城市轨道交通智慧化技术研究

赵健 赵瑜 程玉婷 宋莉

摘要：近些年来，我国城市轨道交通发展迅速，已经逐步从“智能”时代进入了“智慧”时代。2020年3月，中国城市轨道交通协会发布了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，明确为智慧城轨的未来发展提出了“1-8-1-1”战略布局。笔者有幸结合所在实验室的重点科研项目研究成果，在《2020年（第四届）中国城市轨道交通车辆设备运维》大会上发表了相关的主题演讲，详细陈述了城市轨道交通发展的智慧化技术。

关键词：城市轨道交通;智慧城轨;技术研究

1  引言

随着经济和社会的快速发展，城市轨道交通已经开始由“智能”时代逐步进入“智慧”时代。所谓智能，即是具有自然科学的特征，是通过先进技术来给设备赋能，以实现自动化和无人化的目的，而智慧化则不同，其是将先进技术同时赋能于人和设备，以达到自主采信、学习、决策的目的，智慧化兼具社会科学和自然科学的双重特征。而城市轨道交通的“智慧化”是什么样的呢，需要应用哪些智慧化的技术呢，即是本文将探讨的主要内容。

2  城市轨道交通智慧技术发展背景

2.1党的十九大对建设“智慧社会”的要求

党的十九大对建设网络强国、数字中国、智慧社会做出重大战略部署，提出推动大数据、物联网、人工智能和实体经济深度融合，在创新引领、绿色低碳、共享经济等领域培育新增长点、形成新动能，明确提出建设“智慧社会”，而智慧化的轨道交通在当前网络化、多制式轨道交通运营阶段应运而生。

2.2《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》的发布

2020 年3 月，中国城市轨道交通协会遵循“推进城轨信息化，发展智能系统，建设智慧城轨”的建设主线，组织编制了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，从行业层面对智慧城轨建设的发展战略、建设目标、重点任务、实施路径、体制机制和保障措施等进行了统筹规划、顶层设计，并提出了城市轨道交通发展的“1-8-1-1”战略布局。

2.3人工智能、大数据等新兴技术发展带来的深度变革

随着技术的突飞猛进，特别是大数据、云计算、网络通信、AI 智能等新兴技术的发展，为实现地铁智慧化、智能化提供了可靠的技术支撑。智慧城轨应用云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术，全面感知、深度互联和智能融合乘客、设施、设备、环境等实体信息，经自主进化，创新服务、运营、建设管理模式，构建安全、便捷、高效、绿色、经济的新一代中国式智慧型城市轨道交通。

3  城市轨道交通智慧技术研究

3.1智慧城轨技术架构

按照智慧城轨发展纲要的“1-8-1-1”的布局结构，即是铺画一张智慧城轨发展蓝图;创建智慧乘客服务、智能运输组织、智能能源系统、智能列车运行、智能技术装备、智能基础设施、智能运维安全和智慧网络管理八大体系;建立一个城轨云与大数据平台;制定一套中国智慧城轨技术标准体系。而根据当前的智慧城轨发展情况，笔者认为可以将智慧城轨的技术应用分为分别面向智慧车站、智慧出行、智慧运维、智慧服务、智慧调度、智慧段厂、智慧经营和智慧行车等方向的应用技术，其以全自动运行下的综合监控系统、大数据分析平台和城轨云基础设施为应用基础，详见图1。

3.2智慧车站技术

智慧车站是智慧地铁的管理单元，是在原有的数字化、智能化车站的基础上，充分利用人工智能、大数据、云计算AIOT、数字孪生等新一代技术，面向乘客提供全方位体验、面向维保提供智能运维数据支撑、面向站务提供全景管控、面向管理提供决策支持，实现更安全的运营、更智慧的服务、更高效的管理目标，在全息感知、数据控制、智能诊断、业务闭环、主动进化五个方面开展智慧系统建设工作。智慧车站以车站综合运管平台为核心，为车站设备管理、乘客服务使用和员工内部管理等提供高度集成的、智慧化的全新地铁车站管理平台，该系统是智慧车站管理的主要支撑系统，是车站综合监控系统的功能进化。

3.3基于全自动运行系统的综合监控技术

全自动运行系统已经成为未来城市轨道交通发展的主要方向，尤其是基于GoA4最高自动化等级的线路已经开始受到很多城轨公司的青睐，比如当前正在建设的苏州轨道交通5号线，即将于2021年6月开通运行。传统线路综合监控系统的集成互联深度有限，很多功能仍然在原系统中完成相应的监视和控制。而全自动运行线路下的综合监控系统则可以深度集成车辆调度、行车调度等运营核心功能，有效实现城市轨道交通运行的多个“智慧化”功能。

3.4城轨云与大数据分析技术

近些年来，城市轨道交通需要建设的自动化系统和设备逐渐增多，需要不断安装许多新的硬件设备，造成了硬件资源的利用率低和浪费等情况，且运营管理难度大、智慧化程度低，在这种情况，城轨云与大数据分析技术的引入可以有效解决这一问题。城轨云在使用的过程中不会受到物理因素的限制，能够根据用户的实际需求进行动态部署，通过远程的方式将城市轨道交通中成千上万台电脑和服务器与控制中心数据中心连接在一起，按需从网络访问共享的可配置的计算资源池，并可灵活增加资源池中的资源能，够满足用户在使用过程中的个性化需求，同时最大限度地降低管理维护费用。

4  结束语

总之，随着智慧城轨发展纲要的发布和很多新兴技术的崛起，许多地方都在进行“智慧城轨”的应用探索，且已经初见成效，笔者相信，只要坚持统筹规划、顶层设计、自主创新、重点突破、分步实施，我国在未来就一定能够进入真正的“城轨时代”。

参考文献：

[1]孙煜.基于智慧轨道交通信息化顶层架构设计的思考[J].隧道与轨道交通，2020（04）：1-5.

[2]李愛东，宋剑伟，袁伟.深圳市智慧城轨发展实践及趋势[J].现代城市轨道交通，2020（12）：9-15.

[3]王宁.轨道交通综合监控系统智能化研究[J].微型电脑应用，2020，36（12）：130-133.

作者简介：

赵健（1984-），男，深圳市赛为智能股份有限公司技术中心技术总监，兼任马鞍山学院轨道交通信号与控制专业负责人，安徽省教育厅轨道交通自动化重点实验室副主任，硕士学历，工程师职称，研究方向为城市轨道交通。

课题来源：马鞍山学院轨道交通自动化安徽高校联合重点实验室2019年度重点科研项目《基于Wincc OA的综合监控系统设备维护管理系统（DMS）开发研究》（项目编号KJ2019A0918）、2020年度重点科研项目《基于云技术的轨道交通综合监控管理平台开发研究》（项目编号KJ2020A0846）

[1]马鞍山学院轨道交通自动化安徽高校联合重点实验室，安徽 马鞍山  243000;

[2]深圳市赛为智能股份有限公司，，广东 深圳  518000