軌道交通常規(guī)突發(fā)事件結(jié)構(gòu)化情景體系的構(gòu)建*

□ 于浩恬，朱 琳，劉志鋼

(上海工程技術(shù)大學(xué) 城市軌道交通學(xué)院，上海 201620)

軌道交通常規(guī)突發(fā)事件會(huì)直接干擾正線運(yùn)營(yíng)，造成列車晚點(diǎn)。較長(zhǎng)時(shí)間的延誤會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)能力損失、沿線客流堆積、服務(wù)質(zhì)量下降，這些因素給地鐵日常運(yùn)營(yíng)，造成難以估量的安全隱患[1]。因此，建立快速、高效、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)急機(jī)制，可以彌補(bǔ)事故帶來(lái)的危害影響，是地鐵運(yùn)營(yíng)安全生產(chǎn)的重點(diǎn)。

軌道交通常規(guī)突發(fā)事件是地鐵內(nèi)部系統(tǒng)因素所導(dǎo)致的，事故的主要誘因有：人為因素、設(shè)施設(shè)備因素和管理因素[2]。案例蘊(yùn)含各類地鐵突發(fā)事件發(fā)生發(fā)展過(guò)程及處置過(guò)程，都是寶貴的歷史經(jīng)驗(yàn)。但目前軌道交通領(lǐng)域的案例主要通過(guò)非結(jié)構(gòu)化的方式進(jìn)行記錄歸檔，信息管理缺失。非結(jié)構(gòu)化是沒(méi)有固定模式的數(shù)據(jù)，多以敘述文字、不同形式的圖片、視頻等方式存在。同時(shí)案例的信息化使用水平不高，案例指導(dǎo)作用不顯著。

目前軌道交通案例采用非結(jié)構(gòu)化的自然語(yǔ)言描述入庫(kù)，冗余信息多，需進(jìn)行二次加工；且非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)需要的存儲(chǔ)空間較大，需要對(duì)案例進(jìn)行有效的組織管理并加以利用。有效整理案例的方法就是結(jié)構(gòu)化。所謂結(jié)構(gòu)化，指將逐漸積累起來(lái)的知識(shí)加以整理和歸納，使之條理化，以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表形式存在的數(shù)據(jù)，“結(jié)構(gòu)化情景”是將事件逐層模塊化表達(dá)。

突發(fā)事件的結(jié)構(gòu)化表達(dá)已有所建樹(shù)：李勇建將案例歸納為事件屬性、關(guān)鍵屬性、從屬屬性、環(huán)境屬性、危害評(píng)估屬性等結(jié)構(gòu)模塊[3]；佘廉提出“維度-屬性-特征”的表達(dá)框架，將案例表達(dá)為情景、事件、應(yīng)急管理等維度[4]；許有志等提出從多個(gè)維度和角度出發(fā)，分析歷史事件[5]；張承偉等通過(guò)建立四元組模型，對(duì)事故情景進(jìn)行細(xì)化分析[6]。上述研究能夠?yàn)槭录Y(jié)構(gòu)化解析提供參考，但軌道交通常規(guī)突發(fā)事件涉及較多的地鐵系統(tǒng)內(nèi)部問(wèn)題和專業(yè)性知識(shí)，不能套用一般突發(fā)公共事件的結(jié)構(gòu)化描述。應(yīng)以其為基礎(chǔ)，來(lái)構(gòu)建專業(yè)的軌道交通常規(guī)突發(fā)事件結(jié)構(gòu)化情景模型。

1 軌道交通常規(guī)突發(fā)事件情景分析

1.1 軌道交通常規(guī)突發(fā)事件及類型

在《中華人民共和國(guó)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)法》中對(duì)“突發(fā)事件”給了明確的定義，突發(fā)事件是指突然發(fā)生，造成或者可能造成嚴(yán)重社會(huì)危害，需要采取應(yīng)急處置措施予以應(yīng)對(duì)的自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生和社會(huì)安全事件[7]；據(jù)此反推，軌道交通常規(guī)突發(fā)事件的定義是在軌道交通運(yùn)營(yíng)過(guò)程中在其所在場(chǎng)所一定區(qū)域內(nèi)經(jīng)常發(fā)生、由于系統(tǒng)內(nèi)部因素影響運(yùn)營(yíng)安全生產(chǎn)、造成財(cái)產(chǎn)損失和安全威脅的偶發(fā)事件。

不同角度對(duì)軌道交通常規(guī)突發(fā)事件進(jìn)行分類。根據(jù)專業(yè)類型，可將其分為人為事件與設(shè)施設(shè)備事件，即運(yùn)營(yíng)作業(yè)、車輛、通號(hào)、工務(wù)、供電類事件；按照影響地鐵運(yùn)營(yíng)結(jié)果可將其分為地鐵運(yùn)營(yíng)延誤事件和運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)安全事件；根據(jù)發(fā)展處置過(guò)程可將其分為應(yīng)急事件、晚點(diǎn)事件、救援事件。

1.2 事件情景化

“情景”已經(jīng)引入至地鐵常規(guī)突發(fā)事件的研究范圍中，地鐵應(yīng)急管理也從傳統(tǒng)的“預(yù)測(cè)-應(yīng)對(duì)”提升至“情景-應(yīng)對(duì)”的管理機(jī)制[8]?！扒榫啊笔强梢杂涗洺Ｒ?guī)突發(fā)事件從開(kāi)始到結(jié)束過(guò)程中可能發(fā)生狀況的集合，需要計(jì)算概率加以區(qū)別和判斷[9]。“情景-應(yīng)對(duì)”最先用于我國(guó)應(yīng)急預(yù)案的編制技術(shù)[10]，思路是以情景表達(dá)常規(guī)突發(fā)事件為初步目標(biāo)，以未來(lái)情景的預(yù)測(cè)為中間目標(biāo)，以提出特定情景下的應(yīng)對(duì)方案為最終目標(biāo)[11]。事件往往有多個(gè)子情景組成，用事故發(fā)生情景、應(yīng)急響應(yīng)情景、應(yīng)急處置情景、后期恢復(fù)情景表達(dá)軌道交通常規(guī)突發(fā)事件。事故發(fā)生情景是事件的起始階段、萌發(fā)階段；應(yīng)急響應(yīng)情景是事件的展開(kāi)與演化過(guò)程，決定著如何進(jìn)行處置與其對(duì)應(yīng)的處置準(zhǔn)備階段；應(yīng)急處置情景是事件的高潮階段，描述事件的處置過(guò)程。后期恢復(fù)情景是事件的衰減階段，故障區(qū)段恢復(fù)到正常運(yùn)營(yíng)為止的時(shí)間段[12]。軌道交通常規(guī)突發(fā)事件在以上情景中發(fā)生、演化、消亡，形成一條由情景構(gòu)成的事件鏈。

2 軌道交通常規(guī)突發(fā)事件情景結(jié)構(gòu)化模型

2.1 軌道交通常規(guī)突發(fā)事件情景描述

將軌道交通常規(guī)突發(fā)事件分為“事故發(fā)生—應(yīng)急響應(yīng)—應(yīng)急處置—后期恢復(fù)”4個(gè)標(biāo)志情景，在此，將每個(gè)情景的劃分要點(diǎn)作出如下界定。事故發(fā)生至應(yīng)急響應(yīng)：以指揮小組人為介入干預(yù)的第一個(gè)動(dòng)作為2個(gè)情景的臨界點(diǎn)，且從人為介入開(kāi)始到響應(yīng)結(jié)束屬于應(yīng)急響應(yīng)情景；應(yīng)急響應(yīng)至應(yīng)急處置：以指揮小組發(fā)布應(yīng)急處置命令為2個(gè)情景之間的臨界點(diǎn)，且指揮小組從發(fā)布處置命令開(kāi)始到處置完成屬于應(yīng)急處置情景；應(yīng)急處置至后期恢復(fù)：以涉事區(qū)域應(yīng)急處置結(jié)束且開(kāi)始恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)為臨界點(diǎn)，處置完成到地鐵投入正常運(yùn)營(yíng)的時(shí)間段屬于恢復(fù)情景。

2.2 知識(shí)元理論

知識(shí)元是事物無(wú)限可分的基礎(chǔ)，是管理領(lǐng)域下事物知識(shí)的最小單元。歷史事件都可以作為一個(gè)知識(shí)元，且可以繼續(xù)細(xì)化至下一層知識(shí)元，直至切分為最小知識(shí)元[13]。知識(shí)元模型從系統(tǒng)的角度出發(fā)，歸納提煉軌道交通常規(guī)突發(fā)案例的普遍規(guī)律，抽象地描述整個(gè)客觀事物，將系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本單位化。知識(shí)可以用知識(shí)元表示為：

K={k1,k2,k3,k4,…，kn}

(1)

式中：K為某一具體知識(shí)；k為組成知識(shí)的知識(shí)元；n為知識(shí)元序號(hào)。

2.3 情景結(jié)構(gòu)化體系構(gòu)建

2.3.1 情景架構(gòu)

考察軌道交通常規(guī)突發(fā)事件，基于知識(shí)元理論，把它的下一級(jí)定義為子情景，在不同的外界條件下子情景間會(huì)發(fā)生蔓延、轉(zhuǎn)化、耦合與衍生等模式的演化。子情景由各情景維度展開(kāi)，再將情景維度解析為情景要素、屬性和特征。

Rn={S1,S2,S3,S4}

(2)

式中：R為某一事件；S為各子情景；n為情景序號(hào)。

2.3.2 情景維度

基于知識(shí)元理論且從公共安全管理的角度出發(fā)，子情景通過(guò)情景維度進(jìn)行界定和信息化表示，即：

Sn={C,H,D}

(3)

式中：S表示情景片段、C表示事件維度、H表示承災(zāi)體維度、D表示應(yīng)急管理維度。3種維度通過(guò)不同角度闡釋情景片段的信息，圖1為各情景維度與情景之間的關(guān)系：

圖1 情景與情景維度關(guān)系

事件維度通過(guò)時(shí)間與空間兩方面對(duì)事件本身進(jìn)行信息刻畫，包括事件發(fā)生的時(shí)間、事件級(jí)別、造成的影響范圍、實(shí)體與虛擬傷害；承災(zāi)體維度可以往下分層至事故引起客流量的變化、事故存在的自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境等信息、危害表現(xiàn)和危害根本原因；應(yīng)急管理維度是指減輕危害所做出處理辦法和處理所需的物資、相關(guān)人員、信息和資源；情景維度間是相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系，相互影響。

2.3.3 軌道交通情景要素

情景維度的下一層級(jí)是情景要素，情景要素是在公共安全系統(tǒng)基礎(chǔ)上，對(duì)軌道交通情景維度信息面指標(biāo)的細(xì)致描述。

C={t,sp}

(4)

H={nα，ti,ri}

(5)

D={ms,ct,rα}

(6)

式中：t為時(shí)間；sp為空間；na為自然；ti為交通；ri為風(fēng)險(xiǎn)；ms為管理主體；ct為應(yīng)對(duì)任務(wù)；ra為資源配置。情景要素的下層是屬性，屬性是對(duì)要素信息的進(jìn)一步表達(dá)，以資源配置要素進(jìn)行舉例：

rα={rα1,rα2,rα3}

(7)

式中：ra1為軌道交通系統(tǒng)中的規(guī)定與預(yù)案；ra2為應(yīng)急救援物資；ra3為地鐵系統(tǒng)中的應(yīng)急人員。對(duì)屬性可繼續(xù)分層至特征，特征是對(duì)事件某一屬性的刻畫，可以繼續(xù)向下分層至具

圖2 基于知識(shí)元的情景結(jié)構(gòu)化體系

體特征或特征值，以在案例1的應(yīng)急處置情景中的處置行動(dòng)要遵從《電動(dòng)列車故障救援作業(yè)管理規(guī)定》舉例：

chrn=[R1→S3→D→ra→ra1]

(8)

式中：chr為特征值；“→”為下一層級(jí)。圖2是該模型詳細(xì)的體系結(jié)構(gòu)。

2.4 模型的規(guī)范化表示

由于原始安全數(shù)據(jù)都是非結(jié)構(gòu)化的文本記錄，缺少情景元素的支持。因此對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化處理，作到不丟失案例關(guān)鍵信息，專屬軌道交通行業(yè)的專業(yè)語(yǔ)言、后端范式、語(yǔ)義規(guī)則，便于形成數(shù)據(jù)庫(kù)并實(shí)現(xiàn)機(jī)器對(duì)信息的挖掘。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 軌道交通常規(guī)突發(fā)事件非結(jié)構(gòu)描述

下表1為地鐵公司通用記錄事故的故障日志，能完整記錄事件整體過(guò)程，但事件記錄的內(nèi)容在表達(dá)上欠缺結(jié)構(gòu)性。

表1 地鐵故障日志

3.2 情景演化過(guò)程分析及結(jié)構(gòu)化表達(dá)

作為典型的軌道交通常規(guī)突發(fā)事故，列車故障救援事件是調(diào)用其他列車將迫停于正線的故障列車連掛，通過(guò)牽引、推進(jìn)的方式使其退出正線。本案例流程清晰，一條事件鏈可表述完成。案例情景演化過(guò)程見(jiàn)圖3：

圖3 列車故障救援事故情景演化

根據(jù)演化過(guò)程，得到事故發(fā)生情景：在本案例中因列車A發(fā)生車輛故障，列車司機(jī)無(wú)法排故，所以調(diào)度安排列車B對(duì)其進(jìn)行救援，是事件發(fā)生的起因；應(yīng)急響應(yīng)情景：在本案例中救援車行駛至故障車處等救援準(zhǔn)備；應(yīng)急處置情景：進(jìn)行連掛為AB,試?yán)?；后期恢?fù)情景：推進(jìn)至車站折二輔助線退出運(yùn)營(yíng)到恢復(fù)正常運(yùn)營(yíng)。事件的情景鏈、情景劃分已經(jīng)確定。表2是針對(duì)事件鏈上的子情景進(jìn)行逐層結(jié)構(gòu)化分解表。

表2 列車故障救援事件情景結(jié)構(gòu)分析

基于此體系，可以將紙質(zhì)化的軌道交通常規(guī)突發(fā)事件記錄轉(zhuǎn)化為信息化記錄，達(dá)到永久儲(chǔ)存的目的；軌道交通常規(guī)突發(fā)事件記錄就有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)，方便各部門間的業(yè)務(wù)溝通；且形成獨(dú)立的事件單元，可以使事件之間進(jìn)行橫向?qū)Ρ?；使事件單元的描述符合?jì)算機(jī)的語(yǔ)言規(guī)范，為應(yīng)急管理決策系統(tǒng)的前置工作打下基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

①軌道交通常規(guī)突發(fā)事件的概念雖比較新穎，但應(yīng)對(duì)缺乏系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，傳統(tǒng)防治事故的方法和機(jī)制已經(jīng)不能滿足需求。

②對(duì)事件情景分析、情景結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化情景庫(kù)、案例數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的深入研究和探討有重要的應(yīng)用價(jià)值和理論價(jià)值。

③研究重點(diǎn)在如何構(gòu)建事件情景分析方法和系統(tǒng)框架搭建，填充系統(tǒng)平臺(tái)的事件相似度算法和事件推演在未來(lái)還需深入研究。