一种基于远程支持的应急处置装置的制作方法

本发明涉及突发应急处理领域，尤其涉及一种基于远程支持的应急处置装置。

背景技术：

我国城轨列车因保障运行安全的需要，目前配备大量具备单一功能的独立安全监测设备，设备各自具备界面显示、语音报警、信号传输、数据存储等功能，标准、功能、安装、人机界面、维护管理等方面不统一，监测内容不全面，信息共享度低，综合诊断以及联动困难等缺点。

本发明将各类安全监测设备监测到的数据进行整合、处理、分析并输出决策支持方案，并通过远程专家支持系统快速的发送至相关作业人员的手持移动终端中，指导作业人员进行相关作业。本发明依托国家十三五重点研发计划“城市轨道系统安全保障技术（课题编号2016yfb1200402）”，本装置的提出在状态评估、风险预警方面具有深远的意义。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种网络化决策支持与应急处置系统，该系统解决了各个安全监测设备相互独立的问题，通过专家系统的决策支持减少了对专家实际分析的需求，减少了作业人员的数量、大大提高了作业人员的工作效率。本发明具体采用了如下技术方案：

装置包括状态数据采集单元，用于短期采集存储设备状态数据，并通过光缆将数据信息传输给状态采集数据中心，所述状态数据采集单元包括信号系统状态数据存储服务器、关键机电设备状态数据存储服务器、城市轨道交通车辆状态数据存储服务器及基础设施状态存储服务器，所述状态采集数据中心的用于数据的存储；决策支持单元，其包括决策中心服务器和决策支持库存储服务器，所述决策支持库存储服务器用于存储决策支持库及动态更新支持库的数据信息；所述决策中心服务器负责对状态采集中心传递来的数据进行处理分析，并调用所述决策支持库存储服务器中的决策支持数据生成最终的处置方案；专家远程支持单元，其包括无线信号发射器和移动终端，所述无线信号发射器对移动终端传递数据，将所述决策支持单元生成的处置方案发送给信号系统移动终端、关键机电设备移动终端、城市轨道交通车辆移动终端、基础设施移动终端，上述各移动终端接收由无线信号发射器传来的处置方案，指导检修人员和应急人员进行维修抢险作业。

优选地，所述决策支持库包括机电设备决策库、城轨车辆决策库、信号系统决策库，所述机电设备决策库包括通风系统、屏蔽门和电扶梯的相关故障信息以及相应故障解决方案；城轨车辆决策库包括城轨列车走行部和列车运行系统的相关故障信息以及相应部件故障解决方案；信号系统决策库包括控制中心、车载设备信号系统和车站轨旁信号系统的相关故障信息以及相对应的故障解决方案；所述动态更新支持库根据决策库修改报告对故障信息和故障解决方案进行更新。

优选地，所述专家远程支持单元，包括处置方案报告模块、结构关键部位示意模块、作业进程反馈模块；所述处置方案报告模块用于发送、接收、指导处置方案报告；所述结构关键部位示意模块用于存储机电设备、城轨车辆、信号系统的关键部位结构示意图；所述作业进程反馈模块用于反馈作业进度，在遇到异常情况或突发情况时向管控中心实时反馈问题。

优选地，所述决策中心服务器提取应急事件的确定性成因与不确定性成因，根据历史信息数据对确定性成因生成决策支持信息，所述决策支持信息结合不确定性成因生成处置方案，检修人员根据处置方案进行检修作业并在作业后总结一份实际处置报告，所述实际处置报告被上传至服务器，服务器通过对实际处置报告与处置方案进行智能对比分析，生成决策修改报告，经工作人员确定后更新决策信息。

附图说明

图1是本发明装置框架图。

图2是预测预警信息分类流程图。

图3是确定性信息提取流程图。

图4是决策支持库结构图。

图5是动态更新支持库机构图。

图6是决策支持库动态更新组件工作流程图。

图7是决策处置模块流程图。

图8是手机终端app框架图。

具体实施方式

本发明的网络化决策支持与应急处置系统硬件框架如图1所示。

硬件框架主要有三个部分：状态数据采集层、决策支持层和专家远程支持层。

状态数据采集层中信号系统状态数据存储服务器、关键机电设备状态数据存储服务器、城市轨道交通车辆状态数据存储服务器及基础设施状态存储服务器主要功能为短期采集存储设备状态数据，并通过光缆将数据信息传输给状态采集数据中心。状态采集数据中心的主要负责各类数据的存储。

决策支持层分为决策中心服务器和决策支持库存储服务器两部分。决策支持库存储服务器主要存储决策支持库及动态更新支持库的数据信息；决策中心服务器负责对状态采集中心传递来的数据进行处理分析，并调用决策支持库存储服务器中的决策支持数据生成最终的处置方案。

专家远程支持层主要分为无线信号发射器和移动终端两部分。无线信号发射器对移动终端传递数据，将决策支持层生成的处置方案发送给各系统的移动终端。信号系统移动终端、关键机电设备移动终端、城市轨道交通车辆移动终端、基础设施移动终端接收由无线信号发射器传来的处置方案，指导检修人员和应急人员进行维修抢险作业。

本发明首先通过深度置信网络（dbn）算法将传递指本层的预测预警信息进行整理分类，算法首先对单个信息进行特征提取，进行状态识别，然后将各个信号处理后的数据进行融合，作出分类决策，将预测预警信息分类为一般性事件和紧急事件，具体结构如图2所示。将事件进行分类后，对事件信息进行lmd分解，得到在不同尺度下特征信号，然后对分解得到的特征信号进行初步特征提取，利用isomap算法进行二次特征提取，得到低维向量，进行故障识别，将识别确认的故障输出为确定性信息，将不能识别的特征信息输出为不确定性信息。详细处理框架图见图3所示。依据输出的确定性信息，通过系统内存储的故障数字标签，调用决策库中的决策处置方案，生成决策支持信息或应急处置决策信息。系统将算法处理及调用的信息按照系统中预设的报告模板生成处置方案报告。其中紧急事件的处置方案报告需要经过决策人员进行审核确认后得到最后应急处置方案，最后经过专家远程支持单元将应急处置方案传递给检修作业人员或应急人员进行相应作业。检修作业人员与应急人员在作业后总结一份实际处置报告，通过专家远程支持单元传递至服务器，服务器通过对实际处置报告与处置方案或应急处置方案进行智能对比分析，生成决策库修改报告，经工作人员确认后通过支持库信息学习平台更新动态更新支持库的决策信息。具体步骤为：

1）将预测预警信息整理分类，将事件类别分为一般性事件和紧急事件；若应急事件为一般性事件，则进入步骤2）；若应急事件为紧急事件，则进入步骤3）；

2）提取一般性事件的确定性成因与不确定性成因，根据历史信息数据对确定性成因生成决策支持信息，所述决策支持信息结合不确定性成因生成处置方案，进入步骤4）；

3）提取紧急事件的确定性成因与不确定性成因，根据历史信息数据对确定性成因生成应急处置决策信息，所述应急处置决策信息结合不确定性成因生成应急处置报告，经决策人员确认后生成应急处置方案，进入步骤5）；

4）将生成的处置方案发送至检修人员，检修人员根据处置方案进行检修作业并在作业后总结一份实际处置报告，所述实际处置报告被上传至服务器，服务器通过对实际处置报告与处置方案进行智能对比分析，生成决策修改报告，经工作人员确定后更新决策信息；

5）将生成的应急处置方案发送至应急人员，应急人员根据应急处置方案进行应急作业并在作业后总结一份实际处置报告，所述实际处置报告被上传至服务器，服务器通过对实际处置报告与应急处置方案进行智能对比分析，生成决策修改报告，经工作人员确定后更新决策信息。

本系统主要依据预测预警采集的信号数据，通过一系列算法对一般性事件及紧急事件的处置提供决策支持，具体的功能主要有以下三部分：

（1）一般性事件处理功能：通过调用决策支持库，对一般性事件进行系统决策，生成处置方案，通过专家远程支持单元传递给检修作业人员，检修人员依照处置方案指导进行检修作业。若检修作业中存在处置报告中未注明的问题，可通过检修作业异常实时反馈功能进行反馈。

（2）紧急事件应急处理功能：对于紧急事件，系统通过调用决策支持库，对应急事件对紧急事件进行应急处置决策分析，并生成决策支持方案，决策支持方案将通过网络传递给决策人员进行确认，最终通过专家远程支持单元传递到应急人员手机终端app，应急人员按照最终决策方案进行应急作业。若应急作业中存在报告中未注明的问题或者其他突发情况，作业人员可以通过应急作业异常实时反馈功能进行反馈。

（3）动态更新支持库学习功能：检修作业人员和应急作业人员按照实际作业情况，通过系统上传一份实际处置报告，系统将对系统生成的处置方案与实际处置报告进行智能对比分析找出处置方案中的不足，并生成决策库修改报告，决策库修改报告经工作人员确认后，通过支持库信息学习平台对决策支持库进行修改。

网络化决策支持与应急处置系统主要包括专家决策库，决策处置模块，专家远程支持单元。

（一）专家决策库

专家决策库主要功能是为系统决策与应急处置决策提供数据信息支持，专家决策库主要有以下三部分：

（1）决策支持库

决策支持库的主要数据由机电设备决策库、城轨车辆决策库、信号系统决策库三部分组成，其数据来源为历史信息数据，包括设备基本信息、历史检测数据、历史故障数据和历史维修记录四部分。决策数据库是专家决策库的基础，其中涵盖了机电设备、城轨车辆和信号系统的大部分决策支持信息。

机电设备决策库主要涵盖通风系统，屏蔽门电扶梯三大类机电设备的相关故障信息以及相应故障解决方案；城轨车辆决策库主要涵盖城轨列车走行部和列车运行系统两部分的相关故障信息以及相应部件故障解决方案；信号系统决策库主要涵盖控制中心、车载设备信号系统和车站轨旁信号系统三部分的相关故障信息以及相对应的故障解决方案，以上决策库内容通过决策处置模块的判断寻优对外生成对应的报告，以供决策人员进行参考。

决策支持库的具体结构如图4所示。

（2）动态更新支持库

动态更新支持库的主要数据由机电设备支持库、城轨车辆支持库、信号系统支持库三部分组成，其数据来源为决策库修改报告，其内容包括实际故障状况数据、实际检修数据、实际应急作业数据和应急作业突发状况数据四部分。动态更新支持库是专家决策库的补充及完善，以避免决策支持库信息过时。

机电设备支持库主要涵盖通风系统，屏蔽门电扶梯三大类机电设备的故障更新信息以及相应更新的故障解决方案；城轨车辆支持库主要涵盖城轨列车走行部和列车运行系统两部分的相关故障更新信息以及相应部件更新的故障解决方案；信号系统支持库主要涵盖控制中心、车载设备信号系统和车站轨旁信号系统三部分的相关故障更新信息以及相对应的更新的故障解决方案，以上支持库内容通过决策处置模块的判断寻优对外生成对应的报告，以供决策人员进行参考。

动态更新支持库的具体结构如图5所示。

（3）决策支持库动态更新组件

决策支持库动态更新组件为动态更新支持库的信息更新提供支持。决策支持库动态更新组件是保证决策支持与应急处置模块不断修改、补充的系统，此组件主要功能是通过系统智能对比处置方案与实际处置报告，生成决策库修改报告，经工作人员确认后，通过支持库信息学习平台对动态更新支持库的信息进行修改完善。动态更新支持库的改进将大大提高辅助决策的精度，提出更加完善的解决方案，输出更加详尽的辅助决策报告，大大减少决策人员的工作量。

决策库动态更新组件的主要工作流程如图6所示。此组件将网络化决策支持与应急处置系统生成的处置方案与由检修作业人员或应急作业人员根据实际作业情况提交的实际处置报告进行智能对比分析，找出网络化决策支持与应急处置系统的处置方案中的不足与问题，生成决策库修改报告，经工作人员确认有实际价值后录入至动态更新支持库中。

（二）决策处置模块

决策处置模块是此模块的核心系统之一，主要用于对应急预警信息进行分析处理，对已发生的事件进行等级划分（分为一般性事件和紧急事件），并通过智能算法找出一般性事件或紧急事件的事发原因，通过调用决策支持库中的决策信息选择性的输出处理办法，对事件提供决策支持并生成报告。对于紧急事件，应急处置决策需经过决策人员进行确认核实通过才能生成应急处置方案。

决策处置模块详细流程见图7所示。此组件分为一般性事件及紧急事件两部分，一般性事件决策流程如图7（a）所示，通过算法提取一般性事件中确定性成因与不确定性成因，针对事件确定成因，调用动态更新支持库与决策支持库中数据对一般性事件提供决策支持，与不确定成因一并生成处置方案。紧急事件的决策流程图如图7（b）所示，通过算法提取紧急事件中的确定性成因和不确定性成因，针对紧急事件确定成因，调用动态更新支持库与决策支持库中数据对紧急事件提供应急处置决策支持，并与不确定成因一并生成处理方案报告，经过决策人员确认后生成最终应急处置方案。

（三）专家远程支持单元

专家远程支持单元是通过移动终端实现对事件处置指导、实时跟进及异常情况反馈的功能。专家远程支持单元充分发挥移动互联的便利性，可以减少作业人员数量，增加作业效率。其核心为手机终端app，手机终端app主要有三大类模块，首先是对处置方案报告的发送接收以及作业指导模块；其次app内置了部分结构关键位置的结构示意图模块；最后app拥有作业进程反馈模块，本系统主要作用有以下三部分：

（1）接收处置方案以供决策人员分析借鉴，并通过无线网络传输发送到对应作业人员手机终端app中，指导作业人员进行维修抢险作业；

（2）手机终端app中内置机电设备、城轨车辆、信号系统的关键部位结构示意图，如有需要，作业人员可以按照结构示意图的指导进行作业，减少作业人员的操作失误，并大幅度减少作业时间。

（3）手机终端app设置作业进程反馈模块，通过作业进度反馈，管控中心可以实时了解作业的进度。如遇到异常情况或突发情况，可以通过作业异常实时反馈功能向管控中心反应问题。

手机终端app框架如图8所示。