智慧城軌系統(tǒng)構(gòu)建和工程實(shí)施若干熱點(diǎn)問題研究

摘 要：目前，國內(nèi)城市軌道交通快速發(fā)展，建設(shè)智慧城市軌道交通（以下簡稱“智慧城軌”）成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。特別是中國城市軌道交通協(xié)會(huì)于 2020 年 3月發(fā)布《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，促使行業(yè)各界對智慧城軌建設(shè)相關(guān)問題展開深入研究和積極探索。文章結(jié)合近期行業(yè)內(nèi)有關(guān)智慧城軌系統(tǒng)構(gòu)建和工程實(shí)施的一些熱點(diǎn)問題進(jìn)行研討，以供各有關(guān)方參考和商榷。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;智慧;構(gòu)建;工程實(shí)施

中圖分類號：F572

隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，建設(shè)與智慧社會(huì)相匹配的智慧城軌已成為推進(jìn)交通強(qiáng)國建設(shè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。建設(shè)智慧城軌的目標(biāo)是在自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，大力應(yīng)用數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化新技術(shù)，并使之與城軌深度融合，以推進(jìn)城軌的信息化。本文將結(jié)合近期行業(yè)內(nèi)有關(guān)智慧城軌系統(tǒng)構(gòu)建和工程實(shí)施的一些熱點(diǎn)問題進(jìn)行研討。

1 國內(nèi)外軌道交通的發(fā)展方向與目標(biāo)

1.1 國外軌道交通發(fā)展目標(biāo)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，軌道交通的智慧化、智能化逐漸成為世界各國發(fā)展的主攻方向。通過現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)一步提高軌道交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，顯著提升軌道交通運(yùn)輸組織效率，優(yōu)化運(yùn)輸服務(wù)品質(zhì)，已成為世界各國軌道交通發(fā)展的必由之路。在此背景下，德、英、日等國的軌道交通業(yè)界相繼提出數(shù)字化與智能化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，并制定了實(shí)施路線圖和重點(diǎn)任務(wù)[1]。

2011年，歐盟發(fā)布《歐洲一體化運(yùn)輸發(fā)展路線圖》白皮書，旨在將歐洲目前的運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展為具有競爭力和高資源效率的運(yùn)輸系統(tǒng)。歐洲鐵路研究咨詢委員會(huì)（ERRAC）同步制訂《Rail Route 2050》計(jì)劃，提出具有高資源效率、面向智能化的2050年軌道交通系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)圖（圖1）。

1.2 我國智慧城軌綱要發(fā)展目標(biāo)

近期，中國城市軌道交通協(xié)會(huì)（以下簡稱“中城協(xié)”）根據(jù)交通強(qiáng)國的精神，經(jīng)廣泛深入的研究，編制了《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》[2]（以下簡稱《綱要》），提出了智慧城軌的總體發(fā)展目標(biāo)（圖2），按照“1-8-1-1”的布局結(jié)構(gòu)，鋪畫一張智慧城軌建設(shè)藍(lán)圖，創(chuàng)建智慧乘客服務(wù)、智能運(yùn)輸組織、智能能源系統(tǒng)、智能列車運(yùn)行、智能技術(shù)裝備、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智能運(yùn)維安全和智慧網(wǎng)絡(luò)管理八大體系，建立一個(gè)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺，制定一套中國智慧城軌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。《綱要》指出，應(yīng)按照2025年和2035年兩步走的戰(zhàn)略分階段實(shí)現(xiàn)總體發(fā)展目標(biāo)。2035年實(shí)現(xiàn)的總體目標(biāo)是：中國城軌行業(yè)的智能化水平世界領(lǐng)先，自主創(chuàng)新能力全面形成，建成全球領(lǐng)先的智慧城軌技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈[3]。

通過對比可知，從發(fā)展方向上看，智能化是世界軌道交通發(fā)展的共同趨勢。近年來出現(xiàn)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的突破和融合，成為世界各國新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心。

從目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的時(shí)間來看，中國2025年和2035年兩步走的戰(zhàn)略目標(biāo)要早于國外2050年目標(biāo)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。到2035年，中國智慧城軌的10個(gè)指標(biāo)中將有8個(gè)處于世界領(lǐng)先地位，2個(gè)名列前茅。中國目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不僅時(shí)間早于國外，水平也將達(dá)到且大部分超過國外。

盡管我國城軌建設(shè)和運(yùn)營規(guī)模目前居世界第一，但要真正提高我國城軌的綜合實(shí)力，特別是智慧制造及智慧運(yùn)營服務(wù)的軟實(shí)力，實(shí)現(xiàn)我國智慧城軌的各階段目標(biāo)和交通強(qiáng)國的宏大總體目標(biāo)，還任重道遠(yuǎn)。在今后的15 年里，我國智慧城軌建設(shè)將面臨時(shí)間緊、難度大、多樣化等一系列問題，需要各參與方高度重視。

通過對行業(yè)各界近些年在智慧城軌構(gòu)建和實(shí)施中所采取行動(dòng)的初步了解和觀察，本文認(rèn)為應(yīng)在行業(yè)層面上對以下諸方面進(jìn)行進(jìn)一步的提升：

（1）加快擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能制造產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;

（2）構(gòu)建以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)的智能運(yùn)維體系;

（3）建立基于計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)檢測和認(rèn)證認(rèn)可，并與國際接軌的全生命周期質(zhì)量安全保障體制;

（4）加大對各類專業(yè)人才隊(duì)伍教育培訓(xùn)和能力建設(shè)的投入;

（5）完善跨界融合的智慧城市綜合公共交通體系。

2 規(guī)避城軌項(xiàng)目差異化帶來的風(fēng)險(xiǎn)

據(jù)中城協(xié)統(tǒng)計(jì)，自20世紀(jì)60年代北京市開始建設(shè)地鐵起至2019年底，我國大陸地區(qū)已經(jīng)開通城軌的城市有40個(gè)，開通運(yùn)營線路208條，運(yùn)營里程6736.2km，65 個(gè)城市城軌線網(wǎng)獲批準(zhǔn)，63個(gè)城市在建，在實(shí)施的建設(shè)規(guī)劃線路總長7339.4km。

由于智慧城軌的理念和需求是近些年才出現(xiàn)的新生事物，因此國內(nèi)外都還處于研究探索的起步階段。從各地城軌已建成的既有和在建線路（總長約14000km）情況來看，絕大部分項(xiàng)目在規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)營策劃階段都沒有像現(xiàn)在這樣深入研究過智慧城軌的構(gòu)建，幾乎所有項(xiàng)目都按照傳統(tǒng)的運(yùn)營模式規(guī)劃建設(shè)。所以，在構(gòu)建智慧城軌時(shí)，首先面臨的就是這14000km既有和在建線路的智慧化問題。我國已開通城軌的40座城市包括一、二、三線的各類城市。由于各地城軌規(guī)劃建設(shè)的時(shí)間先后不一（時(shí)間跨度有50 年），線網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，項(xiàng)目投資、工程建設(shè)及運(yùn)營管理出現(xiàn)多樣化模式，技術(shù)裝備水平和自主化程度逐年提升，再加上各地的地理、人文、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境差異等諸方面因素，使得每一座城市的城軌發(fā)展歷程和具體實(shí)施方法均具有不同的特點(diǎn)。即便是同一地區(qū)或城市的不同線路，或者同一線路的不同實(shí)施階段，也可能采取了不同的模式與方法。這種差異化已對各地城軌的建設(shè)與運(yùn)營管理產(chǎn)生了深刻影響，并將極大地影響今后智慧城軌的構(gòu)建和實(shí)施，為其帶來一定風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)引起業(yè)界的充分重視。因此，在構(gòu)建智慧城軌的實(shí)踐中，除應(yīng)充分重視和體現(xiàn)不同地區(qū)城市的地域環(huán)境差別之外，還要重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)?shù)刂腔鄢鞘械目傮w布局和要求、建設(shè)運(yùn)營單位的經(jīng)驗(yàn)、線路不同運(yùn)量等級的區(qū)別、不同線路工程階段的銜接（包括既有線的延伸/更新改造和新線的規(guī)劃建設(shè)），以及因項(xiàng)目投資模式不同導(dǎo)致參與方所承擔(dān)的職責(zé)不同等問題。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，今后將有更多的城市加入城軌建設(shè)和運(yùn)營的行列。這些新興城市在構(gòu)建智慧城軌時(shí)需要分析總結(jié)已開展的示范工程項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，尋求更適宜當(dāng)?shù)氐哪Ｊ胶头椒ā?/p>

在構(gòu)建智慧城軌的過程中，無論是既有線還是新建線，都切忌機(jī)械照搬其他城市或其他系統(tǒng)的成功經(jīng)驗(yàn)，而應(yīng)該根據(jù)本地區(qū)、城市、線路的具體情況和項(xiàng)目本身的特點(diǎn)，因地制宜地進(jìn)行深入研究，采取個(gè)性化的方式，以規(guī)避因各地城軌的差異化或項(xiàng)目階段的不同所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。目前，各城市都在研究和探索適合當(dāng)?shù)刂腔鄢擒壙沙掷m(xù)發(fā)展的途徑與模式，這在已經(jīng)啟動(dòng)的各類智慧城軌或智能系統(tǒng)項(xiàng)目案例中已有充分的展現(xiàn)（圖 3）。然而各案例的實(shí)際效果能否達(dá)到預(yù)期，還需要在今后的實(shí)際應(yīng)用中予以印證。

3 深化項(xiàng)目前期的運(yùn)營需求規(guī)劃

在開展智慧城軌工作時(shí)，首先面臨的是構(gòu)建和實(shí)施依據(jù)的合理性問題。目前，業(yè)內(nèi)各界普遍認(rèn)為，建設(shè)智慧城軌的宗旨和目的是解決傳統(tǒng)城軌運(yùn)營的短板問題，即有效提升城軌網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的安全性，在保證系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施健康運(yùn)行的基礎(chǔ)上降低運(yùn)營成本，以及提高城軌在城市公共交通體系中的服務(wù)效能與質(zhì)量。這就需要深入細(xì)致地分析智慧城軌項(xiàng)目運(yùn)營服務(wù)的具體工作內(nèi)容和流程;分析智慧城軌目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可為項(xiàng)目全生命周期運(yùn)營帶來的益處;預(yù)測為構(gòu)建智慧城軌所增加的投資能否達(dá)到減少人力成本、提升系統(tǒng)安全性、改善綜合運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量的目標(biāo)。為此，應(yīng)該深化項(xiàng)目前期的運(yùn)營需求規(guī)劃，為智慧城軌的構(gòu)建和實(shí)施提供合理的依據(jù)。

我國經(jīng)過數(shù)十年的積累，已經(jīng)形成了較完善的城軌規(guī)劃建設(shè)體系和工作流程。但與國外先進(jìn)國家或地區(qū)的城軌規(guī)劃建設(shè)理念相比，我國在項(xiàng)目前期階段對運(yùn)營需求的規(guī)劃和研究深度還明顯不夠。具體表現(xiàn)為，設(shè)計(jì)單位的工程項(xiàng)目可行性（以下簡稱“工可”）研究報(bào)告和初步設(shè)計(jì)文件的指標(biāo)（如客流、行車、能源、環(huán)境、設(shè)施方案比選和系統(tǒng)基本構(gòu)成等）大多以滿足城軌項(xiàng)目運(yùn)營的基本功能要求為首要目標(biāo)，而對于具體項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)營服務(wù)需求，涉及深度往往不夠或針對性不強(qiáng)。其原因在于，在項(xiàng)目實(shí)施前期，運(yùn)營主管單位往往提不出一套完整且規(guī)范化的運(yùn)營前期規(guī)劃文件，使得工程建設(shè)與運(yùn)營管理的銜接存在諸多需要改進(jìn)的地方。為此，中華人民共和國交通運(yùn)輸部于2018 年5月頒布《城市軌道交通運(yùn)營管理規(guī)定》（中華人民共和國交通運(yùn)輸部令2018 年第8號），其中規(guī)定“城市軌道交通工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告和初步設(shè)計(jì)文件中應(yīng)當(dāng)設(shè)置運(yùn)營服務(wù)專篇”“城市軌道交通運(yùn)營主管部門在城市軌道交通工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告和初步設(shè)計(jì)文件編制審批征求意見階段，應(yīng)當(dāng)對客流預(yù)測、系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力、行車組織、運(yùn)營管理、運(yùn)營服務(wù)、運(yùn)營安全等提出意見”。這些規(guī)定將有利于在工可研究和初步設(shè)計(jì)階段開展前期運(yùn)營規(guī)劃工作。

由于智慧城軌的構(gòu)建與項(xiàng)目運(yùn)營服務(wù)需求有著極其密切的關(guān)系，因此在具體工程項(xiàng)目中，運(yùn)營主管單位必須重視工程前期運(yùn)營規(guī)劃，除在工可研究報(bào)告和初步設(shè)計(jì)文件中設(shè)置運(yùn)營服務(wù)專篇外，還應(yīng)深入細(xì)致地研究運(yùn)營服務(wù)需求相關(guān)的各項(xiàng)工作。本文建議，在工可研究階段，由運(yùn)營主管單位牽頭，在設(shè)計(jì)單位開展設(shè)計(jì)工作的同時(shí)，編制以實(shí)現(xiàn)智慧城軌目標(biāo)為主線、詳細(xì)且規(guī)范的運(yùn)營規(guī)劃系列文件，內(nèi)容可包括（但并不限于）運(yùn)營規(guī)劃與目標(biāo)、運(yùn)營服務(wù)大綱、系統(tǒng)功能要求、運(yùn)營模式、維修策略、運(yùn)營管理等。

這些文件是對今后運(yùn)營工作內(nèi)容的詳細(xì)分析和任務(wù)分解，明確且定量地制定了與服務(wù)水平相對應(yīng)的具體規(guī)范和要求，而不是工可研究報(bào)告和初步設(shè)計(jì)文件里對運(yùn)營工作的簡單敘述。這些文件與工可研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)文件互為補(bǔ)充與支持，共同作為智慧城軌項(xiàng)目實(shí)施的依據(jù)，從而為智慧城軌的規(guī)劃和實(shí)施創(chuàng)造較好的基礎(chǔ)條件，避免智慧城軌的目標(biāo)與工程設(shè)計(jì)文件產(chǎn)生差異或沖突，有利于工程建設(shè)和運(yùn)營組織工作的開展。這種做法在一些先進(jìn)國家的城軌項(xiàng)目實(shí)施中取得了較好的效果。

對于不同運(yùn)量等級（尤其是中低運(yùn)量）的城軌項(xiàng)目，我國各城市的建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)還比較匱乏。在構(gòu)建智慧城軌的實(shí)踐中，應(yīng)更好地發(fā)揮智能運(yùn)維的優(yōu)勢，突破傳統(tǒng)的城軌各專業(yè)獨(dú)立分散建設(shè)管理的模式，以運(yùn)營服務(wù)需求為主線，利用信息化技術(shù)手段，減少工程標(biāo)段和系統(tǒng)接口的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)專業(yè)之間的有機(jī)融合與整合。

4 融入貫穿項(xiàng)目全生命周期的安全理念

安全永遠(yuǎn)是軌道交通的生命線。在智慧城軌的構(gòu)建和實(shí)施中，應(yīng)建立與國際接軌的全生命周期質(zhì)量安全保障體系（即軌道交通系統(tǒng)的可靠性、可用性、可維修性和安全性（RAMS）工作體系），并在工程建設(shè)過程中配合開展計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)檢測、認(rèn)證認(rèn)可等各項(xiàng)工作。

國際上，電氣和電子產(chǎn)品質(zhì)量安全相關(guān)的規(guī)范都是以國際電工委員會(huì)（IEC）發(fā)布的《電氣/電子/可編程電子安全相關(guān)系統(tǒng)的功能安全》（IEC 61508）標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)的。世界軌道交通行業(yè)目前采用的是與此標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的《軌道交通 可靠性、可用性、可維修性和安全性（RAMS）的規(guī)范和驗(yàn)證 通用RAMS過程》（BS EN 50126-1-2017）標(biāo)準(zhǔn)系列。我國軌道交通行業(yè)與該標(biāo)準(zhǔn)基本對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)是《軌道交通 可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例》（GB/T 21562）。

全生命周期質(zhì)量安全保障的理念在一些先進(jìn)國家的軌道交通項(xiàng)目中已經(jīng)推行了30余年，取得了較好效果;而我國自2003年起才在少數(shù)項(xiàng)目中著手研究和實(shí)施。令人欣喜的是，近些年，城軌行業(yè)內(nèi)對項(xiàng)目全生命周期質(zhì)量安全工作的理解越來越深入，不少業(yè)主單位和承包商已經(jīng)把全生命周期的RAMS理念和指標(biāo)體系融入智慧城軌的研究和示范項(xiàng)目中，這是一個(gè)良好的開端。

城軌質(zhì)量安全保障主要包含以下工作內(nèi)容：

（1）項(xiàng)目安全策劃;

（2）安全評價(jià)（包括工程安全預(yù)評價(jià)、專項(xiàng)安全評價(jià)、初期運(yùn)營前安全評價(jià)、安全驗(yàn)收評價(jià)和運(yùn)營期安全評價(jià)）;

（3）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與工程安全控制技術(shù)規(guī)范;

（4）風(fēng)險(xiǎn)管控和隱患排查;

（5）建設(shè)和運(yùn)營安全監(jiān)控;

（6）關(guān)鍵設(shè)備安全認(rèn)證;

（7）招標(biāo)文件安全要求;

（8）施工安全管理;

（9）消防設(shè)計(jì)與驗(yàn)收;

（10）安全培訓(xùn)教育;

（11）公眾安全文化建設(shè);

（12）應(yīng)急管理及演練。

這些工作分布在項(xiàng)目的全生命周期內(nèi)，隨著項(xiàng)目進(jìn)程分別由業(yè)主單位、政府、工程建設(shè)單位與承包商、運(yùn)營單位、第三方機(jī)構(gòu)等承擔(dān)。

在國內(nèi)工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，按照國際標(biāo)準(zhǔn)推行RAMS流程理念時(shí)，經(jīng)常遇到國內(nèi)外理念差異、工程階段適應(yīng)性不足、相關(guān)單位參與度不高、RAMS專業(yè)人員缺乏經(jīng)驗(yàn)及資金投入不足等具體問題，影響其實(shí)際應(yīng)用效果，其中，工程階段適應(yīng)性不足的問題尤為突出。為此，國內(nèi)部分業(yè)主單位和第三方機(jī)構(gòu)在政府有關(guān)部門的支持下，研究和制定了適合我國國情的質(zhì)量安全保障技術(shù)規(guī)范，即《城市軌道交通工程安全控制技術(shù)規(guī)范》（GB/T 50839-2013）[8]，并在研究中按照我國城軌工程項(xiàng)目的建設(shè)運(yùn)營階段設(shè)置RAMS各階段的工作內(nèi)容（圖 4）[9]。圖4中涵蓋業(yè)主、政府、承包商、第三方機(jī)構(gòu)等單位，并具體呈現(xiàn)其在項(xiàng)目全生命周期里按階段分別負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容和流程關(guān)系。

與國內(nèi)的習(xí)慣做法（即由各參與單位分別制定互不關(guān)聯(lián)的安全管理制度）相比，上述做法可以使項(xiàng)目各參與方在統(tǒng)一的安全理念和規(guī)范的工作流程下緊密配合，形成完整的安全管理體系，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目全生命周期的質(zhì)量安全控制。為此，需要建立專門的管理機(jī)構(gòu)，在這方面香港鐵路有限公司有較好的管理經(jīng)驗(yàn)[10]。

如何將全生命周期質(zhì)量安全保障理念有機(jī)地融入智慧城軌的構(gòu)建和實(shí)施中，是一個(gè)新課題，期望有關(guān)各方在示范工程中總結(jié)和積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并逐步改進(jìn)完善，最終形成具有中國特色的智慧城軌質(zhì)量安全保障體系。

5 將智慧城軌融入智慧城市綜合公共交通體系

城軌在我國交通運(yùn)輸現(xiàn)代化中占據(jù)著非常重要的地位，習(xí)近平總書記在視察大興機(jī)場線時(shí)指出：“城市軌道交通是現(xiàn)代大城市交通的發(fā)展方向。發(fā)展軌道交通是解決大城市病的有效途徑，也是建設(shè)綠色城市、智能城市的有效途徑?！奔涌斐请H快速交通體系建設(shè)，完善城市內(nèi)部交通運(yùn)輸系統(tǒng)，成為軌道交通高質(zhì)量發(fā)展的重要方向。

由于歷史和管理體制等原因，我國各種運(yùn)輸方式基本上都采用各自封閉的內(nèi)部運(yùn)營管理模式，相互之間缺乏有機(jī)銜接，甚至產(chǎn)生相互競爭的關(guān)系，導(dǎo)致城市綜合運(yùn)輸效率長期以來難以提高。智慧城市的建設(shè)為改變這種狀況創(chuàng)造了極佳的機(jī)遇。

為實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國的宏大目標(biāo)，智慧城軌的戰(zhàn)略目標(biāo)和任務(wù)必須與智慧城市的總體目標(biāo)相匹配，并能夠在智慧城市綜合公共交通體系內(nèi)與其他各種形式的智慧運(yùn)輸系統(tǒng)有機(jī)地銜接與互補(bǔ)。因此，首先，應(yīng)在智慧城市頂層設(shè)計(jì)的框架下構(gòu)建統(tǒng)一的管理平臺（圖5）[11];其次，必須針對城軌發(fā)展的特點(diǎn)，對其所涉及的公共服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)、交通樞紐、運(yùn)輸服務(wù)價(jià)格等各方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，確立與之相適應(yīng)的全新智慧綜合運(yùn)輸發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)和任務(wù)，并合理利用各種運(yùn)輸資源，實(shí)現(xiàn)全新的優(yōu)化組合，以便充分發(fā)揮各種運(yùn)輸方式的優(yōu)勢，重構(gòu)各種運(yùn)輸方式之間、基礎(chǔ)設(shè)施與使用系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)發(fā)展且有機(jī)配合的綜合運(yùn)輸新體系，形成與發(fā)展相匹配、與運(yùn)行效率相適應(yīng)、與其他運(yùn)輸方式相銜接的城軌管理模式和調(diào)控方式[12]。

目前，在某些城市的應(yīng)急管理和綜合交通運(yùn)輸管理中，那種只考慮本企業(yè)或本系統(tǒng)的思維模式正逐步改變，管理者已經(jīng)開始思考多種運(yùn)輸方式之間的信息交換和處理問題。在這過程中，可能會(huì)遇到管理體制上的問題，需要政府機(jī)構(gòu)予以協(xié)調(diào)解決;此外，還需要解決大量技術(shù)問題，例如系統(tǒng)頂層架構(gòu)的設(shè)計(jì)、新技術(shù)的應(yīng)用、公有云和私有云的選擇、管理系統(tǒng)軟件的開發(fā)、既有線各種系統(tǒng)的兼容、不同線路的互聯(lián)互通、系統(tǒng)安全、人力資源培訓(xùn)等問題。在構(gòu)建智慧城軌和智慧城市綜合公共交通體系時(shí)，應(yīng)高度重視上述問題。

6 構(gòu)建智能運(yùn)維體系

智能運(yùn)維將改變傳統(tǒng)意義上的運(yùn)營模式，它應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)，全面感知、深度互聯(lián)和智能融合乘客、設(shè)施、設(shè)備、環(huán)境等實(shí)體信息，并創(chuàng)新建設(shè)、運(yùn)營、服務(wù)管理模式，在構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的新一代智慧城軌的過程中發(fā)揮著重要作用。

目前，上海、北京、廣州、深圳等城市的地鐵公司已經(jīng)開始對車輛智能運(yùn)維體系進(jìn)行探索性應(yīng)用 [13]（圖 6）。國內(nèi)各大城軌企業(yè)和機(jī)電裝備集成商均積極著手研究適用于各種機(jī)電系統(tǒng)的智能檢修模式[14]。

現(xiàn)階段，國內(nèi)各運(yùn)營單位已開展了許多與智能運(yùn)維相關(guān)的研究和示范工程項(xiàng)目，這些項(xiàng)目的實(shí)施對實(shí)現(xiàn)智慧城軌總體目標(biāo)有一定的積極意義。但從總體上看，在設(shè)備檢修維護(hù)模式、設(shè)備運(yùn)維管理體系，以及整體信息化、自動(dòng)化等方面的創(chuàng)新工作仍處于起步階段;智能運(yùn)維管理大多集中在性能管理與故障處理上，離實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維功能的完全整合還有一定差距;開發(fā)的各信息系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，缺乏互聯(lián)互通的考慮，形成一些“信息孤島”，無法充分發(fā)揮信息化的整體效益 [15]。由于缺乏可借鑒的成功案例，智能運(yùn)維創(chuàng)新工作面臨以下共性問題。

（1）在缺少頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)一管理平臺的情況下，各智能運(yùn)維子系統(tǒng)單獨(dú)分離建設(shè)，管理者考慮較多的是子系統(tǒng)內(nèi)部的技術(shù)問題，而對其與城軌智能運(yùn)維、智慧城軌之間的關(guān)系認(rèn)識不清晰或缺乏考慮。要解決這個(gè)問題不可能一蹴而就。目前，《綱要》的發(fā)布使頂層設(shè)計(jì)有了一個(gè)宏觀的框架。各地可以參照這個(gè)基本框架，結(jié)合當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)條件和實(shí)際需求，在智慧城市的總體布局下，研究構(gòu)建適合本地的智慧城軌頂層架構(gòu)。

（2）不同線路或系統(tǒng)的運(yùn)維綜合管理信息化程度差異大。城軌運(yùn)營體系是由10多個(gè)機(jī)電系統(tǒng)與基礎(chǔ)設(shè)施組成的復(fù)雜大系統(tǒng)，除客運(yùn)服務(wù)專業(yè)外，基本上所有專業(yè)都已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，信息化覆蓋率超過80%。然而，在自動(dòng)化系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)互控和信息化業(yè)務(wù)流程的聯(lián)動(dòng)協(xié)作這2方面，不同線路之間的差異巨大。目前，應(yīng)著手解決這些問題，并在此基礎(chǔ)上推進(jìn)信息化和自動(dòng)化的兩化融合，形成完整而強(qiáng)大的管控一體化能力[17]。

（3）三四線城市的城軌企業(yè)及部分產(chǎn)品供應(yīng)商的智能運(yùn)維創(chuàng)新能力不足。一二線城市的城軌企業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的積累，大都具有較強(qiáng)的創(chuàng)新開發(fā)能力，而大部分三四線城市的城軌企業(yè)進(jìn)入行業(yè)時(shí)間較晚，積累的經(jīng)驗(yàn)和人力資源往往不足。這種狀況對于智慧城軌的構(gòu)建和實(shí)施不利，需要努力解決相關(guān)專業(yè)人才緊缺的問題。另外，與智慧城軌相關(guān)的產(chǎn)品供應(yīng)商和系統(tǒng)集成商的創(chuàng)新能力各不相同，在即將形成的智慧城軌產(chǎn)業(yè)鏈中將會(huì)出現(xiàn)優(yōu)勝劣汰的局面。

（4）缺乏統(tǒng)一的技術(shù)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系。建立標(biāo)準(zhǔn)體系的工作量極大，需要整體考慮，逐步推進(jìn)?！毒V要》已經(jīng)將中國智慧城軌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系列為建設(shè)重點(diǎn)。各有關(guān)單位可根據(jù)自身的能力和優(yōu)勢，在中城協(xié)的統(tǒng)一部署下參與各類具體標(biāo)準(zhǔn)的研究和編制。

7 結(jié)語

智慧城軌的構(gòu)建和實(shí)施是軌道交通行業(yè)面臨的重大課題，也是轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)整體提升的絕佳機(jī)遇。為此，需要全行業(yè)各界緊密協(xié)作與不斷創(chuàng)新，遵循《綱要》制訂的路線，對熱點(diǎn)問題進(jìn)行研究。

除上述幾點(diǎn)外，加快具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能制造產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、實(shí)施全生命周期資產(chǎn)管理（LCC）及各種新技術(shù)的具體應(yīng)用等問題都是與智慧城軌構(gòu)建密切相關(guān)的關(guān)鍵問題，應(yīng)給予充分重視，本文不再累述。相信在各參與方的協(xié)同努力下，定能有序推進(jìn)智慧城軌建設(shè)，開創(chuàng)交通強(qiáng)國建設(shè)的新局面。

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收稿日期 2020-06-30

責(zé)任編輯 蘇靖棋