城市轨道交通车站业务需求与智慧车站关键技术探究

摘 要：随着技术的不断进步，建设现代化的智慧车站已成为轨道交通运营管理的发展趋势。本文以提高轨道交通车站的运营服务水平、建设现代化轨道交通车站为目的，对城市轨道交通车站的业务需求进行了分析探讨，并对建设现代化智慧车站关键技术进行了详细介绍。

关键词：城市轨道交通;关键技术;智慧车站

1  引言

城市化进程的推进加速了各大城市轨道交通工程的建设，线网密度和建设规模持续加强，伴随而来的是客流的大幅度增长，给轨道交通车站运营管理带来了巨大的压力。在日常运作中，轨道交通车站工作人员需要通过综合监控系统、施工管理系统、OA等多个系统完成客运服务、设施设备维保、运营情况上报等多项工作，设计生产、管理、服务等多种内容。在客流压力不断加强的背景下，人工作业的误操作隐患也在升高，对正常运营造成较大的风险，因此有必要通过先进的技术手段提升车站运营管理的自动化和智能化水平，提高工作效率，避免因客流增大造成运营服务水平的下降。智慧车站的建设是轨道交通发展的新方向，通过对物联网技术、视频智能分析技术、大数据技术等多项技术的应用，结合各个岗位的职能特点促进了运营管理、设备维保、客运服务等信息化数据的深度融合，为工作人员提供更为简洁、高效的工作处理流程，打造自动化、智能化的作业管理系统，对提高轨道交通车站运营管理水平具有非常重要的作用。

2  城市轨道交通车站的业务需求

2.1、运营管理方面

2.1.1 引入智慧化手段的需求

通过智慧化技术手段实现综合性信息化管理，对工作流程进行优化精简，提高标准化作业程度及工作质量，减少人为失误的影响。

2.1.2 状态实时全息感知需求

通过技术手段实现对客流情况、设备设施状态、乘客动态等运营状态的可视化呈现。

2.1.3 远程智能管控需求

实现对设施设备远程控制、设备自动巡检、智能化客流模式转换、自动开关站、自动应急模式等功能，降低人工作业工作量，提高工作效率[1]。

2.1.4 安全隐患主动辨识需求

能够主动对运营中的安全隐患和风险进行识别，改变被动接收异常报告的现状。

2.2、设备运维方面

2.2.1 智能化作业需求

使用智能化设备减少日常重复性人工作业量，优化作业流程，减少人工衔接环节，提高作业的安全性和可靠性。

2.2.2 智能感知需求

利用多种技术如红外技术、传感技术、视觉影像技术等对车站设施设备状态进行实时监控，通过实时采集设备运行数据，提高对设备的智能化检测水平和对设备状态的感知能力。

2.2.3 状态数据需求

利用大数据技术建立运营设备状态数据库，通过专业分析工具和模型分析设备老化、故障等规律，对设备状态数据进行深度挖掘。

2.3、乘客服务方面

2.3.1 快速无感的进出站服务

通过简洁明了的标识、多种票款支付方式、站内电子导航等引导乘客顺利完成购票，减少排队时长，提供便捷、快速的出行服务。

2.3.2 实时高效的客服服务

利用智能化自助设备提供地图导航、购票、车票更新等服务，提高乘客服务效率，还可通过网络爬虫等技术手段收集乘客需求，完善服务业务，提升服务水平。

3.3 精准的信息服务

对乘车信息、车站周边环境、天气等多种信息通过多系统平台进行联动展示，对购票、出站等重点信息进行主动指引，提供精准的信息服务。

3 智慧车站关键技术

3.1、智能交互技术

3.4.1 语音识别

语音识别的功能通过ASR语音识别模块实现，ASR接收到语音信息后将其与预设的声学模型和语言模型进行比对，将语音信息转化为文字信息进行返回，语音识别还可通过不断学习对声学模型和语言模型进行优化，提高辨识性能[2]。

3.4.2 语义理解

ASR将返回的文字信息提交给语义解析引擎进行处理，语义解析引擎可以根据上下文信息对当前问题进行自动补全，利用语义理解算法对文字信息内容进行解读，当信息意图表达不完整时，引擎还可以通过自动提问以获得更多信息。

3.4.3 语音合成

语义理解模块将接收的信息进行处理后，将其转换为具体的业务类型信息，语音合成模块将自动识别的结果通过语音播报的方式进行反馈。

3.2、智能视频分析技术

职能视频分析技术的核心内容是计算机视觉和人工智能，可以实现对视频中关键信息的标记和处理，将其与多个目标属性进行比对，快速输出比对结果，实现自动预警。其主要工作流程包括：图像处理、特征提取、匹配判断和输出结果等[3]。

通过职能视频分析技术与轨道交通综合监控系统的结合使用，可以对实时监控内容进行比对分析，实现异常情况报警、视频自动推送等功能。例如，可以对实时客流量进行统计，对乘客摔倒、扶梯故障、乘客吸烟等异常情况进行警告等。

3.3、高效节能技术

利用物联网技术，增加传感设备和控制单元，实现对轨道交通车站设备的综合控制，加强对节能调节系统的建设。同时，通过大数据技术的应用，可以对设备运行状态、环境湿度、温度、二氧化碳浓度等因素对耗能的影响进行分析，研究最佳的节能控制策略。此外，对常用的机电设备如水泵、风机、空调、冷却塔等，应推进变频技术的使用以降低能耗，通过变频技术的使用可以自动控制水泵和风机的转速，对空调水系统的流量进行合理调节，从而促使中央空调始终处于最佳的运行状态，实现综合性节能减排的目标。

3.4、异常检测技术

异常检测技术包括红外探测、图像识别、激光检测、超声波检测等。在轨道交通车站中，异常检测技术通常应用于对异物进行识别，如车门屏蔽门间的异物、自动关站时卷闸门下的异物等。车门屏蔽门间异物检测通常采用激光检测，当车门、屏蔽门关闭时，由检测系统中激光发射机发出探测激光束，激光接收机进行接收。当车门、屏蔽门之间有人员或异物滞留，激光探测光束被遮挡，检测系统将发出报警信息，对司机进行提醒，保障行车的安全。

3.5、智能照明技术

照明系统是轨道交通车站的重要设施，通过智能照明技术的应用，可以以编程的方式实现对各个照明回路和灯具亮度的精准控制，在不同的运营场景采取不同的照明方式，最大程度提高照明效率，节约用电成本。智能照明系统的构成包括控制部件、执行部件、监控部件和网络部件等，在断开负荷时可以根据电流信号变化选择合理的断电时机，减少电弧的产生，从而延长开关的使用寿命，降低维护成本。

4 结束语

轨道交通智慧车站的建设顺应了时代发展的需求，是建设智慧城市、提高居民出行满意度和幸福感的重要发展手段。智慧车站以运营管理、设备运维、乘客服务等三大车站日常职能为基础，通过多种信息技术搭建自动化的生产网络和信息化管理平台，最大化利用数据价值，实现了车站运作效率质的提升，加快了应急反应速度，提高了车站运作的安全性和智能性。文章对城市轨道交通车站运营管理、设备运维、乘客服务等业务需求进行了详细的分析，根据现实技术应用发展情况，对智能交互技术、智能视频分析技术、高效节能技术、异常检测技术、智能照明技术等智慧车站关键技术特点进行了介绍，以供相关业内人员参考。

参考文献：

[1]林佳勇，范明涛.智慧车站系统在车站运营中的优势分析[J].城市轨道交通研究，2019，22（S2）：69-72.

[2]张文彬，王硕，崔军飞.智慧车站管控系统在上海地铁的应用[J].城市轨道交通研究，2019，22（S2）：84-87.

[3]刘纯洁，张立东.上海轨道交通智慧车站研究与实践[J].隧道與轨道交通，2019，（S2）：1-4+26.

作者简介：

徐贻辰（1988-），男，合肥市轨道交通集团有限公司运营分公司行车设备处 通信工程师，硕士学历，中级工程师，研究方向为城市轨道交通通信。