城市轨道交通防汛智能化场景方案研究

林维河

（广州地铁设计研究院股份有限公司，广东广州 510010）

1 研究背景

安全是城市轨道交通的核心特征之一。2021年7月20日，郑州地铁因特大暴雨导致全网停运、列车迫停隧道，在轨道交通行业引起广泛的关注。相关部门下发防汛工作的相关文件，即《关于切实加强城市安全工作的通知》《关于加强城市重要基础设施安全防护工作的紧急通知》《关于切实做好城市轨道交通防汛工作的紧急通知》，有力保障城市轨道交通防汛工作。随着云计算、大数据、人工智能、物联网、智能传感等技术的发展，如何利用有效的技术手段推进城市轨道交通应急管理现代化、智能化需要进一步研究。

2 总体目标

利用多维感知的运营环境监测技术、人工智能技术等，即时感知、实时预警，并自适应联动控制列车、车站设备，减少运营安全事故的发生，确保城市轨道交通安全运行。创新应急管理模式，强化实战导向、事前风险防控、“智慧应急”牵引、对外协同联动，促进信息技术与应急管理业务深度融合，推动应急管理高质量发展。

3 城市轨道交通一体化应急指挥服务总体架构

城市轨道交通一体化应急指挥服务架构如图1所示。

图1 城市轨道交通一体化应急指挥服务总体架构

城市轨道交通一体化应急指挥服务总体架构由前端全面感知、平台赋能和应急指挥应用组成，共同构建一个涵盖事前预警、事中处置与事后评估的一体化应急指挥服务体系。

前端感知层：实现人员、设备设施和环境情况的全方位动态感知，为大数据分析和应急指挥应用功能提供数据支持[1]。

平台层：融合云计算、大数据、人工智能、物联网等先进技术，实现信息集中存储、统一管理，通过接口调用等方式，提供模型算法、知识图谱、中台组件等基础服务，充分挖掘数据价值，为风险防范、预警预报、指挥调度、应急处置等提供智能化、专业化、精细化手段，达到信息全局化、研判智能化、处置精准化、决策科学化的目标。

应用层：结合防汛工作，构建应急场景化业务应用，提升地铁车站内的涝灾害应急能力，确保乘客安全和列车运行安全。

4 防汛智能化场景方案设计

防汛智能化场景围绕事前预警、事中处置与事后评估重点场景进行设计。事前场景包括运营防汛监测及预警、应急资源管理、防汛预案电子化、应急演练管理等；事中场景包括应急指挥及处置（应急信息展示）、乘客疏散指引（联动PIS、AFC、PA等）、现场应急处置、对外协同等；事后场景包括事件评估、预案评估提升等。

4.1 运营防汛监测及预警

针对城市轨道交通的地势低洼车站、区间风亭、出入段线、正线洞口、在建线路与既有线路的接口、既有线路车站预留口以及车站地下商业连接口、地下停车场、市政过街通道等防洪关键部位，建立“一患一档”，加强防汛检测及预警。基于城市轨道交通原有的弱电系统，结合关键部位一、二级防洪警戒线或关站线设置液位报警装置，或通过视频水尺法判断液位情况，可利用视频监控设置巡视关键点进行辅助，提升现场防汛效率。

对外部系统的预测预警功能通过与各外部单位的接口或网络实现，用于获取上级相关系统、气象、水务、应急等相关防汛信息，如各个区域的降雨信息、各区防洪风险评估的全面资料及科学模型等，便于及早研判态势，启动预案。

4.2 基于GIS的应急资源管理

应急资源管理主要是对应急辅助决策过程中的信息支撑以及对数字化处置过程中基本信息元素的定义和管理，实现处置信息全面掌握，动态建立基础资源信息，实现信息资源的扩展。应急资源管理包括应急通信录管理、应急专家信息管理、应急物资储备信息管理、应急设备信息管理等，提供应急数字化处置相关调用接口功能，实现应急资源的关联查询，并提供数据交换接口功能，实现与外部其他应急相关系统的数据交换[2]。

应急物资和设施设备的数量、位置、状态等实时信息进行管理，具有在地理信息系统地图中查询和显示功能。根据突发事件类型关联应急物资和设施设备功能，按照距离自动筛选并在地理信息系统地图中突出显示。根据应急物资和设施设备的名称查询数量、位置、状态以及相关值守人员名称和联系方式等信息，根据实际需要向相关值守人员发送调用信息，实现一键调用功能。

4.3 防汛预案电子化

防汛预案电子化如图2所示。

图2 防汛预案电子化

实现对防汛应急预案的数字化和结构化管理，应急处置阶段划分我处置内容、时间限制、注意事项、约束判定等。

4.4 应急演练管理

应急演练管理功能包括制定、修改、取消演练计划，对演练过程及记录数据进行管理，根据应急事件类型及层次，产生演习总体方案，制定演习配合方案。

4.5 应急指挥及处置

应急指挥及处置流程如图3所示。

图3 应急指挥及处置流程

应急指挥及处置包括防汛基本信息、处置要点列表、预案列表、历史事件列表、处置要点、执行操作及日志、决策支持等。防汛突发事件类型自动匹配应急预案，在地理信息系统地图上显示处置突发事件需要的相关应急物资和设施设备、应急救援人员、专家等信息，包括位置、数量、距离、预计到达时间和联系方式等，自动完成突发事件现场周边视频监视画面的切换，有力支撑统一指挥、协同研判。向相关人员推送可编辑、预制的文字和语音信息，可发送到手机和企业相关平台的个人移动端[3]。

4.6 乘客疏散指引

综合信息发布应用集成PIDS、电子导引屏、广播等信息交互类设备系统，实现车站信息、App等多端投放紧急疏散指引、工作人员位置及联系方式，引导乘客疏散。

4.7 对外协同

轨道交通智能运行平台设置与气象、水务、三防、应急等部门等外部单位监控系统的接口，实现双方资源共享和信息互通。通过该接口轨道交通智能运行平台获取气象及灾害信息的社会资源及预报告警，包括各个区域的降雨信息、各区防洪风险评估的全面资料及科学模型、周边排水能力、周边5 km河涌等信息，及早研判态势，启动预案，实现相应的应急处置等功能。

4.8 事件评估及预案提升

内涝灾害事件应急能力可从环境、人员、物资装备、管理等因素进行评估。

环境因素包括降雨强度等级力、地铁防洪关键部位属性、地铁口部排水系统排水能力、周边道路排水能力等。

人员因素包括应急救援队伍投入及水平、人员现场应急处置能力、公众防灾意识等。

物资装备因素包括雨水监测、预警设备保障、防洪物资储备、通信设备保障、排雨设备能力等。

管理因素包括整体组织指挥程序、各部门应急协调能力、应急培训次数、应急预案完善程度、应急演练频率等。

综合上述内涝灾害应急能力因素进行评估，列出存在的问题，提升应急能力和优化应急预案。

5 结语

各城市存在较大的地域差异，城市轨道交通防汛作为城市安全工作的重要环节，应当紧密联系当地气象、水务、三防、应急等关联部门，根据本地运营实际情况及以往应急处置经过，总结并细化完善应急处置预案，信息化推进应急管理现代化，全面提升轨道交通安全运行能力，保障人们的生命财产安全。