城市轨道交通建设数字化转型分析

孙 涛 刘香福 马志瑜

（中车长春轨道客车股份有限公司，吉林长春 130062）

0 引言

在数字技术发展的背景下，城市轨道交通行业要想获得进一步的创新与发展，就必须深入推动轨道交通行业的数字化转型，此举不仅能够保证城市轨道交通符合当前时代发展要求，同时也能够进一步提升城市轨道交通行业的发展水平。但是，目前有很大一部分企业并没有认识到数字化转型的重要性，也并未形成信息意识，导致城市轨道交通建设行业的数字化转型存在一定的困难。

1 城市轨道交通数字化转型建设要点

1.1 增强人员信息化思维

在城市轨道交通数字化转型中，工作人员的信息素养十分关键，相关工作人员必须要在日常工作中提升信息意识。要想真正转变城市轨道交通的运营模式，管理者必须形成良好的信息素养与数字化意识，以市场为主导，对城市轨道交通的系统进行科学规划，积极推进现代化信息技术的创新与发展。在实践的过程当中，进一步提升城市轨道交通的服务质量以及业务水平，将数字化技术与人工智能技术相结合，提升城市轨道交通的资源整合效率以及运营维护质量，进一步推动城市轨道交通的数字化转型与创新[1]。

1.2 加大数据应用力度

在城市轨道交通数字化转型的过程中，应当在提升工作人员信息素养的基础上，进一步加大数字技术的应用力度。互联网技术以及人工智能技术的灵活应用，能够对不同城市的城市轨道交通数据进行全面探测与了解，建立更加完善的数据管理体系，并在数据管理体系中引进信息化数字模型。在数字化转型的过程中，需进一步提升城市轨道交通的建设水平，进一步强化各类数字化业务的创新力度。在原有的基础上提升各类业务功能的数字化水平，保证城市轨道交通具有专业的数字决策能力，进一步推动城市轨道交通的数字化转型与重构[2]。

2 城市轨道交通数字化转型建设策略

2.1 工程概况

目前，包括上海、北京、南京在内的50 多座城市都已经开通了城市轨道交通线路，总里程为9206km，共建立了5000 多座车站，每年的客运量能够达到236.9 亿，且运营人员在几十万人以上，必须深入分析数字技术在城市轨道交通当中的应用，通过构建实际的运营方案，进一步建立绿色便捷的城市轨道交通体系，助力城市轨道交通行业向信息化和智慧化的方向发展，进一步推动城市轨道交通的可持续发展。以某直辖市轨道交通的数字化转型为例，探讨城市轨道交通的数字化转型的建设策略。

2.2 人工智能技术的优化应用

为进一步提升服务的舒适度以及智能化水平，必须建立起智能判断、主动运行、自动计划的数字化乘客服务体系，并建立智慧化运营车站。因此，可以从以下几个角度进一步优化人工智能技术的应用。

（1）建立智慧化运营车站。利用智慧化客服体系代替传统的人工服务，并为乘客提供智慧化的票务处理和综合查询功能，进一步实现车站乘客服务的智能化与便捷化。同时，在智慧化车站中建立数字化检票系统，并保证检票系统包括现金支付、数字支付以及全景移动支付的功能。在车站设置人工智能机器人，该机器人必须具有与乘客语音交流和引导乘客的业务能力，并根据季节和温湿度的需求，自动调整车站内的温度与湿度，进一步实现车站内部环境的动态化调控。利用体系内部的数字化模型实现车站风系统与水系统的联合控制，为乘客提供更加丰富的乘坐环境。利用人工智能技术对车站内部的乘客行为进行智能化监控与分析，进一步实现车站管理系统与其他系统之间的信息联动。同时需要在智慧化车站内部建立智能广播体系，并使广播体系具备在不同环境中自动广播的能力，无需员工干预，就可以根据车站的实际情况进行广播，提醒乘客注意各类信息，并根据不同环境的声音情况自动调节广播的音量，为乘客提供更加舒适的乘车感受[3]。

（2）传统的城市轨道交通线路中存在数据互动性差的问题，导致在运营过程中，不同设备设施的数据协同性不足，且存在故障应急响应速度慢等问题，难以实现车站内部客流驱动的网络化协同。因此，在轨道交通运行中，要想应用人工智能，必须进一步优化其应用场景，调整当前的管理模式，并进一步形成人工智能环境中的轨道交通运行新体系。在人工智能技术的支持下，进一步缩减车站的工作人员，并形成智能化管理系统，减少在车站内部的现场维护人员，加快智能巡检体系的推进。同时，减少在车站内部设置的中央控制人员数量，使车站的实际管理状态能够向以乘客为主的状态转变。

2.3 基于城轨云的数据服务

城轨云的数据服务主要是结合人工智能技术以及大数据技术，使城市轨道交通的服务业务更加灵活，城轨云平台架构如图1 所示。在城轨云数据服务的基础上，为城市轨道交通提供更加安全智慧的运营环境。未来，将大数据技术、5G 通信技术、互联网技术和人工智能技术相结合，能够为城市轨道交通提供更加精准的数据支持。比如，在车站建立智慧车站和智慧运营体系，使车站的业务更加灵活，服务能够更加符合乘客的需求。

图1 城轨云平台架构图

（1）在城市轨道交通车站管理中，安全是最为关键的元素。在车站智慧化管理中，应当避免出现安全问题，一旦处置不及时，就会造成较为严重的安全隐患。因此，必须利用人工智能技术，基于城轨云数据服务，精准判断高峰期间的客流量，并及时发现车站的安全风险，真正做到防患于未然。

（2）基于城轨云的数字服务能够实现对客流量的精准预测，且准确度在90%以上。在智慧化平台中搭建数字化智慧车站，运营人员可以实时看到车站内部的所有设备数据以及环境信息。智慧化系统能够对车站的客流量变化趋势以及区域的客流量密度等数据进行判断，并对异常情况做出自动化报警处理，在短时间内对客流量拥挤的位置进行定位。原本通过人工巡检才能够发现的不规范现象，通过城轨云的数据服务能够在短时间内发现并及时报警，工作人员也可以及时进行制止，有效避免安检问题导致高危物品进入车站引发的安全事故[4]。

（3）城轨云数据服务，能够为地铁驾驶员提供更加仿真的路线数据，将不同城市的数据进行整合，进一步实现复合型司机培训工作。比如，某项目是国内轨道交通行业对城轨云技术的初次应用。在日常运营和管理当中，以大数据技术与5G 通信技术为基础，通过采集轨道设备数据以及运行数据，给出相关的车站运营建议，改变了传统城市轨道交通管理模式中的弊端。同时，也对城市轨道交通的运营模式进行了进一步的升级与规划，相关平台可以根据实际运营情况，按照需要进行调控。

2.4 构建智能运维平台

城市轨道交通的智能化运营面向不同的用户，必须从领导、路线等不同的角度进一步设计智能化运营平台的业务功能，智能运维平台架构图如图2 所示。可以从以下几个角度构建完善的智能化运营平台。

图2 智能运维平台架构图

（1）建立现场化的平台功能。现场化智能运营平台主要通过数字技术实时采集现场的设备数据、状态信息、人员信息和管理信息，将所采集的数据上传至相关网络平台。利用智能巡检机器人开展日常巡检工作，能够进一步实现24h 的反复检查，对设备数据以及机房状态进行动态化采集。在构建现场巡检平台包括工具系统、工具管理系统以及巡检管理系统时，智能化巡检管理系统应当通过智能机器人对设备进行实时检测，同时也能够通过自主和遥控完成图像识别与图像遥传，进一步实现巡检无人化的发展目标。

（2）建立智能化线路平台。智能化线路平台主要是利用人工智能技术以及互联网技术，对设备运行中的关键数据进行分析，具有智能化设备故障判断与预测的优势，能够及时监测设备的实际运行状态。而智能化故障诊断则是通过数据监测与人工智能的结合，完成故障的实时判断。故障实时监测主要利用人工智能技术，对设备运行中可能存在的问题进行监测与分析，利用人工智能技术对设备的健康程度进行评分，深入分析设备的运行健康程度[5-7]。

（3）建立线网级平台。智能化线网级平台能够对整个线路网站的设备运行状态进行实时监测，同时集中监视网络设备的运行状态，全程监控网络设备管理。保证检测过程的可管可控，将设备的运行状态与资产数据相联系，保障所有数据与实际情况相符，进一步提升财务管理水平。智能化线网运行平台能够对系统、设备的状态进行实时监督，进一步形成线网体系，对内部的设备指标进行排名并综合分析线网运营过程中可能存在的故障，形成最终的分析报告。

3 结语

实现城市轨道交通的数字化转型，能够进一步提升城市轨道交通的建设质量，对于我国城市轨道交通的可持续发展而言，有着十分关键的作用。因此，工作人员必须要对数字化转型予以足够的重视，从不同的角度优化调整数字化管理体系，为城市轨道交通的数字化转型奠定坚实的基础。