方 鋮, 朱 琳, 莊異凡, 謝景捷, 陳麗萍

(1.上海申通地鐵集團(tuán)有限公司 上海軌道交通路網(wǎng)運(yùn)營調(diào)度指揮中心, 上海 201100;2.上海工程技術(shù)大學(xué) 城市軌道交通學(xué)院, 上海 201620)

收稿日期: 2023-08-20.

基金項目: 上海市青年科技英才揚(yáng)帆計劃項目(21YF1415800).

作者簡介: 方鋮(1997—), 男, 碩士, 研究方向為軌道交通安全,調(diào)度員應(yīng)急處置優(yōu)化等. E-mail: 784682983@qq.com.

0 引言

軌道交通突發(fā)事件種類繁多,情景要素及其狀態(tài)復(fù)雜. 在突發(fā)事件的處置過程中,決策者需根據(jù)現(xiàn)場傳遞的信息、設(shè)備的狀態(tài)信息等快速完成對突發(fā)事件原因的判斷以及事件情景的構(gòu)建,這是做出正確決策、盡快恢復(fù)正常運(yùn)營的關(guān)鍵. 而當(dāng)前軌道交通突發(fā)事件的描述處于非結(jié)構(gòu)化階段,且調(diào)度員需要在短時間內(nèi)對時間和空間內(nèi)獲取的存在信息冗余的大量信息進(jìn)行提取和分析,不利于進(jìn)行快速的情景構(gòu)建和決策的制定. 因此,探索有效的情景構(gòu)建技術(shù),對提升緊急情況下調(diào)度指揮效能有重要意義.

目前,情景構(gòu)建技術(shù)在應(yīng)急管理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用. 王旭坪[1]對非常規(guī)突發(fā)事件的情景構(gòu)建與方法體系進(jìn)行研究. 林琳[2]建立了基于情景構(gòu)建的風(fēng)險溝通策略. 王月臣等[3-4]通過情景構(gòu)建技術(shù)對應(yīng)急處置預(yù)案及應(yīng)急預(yù)案體系進(jìn)行優(yōu)化. 鄭登鋒[5]基于情景構(gòu)建設(shè)置了多場景的應(yīng)急演練. 但大部分研究中所構(gòu)建的情景模型相對宏觀,運(yùn)用到軌道交通突發(fā)事件的情景構(gòu)建中存在部分不適用性.

本文在分析軌道交通突發(fā)事件特征的基礎(chǔ)上,對突發(fā)事件進(jìn)行情景拆分,構(gòu)建了突發(fā)事件情景要素體系,并提出引入情景地圖對突發(fā)事件進(jìn)行情景構(gòu)建. 最后選用列車故障救援案例進(jìn)行分析,驗證了所提出方法的有效性和可行性.

1 軌道交通突發(fā)事件特征分析

軌道交通突發(fā)事件影響因素眾多,即使是同一類型的突發(fā)事件,其受線路條件、發(fā)生地點、發(fā)生時間等因素的不同,也會對應(yīng)急處置造成不同程度的影響,具有突發(fā)性與不確定性、連帶性和蔓延性等特點.

盡管軌道交通突發(fā)事件種類繁雜,但不同類型的突發(fā)事件具有相同的處置機(jī)制和決策特點. 即承災(zāi)體狀態(tài)的變化代表著突發(fā)事件的開始,調(diào)度員首先需要通過ATS面板或聯(lián)動崗位的報告確認(rèn)承災(zāi)體的狀態(tài),根據(jù)承災(zāi)體的狀態(tài)判別事故發(fā)生的原因,并協(xié)助、協(xié)調(diào)事故現(xiàn)場崗位進(jìn)行故障排除工作,若故障排除或承災(zāi)體的狀態(tài)能維持列車的運(yùn)行,調(diào)度員則采取非正常行車手段對故障區(qū)段進(jìn)行行車調(diào)整;若承災(zāi)體狀態(tài)導(dǎo)致線路中斷運(yùn)營,調(diào)度員則需聯(lián)系搶修部門對故障區(qū)段進(jìn)行搶修并對乘客進(jìn)行疏散. 同時,在事故發(fā)生后對非故障區(qū)段進(jìn)行運(yùn)營調(diào)整,盡量使列車間隔維持在均衡狀態(tài),直至運(yùn)營恢復(fù)正常,處置過程示意圖如圖1所示. 這就為突發(fā)事件的拆分提供了條件.

圖1 軌道交通突發(fā)事件處置過程模塊描述

2 軌道交通突發(fā)事件情景構(gòu)建模型

2.1 情景要素體系的建立

一般突發(fā)事件信息收集的難點在于信息的廣泛性、多源異構(gòu)性并伴有大量冗余,同時需要剔除錯誤信息. 情景要素的提出有助于提高決策者對情景的認(rèn)識,因為情景要素使決策者專注于更具體的決策問題,提高對信息的理解和處理效率.

情景要素的提取和獲得是突發(fā)事件情景構(gòu)建與推演的前提與基礎(chǔ). 完整的突發(fā)事件包含不同的發(fā)展階段,不同階段中影響情景下一步發(fā)展和演化的情景要素取值存在差異,不同要素對情景演化的影響程度也不盡相同. 恰當(dāng)選取情景構(gòu)建的關(guān)鍵要素,并研究關(guān)鍵要素取值變化對決策者應(yīng)急決策的影響作用機(jī)理,從而有效構(gòu)建各要素相互交織和影響的情景鏈,盡可能完整地體現(xiàn)突發(fā)事件發(fā)展演化過程中一系列情景之間的轉(zhuǎn)換過程.

本文基于災(zāi)害學(xué)理論對軌道交通突發(fā)事件情景要素進(jìn)行識別,從單一歷史案例中分析并提取案例中的情景要素對象及其變化狀態(tài),并進(jìn)行情景要素的分類. 在對大量案例的分析處理過程中,完成相同情景要素的合并以及要素取值集合的確立,從而建立相對完整的突發(fā)事件情景因素體系,梳理結(jié)果如圖2所示.

圖2 突發(fā)事件情景要素體系

2.2 軌道交通突發(fā)事件情景拆分

情景是對未來情形以及能使事態(tài)由初始狀態(tài)向未來狀態(tài)發(fā)展的一系列事實描述[6]. 完整突發(fā)事件過于復(fù)雜,但這些事件總是由單個或1組情景片段組成,并通過情景片段之間的聯(lián)系來表達(dá)突發(fā)事件的發(fā)展. 因此,本文將完整的突發(fā)事件作為1個整體,對突發(fā)事件進(jìn)行基于關(guān)鍵情景要素的情景拆分,將突發(fā)事件合理地片段化,把基于“事件”分析轉(zhuǎn)變成基于“情景”分析. 基于情景分析決策過程可觸發(fā)特定的決策,提高決策者的情景意識,因為情景可使決策者關(guān)注更具體的決策問題,有助于預(yù)測當(dāng)前形勢可能的未來[7]. 拆分后的情景可深入事件內(nèi)部進(jìn)行分析,保持了事件的完整性、結(jié)構(gòu)性和演化規(guī)律[8],降低了事件的復(fù)雜度.

拆分后,突發(fā)事件中單個情景由情景要素、決策點、關(guān)鍵情景要素以及應(yīng)對方案構(gòu)成. 情景要素是表示突發(fā)事件狀態(tài)的關(guān)鍵特征,情景要素的狀態(tài)反映了突發(fā)事件狀態(tài)的變化[7]. 同一突發(fā)事件下不同情景之間存在著順序關(guān)系和因果關(guān)系,每1個情景都是某個決策點在空間上的展開. 決策點是指在突發(fā)事件的某個情景處置過程中或處置完成后,依據(jù)不同的決策條件面臨著不同的決策選擇,其決策依據(jù)為關(guān)鍵情景要素形成的集合,決定了整個情景的應(yīng)對方案選擇. 關(guān)鍵情景要素的提出是因為,事件發(fā)生過程中不是所有的情景要素都需關(guān)注,只需關(guān)注影響當(dāng)前情景決策的關(guān)鍵影響、關(guān)鍵作用的情景要素. 且決策者不可能同時針對所有時間點上的情景進(jìn)行決策,而只能在事件的進(jìn)展過程中基于不同階段決策點的具體情景進(jìn)行決策[9]. 所以,決策者所要關(guān)注的是在某一情景決策點上那些狀態(tài)發(fā)生變化的情景要素,這些要素稱之為關(guān)鍵情景要素,不同情景的關(guān)鍵情景要素不盡相同. 應(yīng)對方案即決策者依據(jù)關(guān)鍵情景要素做出決策后所采取的處置措施.

情景之間聯(lián)系的紐帶為決策點,情景的關(guān)鍵情景要素狀態(tài)是在決策點所做出的決策的依據(jù),關(guān)鍵情景要素狀態(tài)的變化意味著決策依據(jù)的不同,進(jìn)而改變事件的發(fā)展路徑. 且調(diào)度員進(jìn)行基于情景的階段性處置時,需要完成“確定關(guān)鍵情景要素狀態(tài)→做出決策→采取應(yīng)對措施”的處置過程. 本文以事件發(fā)展過程中出現(xiàn)新的關(guān)鍵情景要素或關(guān)鍵情景要素狀態(tài)發(fā)生變化的時間點作為突發(fā)事件情景拆分的劃分點,更加符合實際的決策過程.

在上述模型中,情景是從突發(fā)事件中提取出來的,突發(fā)事件由多個情景片段組成,不同的突發(fā)事件可包含相同的情景. 同樣,情景要素是從情景中提取出來的. 1個完整的突發(fā)事件,根據(jù)突發(fā)事件本身的特征,以出現(xiàn)新的關(guān)鍵情景要素或關(guān)鍵情景要素狀態(tài)發(fā)生變化的時間點為劃分點,拆分成若干情景,其中每個情景的開始以該情景中出現(xiàn)新的關(guān)鍵情景要素或關(guān)鍵情景要素狀態(tài)發(fā)生變化的起始點為準(zhǔn),情景的結(jié)束以情景的消失或當(dāng)前階段的處置任務(wù)結(jié)束為準(zhǔn).

突發(fā)事件的情景拆分如式(1)(2)所示.

CN={SN-1,SN-2,…,SN-i}(i=1,2,3,…;N=1,2,3…)

(1)

SN-i={Ak1-i,KAk1-i,Ak2-i,Di}(i=1,2,3…)

(2)

式中,CN為第N個突發(fā)事件;S為突發(fā)事件拆分成的情景;SN-i為突發(fā)事件N被拆分成的第i個情景;Ak1-i為情景i的情景要素;KAk1-i為情景i的關(guān)鍵情景要素,單個情景的關(guān)鍵情景要素可為單個也可為多個,且KAk1-i∈Ak1-i;Ak2-i為情景i的應(yīng)對方案;Di為情景i的決策點,其決策依據(jù)為KAk1-i,如圖 3所示.

圖3 突發(fā)事件情景拆分

2.3 基于情景地圖的情景構(gòu)建

圖4 突發(fā)事件的一般情景拆分

在突發(fā)事件中,事件隨著時間和人為干預(yù)而發(fā)展.對于事件的情景拆分,其基本形式如圖4所示.即以時間為軸,在劃分點處對事件進(jìn)行拆分,形成時間序列的情景鏈[10].但對于軌道交通突發(fā)事件而言,相鄰情景之間不一定都是接續(xù)關(guān)系,可能出現(xiàn)某個情景并未結(jié)束,下個情景已經(jīng)開始的情況.在某 1個時間點可能有2個或以上的情景同時進(jìn)行.因此,為對軌道交通突發(fā)事件進(jìn)行更加貼切地描述,降低事件的復(fù)雜度,將對事件的情景拆分進(jìn)行優(yōu)化,構(gòu)建對事件的情景拆分和描述的情景地圖[11].突發(fā)事件情景的拆分可表示為如圖5所示的事件情景地圖.事件情景拆分后,各情景相對獨立.情景地圖能從橫向上反映單個情景的時間序列關(guān)系,從縱向反映情景與情景的并行獨立關(guān)系,將原本對整體事件的決策轉(zhuǎn)換成基于“情景”的決策,使得原本動態(tài)、復(fù)雜的事件轉(zhuǎn)變?yōu)殪o態(tài)、復(fù)雜程度相對較低的情景.

圖5 軌道交通突發(fā)事件情景地圖

3 案例分析

3.1 列車故障救援的情景拆分

為驗證情景拆分思想對于軌道交通突發(fā)事件的適用性,本文選取列車故障救援事件作為分析案例,對情景拆分過程進(jìn)行闡述.

根據(jù)列車故障救援的事故特征,在已構(gòu)建的情景要素體系的基礎(chǔ)上,建立了針對列車故障救援的情景要素及其狀態(tài)取值,如表1所示.同時,在構(gòu)建了列車故障救援基本流程的基礎(chǔ)上,將列車故障救援分為救援前準(zhǔn)備(S1)、救援連掛(S2)、連掛后退出運(yùn)營(S3)、運(yùn)營調(diào)整(S4)4個情景,具體情景拆分、每個情景的關(guān)鍵影響因素及一般流程如表2所示.

表1 列車故障救援情景要素

表2 列車故障救援一般流程

3.2 列車故障救援的情景構(gòu)建

基于以上分析,分別選取傳統(tǒng)線路救援車故障車處于同一區(qū)間、傳統(tǒng)線路故障車處于站臺且與救援車并不在同一區(qū)間、全自動線路故障車處于區(qū)間救援車不在同一區(qū)間3個案例,其情景的關(guān)鍵情景要素狀態(tài)取值如表3所示. 將3個案例帶入上述拆分的情景中進(jìn)行以時間為軸的過程描述,如圖6所示,基于情景地圖的情景構(gòu)建如圖7所示.

表3 列車故障救援案例關(guān)鍵情景要素信息

圖6 3個列車故障救援案例過程描述

圖7 3個列車故障救援案例情景地圖

3.3 結(jié)果分析

結(jié)合以上分析,當(dāng)關(guān)鍵情景要素狀態(tài)改變時,會導(dǎo)致相同情景中出現(xiàn)新增操作、操作順序改變、操作時間改變、運(yùn)營調(diào)整的手段和方案改變等差異. 對突發(fā)事件進(jìn)行情景拆分,片段性表達(dá)事件發(fā)生過程,使得處置過程更加清晰、明朗,減少了信息的冗余,能為關(guān)鍵情景要素與應(yīng)對方案間的對應(yīng)關(guān)系研究以及案例間的對比提供基礎(chǔ). 同時,片段化的表達(dá)使得原本復(fù)雜的完整突發(fā)事件變得相對簡潔,使得完整過程的動態(tài)變化轉(zhuǎn)變成多個靜態(tài)片段的組合,有利于決策者對當(dāng)前事發(fā)態(tài)勢的理解,一定程度上降低了決策難度.

4 結(jié)論

在分析了軌道交通突發(fā)事件特點的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了適用于軌道交通突發(fā)事件的情景要素體系,一定程度上提高決策者完成突發(fā)事件情景構(gòu)建的效率,提出了面向軌道交通突發(fā)事件情景構(gòu)建模型,對突發(fā)事件的情景推演、情景模擬具有一定意義,為數(shù)字化案例庫的建設(shè)奠定了研究基礎(chǔ). 該理論方法體系的建立可為軌道交通決策者提供有力的決策支持.