范東明，張兵建，黃蒙濤

(卡斯柯信號有限公司，上海 200071)

1 概述

隨著信息化進(jìn)程不斷加快，與行業(yè)相關(guān)的信息數(shù)量也在不斷增多，同時各種信息的變化以及信息與信息之間的關(guān)系更為復(fù)雜，依靠原有技術(shù)條件很難對信息進(jìn)行準(zhǔn)確的處理，這就需要利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、篩選、分類、處理，借助相關(guān)分析工具挖掘出對決策者有用的信息。在處理突發(fā)性事件過程中，將海量的數(shù)據(jù)通過云計算技術(shù)進(jìn)行分析，其結(jié)果能反映出數(shù)據(jù)集合間的深層含義，讓突發(fā)事件的處理能夠有所依據(jù)，以達(dá)到最優(yōu)的處理效果。

隨著鐵路信號設(shè)備大量投入使用及設(shè)備維護(hù)周期的到來，為規(guī)范鐵路發(fā)生自然災(zāi)害、火災(zāi)爆炸、鐵路交通事故、設(shè)備故障等險情時的鐵路信號設(shè)備應(yīng)急搶險程序，提高應(yīng)急處理能力，保證準(zhǔn)確、迅速地處理與信號設(shè)備相關(guān)的災(zāi)害、事故和故障，減少對鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的影響，并按照以人為本、安全第一、預(yù)防為主，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、集中指揮、專業(yè)負(fù)責(zé)、分級管理，分工協(xié)作、快速反應(yīng)、緊急處理的原則，不斷提高對鐵路信號設(shè)備的應(yīng)急處理能力，保證鐵路運(yùn)行安全有序，研究一種基于智能監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)化電務(wù)故障應(yīng)急指揮管理辦法顯得十分重要，也是今后鐵路智能控制的一個主要研究方向。

計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在鐵路電務(wù)管理領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，對不斷提高電務(wù)設(shè)備維護(hù)、管理和決策水平，保障鐵路運(yùn)輸安全，提高鐵路運(yùn)輸效率提出了更高的要求。本文研究的標(biāo)準(zhǔn)化電務(wù)故障應(yīng)急指揮管理辦法應(yīng)用是在電務(wù)生產(chǎn)調(diào)度指揮信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，與信號集中監(jiān)測的智能監(jiān)測進(jìn)行整合，為電務(wù)故障應(yīng)急指揮提供便利的技術(shù)平臺。本文對該應(yīng)急指揮管理方法的詳細(xì)步驟及應(yīng)用實現(xiàn)做出了介紹說明。

2 電務(wù)故障應(yīng)急指揮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)建立在電務(wù)生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上，結(jié)合了信號集中監(jiān)測智能診斷信息，形成了智能分析、綜合數(shù)據(jù)、流程管理的標(biāo)準(zhǔn)化電務(wù)故障應(yīng)急指揮系統(tǒng)。

由信號集中監(jiān)測系統(tǒng)通過中心接口將智能診斷信息送至數(shù)據(jù)庫，并通過服務(wù)器運(yùn)算形成故障報警的分析結(jié)果，直觀展示給電務(wù)調(diào)度指揮人員；通過安全的網(wǎng)絡(luò)隔離，實現(xiàn)了移動物聯(lián)網(wǎng)的接口，從而可以通過GIS 地圖直觀展示現(xiàn)場人員所在位置、歷史行走路線，由現(xiàn)場作業(yè)人員可以實時反饋現(xiàn)場故障處理情況，實現(xiàn)了實時跟蹤、準(zhǔn)確盯控。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 System structure

3 應(yīng)急指揮管理方法概述

應(yīng)急指揮管理方法根據(jù)監(jiān)測中建立的故障診斷分析模型，通過現(xiàn)場道岔監(jiān)測設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、視頻監(jiān)測設(shè)備和數(shù)據(jù)采集模塊將智能監(jiān)測中的信息數(shù)據(jù)輸送到站機(jī)服務(wù)器，智能分析模塊通過數(shù)據(jù)采集模塊接收監(jiān)測信息數(shù)據(jù)，并對該監(jiān)測信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)監(jiān)測指標(biāo)不在設(shè)定范圍值內(nèi)時，服務(wù)器生成報警信息，報警數(shù)據(jù)分析模塊對獲取的報警信息進(jìn)行分析、推理，并將給出故障報警分析、推理結(jié)果。

利用鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)實時采集收集信號設(shè)備電氣特性數(shù)據(jù)的既有功能，并結(jié)合高效的數(shù)據(jù)交互技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，實現(xiàn)實時將整個鐵路局海量信號設(shè)備的狀態(tài)報警信息進(jìn)行獲取，并且存儲在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫中。

調(diào)度中心指揮人員根據(jù)報警信息啟動應(yīng)急指揮管理程序錄入故障基本信息，包括：故障所在站、故障設(shè)備、故障描述等。進(jìn)入故障處理過程，系統(tǒng)自動關(guān)聯(lián)車站基本信息、車站站場圖、設(shè)備信息、應(yīng)急流程圖信息、應(yīng)急備品信息，系統(tǒng)提供應(yīng)急處理基本流程卡控，實時記錄故障發(fā)生時間并給予相應(yīng)提示。

通過應(yīng)急指揮系統(tǒng)提供完備的故障通知手段和安排應(yīng)急隊伍的科學(xué)方法，根據(jù)GIS 地圖對人員、車輛實時定位，確定最優(yōu)應(yīng)急路線。系統(tǒng)提供登記/銷記運(yùn)統(tǒng)46 模板，方便故障處理人員準(zhǔn)確填寫。處理故障時系統(tǒng)提供相應(yīng)的故障處理流程圖，流程圖的每個節(jié)點(diǎn)都標(biāo)有風(fēng)險提示和操作注意事項；提供故障設(shè)備的設(shè)備原理圖，設(shè)備技術(shù)圖、設(shè)備配線圖、根據(jù)不同設(shè)備的電氣特性屬性表進(jìn)行配置，即三圖一表功能；此外還有設(shè)備照片信息、備品備件信息、設(shè)備以往的檢維修記錄、設(shè)備以往出現(xiàn)的過的故障信息等。系統(tǒng)提供處理故障過程中記錄測試數(shù)據(jù)功能。故障處理完畢后，系統(tǒng)可以自動生成故障分析報告、自動填寫故障日志。

此應(yīng)急指揮管理辦法包括以下特點(diǎn)。

1）智能監(jiān)測手段保證報警準(zhǔn)確

系統(tǒng)通過匯集各系統(tǒng)各設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保證有效對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的同時，采用智能分析算法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并作出準(zhǔn)確的判斷，快速、準(zhǔn)確地定位故障。

2）嚴(yán)格的流程卡控使應(yīng)急指揮處理故障的效率更高

根據(jù)系統(tǒng)提供的流程進(jìn)行應(yīng)急指揮可以實現(xiàn)：統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、集中指揮、規(guī)范有序、分級管理、快速反應(yīng)、緊急處置，信息共享、資源共用的原則，提高對設(shè)備的應(yīng)急處理能力。

3）根據(jù)GIS 地圖對人員、車輛實時定位，確定最優(yōu)應(yīng)急路線

系統(tǒng)通過定位終端如手機(jī)、GPS 設(shè)備等，實時顯示人員、車輛位置、活動范圍,并在人員、車輛等實時位置和目的地之間合理規(guī)劃一條最佳出行路徑，提高應(yīng)急作業(yè)人員和車輛的出行效率。

4）提供全方面的應(yīng)急數(shù)據(jù)，為應(yīng)急指揮、處理故障提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐

系統(tǒng)不但提供了應(yīng)急指揮必須的人員、車輛、設(shè)備照片、備品備件、設(shè)備檢維修記錄、設(shè)備故障記錄等信息，還提供了設(shè)備原理圖、技術(shù)圖、配線圖、電氣特性表，并通過計算機(jī)手段使三圖一表合而為一，使應(yīng)急指揮人員更方便的查詢故障設(shè)備信息從而為處理故障提供了可靠的依據(jù)和方法。

5）自動生成故障分析報告、回填故障數(shù)據(jù)使得記錄更加方便，提高指揮人員工作效率

通過計算機(jī)在故障處理過程中記錄的基礎(chǔ)信息根據(jù)報告的固定格式自動填充故障分析報告內(nèi)容，也可以將故障信息自動錄入系統(tǒng)的故障問題庫中，從而簡化使用人員的工作量，提供高工作效率。應(yīng)急指揮管理方法流程如圖2 所示。

4 應(yīng)急指揮系統(tǒng)的實現(xiàn)及應(yīng)用

電務(wù)故障應(yīng)急指揮系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)平臺技術(shù)，結(jié)合云計算綜合信息查詢，實現(xiàn)了設(shè)備信息、應(yīng)急人員、應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急指揮流程、應(yīng)急交通線路、應(yīng)急備品、應(yīng)急通信器材的組織指揮，結(jié)合信號設(shè)備監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)快速故障定位，形成應(yīng)急指揮信息平臺及應(yīng)急信息快速調(diào)閱，對故障應(yīng)急進(jìn)行全方位信息支持，提高應(yīng)急指揮效率，縮短故障恢復(fù)時間。

電務(wù)故障應(yīng)急指揮系統(tǒng)通過故障診斷及預(yù)警分析技術(shù)實現(xiàn)故障和隱患的自動定位及原因分析。并將分析范疇從單車站單類型的智能分析拓展至中心車站一體化；車地一體化；信號通信一體化；室內(nèi)外一體化；跨專業(yè)、跨系統(tǒng)、跨站的智能分析。實現(xiàn)電務(wù)與外專業(yè)結(jié)合部的監(jiān)督，例如電務(wù)與工務(wù)、電務(wù)與供電、電務(wù)與車務(wù)；實現(xiàn)電務(wù)內(nèi)部的跨系統(tǒng)監(jiān)督，例如列控與ZPW-2000A 系統(tǒng)的軌道占用一致性監(jiān)督，限速命令閉環(huán)監(jiān)督；實現(xiàn)跨站智能分析，例如站聯(lián)電路的故障診斷；實現(xiàn)車地聯(lián)合分析，例如車載掉碼故障分析；實現(xiàn)信號通信結(jié)合分析，例如CTC 通道中斷故障分析；實現(xiàn)室內(nèi)外聯(lián)合分析，例如區(qū)間軌道故障紅光帶分析。

圖2 應(yīng)急指揮管理方法流程圖Fig.2 Flow chart of emergency command and management method

電務(wù)故障應(yīng)急指揮系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)GIS 地圖信息技術(shù)，快速定位應(yīng)急專家及搶修維護(hù)人員位置、定位應(yīng)急搶險車輛，實現(xiàn)應(yīng)急車輛最優(yōu)行進(jìn)路線快速接送應(yīng)急人員、應(yīng)急備品，并通過最優(yōu)路線快速抵達(dá)故障搶修現(xiàn)場?？梢源蟠罂s短故障應(yīng)急處置的時間，并且方便維護(hù)調(diào)度員進(jìn)行故障應(yīng)急指揮。在此基礎(chǔ)上提供設(shè)備原理圖、技術(shù)圖、配線圖、電氣特性表，并通過計算機(jī)手段使三圖一表合而為一，使應(yīng)急指揮人員更方便的查詢故障設(shè)備信息，從而為處理故障提供了可靠的依據(jù)和方法。

通過移動互聯(lián)網(wǎng)和手持終端視頻攝錄及傳輸技術(shù)，將設(shè)備維修作業(yè)利用手持終端實現(xiàn)故障現(xiàn)場和指揮中心進(jìn)行實時視頻的無縫對接，讓應(yīng)急指揮中心技術(shù)專家可以同步查看故障搶修現(xiàn)場及設(shè)備維修作業(yè)的具體過程，并通話進(jìn)行直接的技術(shù)指導(dǎo)。同時系統(tǒng)提供完整的故障處理流程，包括：啟動應(yīng)急、故障信息通知、安排應(yīng)急隊伍、登記運(yùn)統(tǒng)46、處理故障、聯(lián)鎖試驗、故障銷記，最后自動生成故障報告，通過標(biāo)準(zhǔn)化的流程可以更好的輔助調(diào)度人員快速找到故障原因，排除故障。

電務(wù)故障應(yīng)急指揮系統(tǒng)中建立了故障處理專家?guī)?，按設(shè)備或故障現(xiàn)象分類，將技術(shù)專家處理故障的經(jīng)驗、方法，通過系統(tǒng)進(jìn)行積累和固化，故障發(fā)生時相關(guān)人員按標(biāo)準(zhǔn)流程對故障進(jìn)行判斷和初步的原因分析。應(yīng)急故障處理過程由故障處理流程圖、故障指揮流程圖和交互式互動功能組成，技術(shù)專家可根據(jù)經(jīng)驗對各類故障處理的流程不斷優(yōu)化或升級，通過流程分支的形式形成系統(tǒng)與用戶的互動，便于快速直觀的判斷故障原因和處理故障。

系統(tǒng)中建立搶險人員電子臺賬（班級、車間各值班點(diǎn)臺賬；搶險人員技術(shù)臺賬；主要設(shè)備廠家及技術(shù)人員臺賬；現(xiàn)場干部分布臺賬），臺賬具備靜態(tài)和動態(tài)管理功能，靜態(tài)臺賬為原始錄入數(shù)據(jù)，動態(tài)臺賬可根據(jù)值班人員及現(xiàn)場干部登陸系統(tǒng)時自動形成。為故障處理和應(yīng)急指揮提供準(zhǔn)確有效的人員位置及聯(lián)系方式信息。應(yīng)急指揮系統(tǒng)處理界面如圖3所示。

圖3 應(yīng)急指揮處理界面Fig.3 Emergency command processing interface

5 總結(jié)

綜上所述，利用大數(shù)據(jù)的應(yīng)急管理，不僅能提高決策的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，同時也能在預(yù)防突發(fā)事件方面做出巨大貢獻(xiàn)?；诖髷?shù)據(jù)的電務(wù)故障應(yīng)急指揮系統(tǒng)及指揮方法，極大的改善了故障處理現(xiàn)場“情況掌握困難”、“技術(shù)指導(dǎo)困難”、“技術(shù)資料查閱困難”的現(xiàn)狀，提高了維護(hù)作業(yè)的準(zhǔn)確性和故障處置效率。減少了各業(yè)務(wù)之間信號調(diào)用的復(fù)雜度，只需一個人就可以實現(xiàn)對所有系統(tǒng)的調(diào)度，大大減少操作人員的投入；“可見及所得”的可視化操控模式，提高了操控的準(zhǔn)確性。為鐵路應(yīng)急指揮提供有效的技術(shù)支持，提高對突發(fā)故障的預(yù)測預(yù)警能力，降低和減少突發(fā)故障造成的損失，具有良好的間接經(jīng)濟(jì)效益。