#城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運營安全監(jiān)控體系研究-成果小結(jié)

城軌交網(wǎng)運安監(jiān)體研主要研究單位：上海軌道交通技術(shù)研究中心上海申通軌道交通研究咨詢有限公司主要研究人員：宋鍵、劉加華、陳菁菁、張琦、張瓊燕、洪翔、周巧蓮、張立東、胡少峰、劉揚、白濤、鄧奇、金碧筠一研背城市軌道交通系統(tǒng)在通過各專業(yè)系統(tǒng)的協(xié)同運作進(jìn)行運轉(zhuǎn)過程中，各專業(yè)系統(tǒng)自身以及專業(yè)系統(tǒng)之間均會產(chǎn)生導(dǎo)致事故故障的風(fēng)險源為影響系統(tǒng)安全可靠運轉(zhuǎn)的重要因素。網(wǎng)絡(luò)化運營階段于系統(tǒng)運行關(guān)聯(lián)程度高往往會產(chǎn)生多線多工況多系統(tǒng)的風(fēng)險對風(fēng)險監(jiān)控能力提出新的要求需要能夠?qū)Ω黝愶L(fēng)險進(jìn)行全面梳理構(gòu)建運營安全監(jiān)控體系結(jié)合人工和設(shè)備自動化監(jiān)控以及在線和離線檢（監(jiān)）測等方式，實現(xiàn)對各系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)各類風(fēng)險的全覆蓋監(jiān)控，為日常的運營維護(hù)和突發(fā)情況下的應(yīng)急處置及時提供預(yù)警報警信息升網(wǎng)絡(luò)化運營管理的風(fēng)險監(jiān)控水平。而目前，上海軌道交通已經(jīng)針對基礎(chǔ)設(shè)施、公共安全、運營設(shè)施等設(shè)施設(shè)備以及人員配置有安全監(jiān)控系統(tǒng)但對于關(guān)鍵崗位人員狀態(tài)隧道結(jié)構(gòu)狀態(tài)車輛等方面的安全監(jiān)控水平則較為薄弱需要在網(wǎng)絡(luò)化運營階段進(jìn)一步加強監(jiān)測監(jiān)控水平。因此，本研究通過系統(tǒng)性分析，重點明確所需檢測、監(jiān)測和預(yù)報的內(nèi)容，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)運營安全監(jiān)控體系的基本框架理順運營安全監(jiān)控體系和運營維護(hù)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的關(guān)系梳理下一階段需要重點補充和完善的監(jiān)控手段對下一步進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)提供參考依據(jù)和指導(dǎo)性意見，運營安全監(jiān)控體系的不斷完善，從而建設(shè)一個全方位多系統(tǒng)監(jiān)測的運營安全監(jiān)控體系現(xiàn)對各類風(fēng)險的全覆蓋監(jiān)控，及時提供準(zhǔn)確的預(yù)警報警信息，被動防御為“主動預(yù)”，有力保運營維護(hù)和應(yīng)急管理業(yè)務(wù)的順暢運作。本研究被列為企業(yè)級科研項目。二主研內(nèi)本研究針對國內(nèi)外概況、城市軌道交通安全監(jiān)控發(fā)展需求、運營安全監(jiān)控體系構(gòu)成以及運營安全預(yù)警裝備等4項內(nèi)容開展研究究成果符合項目建議書的各項考核目標(biāo)。（一）內(nèi)外概況通過對北京、廣州、深圳、香港、高雄、上海、新加坡、紐倫堡、東京等國內(nèi)外城市軌道交通安全監(jiān)控現(xiàn)狀的分析，目前安全監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出“構(gòu)建集成化、管理層次化、覆蓋全面化”的主要特點。（二）求分析上海軌道交通需要能夠?qū)τ绊懻＿\營的內(nèi)外部風(fēng)險隱患進(jìn)行有效監(jiān)控。1.

外部風(fēng)隱患外部風(fēng)險隱患主要包括自然災(zāi)害、公共安全和公共衛(wèi)生，此類風(fēng)險隱患一般難以避免，主要通過借助社會專業(yè)性預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)視和在線監(jiān)測。對于自然災(zāi)害，大風(fēng)和地震僅依靠社會專業(yè)性預(yù)警系統(tǒng)難以完全滿足城市軌道交通系統(tǒng)運營需要，存在進(jìn)一步完善預(yù)警設(shè)備的必要性。對于公共安全，車站、控制中心、列車、車輛基地等重要的場所需要配置視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、危險品檢測、毒氣檢測、煙氣檢測以及人體識別方面的預(yù)警設(shè)備，納入到城市軌道交通安全監(jiān)控體系之中。對于公共衛(wèi)生，依靠社會專業(yè)性預(yù)警系統(tǒng)能夠較好的滿足安全監(jiān)控和預(yù)警要求。2.

內(nèi)部風(fēng)隱患內(nèi)部風(fēng)險隱患主要包括運營設(shè)施設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、關(guān)鍵崗位人員等。城市軌道交通系統(tǒng)中運營設(shè)施設(shè)備中的環(huán)控設(shè)備、通信設(shè)備、供電設(shè)備、車站設(shè)備以及車輛基地車站設(shè)備等均已配置有BAS、FAS等專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，并輔以人工巡檢夠較好的滿足運營需要對于線路客流也配置有統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控預(yù)警而車輛和信號系統(tǒng)中的軌旁設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測具有較大難度，將作為下一階段安全監(jiān)控需要重點關(guān)注的對象。城市軌道交通系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括橋梁、隧道、軌道、路基等，需要采取有效且多樣化的手段，實現(xiàn)實時監(jiān)測和及時預(yù)警。軌道交通運營相關(guān)的關(guān)鍵崗位主要有列車司機、行車調(diào)度、車站值班員、車輛段值班員車站工作人員和維護(hù)巡檢員需要對這些關(guān)鍵崗位人員進(jìn)行有效的監(jiān)控，能夠及時預(yù)警，以提升運營的安全可靠性。（三）系構(gòu)成1.

總體目上海軌道交通運營安全監(jiān)控體系的建設(shè)目標(biāo)為“多式融合、實時監(jiān)視、在線檢測、準(zhǔn)確判別、及時預(yù)報”。2.

建設(shè)要上海軌道交通運營安全監(jiān)控體系的建設(shè)要求為“突出重點，全面覆蓋”、“高度靈敏、智能診斷”和“應(yīng)性強、及時預(yù)報”。3.

功能定運營安全監(jiān)控體系將地域上分散、組織管理上松散的各個設(shè)施設(shè)備監(jiān)測檢測系統(tǒng)有機組合起來，以預(yù)防報預(yù)警的方式將事件或事故消滅在萌芽狀態(tài)為目標(biāo)建立集監(jiān)測評估和預(yù)警為一體的能夠?qū)Τ鞘熊壍澜煌ǖ耐ㄐ判盘栐O(shè)備、電力設(shè)備、環(huán)境、站段設(shè)備、車輛狀態(tài)、線路狀態(tài)等進(jìn)行綜合監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)共享平臺對相關(guān)監(jiān)控信息進(jìn)行統(tǒng)一管理在實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上為各類運營維修以及應(yīng)急處置決策提供支持以便充分保障城市軌道交通運營的安全主要包括現(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)據(jù)交互、分析認(rèn)證、預(yù)（報）警和反饋四方面功能。4.

體系框運營安全監(jiān)控體系由城市軌道交通系統(tǒng)應(yīng)對各類危害因素和突發(fā)事件建立而成，具有監(jiān)、測、”功能，主要包括運營設(shè)施設(shè)備態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)共安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)在線人員工作狀態(tài)監(jiān)督預(yù)警系統(tǒng)、社會聯(lián)動響應(yīng)預(yù)警系統(tǒng)等項子系統(tǒng)。5.

圖1城市道交通運營全監(jiān)控系的基本框運轉(zhuǎn)機運營安全監(jiān)控體系主要按照監(jiān)測－分－預(yù)警－繼續(xù)監(jiān)”流程進(jìn)行循環(huán)運作直至現(xiàn)場應(yīng)急處置完畢恢復(fù)到正常運營狀態(tài)。風(fēng)險監(jiān)測主要對風(fēng)險數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行采集，和設(shè)定的預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行安全對比，當(dāng)超過指標(biāo)閾值時相關(guān)信息傳遞至分析系統(tǒng)；當(dāng)不超過指標(biāo)閾值時，作為歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存。超過指標(biāo)閾值的信息，根據(jù)預(yù)設(shè)目標(biāo)進(jìn)行風(fēng)險分析評估，當(dāng)超過預(yù)設(shè)目標(biāo)值時，觸發(fā)預(yù)警，完成預(yù)警報警；當(dāng)不超過預(yù)設(shè)目標(biāo)值時，作為重點關(guān)注信息，實時關(guān)注其發(fā)展動向，暫不進(jìn)行預(yù)警報警。分現(xiàn)級實預(yù)分現(xiàn)級實預(yù)狀安全對比預(yù)設(shè)目標(biāo)風(fēng)險監(jiān)測

風(fēng)險分析在線監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)警報警時現(xiàn)場監(jiān)測手段等因素設(shè)定不同的預(yù)警級別便于統(tǒng)籌應(yīng)急資源更具針對性地開展最為有效警態(tài)的養(yǎng)護(hù)維修和應(yīng)急處置作業(yè)同時針對現(xiàn)場的狀態(tài)繼續(xù)依托監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)視和在線檢測，對新衍生出的風(fēng)險進(jìn)行監(jiān)控。預(yù)警指標(biāo)圖2運營安全監(jiān)體系的轉(zhuǎn)機制圖6.

相互關(guān)運營安全監(jiān)控體系在采集各類監(jiān)測檢測數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，通過建立評價指標(biāo)體系明確不同的預(yù)警等級標(biāo)準(zhǔn)對于不直接影響到正常運營的一般性預(yù)警類信息主要傳遞至運營管理業(yè)務(wù)體系和維護(hù)保障業(yè)務(wù)體系取相應(yīng)的措施進(jìn)行日常的運營服務(wù)優(yōu)化以及養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)對于直接影響到正常運營需要立即進(jìn)行應(yīng)急搶修或救援的應(yīng)急性預(yù)警類信息傳遞至應(yīng)急管理業(yè)務(wù)體系發(fā)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行應(yīng)急處置。圖3和運營管理維護(hù)障和應(yīng)管理體系的系示意（四）全預(yù)警裝備針對隧道和橋梁的安全風(fēng)險監(jiān)控，建議在既有光學(xué)水準(zhǔn)儀、全站儀、普通量具以及GRP5000型激光掃描設(shè)備的基礎(chǔ)上，后續(xù)配置超聲回彈儀、超聲脈沖儀或地探雷達(dá)掃描儀以及增購GRP5000型激光掃描設(shè)備并研究型設(shè)備置于列車進(jìn)行高速檢測和測縫計初期進(jìn)行埋設(shè)方案的可行性同時跟蹤非線性阻尼探質(zhì)技術(shù)新型光纖傳感技術(shù)景攝影技術(shù)條件成熟時適時配置，提升檢測效率和準(zhǔn)確性。針對軌道及路基的安全風(fēng)險監(jiān)控，建議重點針對鋼軌內(nèi)應(yīng)力、軌腳傷損、路基和鋼軌絕緣性進(jìn)一步開展實時監(jiān)測技術(shù)的研究，配置相應(yīng)的在線預(yù)警設(shè)備，提升安全監(jiān)控水平。針對車輛系統(tǒng)的安全風(fēng)險監(jiān)控，建議對既有車輛增設(shè)火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，并實現(xiàn)對空調(diào)機組的運行狀態(tài)的監(jiān)測，提供溫度報警信息。此外點針對導(dǎo)致列車脫軌的風(fēng)險以及牽引系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)門關(guān)鍵繼電器等系統(tǒng)部件進(jìn)一步跟蹤預(yù)警技術(shù)的發(fā)展情況，在條件成熟時，適時使用，配置相應(yīng)的預(yù)警設(shè)備。針對信號系統(tǒng)的安全風(fēng)險監(jiān)控，重點加強對車輛基地軌道電路電壓異常、液壓轉(zhuǎn)轍機的自動化診斷預(yù)警技術(shù)的研究過對車輛基地軌道電路運行數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)轍機運行數(shù)據(jù)進(jìn)行長期監(jiān)測積累故障判斷經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)一步形成自動化診斷預(yù)警的專家系統(tǒng)。同時建議對網(wǎng)絡(luò)流量過載丟失網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等關(guān)鍵事件實現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警。針對公共安全的風(fēng)險監(jiān)控建議增加客流密集度的預(yù)報功能以及探測毒氣、生化物品的設(shè)備并跟蹤智能視頻分析技術(shù)的發(fā)展情況，在條件成熟時，適時使用。針對人員工作狀態(tài)的風(fēng)險監(jiān)控，建議在列車司機室、控制中心等處增設(shè)視頻監(jiān)控設(shè)備并通過和人臉識別系統(tǒng)等分析軟件的融合優(yōu)化完善專用無線通信系統(tǒng)的相關(guān)模塊，有效對關(guān)鍵崗位人員狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測和預(yù)警。同時究并開發(fā)適用于上海軌道交通的在線傳感器系統(tǒng)對列車司機行車調(diào)度等運營關(guān)鍵崗位人員狀態(tài)進(jìn)行在線實時監(jiān)測預(yù)警。針對自然災(zāi)害的風(fēng)險監(jiān)控，建議在高架區(qū)段安裝風(fēng)速儀等監(jiān)測設(shè)備，提升軌道交通沿線的氣象監(jiān)控預(yù)警能力并借鑒日本軌道交通經(jīng)驗開展建立專屬于上海軌道交通地震監(jiān)測系統(tǒng)的可行性研究同時進(jìn)一步挖掘地鐵熱線和網(wǎng)絡(luò)安全保衛(wèi)總隊的預(yù)警作用積極開展生物識別技術(shù)和智能視頻監(jiān)控技術(shù)的使用研究；此外，建議盡快進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和信息安全的統(tǒng)一規(guī)劃和安全設(shè)計一步強化和國家和上海市網(wǎng)絡(luò)信息安全預(yù)警系統(tǒng)的接口關(guān)系和響應(yīng)機制升上海軌道交通的信息安全預(yù)警能力。三創(chuàng)特1.前瞻性強國內(nèi)首次提城市軌交通絡(luò)運營全監(jiān)控體系框架通過分析城市軌道交通安全監(jiān)控發(fā)展趨勢全面梳理外部和內(nèi)部風(fēng)險隱患，在國內(nèi)城市軌道交通行業(yè)內(nèi)首次提出一個全方位多系統(tǒng)多方式的運營安全監(jiān)控體系能夠為日常運營維護(hù)和應(yīng)急處置提供信息支持也可為全國城市軌道交通進(jìn)行安全風(fēng)險監(jiān)控管理提供值得借鑒的依據(jù)和經(jīng)驗。2.系統(tǒng)性強采用系統(tǒng)工理念針運營全風(fēng)險理運營安全控體系結(jié)合安全風(fēng)險隱患的發(fā)生機理和規(guī)律，按照系統(tǒng)工程的理念，劃分運營設(shè)施設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、綜合監(jiān)控、公共安全、社會聯(lián)動等6塊內(nèi)容，梳理形成運營安全監(jiān)控體系的整體框架，能夠全面覆蓋各類安全風(fēng)險隱患。同時總體目標(biāo)、建設(shè)要求、功能定位、體系框架、運轉(zhuǎn)機制、相互關(guān)系等方面，系統(tǒng)性提出構(gòu)建運營安全監(jiān)控體系的核心要素，能夠保證運營安全監(jiān)控體系的良性運轉(zhuǎn)。3.實用性強借鑒國內(nèi)外驗，結(jié)上海際，提預(yù)警裝備的展重點在借鑒國內(nèi)外城市軌道交通安全監(jiān)控的使用經(jīng)驗充分結(jié)合上海實際情況，針對性的明確需要下一階段重點發(fā)展的安全預(yù)警裝備確保有的放矢能夠緊密貼合實際需求，確保研究成果能夠?qū)嶋H使用起到良好的指導(dǎo)作用。四使范本研究成果從保障城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)體系安全運轉(zhuǎn)的思路出發(fā)，建立集監(jiān)測評估和預(yù)警為一體的網(wǎng)絡(luò)運營安全監(jiān)控體系作為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)安全保障體系的重要組成部分