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[摘 要]通过研究以往广州地铁调度故障处理相关方法，总结应急规章处理流程，结合目前班组应急联动体系，研发出适合广州地铁的调度故障处理系统。
[关键词]地铁故障处理C/S系统
中图分类号：U231.94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0140-02
1 引言
从1997年6月28日至今，广州地铁已经建成9条线路、164座车站，运营里程达266公里，日均客运量超过700万人次，如何保证运输服务的连续稳定性，是城轨交通线的首要目标。由于外界因素（如灾害、人身伤亡事故等）的影响导致服务中断在所难免，这种非正常情况下的快速恢复是一个关键。在正常情况下，列车运行依赖于信号系统，在应急情况下，列车运行则依赖于调度指挥[1]。调度应急处理具有变化多、涉及面广、难度大等特点，目前广州地铁应急处理规章虽然已十分完善，但如何在变化莫测的应急情况下迅速理清头绪并按章处理，是调度员面临的首要问题。
如何提高调度员的应急处理能力，减轻应急情况下调度员的工作压力，减少情急情况下的错误概率，提高信息汇报的准确性，是解决问题的关键。目前广州地铁信号系统已十分完善，能够满足列车正常运营需要，但在应急情况下信号系统仅能作为调度指挥的辅助。因此研究出适合广州地铁的调度故障处理系统对于提高应急情况下的故障处理效率、保障地铁运行安全、保证乘客准点到达具有非常重要的意义。
2 国内外研究现状
为了让系统能够为调度提供应急情况下的决策支持，国内外对此进行了大量的研究，主要分为两个方面的内容：风险预测和故障处理。
2.1 风险预测
关于城市轨道交通风险识别和评估体系的研究较多，目前广州地铁也已经有了非常健全的风险识别和风险管理規章体系。但国内外有关险预测的研究还相对较少且大多停留在理论阶段，应用与系统的则更加稀少。对于事故风险等级的研究，一般采用初步危险分析（PHA）、事故树分析（FTA）、事件树分析（ETA）、因果分析图法、运行危险分析，以及潜通电路分析（SCA）、动态事件树法、动态故障树法、Petri网法等分析方法进行风险分级，或从车辆可靠性测试、维修与风险评价、司机操作安全评估、火灾评估、地下结构的风险评价等方面进行安全评估研究[1-4]。针对风险预测技术，在美国、日本以及欧洲一些发达国家，城市轨道交通发展较早，信息化程度也相对很高，且大多数已经建成集行车指挥、安全监控、资源调配为一体的综合运营管理系统。其成果对于广州地铁调度故障系统中的风险预测具有很好的参考价值。国内对于风险预测的研究多停留在理论分析阶段，能够应用于企业生产的非常少。
2.2 故障处理
国外轨道交通发达的国家已经充分认识到应急管理的重要性，并已经形成了较为成熟的应急管理辅助系统，但真对调度岗位的很少。国内很多城市轨道交通企业和科研机构也对城市轨道交通应急辅助系统进行了深入的研究，产生了很多优秀的成果。[5]对城市轨道交通现有各个子系统进行了研究，分析了他们的优缺点，并在此基础上提出了调度指挥集成系统，解决了如“信息孤岛”等诸多问题；[6]提出了城市轨道交通应急处置辅助决策系统框架。
综上所述，目前国内外针对轨道交通故障处理系统的研究虽然已有成果，但功能相对单一、涉及岗位不明确，针对某一特殊岗位，例如行车调度岗位、电力调度岗位的决策支持系统的研究较少。为了提高生产效率，广州地铁进行了大量管理结构调整工作，例如OCC增加了综合调度，这在国内外同行业中属于首创，针对综合调度故障处理系统的还处于空白阶段。且现有的研究并不能够完全适用于广州地铁的运作模式和管理模式。
3 现有广州地铁应急模式分析
3.1 广州地铁现有应急处理模式
目前广州地铁控制中心在发生故障时，故障的通报与处理主要以接报人员为主，接报人员接到司机或者车站报告故障时，记录接收的信息，当接报人员根据自己的经验和理论知识进行初步判断，并选择是在接报应急的同时还是在处理完应急情况后将应急信息传递给搭档和值班主任。值班主任在接到应急信息后第一时间到现场了解情况，并根据实际情况进行处理。同时值班主任助理也到现场了解情况，便于信息的发布，邻线行调也到现场了解情况，便于启动班组联动机制。
信息通报完毕后，值班主任对故障影响进行评估，并采取相应的措施进行统筹处理，同时调度员对故障点的故障进行处理，值班主任对调度进行监督，并提出指导意见。
综上所述，当发生故障后，虽然班组应急联动机制已十分完善，但信息通报流程过于繁琐和重复，信息传递方式以一对一为主，因此首先要使信息传递更加高效。其次，值班主任对故障进行评估和调度员对故障进行处理建立在各自经验的基础上，产生偏差在所难免，因此系统需辅助值班主任对故障影响进行评估，并给调度员处理故障提供思路。
3.2 广州地铁现有应急处理模式分析
现场的信息只能通过接报行调传递给搭档、值班主任以及其他调度员，也就是说接报行调是现场信息与中央调度的唯一途径。有研究表明人类信息接受行为的发生是人类、行为、环境三者相互作用的过程，其受生理条件、认知结构、心理状态、外部环境因素等方面的影响[7]。接报行调的个人综合素质、经验以及业务知识会影响接报人对现场信息的收集以及对应急情况的初步判断，这就是为什么同一种故障不同调度员处理会存在不同的结果。
发生应急事件时，前期处理时间是非常重要的，而在应急事件的前期作为中央指挥需要了解现场情况以及下达指令给现场，出现有的应急事件处理模式中值班主任以及搭档得到的信息是经过接报调度员进行初步筛选以及判断处理后的信息，而由于不同调度员的综合素质、个人经验以及业务能力的不同，那么对应急信息的筛选内容和判断处理就不同，这样就存在中央其他调度员得到的信息可能与现场实际信息不同。值班主任以及搭档在进行协助处理时会存在过多的时间在相互沟通与协调上面，这样就会延误应急事件处理的时机。 3.3 地铁行车调度故障处理系统研究思路
通过3.2分析现有的调度模式存在的信息存在失真的可能和信息沟通延误的情况提出地铁行车调度故障处理系统研究。
3.3.1 总体思路
地铁行车调度故障处理系统主要研究如何解决中央其他调度能和接报调度同时了解现场信息和接报调度员所做的工作，这样就能解决中央调度员了解信息滞后和减少搭档与值班主任与接报行调之间的沟通时间。为了使接报行调能主动地收集现场信息为中央决策提供依据地铁行车调度故障处理系统需要解决相似度受伤。
3.3.2 地铁行车调度故障处理系统各功能模块设计
（1）相识度算法设计
本系统采用Levenshtein 距离算法，又称编辑距离算法进行相识度算法设计。编辑距离算法首先由俄国科学家Levenshtein提出的，故又叫Levenshtein Distance。指的是两个字符串之间，由一个转换成另一个所需的最少编辑操作次数。许可的编辑操作包括将一个字符替换成另一个字符，插入一个字符，删除一个字符。
编辑距离的伪算法（附录一：编辑距离vb算法代码）：
整数 Levenshtein距离（字符 str1[1..lenStr1]， 字符 str2[1..lenStr2]）
Step1：初始化 int d[0..lenStr1， 0..lenStr2]
初始化int i， j， cost
Step2：对于 i 等于 由 0 至 len（Str1）
d[i， 0]=i
对于 j 等于 由 0 至 len（Str2）
d[0， j] ：= j
Step3：对于 i 等于 由 1 至len（Str1）
对于 j 等于 由 1 至 len（Str2）
若 str1[i] = str2[j] 则 cost ：= 0
否则 cost ：= 1
d[i， j] ：= 最小值（
d[i-1， j ] + 1， // 删除
d[i ， j-1] + 1， // 插入
d[i-1， j-1] + cost // 替换
）
Step4：返回 d[lenStr1， lenStr2]
（2）各功能模块
①自动设别模块
当调度员接报应急事件后，系统通过相似度收索功能在后台数据库中自动识别相关应急事件信息及信息收集和处理注意事项，并根据已有的处理方法提供应急事件处理参考方案。
②中央联动模块
当调度员接报应急信息后啟动系统，在中央的各调界面会自动提示接报调度员已经收到的信息和处理情况，搭档和值班主任可以根据现有的信息和处理情况进行决策和补充提示。当管理层打开系统时也会出现该故障情况，管理层根据应急事件情况进行相应的处理。
（3）系统架构的选择
目前常用的系统架构主要有C/S架构和B/S架构。C/S架构一般建立在专用网络平台上，局域网之间通过专门服务器提供连接和数据交换服务，一般面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强，且具有较强的信息完全性，但对系统的兼容性要求较高、维护成本较高、升级较为困难。而B/S架构建立在广域网之上的，有较强的适用范围，对信息的控制能力相对较弱，但对系统兼容性要求低、维护成本较低、升级容易可以实现无缝升级。
鉴于调度故障处理系统主要针对OCC各调度、对数据实时性和安全性要求较高，且现在广州地铁所有电脑均采用统一的系统和统一的办公软件，不存在不同系统兼容性的问题，因此应采用C/S架构。
4 结束语
随着信息化以及大数据的发展，C/S架构应用在调度应急处理上能够在调度员处理应急事件时提供参考意见，同时将调度员由被动接受现场信息变更为主动收集信息。在调度联动方面C/S架构应用在调度应急处理上能够在接报调度员输入信息时同时将故障信息传递给搭档以及值班主任，这样就解决应急处理时信息的延误，把握应急事件处理的初期时期。
参考文献
[1] Vanderperre E J， MakhanovSS. Risk analysis of a robot- safety device system[J]. Internati-
onal Journal of Reliability， Quality and Safety Engineering， 2002， 9（1）：79.
[2] FranCois， Daniel Noyes.Evaluation of a maintenance strategy by the analysis of the rate of repair[J].Quality and Reliability Engineering International， 2003， 19（2）：129.
[3] Eliza Chiang，Tim Menzies. Simulations for very early lifecycle quality evaluations.[J]. Software Process： Improvement and Practice，2002，7.
[4] 付新生.城轨车辆运营技术故障风险综合评价方法的研究[D].北京交通大学，2007.
[5] 李为为.城市轨道交通调度指挥智能集成系统研究[D].北京交通大学，2006.
[6] 王志强.城市轨道交通应急决策辅助技术研究[D].上海：同济大学，2008.
[7] 姚学刚.人类信息接受行为的动因、过程及影响因素研究[D].北京大学， 2008.6：74.
[关键词]地铁故障处理C/S系统
中图分类号：U231.94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0140-02
1 引言
从1997年6月28日至今，广州地铁已经建成9条线路、164座车站，运营里程达266公里，日均客运量超过700万人次，如何保证运输服务的连续稳定性，是城轨交通线的首要目标。由于外界因素（如灾害、人身伤亡事故等）的影响导致服务中断在所难免，这种非正常情况下的快速恢复是一个关键。在正常情况下，列车运行依赖于信号系统，在应急情况下，列车运行则依赖于调度指挥[1]。调度应急处理具有变化多、涉及面广、难度大等特点，目前广州地铁应急处理规章虽然已十分完善，但如何在变化莫测的应急情况下迅速理清头绪并按章处理，是调度员面临的首要问题。
如何提高调度员的应急处理能力，减轻应急情况下调度员的工作压力，减少情急情况下的错误概率，提高信息汇报的准确性，是解决问题的关键。目前广州地铁信号系统已十分完善，能够满足列车正常运营需要，但在应急情况下信号系统仅能作为调度指挥的辅助。因此研究出适合广州地铁的调度故障处理系统对于提高应急情况下的故障处理效率、保障地铁运行安全、保证乘客准点到达具有非常重要的意义。
2 国内外研究现状
为了让系统能够为调度提供应急情况下的决策支持，国内外对此进行了大量的研究，主要分为两个方面的内容：风险预测和故障处理。
2.1 风险预测
关于城市轨道交通风险识别和评估体系的研究较多，目前广州地铁也已经有了非常健全的风险识别和风险管理規章体系。但国内外有关险预测的研究还相对较少且大多停留在理论阶段，应用与系统的则更加稀少。对于事故风险等级的研究，一般采用初步危险分析（PHA）、事故树分析（FTA）、事件树分析（ETA）、因果分析图法、运行危险分析，以及潜通电路分析（SCA）、动态事件树法、动态故障树法、Petri网法等分析方法进行风险分级，或从车辆可靠性测试、维修与风险评价、司机操作安全评估、火灾评估、地下结构的风险评价等方面进行安全评估研究[1-4]。针对风险预测技术，在美国、日本以及欧洲一些发达国家，城市轨道交通发展较早，信息化程度也相对很高，且大多数已经建成集行车指挥、安全监控、资源调配为一体的综合运营管理系统。其成果对于广州地铁调度故障系统中的风险预测具有很好的参考价值。国内对于风险预测的研究多停留在理论分析阶段，能够应用于企业生产的非常少。
2.2 故障处理
国外轨道交通发达的国家已经充分认识到应急管理的重要性，并已经形成了较为成熟的应急管理辅助系统，但真对调度岗位的很少。国内很多城市轨道交通企业和科研机构也对城市轨道交通应急辅助系统进行了深入的研究，产生了很多优秀的成果。[5]对城市轨道交通现有各个子系统进行了研究，分析了他们的优缺点，并在此基础上提出了调度指挥集成系统，解决了如“信息孤岛”等诸多问题；[6]提出了城市轨道交通应急处置辅助决策系统框架。
综上所述，目前国内外针对轨道交通故障处理系统的研究虽然已有成果，但功能相对单一、涉及岗位不明确，针对某一特殊岗位，例如行车调度岗位、电力调度岗位的决策支持系统的研究较少。为了提高生产效率，广州地铁进行了大量管理结构调整工作，例如OCC增加了综合调度，这在国内外同行业中属于首创，针对综合调度故障处理系统的还处于空白阶段。且现有的研究并不能够完全适用于广州地铁的运作模式和管理模式。
3 现有广州地铁应急模式分析
3.1 广州地铁现有应急处理模式
目前广州地铁控制中心在发生故障时，故障的通报与处理主要以接报人员为主，接报人员接到司机或者车站报告故障时，记录接收的信息，当接报人员根据自己的经验和理论知识进行初步判断，并选择是在接报应急的同时还是在处理完应急情况后将应急信息传递给搭档和值班主任。值班主任在接到应急信息后第一时间到现场了解情况，并根据实际情况进行处理。同时值班主任助理也到现场了解情况，便于信息的发布，邻线行调也到现场了解情况，便于启动班组联动机制。
信息通报完毕后，值班主任对故障影响进行评估，并采取相应的措施进行统筹处理，同时调度员对故障点的故障进行处理，值班主任对调度进行监督，并提出指导意见。
综上所述，当发生故障后，虽然班组应急联动机制已十分完善，但信息通报流程过于繁琐和重复，信息传递方式以一对一为主，因此首先要使信息传递更加高效。其次，值班主任对故障进行评估和调度员对故障进行处理建立在各自经验的基础上，产生偏差在所难免，因此系统需辅助值班主任对故障影响进行评估，并给调度员处理故障提供思路。
3.2 广州地铁现有应急处理模式分析
现场的信息只能通过接报行调传递给搭档、值班主任以及其他调度员，也就是说接报行调是现场信息与中央调度的唯一途径。有研究表明人类信息接受行为的发生是人类、行为、环境三者相互作用的过程，其受生理条件、认知结构、心理状态、外部环境因素等方面的影响[7]。接报行调的个人综合素质、经验以及业务知识会影响接报人对现场信息的收集以及对应急情况的初步判断，这就是为什么同一种故障不同调度员处理会存在不同的结果。
发生应急事件时，前期处理时间是非常重要的，而在应急事件的前期作为中央指挥需要了解现场情况以及下达指令给现场，出现有的应急事件处理模式中值班主任以及搭档得到的信息是经过接报调度员进行初步筛选以及判断处理后的信息，而由于不同调度员的综合素质、个人经验以及业务能力的不同，那么对应急信息的筛选内容和判断处理就不同，这样就存在中央其他调度员得到的信息可能与现场实际信息不同。值班主任以及搭档在进行协助处理时会存在过多的时间在相互沟通与协调上面，这样就会延误应急事件处理的时机。 3.3 地铁行车调度故障处理系统研究思路
通过3.2分析现有的调度模式存在的信息存在失真的可能和信息沟通延误的情况提出地铁行车调度故障处理系统研究。
3.3.1 总体思路
地铁行车调度故障处理系统主要研究如何解决中央其他调度能和接报调度同时了解现场信息和接报调度员所做的工作，这样就能解决中央调度员了解信息滞后和减少搭档与值班主任与接报行调之间的沟通时间。为了使接报行调能主动地收集现场信息为中央决策提供依据地铁行车调度故障处理系统需要解决相似度受伤。
3.3.2 地铁行车调度故障处理系统各功能模块设计
（1）相识度算法设计
本系统采用Levenshtein 距离算法，又称编辑距离算法进行相识度算法设计。编辑距离算法首先由俄国科学家Levenshtein提出的，故又叫Levenshtein Distance。指的是两个字符串之间，由一个转换成另一个所需的最少编辑操作次数。许可的编辑操作包括将一个字符替换成另一个字符，插入一个字符，删除一个字符。
编辑距离的伪算法（附录一：编辑距离vb算法代码）：
整数 Levenshtein距离（字符 str1[1..lenStr1]， 字符 str2[1..lenStr2]）
Step1：初始化 int d[0..lenStr1， 0..lenStr2]
初始化int i， j， cost
Step2：对于 i 等于 由 0 至 len（Str1）
d[i， 0]=i
对于 j 等于 由 0 至 len（Str2）
d[0， j] ：= j
Step3：对于 i 等于 由 1 至len（Str1）
对于 j 等于 由 1 至 len（Str2）
若 str1[i] = str2[j] 则 cost ：= 0
否则 cost ：= 1
d[i， j] ：= 最小值（
d[i-1， j ] + 1， // 删除
d[i ， j-1] + 1， // 插入
d[i-1， j-1] + cost // 替换
）
Step4：返回 d[lenStr1， lenStr2]
（2）各功能模块
①自动设别模块
当调度员接报应急事件后，系统通过相似度收索功能在后台数据库中自动识别相关应急事件信息及信息收集和处理注意事项，并根据已有的处理方法提供应急事件处理参考方案。
②中央联动模块
当调度员接报应急信息后啟动系统，在中央的各调界面会自动提示接报调度员已经收到的信息和处理情况，搭档和值班主任可以根据现有的信息和处理情况进行决策和补充提示。当管理层打开系统时也会出现该故障情况，管理层根据应急事件情况进行相应的处理。
（3）系统架构的选择
目前常用的系统架构主要有C/S架构和B/S架构。C/S架构一般建立在专用网络平台上，局域网之间通过专门服务器提供连接和数据交换服务，一般面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强，且具有较强的信息完全性，但对系统的兼容性要求较高、维护成本较高、升级较为困难。而B/S架构建立在广域网之上的，有较强的适用范围，对信息的控制能力相对较弱，但对系统兼容性要求低、维护成本较低、升级容易可以实现无缝升级。
鉴于调度故障处理系统主要针对OCC各调度、对数据实时性和安全性要求较高，且现在广州地铁所有电脑均采用统一的系统和统一的办公软件，不存在不同系统兼容性的问题，因此应采用C/S架构。
4 结束语
随着信息化以及大数据的发展，C/S架构应用在调度应急处理上能够在调度员处理应急事件时提供参考意见，同时将调度员由被动接受现场信息变更为主动收集信息。在调度联动方面C/S架构应用在调度应急处理上能够在接报调度员输入信息时同时将故障信息传递给搭档以及值班主任，这样就解决应急处理时信息的延误，把握应急事件处理的初期时期。
参考文献
[1] Vanderperre E J， MakhanovSS. Risk analysis of a robot- safety device system[J]. Internati-
onal Journal of Reliability， Quality and Safety Engineering， 2002， 9（1）：79.
[2] FranCois， Daniel Noyes.Evaluation of a maintenance strategy by the analysis of the rate of repair[J].Quality and Reliability Engineering International， 2003， 19（2）：129.
[3] Eliza Chiang，Tim Menzies. Simulations for very early lifecycle quality evaluations.[J]. Software Process： Improvement and Practice，2002，7.
[4] 付新生.城轨车辆运营技术故障风险综合评价方法的研究[D].北京交通大学，2007.
[5] 李为为.城市轨道交通调度指挥智能集成系统研究[D].北京交通大学，2006.
[6] 王志强.城市轨道交通应急决策辅助技术研究[D].上海：同济大学，2008.
[7] 姚学刚.人类信息接受行为的动因、过程及影响因素研究[D].北京大学， 2008.6：74.