城市軌道交通智慧化技術研究

趙健 趙瑜 程玉婷 宋莉

摘要：近些年來，我國城市軌道交通發(fā)展迅速，已經逐步從“智能”時代進入了“智慧”時代。2020年3月，中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布了《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，明確為智慧城軌的未來發(fā)展提出了“1-8-1-1”戰(zhàn)略布局。筆者有幸結合所在實驗室的重點科研項目研究成果，在《2020年（第四屆）中國城市軌道交通車輛設備運維》大會上發(fā)表了相關的主題演講，詳細陳述了城市軌道交通發(fā)展的智慧化技術。

關鍵詞：城市軌道交通;智慧城軌;技術研究

1? 引言

隨著經濟和社會的快速發(fā)展，城市軌道交通已經開始由“智能”時代逐步進入“智慧”時代。所謂智能，即是具有自然科學的特征，是通過先進技術來給設備賦能，以實現自動化和無人化的目的，而智慧化則不同，其是將先進技術同時賦能于人和設備，以達到自主采信、學習、決策的目的，智慧化兼具社會科學和自然科學的雙重特征。而城市軌道交通的“智慧化”是什么樣的呢，需要應用哪些智慧化的技術呢，即是本文將探討的主要內容。

2? 城市軌道交通智慧技術發(fā)展背景

2.1黨的十九大對建設“智慧社會”的要求

黨的十九大對建設網絡強國、數字中國、智慧社會做出重大戰(zhàn)略部署，提出推動大數據、物聯網、人工智能和實體經濟深度融合，在創(chuàng)新引領、綠色低碳、共享經濟等領域培育新增長點、形成新動能，明確提出建設“智慧社會”，而智慧化的軌道交通在當前網絡化、多制式軌道交通運營階段應運而生。

2.2《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》的發(fā)布

2020 年3 月，中國城市軌道交通協(xié)會遵循“推進城軌信息化，發(fā)展智能系統(tǒng)，建設智慧城軌”的建設主線，組織編制了《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，從行業(yè)層面對智慧城軌建設的發(fā)展戰(zhàn)略、建設目標、重點任務、實施路徑、體制機制和保障措施等進行了統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設計，并提出了城市軌道交通發(fā)展的“1-8-1-1”戰(zhàn)略布局。

2.3人工智能、大數據等新興技術發(fā)展帶來的深度變革

隨著技術的突飛猛進，特別是大數據、云計算、網絡通信、AI 智能等新興技術的發(fā)展，為實現地鐵智慧化、智能化提供了可靠的技術支撐。智慧城軌應用云計算、大數據、物聯網、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術，全面感知、深度互聯和智能融合乘客、設施、設備、環(huán)境等實體信息，經自主進化，創(chuàng)新服務、運營、建設管理模式，構建安全、便捷、高效、綠色、經濟的新一代中國式智慧型城市軌道交通。

3? 城市軌道交通智慧技術研究

3.1智慧城軌技術架構

按照智慧城軌發(fā)展綱要的“1-8-1-1”的布局結構，即是鋪畫一張智慧城軌發(fā)展藍圖;創(chuàng)建智慧乘客服務、智能運輸組織、智能能源系統(tǒng)、智能列車運行、智能技術裝備、智能基礎設施、智能運維安全和智慧網絡管理八大體系;建立一個城軌云與大數據平臺;制定一套中國智慧城軌技術標準體系。而根據當前的智慧城軌發(fā)展情況，筆者認為可以將智慧城軌的技術應用分為分別面向智慧車站、智慧出行、智慧運維、智慧服務、智慧調度、智慧段廠、智慧經營和智慧行車等方向的應用技術，其以全自動運行下的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、大數據分析平臺和城軌云基礎設施為應用基礎，詳見圖1。

3.2智慧車站技術

智慧車站是智慧地鐵的管理單元，是在原有的數字化、智能化車站的基礎上，充分利用人工智能、大數據、云計算AIOT、數字孿生等新一代技術，面向乘客提供全方位體驗、面向維保提供智能運維數據支撐、面向站務提供全景管控、面向管理提供決策支持，實現更安全的運營、更智慧的服務、更高效的管理目標，在全息感知、數據控制、智能診斷、業(yè)務閉環(huán)、主動進化五個方面開展智慧系統(tǒng)建設工作。智慧車站以車站綜合運管平臺為核心，為車站設備管理、乘客服務使用和員工內部管理等提供高度集成的、智慧化的全新地鐵車站管理平臺，該系統(tǒng)是智慧車站管理的主要支撐系統(tǒng)，是車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能進化。

3.3基于全自動運行系統(tǒng)的綜合監(jiān)控技術

全自動運行系統(tǒng)已經成為未來城市軌道交通發(fā)展的主要方向，尤其是基于GoA4最高自動化等級的線路已經開始受到很多城軌公司的青睞，比如當前正在建設的蘇州軌道交通5號線，即將于2021年6月開通運行。傳統(tǒng)線路綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成互聯深度有限，很多功能仍然在原系統(tǒng)中完成相應的監(jiān)視和控制。而全自動運行線路下的綜合監(jiān)控系統(tǒng)則可以深度集成車輛調度、行車調度等運營核心功能，有效實現城市軌道交通運行的多個“智慧化”功能。

3.4城軌云與大數據分析技術

近些年來，城市軌道交通需要建設的自動化系統(tǒng)和設備逐漸增多，需要不斷安裝許多新的硬件設備，造成了硬件資源的利用率低和浪費等情況，且運營管理難度大、智慧化程度低，在這種情況，城軌云與大數據分析技術的引入可以有效解決這一問題。城軌云在使用的過程中不會受到物理因素的限制，能夠根據用戶的實際需求進行動態(tài)部署，通過遠程的方式將城市軌道交通中成千上萬臺電腦和服務器與控制中心數據中心連接在一起，按需從網絡訪問共享的可配置的計算資源池，并可靈活增加資源池中的資源能，夠滿足用戶在使用過程中的個性化需求，同時最大限度地降低管理維護費用。

4? 結束語

總之，隨著智慧城軌發(fā)展綱要的發(fā)布和很多新興技術的崛起，許多地方都在進行“智慧城軌”的應用探索，且已經初見成效，筆者相信，只要堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設計、自主創(chuàng)新、重點突破、分步實施，我國在未來就一定能夠進入真正的“城軌時代”。

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[3]王寧.軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)智能化研究[J].微型電腦應用，2020，36（12）：130-133.

作者簡介：

趙?。?984-），男，深圳市賽為智能股份有限公司技術中心技術總監(jiān)，兼任馬鞍山學院軌道交通信號與控制專業(yè)負責人，安徽省教育廳軌道交通自動化重點實驗室副主任，碩士學歷，工程師職稱，研究方向為城市軌道交通。

課題來源：馬鞍山學院軌道交通自動化安徽高校聯合重點實驗室2019年度重點科研項目《基于Wincc OA的綜合監(jiān)控系統(tǒng)設備維護管理系統(tǒng)（DMS）開發(fā)研究》（項目編號KJ2019A0918）、2020年度重點科研項目《基于云技術的軌道交通綜合監(jiān)控管理平臺開發(fā)研究》（項目編號KJ2020A0846）

[1]馬鞍山學院軌道交通自動化安徽高校聯合重點實驗室，安徽 馬鞍山? 243000;

[2]深圳市賽為智能股份有限公司，，廣東 深圳? 518000