铁路客运站应急指挥系统架构设计

周 栋，吕晓军，王小书，陈瑞凤

（中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081）

客运站应急事件种类繁多，主要有大面积晚点、大客流应急疏散、火灾、爆炸及暴恐事件。面对突发事件及时有效地对事态发展进行控制、处理成为保障铁路安全运行的重中之重[1-4]。因此，应急指挥一体化尤为重要：建立应急指挥信息综合系统是必要手段；在线监测和实时预警是做好应急管理的前提；进行应急预案和应急资源的电子化是应急指挥的基础；应急处置自动化和辅助决策是应急自动化的主要体现；协调指挥是提高各部门、各专业联动的基础[5-9]。

中国铁路总公司（简称：总公司）组织建设了铁路应急平台，主要为总公司/铁路局集团公司（简称：铁路局）应急管理、应急指挥人员和相关业务部门服务，是铁路应急事件管理的主体，具有应急事件事前、事中及事后处置的功能，分别负责总公司/铁路局的应急值守、资源管理、监测预警、事发时的应急处置及事后的总结评估[3]。铁路应急平台已实现在总公司和铁路局的应用，按照铁路应急平台的总体设计，包括站段级应用的规划，但目前尚未实施。

客运站是为旅客提供服务的重要场所，客运站应急指挥平台是站段级应急平台建设的重点，为保障旅客安全出行，形成完善的客运站应急平台迫在眉睫。客运站应急指挥平台应首先做好整体规划设计，遵循IT信息规划理论，本文按照信息化总体架构（EA）方法论，设计了业务体系架构、平台逻辑架构、整体数据架构、系统技术架构、业务应用架构，为客运站应急指挥平台的设计提供理论依据和指导。

1 总体架构

1.1 业务体系架构

客运站一体化应急指挥体系架构，如图1所示。

图1 一体化应急指挥体系

客运站一体化应急指挥体系覆盖突发事件的事前、事中、事后全过程管理，包含组织管理体系、应急通信体系、监控预警体系和应急指挥体系。

组织管理体系和应急通信体系用于事前监测、事中处置和事后恢复过程中人员的组织调度、信息决策的上传下达以及安全高效的通信需求。监控预警体系和应急指挥体系在组织管理体系与应急通信体系的支撑下，形成应急预警、应急处置和应急恢复的全过程管理。监控预警体系覆盖应急预警全过程，实现对车站环境信息的全面感知和智能监控，并依据专家经验对应急事件进行预测预警。应急指挥体系则贯穿于应急处置和应急恢复阶段，进行应急预案启动、资源调度、处置评估和资源恢复。

1.2 系统逻辑架构

客运站应急指挥系统是由主动感知、全面互联、数据共享及业务应用组成[10]。系统逻辑架构，如图2所示。

（1）主动感知是通过物联网、无线组网、大数据等技术建立覆盖全站的智能感知。

（2）全面互联是物联网与铁路生产网融合，保障铁路物联网采集数据的实时、可靠、高效传输，包括传感网、接入网和承载网。

（3）数据共享主要包括组织体系、救援资源、应急预案、地理信息、基础信息、应急信息、救援案例、应急演练、统计分析、决策支持、知识管理、到发时刻、股道、检票口、人员、视频监控、设备、客票等信息的统一接入。

（4）业务应用包括安全监控、车站状态评价、应急预案管理、应急处置、应急疏散、应急恢复及评价。

图2 系统逻辑架构

1.3 整体数据架构

整体数据架构，如图3所示。

图3 整体数据架构

数据架构由基本信息、列车信息、监测信息、应急资源、可视化信息、应急指挥调度、模型数据分析7 部分组成。

1.4 系统技术架构

系统技术架构，如图4所示。

图4 系统技术架构

系统技术架构分为3部分，基础设施部分提供硬件和系统软件级的支持。系统框架部分提供软件开发框架支持，业务应用部分提供具体的软件功能。

1.4.1 基础设施

通过私有云技术在将底层的计算资源、存储资源、网络资源进行虚拟化并通过动态负载技术按照实际计算需求进行动态分配并对整个系统及应用程序的运行进行监控保证系统的可靠性[11]。

1.4.2 系统框架

软件方面采用SOA架构，从职责划分上去考虑系统的业务分层，保持从上至下层间单向依赖，各层职责清晰，整体结构分明，有利于开发的组织、修改、维护和复用。从通用性和专用性角度去考虑系统的模块分离,保证系统的可维护性和可扩展性。从功能及粒度上考虑系统的分区，保障系统的可配置性、可扩展性、可迭代开发。采用面向组件的技术，封装业务逻辑、解除组件间不合理依赖，保证分区后的模块可以做到按需部署。合理对数据库的分区，保障系统对数据库物理服务器的需求可以低成本线性扩展。构建基础开发框架，打破业务模块之间的直接依赖，使之依赖框架，降低各模块自独立变化带来的相互之间影响。通过提供符合国际标准的Open API和开发环境支持，并在私有云基础上提供应用部署机制，在经过系统授权后为路内外第三方开发商提供旅客服务系统的数据支持、开发支持和部署支持，使得第三方开发商提供新功能，满足车站或铁路局更个性的需求。

1.4.3 业务应用

业务应用采用B/S与C/S混合架构模型，设立应急的日常值班终端，所需信息综合展示大屏，及工作人员的手持终端、通信设备，应急指挥场所内会商设备，与各类应急疏散指示。包括安全监控、预测预警、应急值守、应急资源、应急预案、模拟演练、应急疏散、应急恢复、应急评估等核心功能。

2 功能框架

在对突发事件的应急处置过程中，本系统贯穿于整个流程，涉及事前、事中和事后3个阶段。系统提供对各类应急业务的日常管理以及针对突发事件的监测监控、预测预警、决策分析、指挥调度等功能。业务架构图，如图5所示。

2.1 安全监控及预测预警

通过对旅客异常行为识别，环境、设备监测，晚点和客流信息统计，整合各类应急资源、重大危险源、关键基础设施和重点防护目标等的空间分布和运行状况信息，通过对事件现场信息分析事件周边环境，结合历史数据、统计数据，在专业预测预警的基础上，对突发事件进行综合分析，预测分析可能的次生、衍生事件及其后果，实现突发事件的早期预警、趋势预测。

2.2 应急值守

应急值守实现突发事件的信息收集、传达、接警处警、记录和上报工作；各级应急管理处置部门通过本系统进行突发事件信息的接报处理、跟踪反馈等值守应急业务管理，加强与上下级单位及有关部门突发事件信息交流与合作。

图5 业务应用架构

2.3 应急资源

维护管理各类应急处置、紧急疏散、医疗救护等应急资源数据，为处置行动与辅助决策、应急评估提供支持；系统提供对各类应急资源查询、统计、分析的功能，以便工作人员掌握日常应急准备的资源情况，并科学客观地配置资源，优化配置方案，避免出现资源浪费与资源不足的情况。

2.4 应急预案

实现对预案的分类电子化管理。根据预案级别、突发事件类别分类维护应急预案的功能，可按照预案结构、预案中的处置流程对预案进行结构化、属性化、流程化处理，将预案中规定的响应、处置内容与相应的组织、人员、应急保障资源进行关联，在突发事件发生时指导应急工作人员根据预案相关规定进行处置。

2.5 应急处置

应急处置系统是应急指挥系统建设的核心系统，系统以突发事件为中心，以决策分析、处置流程为主线，基于相关预案与处置方案处置事件。应急处置系统辅助应急指挥人员了解突发事件发生、发展状况，通盘掌握应急处置情况，创建并向各部门分发任务，协调任务执行的过程中出现的问题，并进一步采取相应的措施。最终实现协同指挥、有序调度和有效监督，提高应急处置效率。应急处置系统实现对正在发生的突发事件、模拟的突发事件及历史突发事件提供二、三维GIS可视化辅助分析功能，提供依据事件接报信息，分析事发点空间位置与周围环境，并模拟仿真事件制定相应疏散流线，参考相关预案、专项部门及专家的专业预测分析结果、类似事件的处置经验、法规等，结合应急组织体系和工作流程、现场应急救援力量和应急救援物资等情况，形成应对突发事件的处置流程和决策方案。

2.6 模拟演练

实现对应急知识、应急案例的电子化管理，为应急指挥人员在应急处置过程中提供有价值的场景模拟练习，提高应对突发应急事件的能力。用于帮助熟悉应急处置流程与业务、法律法规、应急预案的内容。设置演练场景、分组设定参演人员与角色、配置演练流程等。

3 结束语

本文采用EA方法论，设计了客运站应急指挥系统架构，包括业务体系架构、平台逻辑架构、整体数据架构、系统技术架构、业务应用架构。系统架构将指导铁路客运站应急指挥系统的建设，在实际应用中通过应急预案的数字化和应急处置的信息化，提升客运站应对突发事件能力，有助于铁路应急管理能力的提高，对保障国家和人民的生命财产安全有重大意义。