城市轨道交通应急指挥系统设计

姚剑琴

YAO Jian-qin

（深圳桑达电子设备有限公司，深圳 518031）

0 引言

随着城市的发展和商业化水平的提高,城市人口不断增加，客流量不断增加，交通区域不断扩大，交通线路不断延伸，同时多线运营，城市轨道交通已逐步形成网络化、规模化格局。轨道交通的大规模发展，也带来了诸多的困难和问题，较之原来小规模城市交通而言，目前的城市交通一旦发生事故，救援难度将大大增加，对整个社会的影响也将更加明显，如处理不当，造成的经济和社会影响都十分重大，这一切都对轨道交通业务管理提出了更高更复杂的要求。为了更好地对城市轨道交通进行监督管理、提高遇险救助能力，增强城市轨道交通管理的自觉性、主动性、预见性、科学性，利用高新技术建立高效的城市公共交通应急指挥系统也就成为必然的选择。

1 系统功能分析

轨道交通应急指挥系统作为城市轨道交通的综合协调指挥中心，全面负责协调指挥地铁各线路各场站的控制中心及各运营主体，具有综合监视、运营协调、应急指挥、信息共享等职能，并作为轨道交通行业的信息系统中心，与其他行业信息中心及政府应急指挥中心等有关单位实现信息报送、资源共享、互通联动等功能,具体如下。

1）监督管理功能：采集各条线路的实时运营信息，监督轨道交通各条线路的列车、设备运行状态，一定级别的报警信息管理，实现监测预警功能；监视客流状态，分析客流运行态势，采取一定的客流预测手段对大客流预警；必要时协调各运营主体组织客流疏散。

2）运营上报功能：可查看各条线路的实时运营信息、视频信息，定期报送运营状况、安全管理相关的统计报表。并在政府相关部门组织下接入其他社会单位的预警信息，共享其他交通系统的资源。

3）统计分析功能：对列车运行状态及车站设备状态数据分析，核算各线运营指标，例如列车正点率、故障率等，统计主要设备的运行状态，制作各种报表定期汇报。

4）日常应急预防与准备功能：日常安全管理监督、应急值守、救援资源管理、培训演练。审核各运营主体的应急预案，制定应急配合预案。整理各线安全生产情况、事故发生情况等定期汇总，生成报表。

5）应急处置功能：突发事件的及时接报，应急响应启动，现场信息采集，紧急通知，应急辅助决策与指挥会商；监督各运营主体预案的执行和处理情况，适时协调；与政府应急指挥中心视频会商，由政府相关部门组织与其他交通系统协调配合，与有关专项社会应急单位联动；事后总结评估等功能。

此外，轨道交通应急指挥系统应具备以下性能要求：

1）轨道交通应急指挥系统具有必要的开放性和标准化接口，能够在保证整个系统数据安全的前提下实现各个外部应用系统的各类数据接入。

2）轨道交通应急指挥系统应充分考虑安全措施，保证各类信息的安全，对系统所有操作情况进行监控和记录。

3）轨道交通应急指挥系统应具有通用的运行平台，构成合理、技术先进、功能完善、使用方便、易于维护、系统所采用的技术应符合当今技术发展的方向，保证今后系统的软件硬件能平滑地扩容和升级。

4）轨道交通应急指挥系统应具有数据备份和自动恢复功能，充分考虑系统安全保障。

5）轨道交通应急指挥系统设备应具备良好的操作界面，具有高可靠性，便于使用和维修。

2 系统层次与架构

从结构层面来说，轨道交通应急指挥系统可划分为以下四个层次。

图1 系统层次与架构示意图

第一层，由轨道交通各条线路车站级向线路（区域）控制中心实时传送专业监控系统信息，上报突发事件信息。

第二层，由各线路（区域）控制中心采集、汇总本中心专业监控系统的信息，上传至轨道交通应急指挥中心；将接报现场的突发事件信息通过工作站报送轨道交通应急指挥中心，接受轨道交通应急指挥中心的应急指挥指令，参与指挥会商；承担日常维护本线路（区域）控制中心所辖范围的资源信息。

第三层，轨道交通应急指挥系统采集各线路（区域）控制中心的专业监控系统信息，接受其它外部信息，对各线路、各区域运营状态实时监视，实现运营监管、应急管理、综合协调等多项职能；必要时与各线路（区域）控制中心进行指挥会商、应急联动。对于一定级别以上的突发事件，还应接受政府部门的应急指挥领导，并与其他系统协调资源。

第四层，政府管理部门通过访问轨道交通应急指挥系统查看各线路（区域）控制中心的运营信息、应急事件及处置进展等信息；必要时向轨道交通应急指挥系统提供其他外部信息，协调资源。轨道交通应急指挥系统可将收到的预、报警信息，向各线路（区域）控制中心发布，实现综合预警，必要时能够寻求救助。

3 应用软件平台及硬件平台

图2 应急指挥系统示意图

3.1 应用软件综合信息处理平台

包括专业应用管理软件、综合应急管理软件和基础应用管理软件三大部分。

3.1.1 专业应用管理软件

内含监控信息采集及预警模块、线网运营管理模块。监控信息采集及预警模块主要完成各种接入数据的采集、处理和展示，数据类型包括各线路的实时运营信息，轨道交通主要设备的运行状态信息、报警信息和列车运行信息等等，并将整理后的数据统一存储到数据库服务器中，作为各专业系统基础数据源，供各业务系统访问，部分数据经各业务系统计算、汇总和逻辑处理后，展现在用户工作站界面上或者投影至指挥大厅的大屏幕上；线网运营管理模块主要完成运营协调、运营评估、客流分析、客流预警和统计分析等功能。包括汇总分析各线的运营监控信息、客流数据信息进行对比分析，生成态势、趋势分析报告。为运营调度人员、运营策划人员的日常运营监管提供决策支持，并根据客流数据、历史同期客流变化对比、路径时间等多种因素综合分析路网客流变化，对换乘枢纽、大型客流集散点以及客流集中区出现大客流进行预警。

3.1.2 综合应急管理软件

包括应急值守、资源管理、应急指挥、总结评估、培训演练和地理信息系统等六个模块，应急值守模块负责第一时间接报突发事件、启动应急流程。资源管理模块提供预案管理，构建预案分级分类体系，作为应急处置方案的依据；应急指挥模块根据突发事件的分级分类体系，实现对达到不同响应级别的突发事件的统一处置，实现对接警、应急响应启动、指挥协调、事态控制和善后恢复等流程化处置管理；总结评估模块对处置完毕的事件信息进行统一汇总、整理，辅助完成事后恢复和处置总结等各项任务；培训演练模块负责日常应急管理、安全常识的培训管理，包括应急预案的学习培训、案例回顾、安全知识培训等等；地理信息系统模块则是在三维GIS技术的基础上构建基础图层及应急救援资源图层，对显示的地图图层进行控制，并可自主设置显示图层，具有地图放大、地图缩小、地图移动、地图刷新、地图复位、地图鹰眼、距离量测、面积量测、书签功能。能够进行查询分析、统计分析、线性参考、网络分析，从而实现对资源管理、应急指挥、模拟演练等子系统关于GIS应用的支持。

3.1.3 基础应用管理软件

包括信息发布模块、综合管理模块、网络管理模块。信息发布模块负责发布日常信息、紧急通知、公众信息通告等等；综合管理模块设置所有软件应用系统的统一入口。为系统提供数据管理、报表制作、系统维护、权限分配、设备维护与记录、系统运行监控、系统安全管理等功能；网络管理模块负责对整个网络系统、网络设备、网络安全进行配置、监视和管理，包括监控网络设备及数据流量，合理分配网络资源，进行故障诊断和处理以及网络流量监测，外部与内部的安全防护、病毒防护等。

3.2 硬件支撑平台

包括闭路电视系统、大屏幕显示系统、视频会议系统、应急通信系统、主机及网络系统、通讯传输系统和中央智能集中控制系统等等。

1）闭路电视系统主要实现各专业系统的集中监视，有视频信号获取、转换、传输、存储、图像显示及录制等功能。

2）大屏幕显示系统提供各种需要集中展示的信息，包括视频监控画面、各条线路运营监控信息，以及突发事件时应急指挥信息等，该系统应具有高清晰度、高亮度、多画面、多功能的显示能力，支持多屏图像拼接，画面可整屏显示，也可分屏显示，不受物理拼缝的限制，图像可任意漫游、移动，图像可任意占用窗口、放大、缩小，实现对视频信号、计算机网络、GIS电子地图、GPS卫星定位信号及各种计算机图像信息的综合显示。为领导指挥决策提供直观、形象的交互工具。

3）视频会议系统主要实现多地点、远距离的视频、音频和数据的协同传输，满足应急指挥会商、日常会议、集中培训、远程汇报等需求。同时对会议内容进行实时的广播和录制、便于对重要会议进行回放和传播。

4）应急通信系统包括有线通信系统和无线通信系统，能够承载语音、视频、数据等信息，实现在紧急情况下的应急指挥、调度通信功能，能同时对多路电话线路或音频线路进行实时语音记录及语音播放。

5）主机及网络系统为整个应急指挥系统提供系统运行平台及网络承载平台，需要能够安全可靠地应对突发性强，数据量大的应用环境，核心网络必须保证足够的带宽，并配备防火墙以保证网络安全。主机采用双机热备份，使之具有很强的容错性。配备磁盘阵列和磁带库，满足数据、视频和语音等多种类型海量数据高速存储的需要。

6）通信传输系统是一个基于光纤的宽带综合业务数字网络，为整个应急指挥系统提供多种音频、视频、数据传输通道，构成传输语言、文字、数据、图像等各种信息的综合业务传输网，主要采用OTN（开放式传输系统）、SDH（同步光传输数字网）、ATM（异步传输模式）、MSTP（多业务传送平台）等技术实现。

7）智能集中控制系统来集中控制会议场所、指挥大厅内所有设备，包括各种子系统及各种设备电源的开关、现场灯光的调节、各种多媒体设备的操作等等，操作人员只需在一个彩色触摸屏上即可实现对所有系统设备的控制操作。

4 结束语

本文对城市轨道交通应急指挥系统的解决方案进行了初步探讨，该系统整合轨道交通中现有数据和资源，利用现代通讯技术、网络技术、数据库技术和三维GIS技术，构建了集监控、通信、指挥和调度于一体，高度智能化的轨道交通应急指挥平台；实现了轨道交通综合监视、运营协调、应急指挥和信息共享等业务需求。在建设和谐社会的背景下，轨道交通安全管理应完成从被动应付型向主动保障型、从传统经验型向现代高科技型的战略转变，城市轨道交通应急指挥系统的建设和完善，对加强轨道交通突发事件的管理，提高安全防范和管理预控能力，全面提升城市轨道交通应急管理水平，具有重要的作用和意义。