智慧城市轨道交通发展水平分析

罗国鸿

关键词：智慧;城市轨道交通;发展水平

前言

从地图上看，城市公共交通像一张形态复杂而又设计巧妙的大网，将城市的每个角落有机地连结在一起。如果将城市交通比作人体的循环系统，那么城市轨道交通便是系统中的主动脉。它具有运输容量大、远距离、速达性、准时性等诸多特点，在扩大城市通勤半径、缓解城市交通堵塞、优化城市交通布局等方面起到了重要作用。交通运输部发布的《2020年城市轨道交通运营数据速报》的数据显示，截至2020年底，全国（不含港澳台）共有44个城市开通运营城市轨道交通线路共计233条，运营里程7545.5公里，车站4660座，实际开行列车2528万列次，完成客运量175.9亿人次。然而，从轨道交通密度来看，目前北京（0.33公里/万人）、上海（0.32公里/万人）与东京都（2.11公里/万人）、巴黎（1.99公里/万人）、纽约（1.24公里/万人）等城市对比相距较大，城轨交通仍有巨大的发展空间。中信证券估算，至2025年我国城轨运营线路长度将达到1.4万公里。赛迪智库发布的《“新基建”发展白皮书》预测，在“新基建”所涵盖的七大产业中，对高铁和城轨的投资规模最大，预计至2025年直接投资将达到4.5万亿元。

1轨交智能化

伴随不断增加的运营里程、快速攀升的线网流量，尤其是大中型城市的轨交网络日渐复杂，内生矛盾逐渐加剧，城轨交通的乘运安全和运营管理面临着巨大的压力和挑战。例如，轨道线路之间关联度越来越高，单个线路或节点发生突发或异常事件的影响范围和严重程度会有更大的不确定性，因此对相关设备设施、人员、事件等安全监测要求提高;因运力运量不匹配、通行效率低等因素造成高峰时期车站客流拥堵，当前须实施限流措施以暂缓高峰压力，对乘客出行效率带来较大影响……这些问题暴露出，城轨相关部门需要站在全局化视角，用更高效的手段提高运行管理效率，确保乘运安全，改善乘客的出行体验。与此同时，利用轨交得天独厚的流量中枢，进行价值发现和创造也是轨交行业积极探索的方向之一。随着5G、人工智能、物联网、云计算等新兴信息技术的演进和推广，轨交智能化被认为是解决复杂系统内生矛盾的有效途径。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》指明，“智能交通管理系统”是优先主题之一。近年来，国家出台多项政策推动轨交智能化的建设发展。例如，2016年制定的《交通运输信息化“十三五”发展规划》中，要求充分利用信息技术改造传统交通运输业;2020年3月，我国城市轨道交通行业第一个“纲要”“规划”类文件——《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》正式发布，提出将云计算、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与城轨交通业务深度融合，实现大范围、全方位、高效率的运行控制与管理，推进城市轨道交通系统向网联化、协同化和智能化方向发展。该纲要指出，到2025年，中国城轨智慧化水平要进入世界先进行列，2035年达到世界领先水平。在政策出台与发展需求的双层驱动下，智慧城轨的建设和升级加速展开。根据中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通2018年度统计和分析报告》与智慧交通网发布的《2018上半年我国城市轨道交通智能化市场简要统计与分析》，目前城市轨道交通智能化项目投资占总项目投资约3%～5%，按同等渗透水平预测，到2025年，我国智慧城轨市场将达到千亿规模。从目前城轨智能化发展的状况看，以人工智能为代表的新兴信息技术主要围绕“保障乘运安全、提高乘车效率、优化客流管理、提升服务体验”四大维度，并结合“车、站、路”不同场景落地智能化应用和解决方案。

2智慧城市轨道交通云平台

2.1系统分布应用领域划分

根据业务应用系统的特性以及运营管理单元的管理要求，可以将部署在云平台上的众多业务应用系统划分为四个应用域。外部服务应用程序：互联网票务系统、车站导航、客流引导、乘客对讲、视频监控系统和其他业务应用系统的部署方法。为了充分利用云平台，每个业务应用系统都以容器模式连接并部署在集成的云平台上。容器将软件打包到标准化单元中，以促进单个业务应用程序系统的开发、交付、部署以及后续维护和升级。容器包含软件、操作环境以及相关的系统，以确保稳定地操作。不受所有Linux环境中操作的影响以及环境差异的影响，减少了在共享基础架构上运行其他软件时的潜在崩溃风险。

2.2云平台信息安全防护

根据《信息安全技术网络安全等级保护安全设计技术要求》（GB/T25070-2019）的要求，连接到云平台的业务应用程序系统将具有适当级别的信息安全保护系统，针对乘客服务、资源管理、媒体发布和其他业务的“系统自我保护”应用程序以及与资产管理有关的开发、管理、维护和付款应用程序。内部服务应用领域：主要用于项目管理、智能建筑模型、建筑单位的风险管理、日常维护、运营单位的管理和建设以及企业财务、合同和办公自动化系统。安全生产应用：主要运行生产应用系统，包括乘客信息系统、自动售检票系统、综合监控系统和集中报警系统。运营和维护应用程序域：完整的应用程序和工具，主要用于云平台管理、网络管理、应用程序管理和安全管理。它旨在基于虚拟机隔离、容器隔离和微服务安全开发框架原理，应用程序到应用程序隔离和安全数据交换以及云到端安全保護策略的集成设计。它使用云平台提供的微服务安全开发、体系结构和安全组件来实现安全机制，例如身份认证、权限管理、加密通信和安全存储。

结束语

一块块“智慧城轨”的蓝图在新兴科技的加持下逐渐被拼接起来。在拼图的过程中，我们发现，城轨运营颗粒度在不断细化，向主动的“人本服务”转变。围绕上文所述的四大维度，以车、站、路为主要场景的智能化升级只是开始，站在全局视觉进行城轨网络化运营，并实现与智慧城市打通、联动才是终极目标。

参考文献：

[1]刘纯洁.上海智慧地铁的研究与实践[J].城市轨道交通研究，2019，22（6）：1-6.

[2]中国城市轨道交通协会.中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要[J].城市轨道交通，2020（4）：8-23