城市轨道交通质量安全综合管控系统设计

肖志均 陈超录 陈盼

摘要：针对城市轨道交通工程建设、运营质量风险及安全因素复杂，传统风险管理手段难以满足城轨工程全覆盖需求等问题，利用信息化手段提高工程建设及运营的安全管理水平，设计了城市轨道交通质量安全综合管控系统。该系统将人员、材料、机电设备和环境等全要素质量安全状态纳入风险控制体系，实现统筹全局、及时反馈的应急处置与指挥调度等功能，达到精准协同控制管理目标。

关键词：城轨建设;城轨运营;质量安全;综合管控

1 背景

国内城市轨道交通正处于建设的高峰期，运营总里程每年不断创出新高。一方面，城轨工程具有建设规模大、施工周期长、施工技术复杂等特点，是一项庞大复杂的高风险系统工程。据统计，城轨工程每年均有不同程度的建设人员伤亡，一般以上事故时有发生。另一方面，城轨运营复杂度及客流量增大，而“安全第一”是乘客的基本需求和首要标准，也是轨道交通运营管理的主题。

为提高当前城轨建设及运营的安全管理水平，减少安全事故的发生，国务院及建设行政主管部门针对城轨安全管理开展大量的研究并颁布了一系列的文件，要求建设单位及运营单位落实安全生产责任制、落实双重预防机制，建立城轨安全管理系统，提高安全管理水平。

2 管理体系梳理

城轨质量安全综合管控系统设计前充分调研国内外地铁公司当前安全管理制度。根据人、材、机、环等全要素安全状态管控模式，对安全管理体系进行系统梳理，主要包括建设、运营及资源开发三方面。

1）建设安全管理体系，包括安全生产组织机构及职责划分、双重预防机制安全管理及考核流程、风险管理制度、隐患排查治理制度、应急管理制度。

2）运营安全管理体系，由运营保障体系及应急体系组成，运营保障体系包括运营中安全管理体系和对乘客的安全管理两部分;运营应急体系包括内部应急管理和外部应急管理。

3）资源开发安全管理体系，包括安全生产组织机构及职责划分、安全管理及考核流程、风险管理制度、隐患排查治理管理制度、应急管理制度等。

3 系统架构设计

综合管控系统采用面向服务（SOA）的分布式架构设计方法，利用前后端分离开发的技术手段实现，且便于新增模块扩展。如下图所示，系统架构主要分为四层，分别是数据存储层、业务逻辑层、应用层以及集中展示层。相关业务可直接通过接入互联网的设备进行登录查看与处理。

该系统架构具有以下优点：

1）模块化：按业务拆分，采用接口通信，降低耦合与复杂度，可分团队分阶段开发上线。

2）扩展性强：新增业务独立开发测试后加入注册中心，接入展示层即可。

3）高可用：不同业务分开部署，并且可根据需要进行集群部署，避免单点故障。

4）高并发：对于高并发业务可分多台服务器集群部署避免单机瓶颈，如盾构数据采集。

根据地铁公司安全管控需要，可分別接入建设、运营、资源开发等视频监控信息。考虑到运营安全，运营视频与其他业务板块的网络实现物理隔离，通过控制台与大屏进行监视。

总体架构图

4 系统模块设计

综合管控系统模块包括门户、通用与专用三大板块。其中，门户板块主要指系统综合管控通用门户以及建设模块、运营模块、资源开发模块的质量安全监控门户;通用板块包括但不限于风险管理、隐患排查、视频监视、履约考评、应急管理、保护管理、动车调试、智能运维、安全教育等模块;专用板块主要指盾构监控、形象进度管理、运营视频监控与大型设备管理等模块。

4.1 门户板块

通用门户是安全管控信息化系统的统一入口，展示地铁公司发展新闻、安全文化、工作进展等，并根据用户个人角色展示待办事项，以及与角色相关的安全管理统计信息等。通过通用门户，可根据个人分工不同分别进入到建设质量安全管控系统、运营质量安全管控系统、资源开发质量安全管控系统以及个人工作台等专业门户。

所有用户采用统一界面登录，根据不同的权限进入自己所属板块的可视化界面，可视化系统分为总界面、关注界面。总界面为系统根据所属板块不同的默认的数据图表，关注界面为用户设定的常见的关注类型，比如需要了解当前建设、运营、资源的风险管控情况，可设置关键词“风险”，即可展示有关风险的所有可视化数据。

4.2 通用与专用板块

通用与专用模块区别于建设、运营及资源开发中体现的差异性，如专用模块的盾构监控模块、形象进度管理模块属于建设专用，运营视频监控模块属于运营专用，大型设备管理模块属于资源开发专用。针对模块属性特征，设计了以下各类数据库及适配模型。

1）风险辨识与管理数据库

构建建设及运营全线网内的风险源辨识数据库，针对各类风险开展分级管控及动态管控，注重风险的过程管理。

2）隐患排查数据库

构建建设及运营全线网内的隐患类型及等级数据库，针对各类隐患开展隐患排查及治理，实现隐患排查标准化管理。

3）应急事故案例数据库

收集分析国内外建设工程相关事故案例，分析事故发生原因，重点分析事故发生后前期处置措施的合理性与及时性，形成关键字检索的应急事故案例数据库。

4）应急辅助决策系统模型

根据应急事故案例库及各类应急预案、应急处置方案，利用神经网络技术对各类条件事故案例的处置措施进行深度学习，构建应急辅助决策系统模型;实现在事故发生初期，利用系统对现场事故关键条件的匹配，辅助提出应急抢险物资类型、应急抢险方法、可能利用的社会应急资源等信息，降低事故损失。

5）非安全行为AI智能识别模型

利用神经网络等技术对现场不安全行为图像进行海量数据学习，构建现场不安全行为的AI智能识别模型，实现多种不安全行为的视频监控自动预警。

5 结语

通过对城市轨道交通质量安全管理制度的全方位梳理，设计了面向服务的分布式综合管控系统架构及各类模块，为利用信息化手段提高城轨建设、运营及资源开发的质量安全管控水平提供了系统解决方案。

参考文献

[1]钱七虎，戎晓力.中国地下工程安全风险管理的现状、问题及相关建议[J].岩石力学与工程学报.2008.27（4）：649-655.

[2]黄彭.成都地铁安全管理现状分析及对策[J].山西建筑.2017，11：248-249.

作者简介

肖志均，男，1988年—，主要从事城轨机电系统设计及项目管理工作。