一种具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台及方法与流程

本发明涉及行车指挥调度，更具体地说，涉及一种具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台及方法。

背景技术：

1、随着轨道交通的飞速发展，尤其是调度集中系统的不断发展应用，对行车调度员的工作要求更为规范精细，综合素质要求逐渐提高，然而现阶段针对行车调度员的培养仍是采用传统授课方式，即便是需要通过训练提升的应急处置冷静决策能力，大多培训演练依然处于书面学习状态，不能有效帮助行车调度员迅速成长和向专业化转型，无法满足新形势下行车调度员的需要。

2、现有专利文献cn115662236a公开了一种具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台，利用大型可调的显示系统对所有数据进行统一显示，将数据显示给多人，使大量学员能够进行统一信息观测，且能够进行完整的紧急情况处理，虽然能够对场景数据进行编辑模拟，并由调度指挥培训人员依据场景模拟进行分析和决定调度指令以完成紧急情况的处理，但应急处理的演练操作仍是采用统一讲授，缺少应急仿真模拟的实操演练，无法考察行车调度员在模拟环境中的行为表现，从而无法分析行车调度员在实际应急演练或事件中执行预设应急预案的偏差情况，如未能严格遵循程序、误解指令或创造性地偏离预案等行为，可见，在缺乏专业化、针对性的培训演练的情况下，无法达到行车调度员专业技能提升的培训效果，因此，有必要提供一种具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台，以克服现有培训演练平台的不足，提高培训演练平台的自适应性和多样化的培训演练效果。

技术实现思路

1、1.要解决的技术问题

2、本技术的目的在于提供一种具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台及方法，解决了上述背景技术中提出的现有地铁行车指挥调度培训演练平台缺少应急仿真模拟的实操演练，无法考察行车调度员在模拟环境中的行为表现，从而难以提升行车调度员专业技能的技术问题，通过培训演练平台中判断提示模块和情景匹配模块等配合设计，可对未来运行状态进行预测并作出提示，以辅助学员作出决策，并依据决策自动匹配案例库中的案例情景，实现多样化的适应性演练，在学员面对异常运营情况而无法作出调度决策时，利用强化学习方法确定最优决策并作出引导提示，将书面学习与演练实操有机结合，有效提高培训演练效果。

3、2.技术方案

4、基于上述目的，本技术提供了一种具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台，包括：

5、情景模拟模块，用于构建地铁运行环境，模拟地铁日常运营状态及应急事件；

6、指挥调度模块，用于开展地铁运营的实时指挥和调整，生成调度指令；

7、通信融合模块，用于识别调度指令，实现与列车端、车站端、段场端之间的通信交互；

8、判断提示模块，判断学员决策状态，基于预测的运行状态信息进行未来运行状态的提示，以辅助学员作出决策；

9、情景匹配模块，依据学员在不同决策时间下作出的调度决策，自动匹配案例库中的案例情景，实现多样化的适应性演练；

10、信息展示模块，用于对情景模拟模块、判断提示模块及运行状态信息提供可视化展示。

11、其中，所述判断提示模块包括运行状态预测单元和信息提示单元，运行状态预测单元基于运行状态信息的时间序列数据预测未来运行状态信息，信息提示单元依据未来运行状态信息和/或该预测时间段内的决策时限进行提示。

12、进一步的，所述判断提示模块还包括异常识别单元和决策引导单元，异常识别单元基于当前运行状态信息判定地铁运营是否出现异常，决策引导单元在信息提示单元作出提示且异常识别单元识别出异常情况下，学员在设定时长内仍未作出决策，决策引导单元采用强化学习方法，基于当前运行状态信息确定最优决策，并由信息提示单元作出最优决策的引导。

13、更进一步的，基于q-learning强化学习算法构建决策提示模型，当前状态st包括运行状态信息中的异常情况类型、列车工作状态，将当前状态st作为决策提示模型的输入，得到相应的列车调度动作对应的q值输出，选择一个列车调度动作at，环境根据模型选择的动作at更新状态，从st转移到新的状态st+1，计算执行调度动作后的列车运行状态对应的奖励值rt，更新动作价值函数q。

14、再进一步的，依据奖励函数计算得到奖励值rt，奖励函数r＝∑ni＝1γiri，其中，ri包括但不限于异常情况解决时间的奖励项、列车调整数量的奖励项、列车延误时间的奖励项，γi为奖励项对应的权重，以奖励函数值最小为优化目标。

15、进一步的，所述情景匹配模块依据学员作出调度决策时的运行状态信息与案例库中案例对应的预设值进行相似比选，依据相似度排序匹配案例情景。

16、更进一步的，具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台还包括随机调用模块，随机选取任意调度决策时机的运行状态信息作为比选参数，并设定相似度阈值，若相似度达到相似度阈值，选取相似度最高的案例，若未达到，则进行下一次随机选取。

17、在一种可选的技术方案中，具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台还包括能力评价模块，用于对学员在模拟演练中的表现能力进行量化分析，其中，表现能力包括但不限于感知应急能力、过失补救能力和应急决策状态。

18、在一种可选的技术方案中，具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台还包括教员管理模块，用于提供初始场景设定，收集和分析学员模拟演练的表现能力及其模拟演练过程中的运行状态信息数据，评估培训效果并调整教学策略。

19、本技术还提供了一种具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练方法，包括以下步骤：

20、s1、构建地铁运行环境，模拟地铁日常运营状态及应急事件；

21、s2、观察模拟的地铁运行环境和运行状态信息；

22、s3、判定学员是否在设定时间内作出调度决策，若是则直接转至步骤s4，若否则对未来运行状态进行预测并发出提示；学员依据提示作出调度决策，转至步骤s4；学员在提示后仍未作出调度决策时，基于当前运行状态信息判定地铁运营是否出现异常，若是则基于当前运行状态信息确定最优决策并发出调度引导，学员依据调度引导作出调度决策，转至步骤s4；若否则转至步骤s6；

23、s4、开展地铁运营的实时指挥和调整，生成调度指令，调度指令传送至列车端、车站端和段场端，基于调度指令完成调度动作，当调度演练未结束时转至步骤s5，否则转至步骤s6；

24、s5、依据学员在不同决策时间下作出的调度决策，自动匹配案例库中的案例情景，转至步骤s3；

25、s6、结束调度演练。

26、3.有益效果

27、本技术的具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台及方法，至少具有如下技术效果或优点：

28、本发明的培训演练平台中的判断提示模块和情景匹配模块，可对未来运行状态进行预测并作出提示，为学员提供更多的参考信息，以辅助学员作出决策，针对不同决策下对应的运行状态信息，自动匹配案例库中的案例情景，实现多样化的适应性演练。并在此基础上，在学员面对异常运营情况而无法作出调度决策时，利用强化学习方法，基于当前运行状态信息确定最优决策并作出引导提示，将书面学习与演练实操有机结合，有效提高培训演练效果。

29、本发明提供的具有应急处置功能的地铁行车指挥调度培训演练平台及方法，可围绕培训演练工作探索并建立行车调度员职业能力有效提升的途径，从概念认知走向学、练、评一体化，建设满足行车调度员职业功能性需要的培训演练平台。