事件级别、造成的影响范围、实体与虚拟伤害；承灾体维度可以往下分层至事故引起客流量的变化、事故存在的自然环境与社会环境等信息、危害表现和危害根本原因；应急管理维度是指减轻危害所做出处理办法和处理所需的物资、相关人员、信息和资源；情景维度间是相互对应的关系，相互影响。

2.3.3 轨道交通情景要素

情景维度的下一层级是情景要素，情景要素是在公共安全系统基础上，对轨道交通情景维度信息面指标的细致描述。

C={t,sp}

(4)

H={nα，ti,ri}

(5)

D={ms,ct,rα}

(6)

式中：t为时间；sp为空间；na为自然；ti为交通；ri为风险；ms为管理主体；ct为应对任务；ra为资源配置。情景要素的下层是属性，属性是对要素信息的进一步表达，以资源配置要素进行举例：

rα={rα1,rα2,rα3}

(7)

式中：ra1为轨道交通系统中的规定与预案；ra2为应急救援物资；ra3为地铁系统中的应急人员。对属性可继续分层至特征，特征是对事件某一属性的刻画，可以继续向下分层至具

图2 基于知识元的情景结构化体系

体特征或特征值，以在案例1的应急处置情景中的处置行动要遵从《电动列车故障救援作业管理规定》举例：

chrn=[R1→S3→D→ra→ra1]

(8)

式中：chr为特征值；“→”为下一层级。图2是该模型详细的体系结构。

2.4 模型的规范化表示

由于原始安全数据都是非结构化的文本记录，缺少情景元素的支持。因此对其进行规范化处理，作到不丢失案例关键信息，专属轨道交通行业的专业语言、后端范式、语义规则，便于形成数据库并实现机器对信息的挖掘。

3 应用实例

3.1 轨道交通常规突发事件非结构描述

下表1为地铁公司通用记录事故的故障日志，能完整记录事件整体过程，但事件记录的内容在表达上欠缺结构性。

表1 地铁故障日志

3.2 情景演化过程分析及结构化表达

作为典型的轨道交通常规突发事故，列车故障救援事件是调用其他列车将迫停于正线的故障列车连挂，通过牵引、推进的方式使其退出正线。本案例流程清晰，一条事件链可表述完成。案例情景演化过程见图3：

图3 列车故障救援事故情景演化

根据演化过程，得到事故发生情景：在本案例中因列车A发生车辆故障，列车司机无法排故，所以调度安排列车B对其进行救援，是事件发生的起因；应急响应情景：在本案例中救援车行驶至故障车处等救援准备；应急处置情景：进行连挂为AB,试拉；后期恢复情景：推进至车站折二辅助线退出运营到恢复正常运营。事件的情景链、情景划分已经确定。表2是针对事件链上的子情景进行逐层结构化分解表。