基于企业架构的地铁安全系统优化

Sus城市可持续发展作为城市地下空间安全系统发展的驱动力

1. 引言

城市可持续发展问题是现代工业环境中亟待解决的重要问题之一。城市可持续发展必须提供高质量的生活和市民健康保障，保护其的生态环境，以及维持居民生活的适当舒适度。城市可持续发展概念始于20世纪后期。该概念由联合国（UN）提出。联合国设立了专门项目，以支持城市基础设施的可持续发展，例如联合国人类住区规划署（The United Nations Human Settlements Programme, 1978年）-HABITAT [1], 联合国环境规划署（The United Nations Environment Programme, 1972年）[2]。联合国关于人类住区的主要宣言包括：联合国人类住区会议通过的《温哥华人类住区宣言》、《伊斯坦布尔人类住区宣言》以及《新千年中的城市和其他人类住区宣言》2001[5]。而俄罗斯在实践中制定的推动可持续城市发展概念的相关项目包括：在世界计划框架内的莫斯科可持续城市发展项目城市项目，1998[6], 由俄罗斯联邦交通运输部与世界银行于2012年共同制定的国家可持续城市交通系统概念，[7] 以及联邦目标项目“俄罗斯交通系统现代化（2010-2020年）”[8]。

关于现有相关研究，应参考俄罗斯及外国作者的研究成果，如李X.和加尔‐翁Y.A.、铃木H.、塞尔维罗R.和井内K.、伍尔特豪斯R.K.等人（2013）、伊吉特坎拉T.和特里曼S.（2015）、默特贝里U.等人（2013）、梅德韦杰夫P.V.和梅德韦杰娃O.E.（2015）、格兰伯格A.G.等人（2002）、捷秋尔A.N.（2000）、克拉夫琴科E.A.和克拉夫琴科A.E.（2011）、巴里诺娃L.D.和扎巴拉坎斯卡娅L.E.（2015）、利特文V.A.、奇尔科娃A.I.和沃利娜L.N.（2013）、罗季奥诺夫D.G.、库德里亚夫采娃T.J.、苏拉耶娃M.O.（2011）、博里斯基娜I.M.（2012）、西多连科尤.（2011）、德鲁任斯基V.E.、德鲁任斯基G.V.和托克马科夫尤.G.（2014）、布里尔A.、卡利尼娜O.、瓦列布尼科娃O.、别夫久克E.A.（2006）、别雷O.V.、巴里诺娃L.D.和扎巴拉坎斯卡娅L.E.（2016）。

文献分析以及相关政策文件表明，在交通领域我们可以考虑可持续性的三个不同维度—社会、环境和经济方面。社会稳定关注交通安全和可靠性。性 在可持续城市发展的框架下，本文致力于对圣彼得堡城市环境可持续发展的社会维度进行分析。我们将 在交通安全准则（例如地铁）的背景下探讨这一问题。

2. 实验方法

如今，任何社会-经济系统（包括交通系统）的有效运行都离不开适当的商业工程技术，例如业务流程管理和信息系统。前者能够组织以结果为导向的活动，后者则提供高效、及时的信息处理和有根据的决策。

企业的重组活动需要采用系统化方法来评估各项变更的结果。在分析单个重组项目实施影响时，应将任何变更置于企业架构的背景下进行考量：必须考虑到业务流程、组织结构、岗位描述、程序、信息系统、信息技术基础设施以及企业架构其他组成部分之间的相互联系和相互依赖关系。目前，为了提升竞争力并适应不断变化的商业环境，越来越多的企业正在实施或修改各种架构解决方案项目：如业务流程再造项目、组织结构改革、员工指令变更、信息系统或工程基础设施系统的实施等。然而，这些项目常常孤立地解决问题，未充分考虑企业架构各组成部分之间的关联性和相互影响，从而导致项目成果不尽如人意。有效的组织变革实施需要对拟议变更进行综合分析，以确保实现的不是控制系统的局部优化，而是针对问题领域的有效整体架构解决方案。

在企业中创建或再工程安全系统是引入组织变革的典型项目：此类项目假设变更现有流程及相应的规章制度和操作指南，再工程为信息系统的应用系统提供支持流程，如有必要，还需对工程网络和技术基础设施的其他对象进行再工程。此类-项目要有效实施，需要采用综合方法对现有安全系统进行分析，发现系统优化的潜在可能，并制定目标模型。目前，在企业架构领域尚无统一认可的标准用于集成解决方案的设计与开发。

为解决这些问题，当前全球正采用被称为企业工程的现代组织技术，将成功运用于技术对象设计与管理中的成果应用于管理，从而使管理更加精确和高效（库德里亚夫采夫、阿尔祖马尼扬、格里戈列夫，2014年） [28]。在业务工程中，优先考虑基于精确活动模型的控制系统的前期“设计”，这有助于消除企业运营管理中的大部分问题。

业务工程的核心概念是企业架构。最初，“架构”这一概念旨在理解并定义系统用户与系统本身之间的关系。通过理解这些关系，进而明确系统需求，从而确定系统的本质，即其结构、行为及其他属性（兰克霍斯特，2013年）。这一“核心”，通常被称为系统架构，是进行分析、评估与优化的基础，也是系统设计、创建与实施的起点。企业架构模型旨在整合管理技术的各个业务方面，以构建一个集成管理系统。[29]。这一「核心」，如果 目前，企业架构被广泛用作一种系统化管理方法，该术语理解为管理结构的各种要素及其相互关系的集合（可在（麻省理工学院，2016年）[30], （高德纳咨询公司，2014年）[31], （孔德拉季耶夫，2007年）） 中找到各种定义[32]。现代意义上的企业架构是作为应对平衡业务需求与IT基础设施问题的回应而出现的 （依据（兰克霍斯特，2013年）、（卡里亚诺夫，2013年）[33]）。

传统上，企业架构的元素被划分为所谓的-层次，不同资料来源中层次的数量和名称各不相同（例如， （兰克霍斯特，2013年）、（卡里亚诺夫，2013年）、（开放群组，2009年）[34]），但总体方法以及企业架构的元素构成非常相似。例如，在（卡里亚诺夫，2013年）中确定了以下层次：
- 企业使命和愿景、战略目标和目的；
- 业务架构：业务流程、组织结构和人员配置、 工作流；
- 系统架构（IT架构）应用系统、数据、硬件。

采用TOGAF（开放群组，2009年）方法，该方法已成为架构解决方案开发的事实标准，提供了以下企业架构层次：
- 业务层（业务流程、组织结构）；
- 应用层：信息系统和应 用；
- 流程层：IT基础设施、数据库。

企业设计的架构方法涉及开发并随后完善企业管理系统的所有元素，这些元素体现在企业架构模型中。

对问题领域的架构分析-改进圣彼得堡地铁系统的车站和隧道交通基础设施安全‐允许识别架构解决方案模型的以下元素：
- 业务层：过程安全和应急管理；组织结构（参与安全系统的部门和员工）；关于员工在安全和应急管理中行为的指令和规定；
- 信息技术架构：单一自动化调度系统；
- 技术基础设施：报警系统、视频监控、无线电预警、带宽监控、检查、开关通往各个站点对象的通道。

Secu上述所列某一要素的安全系统改进，涉及监控变更对复杂架构决策其余要素的影响，并相应地进行再工程。

提高地铁安全措施有效性的最重要条件是制定在紧急情况下特殊手段和行动方案操作使用的最佳法规。有效

这些规程的制定意味着基于专用软件进行流程模拟和分析的基础上优化流程。（Prozorov，2012年）[35], (Arsenjev, Ivanov，2002)[36]。此类软件应能够模拟地铁站的客流量，并考虑列车时刻表；模拟地铁工作人员在紧急情况下的乘客安全与运营保障；制定乘客及行李的疏散方案、货物装卸与处理等流程。该软件应能够根据列车时刻表模拟地铁站的客流量，模拟紧急情况及其后果，以及地铁工作人员为确保乘客安全所采取的行动；制定乘客和行李的疏散、移动与搬运等方案。实施反映在现有人员操作规程与规章制度中的安全流程模拟实践，需要在实施用于流程模拟的专用软件方面对信息技术架构进行调整。基于流程模拟结果和分析结果改进操作规程与规章制度，可能需要对地铁系统的附加仪表设施、监控系统组件、报警系统、无线电预警等技术基础设施进行重新设计，以确保安全管理期间信息交换更加高效和迅速。

基于对地铁系统安全系统的复杂架构分析，大型城市交通基础设施对象的安全系统开发方法可表示为以下算法：

1. 紧急情况下的现有安全与管理系统流程分析；人员应急操作指南及法规的分析；
2. Development of a decision support system in 紧急情况, based on the existing security 流程 and 指令 for emergency actions:
   a. Development of decision-making models(including taking into account the additional factors);
   b. 使用模拟软件模拟紧急情况；
   c. 对模拟结果进行分析，并识别现有系统中的瓶颈；
   安全流程和应急管理；
3. 现有安全系统出现瓶颈情况下的安全与应急管理流程再工程；
4. Development of requirements for IT-和安全系统的技术基础设施的要求的制定；
5. IT-根据再工程后的安全流程要求，对技术基础设施进行再工程；
6. 根据重新设计的安全和应急流程的更新说明和法规进行人员培训；
7. 根据算法第1‐6条对安全系统进行持续监控与测试-6的算法。

所提出的算法是一种基于持续监控、测试并在必要时调整系统的地铁安全系统持续改进工具。在架构解决方案中实施该机制将使安全系统始终保持“良好状态”，并快速响应不断变化的环境条件。这使得安全系统能够随着地铁系统的发展而不断发展，从而满足公众对乘客安全领域的需求。

3. 实验部分

本文描述了联邦国营企业“圣彼得堡地铁”（以下简称地铁系统）某部门的一项IT架构重构项目实例。国家单一制企业“圣彼得堡地铁”（以下简称地铁系统）的某部门实施IT架构重构项目的实例。圣彼得堡地下交通是一家提供地面以下快速客运服务的公司，是俄罗斯第二大客运系统，服务约500万居民。圣彼得堡地铁具有广阔的发展前景，因为目前该市的地铁网络尚未充分发展（圣彼得堡市政府决议，2014年）。这种-发展需求尤为迫切。此外，圣彼得堡是文化、政治和社会生活的国家和国际中心，因此交通基础设施必须保障城市居民以及大量来访者（每年超过600万人次）的出行便利与安全。[37]此外，圣彼得堡是文化、政治和社会生活的国家和国际中心，因此交通基础设施必须保障城市居民以及大量来访者（每年超过600万人次）的出行便利与安全。

在这方面，不仅从事主营业务（即客运）的部门在积极发展，而且服务部门也在积极发展。本文描述了在圣彼得堡地铁中制定的改进交通设施基础设施安全系统的方法的一个实例。

地铁系统安全系统的主要组成部分包括：
- 系统安全流程；
- 工程安全系统；
- 清楚的紧急情况下的行动指令（以下简称-紧急情况）；
- 经过调试的人员行动（包括通过专业模拟进行）；
- 信息技术系统和工艺设备的有效支持。

为了改进地铁安全系统，以最小化可能发生的紧急情况的后果，需要持续实现以下目标：
- 分析现有安全系统并评估特定地铁系统的地下设施的脆弱性 紧急情况
- 模拟尽可能接近真实条件的紧急情况；
- 制定交通基础设施不同员工类别在紧急情况下的程序；
- 建立并制定快速疏散乘客的系统；
- 确保交通基础设施员工与各类救援服务之间的协调；
- 制定地铁安全流程体系；
- 制定信息技术与技术安全保障要求。

对紧急情况下管理流程的现有规定进行分析后发现，地铁系统服务发生紧急情况时的通知程序需要调整。

考虑紧急情况下的管理流程现有规定。

地铁员工报告紧急事件发生的信息 – 高级调度员 - 根据出现烟雾、爆炸声等情况，高级调度员按照法规规定，通过电话向地铁服务部门通报紧急情况的发生，并负责组织急救和初级灾害管理，以及通知紧急救援和警察部门。根据高级调度员提供的信息，地铁服务部门负责消除紧急情况、对受害者实施急救，并组织乘客疏散，切断设备电源，明确伤害性质及紧急情况的后果（如火灾、水流等）。如有必要，在核实情况后，决定增派力量处置紧急情况。-tionallo调配额外力量处置紧急情况。

地铁运营中紧急情况下的流程管理现有规定如图1所示。

现有的应急管理流程模型导致了以下困难：
- 所有关于地铁工作人员通过外部迹象记录的紧急事件发生的信息：爆炸、烟雾、与司机失去联系、司机报警装置。
- 在隧道发生紧急事件时，信息站之间会报告紧急事件的发生。但同时，并没有关于紧急事件发生地点的确切位置信息。
- 未能按预定时间将列车驶向下一站。即，在有乘客的情况下，因非爆炸或其他紧急情况原因导致的技术故障，使列车在隧道内自由行驶路段被迫停止。ated与爆炸或其他紧急情况的发生无关。
- 有关地铁单位紧急事件发生的信息按照既定的规章制度和操作指南传递给负责组织救援工作部门的工作人员，直至紧急情况部到达之前。数据传输方式— 口头（电话）。也就是说，存在主观因素，因此可能出现信息传递不准确、灾害情况信息不完整等情况。

对紧急情况下的管理流程现有规定进行分析表明，有必要在改进紧急情况发生通知流程方面进行调整。

其建议建立并实施应急警报发生时的系统运行。预警系统包括：
- technological equipment, including 应急控制装置 (烟雾，爆炸，隧道水灾，列车停运等)。应急控制装置应能实时将紧急情况信息传输至相应的信息系统；-time into the appropriate information system;
- 一个关于紧急情况发生的信息系统（如SCADA系统），用于确保监控设施的信息采集、处理和显示。

该信息系统将确保把来自传感器的灾害发生信息传输至地铁的相关职能部门。系统将自动报告紧急事件的发生：
- 负责在紧急情况部官员及其他参与灾害管理的政府机构人员到达前组织救援工作的工作人员；
- Ministerium für Notfallsituationen Dienst, die Polizei, der Krankenwagen und andere staatliche Organe, die an der Katastrophenbewältigung beteiligt sind.

• 当前情况的警报系统，指示紧急事件发生地点以及紧急情况后果的特征表现：烟雾、漏水、列车停运、火灾。Dep根据紧急情况下的情形（如出现烟雾、漏水、列车停运、火灾等），地铁工作人员在紧急情况部服务到达前，执行此前在灾害管理培训中学习过的操作。这些操作在交互式培训模块中通过模拟各种紧急情况下的火灾、烟雾、漏水及人群行为进行训练，并使工作人员能够根据紧急情况后果的具体表现，按照指定指令采取相应行动。

4. 结果部分

作为改进圣彼得堡地铁交通基础设施安全系统的方法的结果，实施了以下变更：
- 调整安全系统和应急管理的流程描述和模型；
- 调整人员操作指南，以应对安全和应急行动；
- 制定员工培训计划，以确保利用模拟器实现安全和应急管理；
- 制定信息技术与技术支持流程、安全与紧急情况管理的要求。

5. 讨论部分

本文所述的安全系统发展方法得到了圣彼得堡地铁高层管理的积极认可。但该方法实施效果的评估仅从乘客安全的角度进行，因为根据使命，乘客安全是圣彼得堡地铁的首要价值。将其用于商业目的的经济效益评估未在本次分析的重点范围内，可作为单独研究的课题。

本文提出的想法，可能对其他全国性或市级运输企业（城市客运、铁路运输等）以及其他对安全要求较高的城市基础设施领域（城市供电、供热、供水系统等）具有参考价值。将所提出的方法应用于特定行业需求，特别是根据特定行业或企业的需要调整仿真软件，将为该领域的进一步研究提供广阔空间。

6. 结论

全球城市可持续发展是提高城市环境质量和居民生活水平的手段。城市基础设施可持续发展的主要方面之一是社会稳定，其中包括交通安全和可靠性等标准。因此，客运安全是城市交通基础设施发展的关键驱动力之一。如今，交通基础设施尤其在大城市以及人群密集时期，面临恐怖威胁的风险。当地铁系统发生紧急情况时，由于事件发生在地下封闭空间内，应急行动尤为困难。对圣彼得堡地铁系统而言，紧急情况下的有效应对尤为重要，因为该系统的车站平均深度是全球最深的。在这种情况下，乘客疏散和急救到达需要一定时间，而这一时间可能对挽救生命和健康至关重要。

本文所述并在圣彼得堡地铁经过测试的安全系统发展方法，基于“企业架构”概念，这意味着企业的所有组成部分管理系统相互关联且相互依赖，因此在进行任何组织变革时，应将其视为一个有机整体。所提出的方案旨在采用安全保障过程的仿真模型以及基于该模型的专用仿真软件作为其核心组成部分。该仿真软件能够及时测试现有规定和操作指南，以验证其效率，并培训人员在紧急情况下采取正确的行动。实施这种对安全系统要素进行持续监控、测试与修正的机制，将能够持续改进系统，从而始终保持其有效性。