城市軌道交通智慧化發(fā)展方向及實現(xiàn)途徑

宿峰粒

中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司 天津 300308

為使城市軌道交通成為交通強(qiáng)國建設(shè)的重要內(nèi)容和城市交通改善的重要引領(lǐng)與支撐力量，在當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)在交通運輸領(lǐng)域應(yīng)用勢頭良好的大背景下，應(yīng)充分發(fā)揮城市軌道交通良好的聚流、引流和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育作用，抓住智慧化引領(lǐng)城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展的機(jī)遇，明確城市軌道交通智慧化發(fā)展的方向，尋求新的全生命周期發(fā)展路徑。

1 城市軌道交通智慧化發(fā)展方向

1.1 運營調(diào)度智慧化

（1）實現(xiàn)信號調(diào)度系統(tǒng)的自主化生產(chǎn)、高穩(wěn)定性和高可靠性。信號調(diào)度系統(tǒng)是城市軌道交通的智慧“芯”。雖然我國已有自主生產(chǎn)的信號調(diào)度系統(tǒng)，但其在算法、穩(wěn)定性、可靠性等方面跟國外還有較大差距，亟待提高。例如，列車最短追蹤間隔是城市軌道交通運營調(diào)度水平的重要體現(xiàn)，而我國在這方面與日本（控制在1min以內(nèi)）有一定的差距。當(dāng)然，這不僅取決于調(diào)度系統(tǒng)本身，更受運營管理水平的影響。

（2）實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化運營調(diào)度。隨著城市軌道交通逐步成網(wǎng)，需要對整個城市的各條線路進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化運營，應(yīng)建立網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中心，實現(xiàn)線路間的相互聯(lián)動，并基于互聯(lián)互通線路進(jìn)行跨線運營調(diào)度。這對運營調(diào)度系統(tǒng)是更大的挑戰(zhàn)，需要更先進(jìn)的算法和智慧化技術(shù)的支持[1]。

（3）實現(xiàn)“依人調(diào)度”。即在提升常規(guī)調(diào)度水平的基礎(chǔ)上，按客流量確定每站的停靠時間、列車的發(fā)車間隔和頻次等。例如，如果某時段客流量大，則自動縮短發(fā)車間隔、增加發(fā)車頻次；如果某個車站客流量大，則自動延長列車在該站的停靠時間。通過這種靈活的運營調(diào)度組織，可在最短的時間內(nèi)完成乘客運送，也可縮短乘客的候車和出行時間。在實現(xiàn)“依人調(diào)度”，通過預(yù)測客流制定行車組織方案，提升客流與運能匹配能力的過程中，需要更全面、更精準(zhǔn)的客流識別和檢測系統(tǒng)對全路網(wǎng)客流進(jìn)行監(jiān)視，需要全自動乘客計數(shù)系統(tǒng)對客流進(jìn)行高精度的實時分析和統(tǒng)計，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至調(diào)度系統(tǒng)，同時還需要應(yīng)用客流預(yù)測、車車通信等技術(shù)。

1.2 云計算技術(shù)助力城市軌道交通發(fā)展

通過云計算等技術(shù)與傳統(tǒng)城市軌道交通基建行業(yè)的深度融合應(yīng)用，已經(jīng)起到了降本增效的作用，以呼和浩特地鐵建設(shè)為例，軌道交通行業(yè)的探索創(chuàng)新已經(jīng)在呼和浩特落地生根。通過采取云計算技術(shù)，可為地鐵建設(shè)提升資源利用率50%以上，節(jié)省前期投資40%左右，提升運營管理效率30%以上。新技術(shù)科學(xué)利用為地鐵生產(chǎn)運營、建設(shè)管理、企業(yè)管理、車輛運營等提供一系列高效服務(wù)，同時這也是全球首個使用城軌云解決方案的地鐵項目，為未來邁入智慧城軌奠定了重要的基礎(chǔ)。新技術(shù)助力行業(yè)發(fā)展的同時，安全性問題不容忽視。通過采取新技術(shù)實現(xiàn)的信息化業(yè)務(wù)全覆蓋及統(tǒng)一的運維管理、安全管控意味著系統(tǒng)逐步實現(xiàn)歸一化建設(shè)，對于系統(tǒng)的安全防護(hù)等級提出了更高的要求，首先是平臺自身的安全性，隨著科技的不斷發(fā)展，通過實現(xiàn)系統(tǒng)的匯聚建設(shè)，意味著系統(tǒng)對外接口變得繁多，邊界安全性需要進(jìn)行加大防護(hù)力度，乘客系統(tǒng)、購票系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)、商圈系統(tǒng)、閘機(jī)系統(tǒng)等對外服務(wù)接口任何一點被攻破，對于全系統(tǒng)安全都會造成影響，存在“一點擊破，全網(wǎng)皆癱”突出問題。

2 城市軌道交通智慧化實現(xiàn)途徑

2.1 構(gòu)建智慧化運營管理和服務(wù)體系

智慧化運營管理和服務(wù)的主體為政府和城市軌道交通運營企業(yè)。城市軌道交通運營企業(yè)應(yīng)該通過各種方式和途徑提高運營管理和服務(wù)水平，其中重要的方式就是加強(qiáng)智慧化建設(shè)，例如，采用新技術(shù)進(jìn)行安檢，推廣手機(jī)支付，將相關(guān)信息數(shù)據(jù)開放，以便第三方為公眾提供更好的智慧化信息引導(dǎo)服務(wù)等[2]。政府的相關(guān)工作有：①防止為智慧而智慧，要以功能為導(dǎo)向，注重實效；②建立合適的機(jī)制，調(diào)動相關(guān)企業(yè)主體的積極性。具體內(nèi)容為加強(qiáng)對政府購買服務(wù)的考核，將補(bǔ)貼與城市軌道交通運營企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量掛鉤，促進(jìn)企業(yè)提升服務(wù)質(zhì)量；加強(qiáng)對運營安全的監(jiān)管，以及對運營企業(yè)效率和效益（如單位能耗等）的考核。

2.2 大數(shù)據(jù)、人工智能助力實現(xiàn)智慧地鐵新發(fā)展

當(dāng)前利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)紅利，城市軌道交通領(lǐng)域逐漸構(gòu)建乘客出現(xiàn)數(shù)據(jù)湖，包括乘客個人信息、出行信息、消費信息等，未來城市軌道發(fā)展將不再是單一的交通出行工具，而是可以通過與地下的附屬建設(shè)資源的數(shù)據(jù)共享、協(xié)調(diào)聯(lián)動，打造集參觀、學(xué)習(xí)、消費等一體化的綜合出行服務(wù)，把乘客路面上的行為搬到地下，促進(jìn)城市立體化發(fā)展，疏解城市擁堵，減少城市污染，提高城市利用率，促進(jìn)智慧城市建設(shè)。從目前發(fā)展來看，城市軌道交通現(xiàn)存的數(shù)據(jù)格式多樣，日均產(chǎn)生海量異構(gòu)數(shù)據(jù)，如BIM 數(shù)據(jù)、PMS 系統(tǒng)資產(chǎn)數(shù)據(jù)、票務(wù)數(shù)據(jù)、清分?jǐn)?shù)據(jù)、POI 數(shù)據(jù)、手機(jī)信令數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等等[3]。隨著新技術(shù)的不斷成熟，亟需建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，集中整合線路級數(shù)據(jù)中心，每個城市打造城市級軌道交通數(shù)據(jù)中心，通過數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一的數(shù)據(jù)歸攏，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享，利用基于大數(shù)據(jù)技術(shù)對客流態(tài)勢、客流疏導(dǎo)、客流聯(lián)動等客流管理實現(xiàn)各種智能化應(yīng)用。

3 結(jié)語

目前，城市軌道交通智慧化發(fā)展已成為必然趨勢，現(xiàn)代化城市應(yīng)借助現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)，尋求更加適合自身發(fā)展的智慧方法，構(gòu)建智慧化、信息化的城市軌道交通體系，為乘客提供更加安全、便捷、舒適的智慧交通系統(tǒng)，推動城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展。