城市轨道交通运营安全预警及应急保障技术研究进展

应急系统是一个广义的范畴，包含突发事件监控预警、应急救援组织方案、资源管理、应急预案，及信息融合、共享等多个方面的硬件、软件的综合体系。关于应急指挥方面的研究成果，侧重点并不完全一致，主要分为3类，分别是应急交通组织方案研究，应急预案体系研究以及应急指挥决策辅助工具、信息融合与实时管理研究。

1.应急系统内的救援组织方案

主要包括救援设施布局规划、应急车辆调度及网络运营条件下的应急方案等内容。谢红薇（2005）提出将模拟退火算法和遗传算法相结合的进化算法，用于应急决策系统的最优路径求解中，能加速进化速度和全局寻优能力，提高应急决策效率。应急车辆调度方面，赵韩涛等（2013）利用整数规划建立应急车辆优化调度模型，进一步改善高速公路突发事件的响应效率，为指挥人员制订更加合理的调度方案。

崔艳萍、唐祯敏等（2005）对城市轨道交通的安全管理体系进行了系统的研究，提出建立轨道交通现代企业安全管理体系，其以信息系统为基础，包含“保证系统”“控制系统”和“信息系统”在内，旨在对安全生产进行事前、事中、事后控制的安全管理体系；通过建立集行车指挥、设备和能源调度、安全监控于一体的城市轨道交通综合调度指挥中心，进而建设城市轨道交通行车安全保障信息系统；提出将多智能体（multi-agent）技术应用到地铁事故应急处理中，建立智能化的地铁事故应急处置辅助决策系统等。

2.应急预案体系

王文俊等（2006）采用基于知识的规划和基于过程模板的规划建立应急预案本体，定义了应急预案XML Schema，解决了应急预案的高效存储和读取问题。何文凯等（2006）从风险评估、应急预案制订、应急组织建设、模拟演练及公众危机教育等具体方面来研究城市轨道交通的安全管理，从危机管理的角度出发，着重事前管理。赵国敏、刘茂等（2006）采用博弈论方式对地铁车站恐怖袭击的风险进行了定量研究，研究成果可以为车站防御资源优化配置、反恐预案的编制提供参考。方从明等（2006）整理介绍了我国香港地铁对车站起火、爆炸恐吓、电压故障等突发事件的处理程序和应急预案，具有借鉴价值。

预案评选模型与算法方面，孙颖等（2005）针对突发事件应急预案多目标的特点，改进多属性群决策方法，集结多位专家意见对现有方案进行评估，计算过程中利用熵值法对属性客观赋权；然后两次采用理想点法整合每位专家的意见信息，求解多个应急预案的群体排序。

申晓留等（2005）针对应急决策的特点，通过分析决策者在紧急状态下做出决策的逻辑推理过程，结合计算机技术和人工智能推理原理，提出了基于预案的应急决策方法，给出该决策方法的具体决策步骤，该研究使应急决策向程序化和科学化迈进了一步，为应急管理人员做出科学决策提供了一定帮助。张建华等将基于案例推理（CBR）与基于规则推理（RBR）的两种人工智能技术相结合，设计了紧急预案信息系统。韩新等（2004）建立了数字化救援预案的编制模式和方法，从预案编制对象、救援资源、救援行动多个方面探讨了救援预案的编制。李红臣等（2006）对应急预案的形式化描述方法做了深入研究，从而更好地利用信息技术支持应急管理，将应急预案与应急信息系统有机地关联起来。彭冬芝等（2004）从法规、标准体系角度对城市重大事故应急救援预案的必要性、原则、依据、级别和内容进行探讨，指出了应急救援指挥系统、信息系统和安全文化的对应关系。王慧艳（2005）针对高速公路突发事件制订突发事件应急预案，以保证各级领导及时准确地对突发事件做出相应决定。(www.xing528.com)

3.信息融合与智能化辅助工具及应急系统研究

随着信息技术、通信技术、计算机技术在工业领域得到广泛应用，采用智能化的辅助工具解决应急管理中的问题，改进处置效率发挥巨大作用，国内在先进技术的应用方面也做出了探索。王隆昌通过分析轨道交通事故数据和安全因素，提出了地铁事故识别模型，通过应用该模型找出了现有地铁应急系统的不足之处。随着GIS技术的迅速发展，国内这方面的研究成果正在从研究向实际使用过渡。如陈秀万等以GIS技术、卫星导航定位技术、GSM无线通信为支撑，对城市内多部门、多行业以及多层次的现存系统数据资源整合进行了研究，并提出建立城市空间信息基础设施平台的设想，实现对城市紧急事件的实时响应和调度指挥。王耕以GIS为载体，对城市环境重大事故应急救援系统进行了设计，提出了风险信息查询、事故预测模拟及系统维护等3个系统功能模块，该系统可实现区域重大环境风险事故应急对策制订以及灾后指挥救援全过程的辅助决策，并实现对区域重大风险事故的预警，最大限度减轻事故造成的危害。张崝等基于模式的应用理论，研究其在应急通信系统中的应用，并通过实际检验发现方法中的不足并不断改进，使其更加完善以发挥其应用价值。

在学习培训仿真应用方面，中国海洋大学的解翠等（2006）将Web仿真技术应用到船舶操作训练中，开发了基于Web的船舶操纵训练系统；史先焘（2005）提出将虚拟仿真技术应用到煤矿安全培训中，建立数字化煤矿；张会华、储菊香（2006）提出用仿真技术建立林火扑救虚拟演练系统等，他们通过OpenGL、VRML、MultiGen-Creator\Vega等工具开发建立相应的视景仿真培训系统，取得了很好效果。目前，国内还没有专门针对地铁应急预案培训方面的仿真系统，员工对预案的学习仅限于文本方式。蒋光胜（2006）归纳了基于突发事件应急交通疏散避难所和道路选择原则，以北京2008年奥运会应急交通疏散为例，制订奥运突发事件应急预案，并利用计算机仿真技术来探讨奥运应急交通疏散时间计算方法，利用应急交通疏散仿真软件OREMS搭建奥运应急疏散预案路网，来获得奥运应急车辆疏散时间，从而为应急交通组织提供科学决策的依据。

中国铁道科学研究院电子计算技术研究所在“青藏铁路救援指挥系统的研究”中，通过对青藏铁路特点及运营维护模式的分析，提出了构建青藏铁路事故救援指挥系统的重要性。结合青藏铁路信息化总体规划，提出在充分利用青藏铁路各信息系统及通信网络基础上，利用GIS技术和无线通信技术，建设具有C3I功能的青藏铁路事故救援指挥系统；提出了系统应达到的目标功能，结合青藏铁路生产作业实际情况提出了系统实现的信息流程、体系结构，并开发了原型系统。系统将青藏铁路多源信息整合并结合GIS技术以直观的电子地图、图像等方式展示出来，实现了救援预案管理和智能化查询、匹配；并通过应急无线通信设备实现事故现场视频、图像实时播放及指挥调度与事故现场间的语音双向通讯，同时可建立事故数据库，为统计报告和事故分析服务。

北京交通大学交通运输学院在“轨道交通应急管理系统体系框架及应用研究”中提出了轨道交通应急管理系统的体系框架和总体结构，并对其系统功能即应急指挥综合查询、预案管理、联动指挥、突发事件评估、辅助决策与应急通信等进行了详细描述，提出了建议。北京交通大学机械与电子控制工程学开发的“基于Multi-agent的城市交通事故救援系统”，将GIS理论和MAS理论相结合，构建了基于MAS的城市交通事故救援系统的框架。在MAS系统中，管理协调Agent 是最高级领导，负责对下面所辖4个Agent组进行协调管理工作，并且提供资源，进行全局规划，领导整个MAS系统实现全局目标，最大限度减少事故损失，尽快恢复正常交通秩序。

在柳州铁路局科学技术研究所关于“基于GIS铁路抢险救援移动平台的研究”，中其硬件结构采用集中—分布式相结合的方案，设置一个铁路局空间数据管理中心，充分利用既有的铁路通信网络通道和铁路局、分局、站段办公局域网，实现信息点与管理中心间以及各管理中心之间的联网。系统服务对象可以通过无线通信网络访问路局空间数据管理中心数据库中存储的各种共享信息，并与各业务部门的信息管理系统有机结合，实现信息共享和综合利用。用户能利用便携PC、手持移动终端定位，采集、存储数据，或通过无线通信网络进行浏览、发布、下载、上传、查询、分析等操作。

铁道部应急管理办公室及中国铁道科学研究院在“铁路应急平台框架体系研究”中，指出了铁路应急平台的结构和主要功能；通过研究铁路应急平台的体系结构和层次结构，认为铁路应急平台在体系上应该是铁道部-铁路局（公司）-站段三级结构，在层次上应包括设备层、数据层、平台层及应用层；指出了建立铁路应急平台所需的关键技术包括信息资源整合利用的技术、铁路地理信息系统技术及预测预警技术。