关于城市轨道交通智慧化的探讨

陈韵舟

摘 要：文章阐述了轨道交通的行业优势，分析了当前我国城市轨道交通在发展过程中突显的问题，提出了促使我国轨道交通事业可持续发展的策略。

关键词：城市轨道交通；发展；探讨

中图分类号：U239.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）20-0075-02

Abstract： This paper expounds the advantages of the rail transit industry， analyzes on the problems highlighted in the development process of the urban rail transit in China， and puts forward the strategies to promote the sustainable development of the rail transit industry in China.

Keywords： urban rail transit； development； discussion

1 背景

近年来我国城镇化快速发展，预计到2020年城镇化率将达到60%，但在城市发展过程中，交通拥堵、环境污染、承载力弱等“城市病”愈发凸显，城市轨道交通作为市民出行的主要交通方式，近年来发展迅速，截至2017年末，全国开通运营城市轨道交通的城市共33个，开通线路150多条，运营里程超过4500公里，位居世界第一，按照《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》，到2020年全国城市轨道交通运营总里程预计达到6000公里。

2 需求分析

2.1 高效的智慧化运营需求

在传统的轨道交通车站中，各个系统的运营相互独立，主要依靠人工手动操作，例如通风空调系统的运营，需要运营人员按夏季和冬季作业令，每天早上手動开启相应送风机、排风机、空调机组等，在晚上停运后再手动关闭相应环控设备，耗费人力和物力，管理不精准，效率低下。

在智慧车站建设过程中，融入人工智能，利用定位、视觉、环境变量、电流电压等多项传感器技术，深度融合，并通过人工智能算法的学习、推理、思考、规划，形成符合轨道交通车站的运营思维，在高峰/平峰/低峰/停运时段，智能运行车站的相关设备。

比如通风空调系统，通过实时采集室外温度、室外湿度、车站内温度、站内湿度、冷热负荷量、人流密度、列车运行速度、列车加减速时间、灯光功率、设备传热系数、站内空间容积率等参数，综合全面数据，自动学习、分析、生成以“神经网络”为主的人工智能模型，再优化神经网络结构，形成最优模型，实时控制各类风机、空调及相关阀门，调节风量、冷量、阀门开度，精准化控制各个区域的通风空调设备，实现通风空调系统的高效、节能、便捷的运营。

通过智能化、精准化运行车站各个系统（比如通风空调系统、排水系统、电气系统、通信、电扶梯、安检等），实现各个系统的综合协调，安全可靠，能源节约，满足高效智能的运营需求。

2.2 提升换乘效率和运能的需求

随着城市轨道交通网络化的形成，车站规模不断扩大，换乘车站也逐渐增多，换乘车站形式（如同台、叠岛、十字、通道换乘等方式）也多样，多线换乘站的运能和换乘效率将成为整个轨道交通网络运输效率的瓶颈。

2.3 应对突发事件的需求

轨道交通车站内设备系统繁杂且相互独立，系统间资源无法共享、数据无法互通，且与外部网络分离，在发生突发事件情况下，不能有效组织、协调应急抢险和救灾工作。

通过建设智慧车站，利用多种传感器技术，采集站内温度、烟气、轨行区水位、地震波等多项数据，同时结合城市灾害预警平台，及时获取相关灾害数据，实时分析，将事故信息筛选归类，划分等级，再依据事故类型和等级，智能触发事故处理机制，联动站内防排烟设施、消防给排水设施、导向系统、语音导报、三维疏散导航、疏散照明等系统，协调调度线路列车运行方式，同时报告外部消防部门、公共汽车及出租车平台，实现在突发情况下，决策高效，处理迅速，灾害影响最小的需求。

2.4 提高建设效率的需求

城市轨道交通车站规模巨大，涉及面广，系统复杂，建设周期长，运营风险高，社会责任大，对建设提出了非常高的要求。

利用智慧车站技术，以BIM模型为基础，建立从建筑模型创建、几何造型、结构分析、机电建模、碰撞检测、施工模拟，造价管理一体化模型，提前预测施工过程中可能出现的问题，及时调整处理，减少返工量，优化项目的进度和费用，可以极大提高轨道交通车站工程的建设效率。

2.5 方便内部维护管理的需求

目前轨道交通车站的系统维护和管理，基本是发现系统报警提示或者设备故障后，依靠人工到现场进行逐一排查，定位故障点后，再组织专业力量进行维修，这种方式效率低下，耽误时间，甚至会造成停运，而停运对于骨干线路、重点车站来说将会造成严重的社会影响。

以智慧车站为平台，开发基于手机、移动电脑的内部管理APP，整合车站建筑信息模型和各设备系统动态信息，通过手机或移动电脑，实时查阅车站内管线、设备的运行情况，即可常规巡检，又可在故障发生时，实时定位故障位置，分析故障原因，迅速组织专业人员处理故障，进而减少对轨道交通运营的影响，极大的方便了内部维护和管理人员。

3 必要性

3.1 国家发展战略的需要

目前在全球范围内“智慧城市”建设开展的如火如荼，交通是经济发展的动脉，智慧交通是智慧城市的重要构成。国家发展改革委与交通运输部于2017年联合签署了《全面推进智能交通发展战略合作协议》，根据协议要求，两部门将紧密围绕国家智能交通发展重大目标任务，完善智能交通发展顶层设计，协同推进智能交通发展战略实施，共同营造开放的智能交通技术开发应用环境，加强交通运输数据跨部门、跨地区、跨行业共享融合，推行“畅行中国”综合交通运输信息服务，推进智能交通创新能力建设和先进技术应用推广，联合开展相关领域研究工作。

组成交通的一个重要部分，是城市轨道交通，一个城市的轨道交通包含几百个车站，建设智慧车站，是符合整个智慧交通发展战略的需要。

3.2 顺应行业发展的趋势

城市轨道交通在经过近几十年的高速发展，逐渐形成了从“满足基础功能”向“智慧化”发展的行业趋势，建设智慧车站，具有“高科技化、综合集成化、智能化”等多方面优势。

4 可行性

4.1 政策可行性

日前，国家发展改革委和交通运输部联合印发了《推进“互联网+”便捷交通促进智能交通发展的实施方案》和《全面推进智能交通发展战略合作协议》，各地根据自身城市特色，充分依托国家政策导向优势，建设智慧车站，创新驱动轨道交通产业创新，从政策层面看，是可行的。

4.2 技术可行性

近年来，随着高端技术的快速发展，大数据、人工智能、云计算、物联网等技术，已经充分融入交通、医疗、教育、楼宇、政务等多领域，尤其在智慧交通中，已经形成了成功案例，因此，建设轨道交通智慧车站，从技术层面看，是可行的。

5 方案设计

以大数据服务中心为平台，依次向下设置云平台，包括数据中心和云计算，再向下以基础数据采集网为支撑，采集生产网、内部服务网、外部服务网基础数据；大数据平台以上为生产指挥中心、生产管理中心、企业管理中心、乘客服务中心提供集成后数据，通过城市轨道交通门户为政府、企业、市民提供综合化服务。整体框架如图1。

6 实施建议

首先，依托规划建设的COCC中心，综合业主意见、大众需求、专家评议意见，综合规划线网层面的总体架构，包括中心平台、内部网络、外部门户；其次，编制标准的平台协议，统一各子系统之间和子系统与上层平台之间的接口，保障数据采集和信息交换通道的畅通；再次，做好安全隔离，安全生产网、内部和外部服务网之间做到边界清晰，所有板块间信息交换，通过路网中心交互，保障运营的绝对安全；最后，结合本线路车站分布特点，边建设、边融合、边运营、边服务、边智能，逐步建設切合实际的轨道交通智慧车站。

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