本技術(shù)涉及軌道交通安全與應急管理，具體地，涉及一種交通安全預警方法、裝置和計算機設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、軌道交通線路及車站按照位置劃分為地上、地下等多種形式，位于地下的因空間密閉受滲漏降水影響大，地上區(qū)段受外界天氣環(huán)境影響大，對于暴雨、暴雪、大風、大霧、沙塵暴、高溫、雷電、冰雹、霜凍、寒潮、霧霾等惡劣天氣及自然惡劣等對軌道交通運行的影響顯著，尤其是對高架橋和地面區(qū)段的影響最大，運營管理面臨巨大服務保障運營壓力，現(xiàn)行的列車運行組織下發(fā)車間隔已經(jīng)逼近設(shè)計極限，任何影響列車接發(fā)秩序的因素都會帶來極大影響。此外，軌道交通網(wǎng)絡覆蓋范圍大，所帶來的系統(tǒng)擾動對路網(wǎng)運營所造成的影響逐漸明顯。通常，“單點”的運行秩序混亂會快速蔓延到其他車站，乃至全線，甚至影響全路網(wǎng)的運行。具體而言，惡劣天氣對于地下線路以及列車的影響主要由于大量雨水倒灌到車站和隧道中，以及極端天氣所造成客流激增，導致線路通行能力需要短時間提升并快速調(diào)整列車運行圖，對軌道交通既有的運營組織管理和行車指揮提出了極大的挑戰(zhàn)；在地面或高架橋區(qū)段，惡劣天氣直接作用到線路地面設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施以及運行的列車，惡化列車牽引、制動性能，劣化設(shè)施設(shè)備性能，降低移動裝備和基礎(chǔ)設(shè)施的服役質(zhì)量，對行車安全和效率產(chǎn)生較大的影響，進而增加列車發(fā)生事故的風險。其中，受天氣影響比較大的是高架線和地面線，在強側(cè)風作用下，列車空氣動力性能惡化，列車空氣阻力、升力、橫向力迅速增加，影響列車的橫向穩(wěn)定性，嚴重時將導致列車傾覆。大風還可能對城軌基礎(chǔ)設(shè)施造成損壞，如卷走城軌交通運營設(shè)備，將線路周圍的廣告牌、臨時建筑等吹進軌行區(qū)甚至接觸網(wǎng)，影響行車安全。

2、城市軌道交通普遍采用單線路建設(shè)模式，同一線路的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、風險管理系統(tǒng)等專業(yè)系統(tǒng)各自獨立運行，日常安全監(jiān)控與風險防控通常歸口各專業(yè)主管部門進行各自管理，隨著線路陸續(xù)開通日益龐大，部分城市軌道交通線路甚至跨城連接市域、都市圈，延伸至省域范圍，運輸企業(yè)對線路、車站的運營管理日趨精細化，從面向城市線路級的管理轉(zhuǎn)向區(qū)域化管理，甚至網(wǎng)格化管理。近年來隨著罕見的惡劣天氣日益增多，傳統(tǒng)的天氣預警向全線網(wǎng)發(fā)布，難以滿足線網(wǎng)局部區(qū)域或部分站點突發(fā)惡劣天氣的應對需求，尤其是在惡劣天氣的變化過程中，對龐大的軌道交通線網(wǎng)的不同區(qū)段位置、地面或地下環(huán)境不同、防控措施也截然不同，目前的監(jiān)測預警技術(shù)顆粒度粗、天氣預警的信息發(fā)布范圍大、與專業(yè)設(shè)備系統(tǒng)、風險隱患、客流量及風險區(qū)位沒有關(guān)聯(lián)性，對多種安全風險的綜合分析能力欠缺，動態(tài)監(jiān)測預警數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和融合互認性不足，數(shù)據(jù)更新的同步一致性缺乏，導致快速應對惡劣天氣所需的信息滯后，對次生災害的預防能力薄弱，技術(shù)手段缺乏綜合決策支持。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例中提供了一種交通安全預警方法、裝置和計算機設(shè)備。

2、本技術(shù)實施例的第一個方面，提供了一種交通安全預警方法，包括：

3、對已知的天氣監(jiān)測網(wǎng)和軌道交通線網(wǎng)進行疊加，并在疊加后顯示第一目標區(qū)域的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)，其中，第一目標區(qū)域基于軌道交通線網(wǎng)中的軌道交通線路確定；

4、根據(jù)第一目標區(qū)域的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定第一目標區(qū)域中存在災害天氣風險的第二目標區(qū)域；

5、根據(jù)第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全因素確定第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全要素關(guān)聯(lián)關(guān)系及其強度，其中，軌道交通線網(wǎng)運行安全因素包括基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備系統(tǒng)、風險源和客流量；

6、構(gòu)建災害天氣與第二目標區(qū)域軌道交通線網(wǎng)運行安全因素影響關(guān)聯(lián)視圖，形成災害天氣影響知識圖譜，基于所述天氣影響知識圖譜，結(jié)合軌道交通線網(wǎng)運行安全要素關(guān)聯(lián)關(guān)系及其強度，綜合確定災害天氣對軌道交通線網(wǎng)運行安全韌性評估結(jié)果的等級，以觸發(fā)聯(lián)合預警。

7、在本技術(shù)一個可選實施例中，所述對已知的天氣監(jiān)測網(wǎng)和軌道交通線網(wǎng)進行疊加，包括：

8、將已知軌道交通線網(wǎng)中軌道交通線路所在預設(shè)范圍的網(wǎng)格單元定義為軌道網(wǎng)格；

9、將已知的天氣監(jiān)測網(wǎng)與所有軌道網(wǎng)格進行疊加，其中，天氣監(jiān)測網(wǎng)包括多個天氣網(wǎng)格；

10、根據(jù)軌道網(wǎng)格與天氣網(wǎng)格的重疊情況，確定每個軌道網(wǎng)格中軌道線路的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)；

11、將軌道網(wǎng)格中具備氣象屬性的軌道線路中心線為中心的帶狀影響范圍區(qū)域作為第一目標區(qū)域。

12、在本技術(shù)一個可選實施例中，所述根據(jù)軌道網(wǎng)格與天氣網(wǎng)格的重疊情況，確定每個軌道網(wǎng)格中軌道線路的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：

13、對于每個軌道網(wǎng)格中的軌道線路，將當前軌道線路所在城市網(wǎng)格的天氣實況、天氣預報和惡劣天氣預警表示為每個軌道網(wǎng)格中軌道線路的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)。

14、在本技術(shù)一個可選實施例中，所述顯示第一目標區(qū)域的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：

15、根據(jù)每個軌道網(wǎng)格中第一目標區(qū)域的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)繪制每個軌道網(wǎng)格中第一目標區(qū)域的顏色色帶，其中，

16、每個軌道網(wǎng)格中第一目標區(qū)域的顏色色帶通過可變矩形單元繪制得到，可變矩形單元的長度若相鄰兩條單元色帶矩形之間出現(xiàn)交疊，則對單元色帶矩形的寬度折半，直到相鄰兩條單元色帶矩形之間無交疊為止，x1(i)為軌道網(wǎng)格中第i條線路的上行線路中心線坐標起點x軸坐標值，x2(i)為下行線路中心線坐標起點x軸坐標值，y1(i)為上行線路中心線坐標終點y軸坐標值，y2(i)為下行線路中心線坐標終點y軸坐標值，rl′為色帶延展寬度，且rl′＞0。

17、在本技術(shù)一個可選實施例中，所述根據(jù)第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全因素確定第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全要素關(guān)聯(lián)關(guān)系及其強度，包括：

18、獲取第二目標區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施的屬性和特征n，n＝{oi，ti，γi}，其中，oi＝{0，1}，若第二目標區(qū)域軌道網(wǎng)格屬于交通線路區(qū)間范圍的上行區(qū)間，則oi＝0，屬于下行區(qū)間，則oi＝1；ti＝{0，1｝，若第二目標區(qū)域軌道網(wǎng)格屬于車站范圍且為地上站，則ti＝0，若為地下站ti＝1；γi＝{1，2，3｝，根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施受天氣影響的程度、配套救援資源配置及其獲取的便捷性劃分可靠性等級，由低到高，分為一級、二級、三級；

19、獲取第二目標區(qū)域的設(shè)備系統(tǒng)的故障報警信息e，e＝{fi，yi，li}，fi＝{1,2}，若第二目標區(qū)域存在受天氣影響的設(shè)備系統(tǒng)告警，則告警類型fi＝1；若第二目標區(qū)域不存在受天氣影響的設(shè)備系統(tǒng)告警，則告警類型fi＝2；若故障報警不影響交通運營，則yi＝0；若故障報警影響交通運營，則yi＝1；報警級別li＝{1,2,3}，報警等級自低向高分三級；

20、獲取第二目標區(qū)域的風險源信息ri，ri＝{1,2,3}，ri＝1為第二目標區(qū)域受天氣影響的危險源的風險等級為中度以下，ri＝2為風險等級為中度以上，ri＝3表示風險等級為重大風險；

21、獲取第二目標區(qū)域的客流量信息p，p＝{si，vi}，si＝0表示第二目標區(qū)域天氣影響時空范圍在車站，si＝1表示天氣影響時空范圍在區(qū)間；vi表示客流量產(chǎn)生的影響，vi＝{i，ii，iii，iv}，根據(jù)客流量的大小設(shè)置閾值作為預警等級，由低到高分別對應iv級預警、iii級預警、ii級預警、i級預警；

22、匯聚第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全因素g＝{n，e，r，p}，并設(shè)置每一個軌道交通線網(wǎng)運行安全因素的影響因子，作為各軌道交通線網(wǎng)運行安全因素的權(quán)重，以根據(jù)各軌道交通線網(wǎng)運行安全因素及其權(quán)重確定第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全要素關(guān)聯(lián)關(guān)系及其強度。

23、在本技術(shù)一個可選實施例中，所述構(gòu)建災害天氣與第二目標區(qū)域軌道交通線網(wǎng)運行安全因素影響關(guān)聯(lián)視圖，形成災害天氣影響知識圖譜，包括：

24、對實體及關(guān)系進行定義，其中，實體要素類型至少包括第二目標區(qū)域的交通線路、車站、區(qū)間、單位、部門、崗位、天氣、設(shè)備、系統(tǒng)、風險隱患清單、客流量、響應處理類型和指標，關(guān)系類型至少包括第二目標區(qū)域的地理位置、處置崗位、隸屬、負責、預警、程度、引起原因和時間序列；

25、數(shù)據(jù)層中的實體和關(guān)系按照模式層預設(shè)方式進行關(guān)聯(lián)映射，得到天氣事件對交通運營安全影響的知識圖譜，其中，模式層和數(shù)據(jù)層分別采用自頂向下和自底向上的方式構(gòu)建；

26、將突發(fā)事件數(shù)據(jù)間語義關(guān)聯(lián)關(guān)系劃分為時空層面的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)度，其中，時空層面的關(guān)聯(lián)關(guān)系將突發(fā)事件數(shù)據(jù)統(tǒng)一到相同計量單位，根據(jù)目標數(shù)據(jù)的時間跨度與空間范圍，計算各要素表征的數(shù)據(jù)集之間的時間重合度與空間重合度，數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)度通過支持度與置信度的計算，確定災害天氣引發(fā)運營突發(fā)事件數(shù)據(jù)集中同時出現(xiàn)的頻繁數(shù)據(jù)項集，挖掘數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，確定隱藏數(shù)據(jù)的潛在聯(lián)系，得到優(yōu)化后知識圖譜，作為天氣影響知識圖譜。

27、在本技術(shù)一個可選實施例中，所述方法還包括：

28、通過以下表達式，根據(jù)實體要素之間的關(guān)聯(lián)程度，確定實體要素的關(guān)聯(lián)強度系數(shù)：

29、θ＝x(k)×δ/σx∈{n,e,r,p}x(k),θ∈[0,1]

30、其中，θ為實體要素的關(guān)聯(lián)強度系數(shù)，x(k)為第k個實體要素在知識圖譜中呈現(xiàn)的關(guān)聯(lián)強度，即關(guān)聯(lián)關(guān)系的累計數(shù)量，δ為基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備系統(tǒng)、風險源和客流量中一種因素的權(quán)重。

31、在本技術(shù)一個可選實施例中，所述基于所述天氣影響知識圖譜，結(jié)合軌道交通線網(wǎng)運行安全要素關(guān)聯(lián)關(guān)系及其強度，綜合確定災害天氣對軌道交通線網(wǎng)運行安全韌性評估結(jié)果的等級，以觸發(fā)聯(lián)合預警，包括：

32、根據(jù)實體要素的關(guān)聯(lián)強度系數(shù)的影響強度，對f(θ，kn()，t)數(shù)據(jù)集排序，將排序為第一的數(shù)據(jù)集輸出，當f(θ，kn()，t)的結(jié)果數(shù)據(jù)集包含影響列車運行的要素時tr＝1，否則為0；包含影響乘客服務水平的要素時ps＝1，否則為0；包含對基礎(chǔ)設(shè)施或設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成損害影響運營的要素時da＝1，否則為0；包含設(shè)備系統(tǒng)等故障產(chǎn)生損失的要素時ls＝1，否則為0；其中，f(θ，kn()，t)為當前惡劣天氣影響下各實體要素x在五元組kn數(shù)據(jù)集中相應關(guān)聯(lián)強度θ影響下經(jīng)一定時間范圍t的城軌區(qū)域性風險影響要素構(gòu)成；

33、基于知識圖譜中影響要素的數(shù)據(jù)集對韌性影響的計算及其影響強度的可靠度b，結(jié)合當前軌道網(wǎng)格的天氣預警狀態(tài)，計算安全韌性評估的綜合評價值作為聯(lián)合預警的結(jié)果，表示為b∩phr(i)，其中，定義b＝(δttr+δpps+δdda+δlls)表示綜合可靠度，其中，列車運行tr、乘客服務水平ps、軌道系統(tǒng)da、傷亡及損失ls分別對應四項指標的可靠性影響，δt、δp、δd和δl分別表示相應指標的權(quán)重系數(shù)，phr(i)表示軌道網(wǎng)格中第i段軌道線路段所在區(qū)域的天氣預警；當phr(i)＝1時表示該區(qū)段存在天氣預警，當phr(i)＝0時表示無天氣預警；當出現(xiàn)天氣預警時，安全聯(lián)合預警發(fā)布，當未出現(xiàn)天氣預警但b≠0時，僅發(fā)布天氣風險預警；

34、將聯(lián)合預警的結(jié)果標記為當前惡劣天氣影響下韌性評估值，并作為預警等級的依據(jù)，設(shè)定三級，韌性程度依次降低，對應發(fā)布三級預警；

35、將上述標定過程迭代，遍歷每一個軌道網(wǎng)格中的軌道線路段，直至標定預警信息完畢。

36、根據(jù)軌道交通線網(wǎng)運行安全韌性評估結(jié)果確定安全韌性評估結(jié)果的等級，以觸發(fā)聯(lián)合預警。

37、本技術(shù)實施例的第三個方面，提供了一種交通安全預警裝置，包括：

38、疊加模型，用于對已知的天氣監(jiān)測網(wǎng)和軌道交通線網(wǎng)進行疊加，以在疊加后顯示第一目標區(qū)域的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)，其中，第一目標區(qū)域基于軌道交通線網(wǎng)中的軌道交通線路確定；

39、第一確定模塊，用于根據(jù)第一目標區(qū)域的天氣狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定第一目標區(qū)域中存在災害天氣風險的第二目標區(qū)域；

40、第二確定模塊，用于根據(jù)第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全因素確定第二目標區(qū)域的軌道交通線網(wǎng)運行安全要素關(guān)聯(lián)關(guān)系及其強度，其中，軌道交通線網(wǎng)運行安全因素包括基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備系統(tǒng)、風險源和客流量；

41、構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建災害天氣與第二目標區(qū)域軌道交通線網(wǎng)運行安全因素影響關(guān)聯(lián)視圖，形成災害天氣影響知識圖譜，基于所述天氣影響知識圖譜，結(jié)合軌道交通線網(wǎng)運行安全要素關(guān)聯(lián)關(guān)系及其強度，綜合確定災害天氣對軌道交通線網(wǎng)運行安全韌性評估結(jié)果的等級，以觸發(fā)聯(lián)合預警。

42、本技術(shù)實施例的第三個方面，提供了一種計算機設(shè)備，包括：包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)如上任一項交通安全預警方法的步驟。