关于地铁车站智能化改造的探讨

（广州地铁集团有限公司，广东 广州 510220）

地铁车站是当前城市发展中较为有代表性的交通功能型公共建筑。我国各大城市在21世纪初大力发展城市轨道交通，修建了大量的地铁车站，受限于当时的经济与科技水平，地铁车站的智能化水平相对较低。随着计算机技术与人工智能的发展，信息化时代的地铁车站更注重建筑使用功能，内部设备及综合管理的智能化。

1 智能建筑定义

智能建筑是信息时代的产物，所谓建筑智能化，即利用系统集成法，将智能型计算机技术、通信计算、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控，对信息资源管理和对使用者信息服务及其与建筑的优化组合所获得的投资合理，适合信息社会需要并具有安全、高效、便利和灵活特点的建筑物。

智能建筑可划分为办公自动化系统（OAS）、建筑设备自控系统（BAS）、信息通信系统（CAS）三大功能子系统。为了做到三大子系统的软、硬件及信息共享、科学合理地利用建筑物中的所有资源，必须将建筑中三大功能子系统进行综合集成，以优化整个系统的性能。因此，要利用信息和通信技术，在三个子系统之间建立有机联系，把原来相对独立的资源、功能整合到一个相关联、协调和统一的完整系统之中。由该系统实现对建筑内的信息数据的采集、监视和共享，通过对信息的整理、分析、判断，给建筑内各级管理者提供决策的依据和执行控制与管理的自动化，给建筑的使用者提供安全舒适、快捷的优质服务。

2 地铁车站智能化改造必要性

随着城市的发展，地铁车站作为城市交通重要公共建筑，逐渐从单一交通功能发展为集交通、商业与办公等多功能于一体的建筑物，人们对地铁车站的功能作用提出了更多的要求，乘客对车站安全性、舒适性、便捷性、美观性要求越来越高。计算机技术的快速发展让我们迎来了信息的时代，对于地铁车站而言，利用信息技术对设计、建设、运营全寿命周期进行管理，是提高车站建设水平的主要途径。而人工智能和大数据的引入使传统的车站设备不再是刻板运行预设程序的机器，智能化车站内的设备系统拥有了学习与思考的能力，能够通过遍布车站的传感设备分析人们的行为和感知环境的变化，并根据科学分析与精确计算为车站管理人员提供最优设备运行方案或客流控制建议，帮助人们快速做出决策。为了适应时代发展潮流，满足乘客需求，研发和推动地铁车站智能化发展是非常有必要的。

按目前设计技术标准，大多数既有地铁车站设计了建筑设备自动化系统、综合监控系统等设备设施，可以通过传感器采集各类设备的数据，自动化程度尚可。但是，地铁车站的智能化程度普遍不高，使用自动化设备采集的大量数据利用效率较低。地铁各子系统在运行过程中产生大量种类繁多的数据，传统设备系统的数据存储量小，处理方式单一，数据需人工进行二次处理和分析，对此类大数据利用效率较低。但这些数据对于地铁车站运行安全及运行效率是极其有价值的，因此大数据技术的应用就显得尤为重要。其次，地铁车站系统还不够智能，尚且做不到对数据加以处理、分析、整合并得出结论，从中学习以不断提高运行安全和效率，也难以做到各子系统实时高效智能联动。因此，引入大数据和人工智能技术将有利于解决地铁车站各系统中大量数据得不到有效利用和智能化程度不高的两大关键问题。基于大数据的支持，人工智能技术的应用将从中挖掘出更多有价值的信息，通过人工智能网络从大量的数据中总结、学习规律，使得地铁车站系统更加智能化，能够从历史运行数据中进行自我学习、自我改进，变得越来越聪明，越来越安全，越来越高效。

其次，随着环境污染的日益严重，能源日益匮乏，人们意识到环保和节能的重要性。各行业部门都提倡绿色环保与可持续发展，智能建筑同样向着绿色节能的方向发展着。我国城市轨道交通目前正处于高速发展时期，而建筑能耗占地铁交通总能耗的比重较大。地铁车站节能已经成为各城市轨道交通管理单位节能的重点，要实现地铁车站的节能目标，只有把分离的设备、功能、信息有机整合为一体并使用同一平台进行协同控制。发展智能化建筑技术来实现绿色环保与节能的目的，有其必要性且很有发展前景。实践证明，智能化改造能够促使地铁车站更加节能环保，这在能源危机加剧的时代背景下就显得尤为重要。

3 如何做好地铁车站智能化改造

3.1 地铁车站改造项目特点

区别于新建工程项目，在既有地铁车站改造项目中，如何确保在不影响车站正常运营的前提下进行改造成为最核心的难题。其主要存在以下几个难点：第一，作业有效时间短。为确保运营期间安全与设备稳定，设备改造施工需在地铁停运期间进行，通长只有夜间3～4 h的实际有效作业时间，作业时间非常有限。且施工后需及时恢复受影响的设备以保证第二天的正常运行。这要求施工单位应充分做好作业准备与计划编排，提高施工的效率。第二，设备防护迁改的工作量大。地铁车站即使在改造施工过程中也需保持既有设备正常运行以确保正常的客运服务。为确保车站能正常运营，改造施工需对大量的既有设备进行防护或迁改，额外的工作量较大。第三，各专业协调配合要求高。地铁车站智能化改造是一个系统工程，涉及的专业多、人员多。部分设备需联合各专业安装调试，对施工单位及设备管理人员的组织协调及配合要求较高。第四，改造工程投资费用相对新建工程高。由于地铁车站的特殊性，在运营中的车站进行施工改造存在较多限制。因此，改造工程中应综合考虑施工时效、作业空间、专业配合、施工交叉、对客运服务的影响等不可预见因素带来的投资费用增加。

针对上述难点，在设计过程中，要不断完善设计质量。设计师要真正理解建筑智能化的内涵，做出科学详细的系统规划书，不断纠正设计过程中存在的问题，保证需求与技术、理论与实际的统一。此外，还要不断引进先进的设计专业人才，提高建筑智能化设计水平，加大科研技术投入力度，提高整体的设计水平，促进建筑智能化行业的良性发展。而在进行改造施工前，施工单位必须深入细致做好勘察调研，重视施工方案的编制论证的同时需充分预想可能存在的风险及影响，制定合理可行的应急预案以备不时之需。在施工过程中，要进行合理安排、科学布局、优化施工组织方案，保证施工质量的同时将施工影响降到最低。

3.2 节能改造

地铁车站智能化改造，其中的一个重要任务，就是达到节能的目的。地铁车站内每天长时间运行着包括通信、信号、通风空调、照明、给排水、电梯、自动扶梯等系统设备，车站建筑能耗非常大。尤其是通风空调系统，其能耗占比约站地铁交通总能耗的40%左右。要实现降低建筑能耗的目的，一方面需对建筑设备自身进行优化，采用高效的机械设备；另一方面，设备运行方案的动态优化策略是重要的途径。车站内部的运营环境随着客流和外界条件的变化处于不断变化的过程中，理想化的设备运行方案应是根据车站运营环境不断调整的动态过程。传统的车站设备系统无法处理如此庞大的数据量，大多数车站管理者根据经验进行建筑设备管理，往往无法及时调整采用最优方案，而大数据与人工智能使其成为现实。由于车站内各专业设备系统联系较紧密，需通过智能化改造将独立运行的设备系统整合到统一数据平台，利用信息技术对各系统数据进行分析并计算得出最优运行方案，使各子系统在较佳的工况下配合运行。从而延长设备的使用寿命，降低建筑能耗。节能在建筑设计、施工、调试和使用管理过程中是一个重要的课题，节能的思想应该贯穿于地铁车站智能化工作的始终。

3.3 装饰装修工程改造

近年来随着我国物质精神生活的丰富，人们对于公共建筑美的要求越来越高。而部分既有车站由于运营年限较长且属于人员密集公共场所，建筑使用频率非常高，多数装饰装修设施已残旧老化严重，已达到装饰装修更替改造的周期。故应利用智能化改造这一契机，使用市场上的新材料、新技术、新工艺配合进行装饰装修工程的改造，利用现代化的设计理念及审美元素，提升建筑装饰装修的档次，打造更舒适、更环保、更具有美感的地铁车站。

3.4 施工管理措施

（1）要建立和完善相应的组织保证制度。首先，要对管理目标进行合理分解，把项目责任落实到各个班组，制度合理的措施，保证施工质量管理目标实现。其次，要根据各个分部工程，建立合理的质量控制程序和信息反馈系统，做好质量的统计分析，全面控制好施工质量。再者，要采用先进的管理方法和观念，对施工质量进行全面、动态的管理。最后，要不断优化施工方案，控制好施工工序，做好施工技术交底工作，对施工图纸进行严格的审查，做好施工机械设备的维护保养工作，坚持预防为主的原则，保证施工能够顺利进行。

（2）要建立施工物质质量保证体系。在施工材料进入施工现场后，要进行严格的检验，保证达到施工要求和标准，同时还要做好施工检验记录。在确认材料和机械设备合格后，严格按照规定填写进场报验单，具体包括合同、材料的消耗以及材料的生产日期、数量、质量和配件等内容。

（3）要建立完善的施工管理制度。首先，要做好施工技术交底制度。在施工过程中，要提高设计方案和组织设计的针对性和有效性，在施工过程中要不断采用新技术、新工艺以及新材料，对每个施工工序和工种都要进行严格的技术交底。其次，要建立样板引路制度，在具体的施工过程中，要不断优化施工工序，改进施工工艺，保证施工过程的标准化，对于分项工程要做出必要示范，从而统一各个操作要求，保证施工质量。

4 结语

地铁车站是市民出行的服务窗口、是地铁建设的重要基础。在城市化加速、客运压力加大的时代，更安全、更便捷、更智慧的交通出行方式，个性化服务和丰富的多元性乘坐体验成为市民的追求。地铁车站智能化改造是传统地车站铁的发展方向，深入了解地铁车站运营需求及智能化改造的内涵，有助于我们在改造项目中取得成功，打造出城市轨道交通中的精品工程。