智慧地铁的应用与发展

蔡 璇

（卡斯柯信号有限公司，北京 100022）

0 引言

城市轨道交通的建设满足了人们日常通勤或出游的需求， 在一定程度上解决了地面交通堵塞问题，但随着越来越多的人选择使用公共交通出行，它也存在人流密集、时间分布集中等问题。 地铁、车站的组织调度问题一直是客运管理的难点。 为防止客流高峰期出现人流对冲现象，城市轨道交通通常采用加建运营路线、添加辅助路线、组织疏导路线等方法来提高客流骤增时段的通行效率，同时保障运营安全有序。 但随着城市信息化的进一步发展， 乘客综合素质提高，对车站的需求已经由被动接受信息变为寻求更加及时、有效、便捷、精准的信息化服务。

与此同时，5G 通信、AI、云计算、区块链和大数据等新兴计算机信息技术的在工程建设领域逐步成熟落地，对行业的创新发展进步起到了卓有成效的强大推动，展现出了数据赋能的强大驱动力。 因此，将城市轨道交通的建设，确保整个城市轨道交通运输在其寿命周期中保持连续的高安全、高质量和高效率的公共交通服务。 智慧地铁的概念一提出，即引起全行业的广泛关注。 形成铁线网全局运行安全保障、提升乘客幸福感、提高轨道交通运输效率和改善运营商经营效益的共赢局面。

1 智慧地铁发展现状

智慧地铁现阶段的智慧特征主要实现内容为：在多维感知方面，通过视频、传感器及设备接口等实现对人员、设施设备、事件、场所及环境等全方位数据的采集；在实时数据分析方面，对采集的海量数据进行实时跟踪分析；在联动执行方面，建立不同业务之间的联动关系；在协同决策方面，利用实时分析的结果来辅助决策，进而决定下一步的操作。 其建设范围主要包括以下2 个方面。

1.1 结合物联网、云平台的信息化建设

依托物联网技术与人脸识别、 视频分析技术，打造全网线安全调度指挥中心， 再利用大数据分析，可以实现全轨道交通危险自动预警，提升安检系统的安全级别，增强各部门调度协调效率。 还可以将采集到的海量数据信息储存到大数据中心，进行纵向对比分析，对日常运营数据实现智能跟踪对比，方便决策者做出有针对性的管理结构优化，为乘客提供更加有针对性、引导性的信息服务。 网络资源的高效整合为城市轨道交通的调度提供了更全面、 更广阔的思路，打破了协调割裂的局面，实现了乘客获得现代化高效服务、铁路运营指挥安全有序的双赢局面。

云平台在轨道交通中的应用可以从硬件层面实现灵活的资源规划，提高硬件的利用率，从平台层面推进系统整合和建设，实现开放式数据交换，从业务层面进行系统化， 提高了系统之间的灵活性和协调性；实现了业务层和运营层的分离，显著提高了运营的效率，云平台可以支撑大数据、物联网及人工智能等技术的应用，支持轨道交通的智能化发展。 目前，轨道交通基础信息平台正在按照 “线网层业务系统云平台+传统线路业务系统方案”进行建设，统一建设轨道交通云平台综合业务承载系统， 各线路层的生产系统依照传统方式进行独立建设， 线网层云平台提供的服务包括NCC、线网门禁、线网客服、广播等系统，向所有业务系统提供计算、存储、视频存储、操作系统等资源，为各个系统提供人工智能、大数据等基础支撑服务。

1.2 乘客智慧服务建设

现有的智慧地铁必须向乘客提供统一标准且网络化的智慧地铁服务，要求以交通流量、客流量、票流为着重点，车站配备了新一代的装有AFC 系统的前端设备，能够为乘客提供更加多元的车票服务。 建立全市地铁乘客的信用体系，根据不同的标准将乘客分为不同安全等级，能够显著提高安检效率。 系统结合了大数据、人脸识别和影像分析等前沿技术，将安检和检票整合成一个整体， 保证乘客能够以较快速度进站。 利用行为分析技术，在全市地铁推动安检建设无感化，在减少工作人员的同时，也能提高工作效率。

2 智慧地铁未来发展方向

智慧地铁的发展方向是实现主动感知、 分析诊断、独立决策、精确执行和自我学习。 在智慧地铁现阶段基础上，与知识图谱、深度学习等人工智能技术进行融合，提高综合研究判断和自主学习能力，具有较高的智能性，不断应用、积累并创造知识，实现业务整体的自我完善和持续改进。

2.1 客流智能监测与管控

首先，利用智能影像分析技术，在车站公共区域利用先进的客流采集技术，智能分析监控影像，自动检测扶梯运行状态、乘客的异常行为，有效统计客流量和识别异常事件。并利用AFC 闸机和手机嗅探技术对客流进行实时记录和分析， 获取立体化的客流数据，对乘客出行的时空轨迹进行精确描摹。 综合交通管理平台的软件将其转化成对客流情况的统计分析和应用，并通过与其他来源的数据进行对比分析，得到对某类事件的判别结果，提高运营的安全性和效率。

其次，实现了车站场景联动。 结合运营流程职责和流程范围，在综合运输系统管理平台上研发具有高度自动化的场景联合行动功能，具体包括车站唤醒服务、车站睡眠服务、高峰客流服务、旅客服务、节能运营服务等场景。 以早班站唤醒场景为例，按照以下顺序实施场景联动方案：启动地铁站台的早间系统控制模式；打开车站工作区域灯光启动照明模式；打开车站监控系统监测各出入口的进出站情景； 启动广播PA 系统播放车站开放信息； 打开PIS 各系统的显示屏；由控制中枢远程发送站台门开关自行检测指令并自行接收所得到的反馈；远程发送AFC 终端自检指令并接收反馈； 远程下发车站自动扶梯投入运行指令；遥控开启出入口防盗卷帘门。

2.2 5G 技术在智慧地铁中的应用

5G 技术为轨道交通的多业务服务承载能力与运营管理模式带来了新可能。 利用5G 技术搭建的智能地铁运营系统的无线网络通道，集成了从基础设施服务层、能力平台过渡层到智能用户应用层的3 层次一体化架构平台,可以实现智慧感知，智慧联系和智慧分析功能， 支持上层智能场景及其应用的操作和维护，并使用数据提高安全性、效率和服务。

在面向地下铁路的运营管理模式时，在研发运用5G 科技远距离指引应用场景进行维护后， 可以提高地下铁路管理模式的运行效率，降低管理难度。 在面向城市建设的施工场景中，通过结合当地城市的地理位置等特点或优势， 通过5G 科技研发智能车站工作节点和盾构掘进的应用方法，为地下铁路的建造提供了新的思路。可以发现，通过5G 技术的应用可以为城市建设提供更多便利有效的措施。 在面向地下铁路安全管理系统方面， 通过研发以5G 科技为基础的视频监控系统，监测公共区域，以达到公共安全的管理。 升级现有扶梯、升降梯，闸机，进出站口等节点不够清晰的摄像头，运用5G 网络，实现多链路多节点多通道的网络视频传输渠道，可以使管理系统更加安全便捷。

3 结语

地下铁路的智能化发展需要先进的数据采集方法、数据管理方法以及信息分析方法。 以管理运营模式为出发点，提出了智能化地下铁路信息系统未来的发展应用方向。 从现有的大量设备信息、数据信息出发，并借鉴融合了大数据技术，物联网技术，人工智能技术和虚拟现实技术，在这些技术的基础上，建设地下铁路多业务应用服务的是构建智能化地铁信息系统的建设思想。 在地下铁路智能应用服务的需求不停增长下，越来越多的城市提出了智能地下铁路的建设方案。 随着大数据技术，物联网技术，人工智能技术和虚拟现实技术等新一代信息技术的快速发展，将进一步推动智能地下铁路的实施。