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基于安全预警大数据的高铁应急预案优化研究

王普1，吴艳华2，赵正阳3（1.中国铁道科学研究院，

北京100081；2.中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，

北京100081；3.北京交通大学软件学院，北京100044）摘

要：高铁应急预案对提高运营安全水平具有重要作用，如

建立健全高铁应急预案体系、优化各类应急预案，成为现阶

段研究的重点。随着高铁事件案例数据的逐步积累，基于高

铁安全预警大数据开展应急预案优化是继模拟仿真、算法优

化后的一个新方向。介绍高铁应急预案体系现状，分析应急

预案可优化内容和大数据来源；基于典型案例数据，开展高

铁应急预案分类、分级、处置方法等研究，为高铁应急预案

优化提供新思路和新方法。关键词：高铁；应急预案；优

化；大数据；安全预警0引言近年来，我国安全生产应

急预案体系建设取得显著成效，预案数量大幅增长、质量逐

步提高、管理普遍加强，应急演练范围不断扩大，形式不断

创新，实效性不断增强。至2016年底，地方政府层面制定

了专项和部门预案9080个，全国各级各类企业共编制应急

预案596.3万个，重点行业企业、中等规模以上企业做到了

应急预案全覆盖。铁路应急预案是“一案三制”应急管理体系

的核心要素，是铁路应急管理工作的重要内容，它从多个方

面规定了应急机构与职责、应急装备、应急响应程序及应急

指挥与协调等工作，还明确了在铁路突发事件发生之前、发

生过程中及发生后，谁负责做什么、何时做、怎么做等相关

内容，在规范铁路应急管理工作流程、提升铁路系统防范与

应对风险能力、降低人员伤亡及财产损失等方面发挥重要作

用。目前，在铁路系统内部，按照应急管理的层级，已经形

成了中国铁路总公司（简称总公司）应急预案——总公司所

属单位应急预案——基层组织应急预案——岗位应急处置

办法4级铁路应急预案体系，基本覆盖了铁路安全生产各个

领域和层级。总公司下属18个铁路局集团公司中预案数量

不一，各铁路局集团公司内基层组织的预案数量差别更大，

截至2016年，全路共编制各级各类应急预案近1.4万个。我

国高铁在建设和运营过程中与既有铁路存在很大差异，如设

备先进、运行速度高等，同时整条线路中通常建有大规模高

架桥，这些特点都对高铁应急预案和应急救援的方法、技术

提出了新要求。此外，现有的铁路应急预案大多为定性预案，

缺乏定量化指标，随着高铁事件案例数据的积累和大数据技

术的应用，利用大数据分析手段和方法进行高铁应急预案优

化是应急管理发展的新方向。1国内外研究现状在铁路应

急管理方面，贾利民等[1-2]从应急管理的体制、机制、法制、

预案与保障体系5方面，提出了铁路应急管理体系。陈振颂

[3]提出了新的铁路应急管理体系框架，并在此基础上，从应

急预案顶层设计、风险分析与应急能力评估、应急预案系统

等方面构建了铁路应急预案子体系。徐建[4]以铁路突发事

件应急管理过程的预防预警、应急准备、应急响应、恢复4

个阶段为主线，构建了铁路突发事件应急管理体系。在应

急预案的优化方面，国内外相关学者也有研究，主要集中于

模拟仿真、算法流程优化等方面。例如，杨良等[5]提出在应

急预案的编制中引入交通仿真技术，仿真分析和优化火灾等

紧急情况下车站（区间）乘客疏散方案，进一步通过列车运

行仿真评估和改进网络列车运营组织协调，量化轨道交通客

流引导和公交接驳方案，最后仿真评估疏解客流对相关车站

的影响，从而优化应急预案，提高其可操作性。汪茉莉[6]

在详细分析地铁运营突发事件己有文本型应急预案的基础

上，建立预警响应流程、应急响应流程及后期处置流程的时

间Petri网，对地铁站火灾时间Petri网模型进行分析与优化，

提高应急预案的可操作性，缩短应急响应时间，提高应急救

援效率。曹海峰[7]提出基于全灾种风险分析的基层应急预案

编制与优化方法，即综合运用正向情景构建与反向后果预设

方法，对各种风险情景和潜在后果进行整合分析，对相应的

任务进行合并与优化处理，形成任务清单。以上应急预案优

化方法，都为高铁应急预案优化提供了参考，但基于安全预

警大数据的应急预案优化，国内外开展的相关研究还较少。

2高铁应急预案体系铁路应急预案是各级部门应对突发事

件的重要参考文件和依据，与各级管理部门和具体执行部门

的业务关联紧密。根据我国高铁的建设、运营及管理特点，

以及高铁突发事件应急管理机构及业务职责的不同，可从不

同角度划分高铁应急预案体系，具体分类包括：（1）按预案

的总体和专业划分，可分为总体预案和专项预案2大类；（2）

按铁路的组织管理层