基于结构化预案的地铁预警应急联动系统研究

朱昊天

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）

近年来，随着交通运输行业的不断向前发展，我国地铁正处于超常规的快速发展阶段，具有规划里程多、在建里程长、新线投运速度快、运营线路增长、速度快等特点。据数据统计，截至2019年末，我国内地已有40个城市累计共开通了城轨交通运营线路6 730.27 km，过快的发展速度给运营和安全带来了较大的压力，事故应急救援已成为当下研究的热点。一方面，地铁运营普遍按照综合预案、专项预案和现场操作预案分部门、分专业进行编制，预案内容针对具体灾害类型的细分程度低，现场风险危害及作用常超出人工预案的情况，对人员的应急经验及素质依赖性强；另一方面，受限于预案编制方法和自身生产责任，难以要求现场操作人员熟读预案，更多变成了指导性文本和参考文献。

因此，建立基于结构化预案的地铁预警应急联动系统变得较为重要，预案结构化的目的是将原本烦琐的文本预案数字化、程序化。

1 地铁预警应急联动系统

1.1 应急联动系统概述

首先，数字化预案是根据突发应急事件的处理流程，根据当前应急事件发展的现状，充分利用现代互联网计算机技术，帮助管理者制定更合理、全面高效的行动预案，最终使制定的预案更科学高效、规范。

其次，构建地下基础设施应急调度指挥系统的目标是针对地下综合体、地铁和地下综合管廊，在灾害事件发生时能够快速告警并能够科学决策、可视化调度，避免或降低突发事件的风险。因此，结合本课题研究目标，该应急调度指挥系统需要具备多维应急数据的集成融合功能，接入物联数据和第三方系统，实现灾害事件空间数据可视化；需要具备可对地下综合体、地铁基础设施和地下综合管廊的灾害历史案例、应急预案、安全规范、专家经验等应急知识进行结构化应用能力，将预案以组织架构、行动指南、应急任务等模块进行结构化拆分，并在应急指挥中提供支持。

最后，突发事件应急预案是对突发事件预先指定的处理方案，可为突发事件提供预定的方案，是处理突发事件时参考的基本准则。应急预案为处理突发事件提供了操作指南，为突发事件发生的各个时期均提供了操作依据。

1.2 系统的需求分析

结合多源三维数字模型、多源监测信息、音视频监控信息，构建设施设备关键信息、评估应急可视化预警联动、指挥调度系统为核心的智慧化预警联动方案，可用于填补地下基础设施应急调度指挥的短板。通过融合集成多维应急指挥数据，采用人工与智能相结合的方式，结合数字预案的智能化应用，实现事故指挥高效联动、信息互联互通。

2 应急调度指挥系统的主要模块

为实现地下基础设施应急调度指挥系统的功能，设计了三个主要功能模块，分别为多维应急数据的集成融合模块、智能化应急预案管理模块、智慧可视化调度指挥模块。系统的整体功能构架如图1所示。

图1 应急调度指挥系统功能构架图

2.1 多维应急数据的集成融合模块

为满足综合调度需求，子课题3构建的应急调度指挥平台，通过子课题5接入实时监测、异常报警、灾害研判等数据，集成既有的地铁通信、环境与设备监控、广播等第三方系统，调度指挥时调用已集成涉及的人员、物资、地下设备等信息的地下设施设备的BIM三维模型，通过多种终端、人员物资报备系统、设备控制定位系统等集成相关信息。

通过平台实现灾害事件空间数据可视化、应急基础数据的可视化表现，应急时结合报警的信息反馈，直观反映事件周边环境、危险源以及救援队伍的分布，与实时监测数据引起的预警信息相融合，便于工作人员在应急中掌握事发态势，优化资源配置，制定指挥方案。

数据接口关系如图2所示。

图2 数据接口关系图

2.2 智慧可视化调度指挥模块

指挥调度模块包括响应事件基础信息查询、事件处置信息流、智能预案推荐、应急行动指南、辅助决策分析、协同会商、方案部署推演等功能。

（1）事件接报与应急启动。

建立信息汇总、信息审核、发布界面，通过与突发事件预警信息、应急通信网络等对接，实现预警灾情信息的多渠道、多策略一键式发布。主要包括信息接报管理、信息发布管理、发布渠道对接管理等功能。

该模块与全息感知智能诊断决策系统平台对接，自动接收物联网告警数据，根据数据自动填写事件信息，并自动向各级指挥中心进行事件报送，申请启动告警。在得到指挥中心审核同意后，启动预案，进入应急救援指挥状态。

（2）辅助分析。

调取课题四子课题5平台输出的辅助分析结果，在三维场景中进行可视化展现，实现灾害事件空间数据可视化、应急基础数据的可视化表现。

（3）事件处置。

根据系统初步研判结果，对录入系统的应急资源进行查询与调度，实现结构化预案的任务下发。如获取到救援队伍、救援物资、风险隐患、庇护场所、重点防护目标等信息，到事发地点的路径进行分析，对相关资源点的人员进行任务布置，同时在地图上展示分析结果。

通过课题六子课题2的信息集成展示平台，直观获取地下基础设施设备运行情况、资源储备、人员待命状态等信息，应急行动指南以阶段-任务形式可视化展现，辅助指挥人员掌握指挥全局，并推送个性化应急视图到各层级应急处置人员，使其能及时了解相关情况。

（4）任务跟踪及反馈。

在平台上通过文本预案的数字化处置流程，可实现根据现场实际执行情况不断变化后的反馈，重新对系统中各项预案、案例库进行对比分析，重新匹配筛选合适的预案、案例、知识。在此基础上形成决策建议，对已生成的辅助决策方案进行动态调整，确保应急指挥人员指挥调度工作的时效性。

（5）领导决策，统一指挥。

通过各类分析与调度后，指挥层人员可在三维场景中，以应急力量模型拖拽形式实现可视化应急方案部署。可在应急力量模型上配置人员数量、挂载应急任务，对其进行说明，生成的处置方案可一键下发至各应急处置端。

基于系统对接的融合通信系统，实现应急指挥过程中各类有线通信、无线通信系统（包括短波系统、卫星系统、模拟集群/常规对讲、数字集群对讲等）的融合组网，构建纵向跨层级、横向跨部门的联动模式、实现“上下贯通、左右衔接、互联互通、信息共享、互为支撑”的应急指挥体系。实现在紧急情况下全方位信息调取，通过对视频、语音、数据、图形等信息进行综合掌握。将事发地的数据信息通过多种方式统一呈现并验证，为领导指挥调度提供强有力的决策依据，实现统一的应急通信指挥调度，为突发事件处置提供及时高效、准确的通信保障。

（6）总结评估。

包含评估工具、事件管理、评估管理三方面功能。评估工具包括评估方案和评估表的录入及准备；事件管理指对响应结束的事件信息流进行补充完善，为总结评估完善相关信息；评估管理对响应结束的事件进行总体评估，生成评估报告。

3 结语

集成的监测数据、风险分析结果、智能诊断结果与时空地图进行融合，将各种感知数据融合，对事故场景进行真实还原，基于智能预案管理系统综合研判生成的应急预案，指挥人员可利用该系统开展应急救援工作，提高应急管理中人力、物力、通信等应急资源的有效利用，有利于统筹协调应急部门与人员之间的岗位职责，强化应急事件的应急意识与处置能力。