不同城市軌道交通車站智慧運(yùn)維模式優(yōu)化

周芳　王力

摘 要：本文通過分析車站屬性功能、交通功能、用地功能三個維度共15個變量，建立GWR客流特征模型將城市軌道交通車站精細(xì)化分類，在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步進(jìn)行不同類型車站智慧運(yùn)維模式優(yōu)化研究，建立乘客出行行為庫，精細(xì)化不同場景聯(lián)動方案，促進(jìn)城市軌道交通智慧車站科學(xué)合理地建設(shè)，提升車站運(yùn)維效率，為地鐵高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：客流特征 車站分類 智慧車站 智慧運(yùn)維 場景聯(lián)動

1 引言

隨著4.0信息工業(yè)變革，我國城市軌道交通行業(yè)新型科技發(fā)展迅速，目前信息化的建設(shè)成果已經(jīng)初具規(guī)模。在《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》中明確指出智慧城軌建設(shè)是現(xiàn)代大城市交通的發(fā)展方向。目前，城市軌道交通車站數(shù)量較多，若針對一站一運(yùn)營方案，需要編制相應(yīng)的規(guī)章制度方案等，容易造成車站工作人員重復(fù)工作，對于管理者來說成本較大，因此，本文將對不同車站的分類進(jìn)行研究，從而為探討城市軌道交通車站智慧運(yùn)營管理模式提供了便利。

2 城市軌道交通車站客流特征和車站分類方法

2.1 城市軌道交通車站客流特征

客流是通過車站節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輸送的，而不同類型的車站承載的客流量特征并不相同，例如位于居住區(qū)的車站和位于對外交通樞紐（火車站）的車站，同樣大小的客流量在運(yùn)營管理方面人員、設(shè)備、方法等不一樣。本文將通過研究不同類型的車站的客流特征函數(shù)，從而進(jìn)行車站分類[1]。

圖1表示了客流的交通量、密度、速度三者特性之間的關(guān)系。圖中，虛線部分是非穩(wěn)定流或者強(qiáng)迫流；實(shí)線部分是穩(wěn)定流。對于穩(wěn)定流，即區(qū)段的進(jìn)入流量等于離開流量，則區(qū)段內(nèi)沒有排隊(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生；對于非穩(wěn)定流，即區(qū)段內(nèi)有排隊(duì)現(xiàn)象。Qm、km、ki、Vm、Vt分別代表車站的最大客流量、最佳密度、堵塞密度、臨界速度、暢行速度。當(dāng)Q<=Qm，K>km，VVm時，交通暢通。

通過建立基于地理加權(quán)回歸模型GWR下的車站客流特征函數(shù)來描述不同車站客流特征，GWR地理加權(quán)回歸模型的公式如下[3]：

（1）

式中，——車站的客流量；——車站i的經(jīng)度、維度；——處的截距；n——自變量的數(shù)量；——在的回歸系數(shù)；——自變量；——車站的模型殘差。

為了更為科學(xué)合理全面地表示車站客流特性，即客流量的大小，客流的密度、客流速度，本文將選擇車站功能屬性、車站交通特性、用地性質(zhì)三個維度中的15個自變量因素，如表1所示[4]。

2.2 城市軌道交通車站分類方法

本文選擇西安地鐵2號線車站為例，西安地鐵2號線車站屬性、交通特征變量如表2所示。

將上述自變量數(shù)據(jù)代入地理加權(quán)回歸模型GWR的車站客流特征函數(shù)，通過層次凝聚類法分析得到2號線車站聚類樹狀圖2。

車站分類結(jié)果如下所示[11]：

（1）居住型車站：鳳城五路，市圖書館，大明宮西，龍首原，會展中心，三爻，鳳棲原，航天城，韋曲南。居住型車站的乘客多為周邊居民，工作日客流多以通勤目的為主，與辦公型車站之間客流聯(lián)系密切，強(qiáng)度大。

（2）辦公型車站：北苑，行政中心，安遠(yuǎn)門，永寧門，緯一街，運(yùn)動公園。辦公型車站的乘客多數(shù)是以通勤為目的，工作日早晚高峰客流巨大。

（3）商業(yè)型車站：南稍門，體育場，鐘樓，小寨。商業(yè)型車站節(jié)假日客流高峰明顯，工作日是晚高峰客流較大，多數(shù)乘客在下班之后會來到商城購物，與辦公型車站之間客流強(qiáng)度較大，

（4）旅游觀光型車站：運(yùn)動公園、大明宮西、龍首原、鐘樓、永寧門。旅游觀光型車站多數(shù)位于城市旅游景點(diǎn)、公園等地區(qū)，旅游高峰客流較大。

（5）對外樞紐型車站：北客站。對外交通樞紐型車站主要接駁汽車站、火車站、飛機(jī)場，客流量大。

（6）樞紐型車站：行政中心站、鐘樓站、小寨站、北大街。樞紐型車站主要是與城市其他軌道線路、城市公交線網(wǎng)接駁較多的車站，車站客流換乘需求較大，客流復(fù)雜。

3 城市軌道交通車站智慧運(yùn)維模式

目前車站管理設(shè)置“站長—站長助理—值班站長—值班員（行車值班員、客運(yùn)值班員）—站務(wù)員（站臺崗、客服中心崗）”5個崗位層級，每座自然站設(shè)置1名站長，換乘站設(shè)站助1名，每座車站設(shè)置4名值班站長，分別管理4個班組，每班組1名行車值班員、1名客運(yùn)值班員、1名站臺崗、票務(wù)中心崗，采用四班二運(yùn)轉(zhuǎn)輪班制，根據(jù)有些對外交通樞紐車站運(yùn)營時間會根據(jù)接駁樞紐到發(fā)時間變化，另一方面車輛夜晚需要檢修，因此目前我們地鐵車站并沒有實(shí)施24小時營業(yè)[5]。智慧車站利用先進(jìn)技術(shù)同時賦能于人和物質(zhì)（設(shè)備），是人、建筑和環(huán)境相互協(xié)調(diào)的整合體，具備自主采信、學(xué)習(xí)、決策等更高效能的智慧能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營、服務(wù)、維護(hù)等從“生產(chǎn)范式”向“服務(wù)范式的轉(zhuǎn)變[6]。通過分析車站整體運(yùn)作情況，車站業(yè)務(wù)功能可分為車站運(yùn)營和車站維保，車站運(yùn)營包括了乘客客運(yùn)服務(wù)、票務(wù)運(yùn)作、行車調(diào)度組織、人員管理4項(xiàng)；車站維保包括了機(jī)電、車輛、供電、通號、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)維5項(xiàng)，可被智慧車站替代的工作多為常規(guī)性業(yè)務(wù)，主要包括常規(guī)乘客問詢服務(wù)、票卡服務(wù)、行車設(shè)備運(yùn)行、車站業(yè)務(wù)設(shè)備與系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測等。不可替代的多為突發(fā)情況、異常情況等非常規(guī)的工作，如異常情況下車站設(shè)備人工操作等[7]。

4 不同城市軌道交通車站智慧運(yùn)維模式優(yōu)化

4.1 居住型

建立居住型場景聯(lián)動方案，通過綜合監(jiān)控設(shè)備分析乘客行為，了解乘客規(guī)范行為程度，乘客可以根據(jù)每次乘坐建立乘坐積分，達(dá)到一定積分可以兌換禮品，乘客學(xué)習(xí)安全知識達(dá)到一定積分申請免安檢權(quán)限等功能。車站可以在工作日早晚高峰引資設(shè)立工作餐自動販賣機(jī)，節(jié)假日在車站開展休閑活動，對設(shè)備進(jìn)行檢修，減少對乘客的影響。

4.2 辦公型

建立辦公型場景聯(lián)動方案，通過視頻監(jiān)控分析乘客行為，了解乘客乘坐頻次強(qiáng)度最大的車站，可以為乘客提供工作日、工作地點(diǎn)優(yōu)惠票卡權(quán)限，免安檢權(quán)限。節(jié)假日可以適當(dāng)減少運(yùn)營成本。

4.3 商業(yè)型

建立商業(yè)型場景聯(lián)動方案，可以設(shè)置節(jié)假日車站優(yōu)惠票卡，增加列車班次，做好各項(xiàng)車站業(yè)務(wù)；可以為乘客提供工作日工作型車站到商業(yè)型車站之間的優(yōu)惠票卡，增大客運(yùn)服務(wù)力度，客流高峰前做好設(shè)備巡檢。

4.4 旅游觀光型

建立旅游觀光型場景聯(lián)動方案，開通旅游車站優(yōu)惠票卡，吸引客流量，節(jié)假日和居住型車站、對外交通樞紐車站客流強(qiáng)度較大，增加相應(yīng)客運(yùn)組織、設(shè)備巡檢、乘客服務(wù)和人員管理。

4.5 對外交通樞紐型

建立乘客乘坐對外交通場景聯(lián)動方案，客流引導(dǎo)標(biāo)識設(shè)置清晰，客流組織設(shè)施有助于乘客換乘樞紐，進(jìn)出車站，車站安全運(yùn)營力度提升；運(yùn)營計(jì)劃要與其他樞紐運(yùn)營計(jì)劃匹配，滿足乘客換乘需求。

4.6 樞紐型

建立乘客換乘場景聯(lián)動方案，換乘客流組織、客運(yùn)服務(wù)、設(shè)備巡檢、人員管理增大，做好站內(nèi)導(dǎo)航，避免上下行，不同線路客流交織。

5 結(jié)語

本文主要利用綜合監(jiān)控設(shè)備建立的乘客出行行為庫，建立了不同車站類型的場景聯(lián)動方案，在車站運(yùn)營和車站運(yùn)維兩大模塊的客運(yùn)組織、乘客服務(wù)、行車組織、人員管理、設(shè)備運(yùn)維進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化。車站智慧運(yùn)維已經(jīng)成為國內(nèi)地鐵發(fā)展的主要目標(biāo)，通過車站精細(xì)化分類，確定車站類別，有助于提高車站智慧運(yùn)維的重點(diǎn)，提升運(yùn)維效率，利用數(shù)字化、信息化、智慧設(shè)備做好人性化服務(wù)，提升了乘客體驗(yàn)感，減少運(yùn)營成本和工作人員的壓力，促進(jìn)地鐵高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

課題基金：陜西省哲學(xué)社會科學(xué)研究專項(xiàng)：“智慧旅游交通”引領(lǐng)縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展——以西安市臨潼區(qū)為例（課題編號：2023HZ0768）。

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