城市轨道交通智慧车站综合运管平台场景联动设计

2022-12-27陈晓辉

现代城市轨道交通 2022年12期

陈晓辉

（同方股份有限公司，北京 100083）

1 智慧车站 SOM 场景联动设计目标

传统车站各专业监控系统和人机界面较多，系统各自独立、关联度较低，在对车站进行日常管理时，工作人员往往需要通过人工操作的方式使多系统协同工作，导致运营人员日常管理工作繁重且应急处理效率受外界不可控因素影响较大。随着城市轨道交通车站运营安全要求的提高，各系统逐步从人工化、机械化向集成化、智能化发展。智慧车站综合运管平台（SOM）[1]在原综合监控系统（ISCS）基础上对车站业务数据进行有效组织，增加或优化原有系统之间的接口功能，以简化车站管理操作流程、提高人机协同效率、降低工作强度、提升车站运营人员日常组织能力和突发事件应急处置能力为目标进行车站场景联动设计，实现在统一的管理平台下，监控车站各系统的日常管理数据，实现整个车站层面的智能化和智慧化管理。

2 SOM 界面设计

根据用户界面（UI）设计规范[2]要求和可操作性强、功能模块布局合理、图形界面清晰明了的设计原则，SOM场景联动界面风格统一，各项技术指标遵循相应的逻辑关系在展示区域内合理规划，使其符合运营人员常规观看及使用习惯，同时支持曲线、棒图、饼图等数据可视分析组件。SOM场景联动界面如图1所示，分为预案展示、视频监视、联动选择、执行记录和三维可视5个模块。

图1 SOM场景联动界面

（1）预案展示。将不同的场景预案分解分步骤展示，运营人员可根据预案提示逐步操作并确认处置结果，也可选择跳过不执行此步骤，系统自动记录执行情况。

（2）视频监测。不同场景下，通过多屏显示，直观展示现场实时动态。

（3）联动选择。不同场景下，按照实际需求选择联动系统下的相关设备并显示联动结果。

（4）执行记录。展示不同联动场景下具体设备的执行情况。

（5）三维可视。在立体图形（3D）上展示重要设备的位置及状态信息。

3 SOM 场景联动功能设计

通过对地铁车站业务的分析提炼，按照功能需求分为日常应用场景和应急联动场景两大类。

3.1 日常应用场景

日常应用场景以满足运营人员对车站日常运营管理需求、简化操作流程、提升管理效率、降低劳动强度为目标进行设计[3]。通过信息化、自动化及可视化的手段，达到各系统间的自动或半自动联动。根据执行时间和实际功能将日常应用场景划分为一键自检、早间启运、晚间停运三大模块。

一键自检主要是对行车相关的机电设备提前预检，对潜在的故障提前预警，保证行车安全。参与一键自检的场景有广播（PA）、视频监控（CCTV）、站台门（PSD）、自动售检票（AFC）、乘客信息服务（PIS）等专业。

早间启运及晚间停运场景通过一键启动，实现电扶梯设备、低压照明、CCTV、PIS、出入口防盗卷帘等各专业相关设备依序开启/关闭。系统实时展示现场视频画面，并全程广播温馨提醒。

3.2 应急联动场景

紧急情况具有突发、不可预知的特点，因此对运营人员的业务能力和心理素质要求较高。当发生紧急事件时，若运营人员根据经验按照传统方法（如现场查阅预案规程、手动调看回放视频图像等）进行应急处置往往耗时长、效率低，易错过最佳处置期，使事态发展不可控甚至持续恶化。应急联动场景通过可视化手段、视频智能分析技术，结合不同场景需求自动或半自动联动相关专业和设备，通过预案可视化的方式指导运营人员有序处理突发事件，并提供决策支持功能，防止处置过程及措施不当，避免或减少损失，使事态影响最小化、结果最优化。应急联动场景[4]分为三大模块：高峰客流、灾害联动、故障联动。

3.2.1 高峰客流

高峰客流场景根据数据来源和触发条件分为：突发大客流、预测高峰客流[5]。

（1）突发大客流是指因外部不确定因素影响导致车站客流激增。SOM以CCTV客流密度分析和AFC客流监测为基础搭建车站客流实时监测系统。当车站客流超过预警阀值后，系统自动触发突发大客流场景，运营人员根据客流数据、客流热力图及实际情况综合判断是否执行联动操作。当选定执行后，系统联动PA、PIS提醒乘客安全有序乘车，同时车控室运营管理人员通过无线单兵系统远程指导现场运营人员做好乘客疏导，减少人群聚集，防止拥挤、踩踏、滞留等事件的发生，从而降低运营风险，保证乘客安全。

（2）预测高峰客流。SOM根据车站历史客流数据和线网中心[6]预测客流形成数据模型对每日高峰客流进行研判和推送。当预测数据超出客流限值时，提前推送并提醒运营人员进行布控，有序引导乘客进出站，确保运营安全。

3.2.2 灾害联动

车站作为人员密集、设备繁多的公共场合，发生任何灾害都会直接危及乘客人身安全和设备设施安全。因此，对灾害的提前预警和防范成为城市轨道交通运营的迫切需求。针对灾害类型，灾害联动功能设计智慧消防[7]、水害预警、治安监测[8]场景。

（1）智慧消防。消防设备的安全可靠运行，关乎乘客和运营人员的生命安全和设备设施财产安全。智慧消防以预防火灾、监测消防设施正常可靠运行为核心搭建消防监测子模块，以火灾发生后辅助运营人员有效处置、疏散乘客为目标开发消防联动子模块。消防监测模块包含消防报警事件、视频监控、设备状态监视、三维可视功能，消防监测界面如图2所示。消防联动模块包含预案展示、视频监控、系统联动、三维可视功能，消防联动界面如图3所示。

图2 消防监测界面

图3 消防联动界面

（2）水害预警。城市轨道交通车站存在雨水倒灌、结构渗水等风险，而传统车站无法实现主动探测、提前预警，只能通过人工巡视等被动方式进行防范。水灾联动场景以既有给排水设备为基础，增设雨量、漏水、区间水患等前端感知设备，实现信息采集、数据分析、提前预警等功能，为车站防洪排涝争取更多时间。

（3）治安监测。城市轨道交通车站作为公共交通的重要场合，具有人员密集、流动性大等特点，为防范人员过多聚集发生踩踏或打架斗殴等群体性治安事件，SOM开发治安监测场景。运营人员可根据治安监测场景视频分析结果，结合实际情况，自主选择是否执行应急联动场景功能。

3.2.3 故障联动

各专业设备的稳定运行是车站正常运营的前提。重要设施设备发生故障后，故障联动场景能够指导运营人员准确定位故障设备，迅速排查故障原因，及时恢复设备功能，保证车站的正常运营。根据设备的重要程度和发生故障后的影响范围，系统可自动或手动触发相关场景。自动触发场景联动的有车站停电、站台门故障、直梯困人等。结合外部环境，手动选择触发场景联动的包含进出站闸机大面积故障、行车中断故障等。

4 SOM 系统构成

根据智慧车站SOM场景联动功能设计，其系统构成及相关设备和接口如图4所示。

图4 系统构成及相关设备和接口

（1）硬件架构。硬件分为三级架构：①就地监控级，包含传感器、表计、单兵设备等前端感知设备；② 系统管理级，包含服务器、工作站、通信接口设备等后端集成分析设备及网络安全设备；③应用决策级，包含 ISCS-SOM工作站、电子触摸屏等设备。

（2）网络组成。SOM系统网络基于标准车站ISCS系统网络进行扩充，新接入无线单兵系统、智能视频分析、安防报警系统、线网指挥中心系统[9]等网络。SOM系统网络由现场层和局域层组成。现场层一般采用工业控制以太网络（智能低压、电扶梯等）、现场总线（环境传感器、压力传感设备等）和无线网络（手持单兵设备）形式，局域层采用工业以太网交换机，根据实际需求配置千兆以太网接口和百兆以太网接口，局域层包括ISCS、PA、PIS、AFC 、PSD、CCTV、无线通信和线网指挥中心等系统网络。

（3）系统接口。智慧车站SOM场景联动功能以既有各专业物理接口为基础，在车站ISCS系统基础上新增智慧安检、无线单兵、CCTV等系统接口，将客流信息、一体式环境信息、电扶梯信息等纳入监控范围，实现城市轨道交通线网中心大数据和统计分析数据共享。将数据进行智慧化分析，构建运营、维护和车站服务的立体化模型，最后在综合看板场景联动界面展示出关键有效的信息，帮助车站安全、有序、合理、高效地运转。