智慧城市轨道交通运营管理信息化建设研究

颜雪、党银虎

（济南轨道交通集团有限公司，山东 济南 250000）

0 引言

轨道交通建设是当前城市建设项目的重要组成部分，也是未来许多城市的建设重点与发展方向，但轨道交通通常建设周期较长且资金投入巨大，在后续运营过程中也需要持续的资金支持[1]。因此，高质高效的轨道交通运营管理便成为新的城市建设课题。高质高效的运营管理必然需要依靠信息化技术手段，通过信息化手段实现对数据的自动收集与分析，不仅可以节约成本，还能为后续其他城市的项目信息化建设提供经验。

1 智慧城市轨道交通信息化建设的实际效用

轨道交通运营管理的信息化建设集中在数据处理方面，信息化系统可以通过智能手段对运营管理所需数据进行采集，再通过传感器对其整合处理，使之符合下一步数据分析的需求。通过对数据智能分析，可以最终得出轨道交通系统运营管理的决策方向。

1.1 提供数据智慧采集服务

在数据的智能采集方面，通常是通过专门的信息化设备进行信息采集与录入。完成轨道交通信息化建设后，可通过专门的设备对轨道信号进行采集，从而完成对整个轨道交通运转状态的实时跟踪。数据采集完成后，信息化智能系统会自动完成数据传输，将相关数据传输至管控系统，方便管理人员对整个轨道交通的实际运行进行实时跟踪管理。另外，轨道信号的采集与分析也能对后续的轨道交通运营状况分析提供数据支持。

1.2 提供数据智慧融合功能

对数据的融合整理是整个数据处理过程中的重要部分，信息化系统所收集到的大量纷杂数据必须通过融合整理的过程才能为后期的深入分析与指挥决策提供必要的数据支撑。融合整理阶段，简单来说便是通过各种配套传感器对采集到的轨道交通数据进行融合整理与基础分析，以确保庞大、纷杂的数据能够实现整齐分类，便于下一步的数据挖掘分析。相关数据处理系统会把收集到的原始数据处理为参数数据，再通过智慧网络进行辨别，将其处理为决策数据，形成完整的数据处理流程。

1.3 实现数据智慧挖掘分析

数据的智能挖掘分析是以数据智慧采集与智慧融合为基础，通过对数据的深层挖掘分析得出对应的分析结果，可以有效提升轨道交通运营管理效率。在轨道交通信息化建设中融入智能挖掘分析进行数据处理，可以在原本的信息化处理基础上实现对数据分析的深层优化，也能在基础的数据分析过程中发现问题，可以在一定程度上推动城市轨道交通运营管理信息化建设进程。

1.4 根据数据智能指挥决策

根据既得数据进行智能指挥决策是整个轨道交通信息化流程的最后环节，其指挥决策功能主要分为调度体系系统与决策体系系统两个部分，可以通过实时监控轨道交通的实际运行、计算、分析、决策等，提升轨道交通的安全性与稳定性。在调度体系系统方面，轨道交通的信息化建设可以实现传送、监控、通信、测评、练习等多种功能，这些功能共同构成了信息化的调度体系系统。这些功能能够在实际应用过程中提升轨道交通的运行安全性、保证轨道交通的高效性与畅通性。另外，在紧急情况下，系统可以对现有数据进行整合分析，快速选择最佳应急方案，可更大程度地保证轨道交通的正常运行。决策体系系统则主要由人机接口、知识库、数据库、推理体系、模型库等部分构成，其功能划分如下。一是人机接口：使轨道交通工作人员能够与信息化系统进行直接沟通与联系，通过问答系统、数据产出等方式完成信息传达。二是知识库：使信息的表达更加规范、完善。三是数据库：进行数据储存。四是推理体系：根据已知信息完成推理，并输送推理结果。五是模型库：为决策体系系统提供技术支撑，并为整个系统的正常运转提供保障。

2 智慧城市轨道交通信息化建设的设计原则

2.1 标准化原则

在城市轨道交通的信息化建设之中，应首先保证所有建设工作具有统一的标准，各项建设工作内容明确、清晰。相关人员应对轨道交通运营管理的信息化建设具体要求及实际情况进行综合考量，并以清晰的流程脉络为基础，建立科学完善的管理模型，便于以统一的工作标准完成整体轨道交通运营管理的信息化建设，为后续轨道交通的高效管理、运营奠定良好的基础。

2.2 保质保量原则

轨道交通的信息化建设还应严格遵守质量与效率双把控原则，在保证信息化建设综合质量与功能的基础上，尽可能缩减系统运行流程，取消不必要的运行程序，使信息化系统在正式投入使用后能够最大程度地提升轨道交通的运营管理效率，这样也能实现轨道交通信息化建设的高效发展，同时能充分体现信息化建设的优势。在后续使用过程中，还应根据实际使用情况持续完善系统流程，以确保信息化建设的高效落实。

2.3 可行性原则

轨道交通的信息化建设还应充分考虑整体系统的综合可行性，使之能够满足轨道交通运营管理的实际需求。相关建设人员在前期综合规划过程中，应充分考虑轨道交通的实际建设需求、相关运行企业的发展需求、不同居民的出行需求等多种因素，使整体信息化系统具备合理性、科学性与可行性，这样才能大力推进我国智慧城市轨道交通运营管理信息化建设进程。

3 智慧城市轨道交通信息化建设的设计与应用

3.1 系统的目标构建

轨道交通的信息化建设首先需要具备明确且清晰的设计目标，以方便后续实际设计工作的展开。例如，确定登录功能、车站管理功能、列车管理功能等，使整个工作系统能够实现使用权限的划分、车站线路信息的录入与管理、车辆运行线路的录入与管理等。

3.2 系统的整体结构与功能细化

结合整体轨道交通运营管理系统的实际需求，当前阶段现代化建设的需要，以及整体系统的可行性要求，在整个信息化系统的总体设计过程中，应充分考量后期运营管理需求，填充各种运营管理所需功能，以确保轨道交通的顺利运营[2]。轨道交通运营管理系统需具备如下基础功能：第一，车辆位置无线传输系统。通过GIS 及北斗定位技术，可实现对车辆具体位置的实时捕捉，同时轨道交通系统内部有移动数据网络全覆盖，如此可完成对车辆位置信息的实时把控。第二，通信信号监测系统。该系统承担着监控轨道电路、连锁系统等多个关键任务。由于所有的轨道交通的内部信息传输都需要依靠通信信号，因此确保监测信号畅通尤为重要。第三，蓄电池监测系统。蓄电池监测系统的主要任务是对列车的实际运行情况进行监控，并对其实际运行情况进行分析。其主要是通过对蓄电池预计时间内放电预估电池容量、浮充及充放电情况进行分析而实现监测功能。第四，在线健康监测系统。此系统的主要作用是对车辆的实际运行状态进行监控，以保证轨道交通的安全性，维护其正常运行。监测范围包括走行部监测、弓网监测、轨道监测等。第五，轨道旁监测系统。此系统是对车辆运行轨道旁实际环境的监测，监测目的也是保证轨道交通的正常运行。第六，智慧DCC 系统。智慧DCC 系统可以实现检修任务、作业表单、车辆库区状态、运营计划、车辆管理等方面的功能，能够有效提升相关环节的工作效率与水平。第七，车辆检修系统。车辆检修系统可以实现轨道交通内部运行车辆的检修计划设计、故障管理分析、作业管理控制等功能，能够有效提升轨道交通车辆检修工作的实际效益。第八，桥梁隧道结构监测系统。桥梁与隧道是轨道交通可能涉及的特殊地段，桥梁隧道结构监测系统可以有效实现对特殊地段拱顶下沉、地表沉降、土地位移状态的监控，使相关运营管理人员能够有效评定运行状态，提升轨道交通运行的安全性。

3.3 信息化系统的应用价值分析

信息化轨道交通运营管理，可以有效提升综合管理效果，主要体现在以下四个方面。第一，在智慧数据分析方面，系统能够有效实现对列车实际运行状态的数据收集与分析，从而保证所有轨道交通列车正常运行。第二，在智慧模型构建方面，系统可构建轨道交通内所有列车的健康模型，便于相关人员对车辆的综合状态及安全性能进行评估，方便车辆综合管理。第三，在智慧运行方面，系统能够实现对车辆的运行周期、服役状态、检修情况、网轨维护等多个方面进行综合优化管理。第四，在智慧安全管理方面，系统可实现对安全系统监控、设备运行状态监控、车辆运行监控等轨道交通综合监控的安全管理。

4 智慧城市轨道交通信息化建设的实际措施

4.1 确立明确的建设目标

在智慧城市轨道交通信息化建设过程中，应首先确立清晰、明确的建设目标，使之能够符合目标城市轨道交通运营管理需求，使实际建设工作的各项内容更具针对性，更符合目标城市的实际需求。轨道交通信息化建设目标应能够满足提升企业运营管理综合效率的需求、优化运营管理资源配置的需求、减少运营管理综合消耗的需求，同时应符合信息时代现代化建设的需求，这样才能构建出科学、完备的信息化系统。目标确立后，相关工作人员应以建设目标为基础，综合开展信息化建设计划的制定与完善，不断提升信息化系统的运行效率与城市轨道交通运营的安全性[3]。

4.2 细化建设工作内容

在信息技术与计算机网络的应用方面，轨道交通信息化系统的建设应以所需基础功能为基础，以预期需求为发展目标，逐渐形成完善、丰富的功能拓展系统，保证综合系统的合理性与先进性；在信息化管理系统方面，轨道交通系统的信息化建设应以先进的信息技术手段与多种管理设备为基础，共同构建功能完备的轨道交通运营管理系统。在此系统下，轨道交通运营管理工作可以实现对资料的有效收集、管理方案的优化、运营政策的调整，并且能够在大数据以及信息资源共享的前提下，进一步实现运营管理工作的优化与升级。

4.3 优化资金指向，全面提升性能

轨道交通信息化建设需要大量的资金支持，为确保信息化建设的整体水平，提升资金投入的有效性，相关运营管理企业应优化资金指向，提升设备综合性能，保证信息化建设的实际成效。在前期设计阶段，应以完善的信息化设计方案为基础，合理开展资金管理工作，必要时可加大投入力度，以有效推进信息化建设进度。与此同时，相关企业要对运营管理相关设备的实际效能要求进行不断的优化与调整，以保证轨道交通运营管理信息化系统能够始终保持高效的运行状态。

4.4 加大轨道交通信息化管理人才的培养力度

信息化系统的构建只是轨道交通运营管理成效提升的第一步，管理效率与管理水平的保持还需以轨道交通信息化管理人才为保障。因此，相关运营管理企业应加大对相关人才的培养，如通过严格考核、定期培训、专业人才引入等多种方式不断提升运营管理团队的综合素养。另外，对于部分特殊岗位的工作人员，必须定期进行专业的、针对性的培训，使之能够始终保持较高的职业敏感度。例如，涉及安全管理工作的相关人员，应对轨道交通相关设备的运行状态与数据等有清晰认知，一旦出现数据非正常浮动等现象，需要及时处理，有效消除安全隐患。总之，企业应保障所有轨道交通工作人员均具有较高的专业水平与服务意识，能够独立应对突发事件与特殊情况。

4.5 完善各项设备的检查维护与应急救援体系

轨道交通的信息化运营与管理有赖于相关设备，如果重要设备出现突发性损坏，则有可能影响轨道交通系统的安全性与稳定性[4]。因此，轨道交通系统管理人员应制定完善的设备检修与维护体系，对所有设备进行定期维护与检修，避免因零部件老化、电路超负荷、设备达到使用年限等问题引发安全事故。另外，需要制定完善的应急救援系统，一旦发生意外，按照应急预案展开高效的救援。应急救援系统的总体框架见图1。

图1 应急救援系统框架

5 结语

总的来说，目前我国智慧城市轨道交通的信息化建设仍然处于起步阶段，在整体建设速度、功能设置、先进程度、系统优化等多个方面都存在进步空间。但通过不断的经验积累与技术突破，相关系统的设计会越发完善，进而更好地推动我国智慧城市建设进程。