文/中國城市軌道交通協(xié)會

遵循習近平總書記關(guān)于城軌交通的指示精神，落實《交通強國建設(shè)綱要》，順應智慧交通發(fā)展趨勢，城軌交通行業(yè)正在推進城軌信息化、發(fā)展智能系統(tǒng)、建設(shè)智慧城軌。

什么是智慧城軌？中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布的《智慧城軌發(fā)展綱要》明確的內(nèi)涵是：新一代信息技術(shù)成果與城軌交通深度融合，經(jīng)自主進化，構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的中國式新一代智慧化城市軌道交通。

智慧城軌建設(shè)尚處在初始階段，已經(jīng)建成的智能智慧系統(tǒng)，是否比傳統(tǒng)城軌更加安全可靠、更加出行便捷、更加運營高效、更加綠色環(huán)保、更加經(jīng)濟實惠，從而推動城軌交通高質(zhì)量發(fā)展，為行業(yè)內(nèi)外關(guān)注。為此，中國城市軌道交通協(xié)會對5個先行工程進行了調(diào)研和分析，初步分析表明：技術(shù)先進，安全可靠，經(jīng)濟合理，成效明顯。

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北京燕房線全自動運行工程——作為國家發(fā)改委自主創(chuàng)新示范工程，突破了城軌交通的“卡脖子”技術(shù)，開創(chuàng)了我國自主化城軌交通全自動運行的先河，技術(shù)水平國際先進，運營安全大幅提升，初期投資有所增加，運營成本有所降低。

該工程，攻克了長期由少數(shù)外商壟斷的一批關(guān)鍵核心技術(shù)，研制了成套技術(shù)裝備，提高了運輸能力和服務質(zhì)量,運行準點率達到99.992%，成為繼法、德、日之后又一掌握全自動運行技術(shù)的國家，躋身世界軌道交通先進國家行列。

全自動運行系統(tǒng)減少了人為誤操作，提高了運營安全性。2020年服務可靠度（線網(wǎng)5分鐘及以上延誤事件平均運營里程）較北京地鐵路網(wǎng)平均水平高41.6%，安全可靠性大幅提升。

燕房線按傳統(tǒng)地鐵建設(shè)，主線線路（14.4公里）工程建安費和車輛購置費概算428138萬元；增加全自動運行功能后，增加投資近7000萬元，占1.63%，每公里增加投資486萬元。全自動運行線路牽引能耗降低5%，同等運行間隔的配備車輛數(shù)減少20%以上。綜合運營成本降低15%左右，經(jīng)濟性較好。

自主研發(fā)的這套系統(tǒng)，運營3年的實踐證明，具有較高的安全性，已占有國內(nèi)市場31%的份額（若包括隨后開發(fā)的其他自主研發(fā)全自動運行產(chǎn)品達到51%）并已具備向運輸強度更高線路推廣使用的條件。此成果參加了秘魯利馬地鐵、紐約地鐵和香港市區(qū)線的投標競爭，發(fā)展前景良好。

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重慶CBTC互聯(lián)互通工程——作為國家發(fā)改委示范工程，攻堅克難，全球首創(chuàng)了跨線運行的CBTC新技術(shù)，從而實現(xiàn)了城軌交通互聯(lián)互通運營，提高了服務水平，提升了運營效能，還節(jié)省建設(shè)投資。重慶地鐵攻克了CBTC跨線、貫通、越行等世界城軌一直在努力競相攻克的互聯(lián)互通運營的關(guān)鍵核心技術(shù)，實現(xiàn)了由4條線路（總里程136公里）、4種信號制式的基于CBTC互聯(lián)互通，滿足了乘客跨線直達便捷出行需求，平衡、增加了線路之間的運能，共享了車輛、基礎(chǔ)設(shè)施、能源和維修資源，實現(xiàn)了真正意義上的網(wǎng)絡(luò)化運營，大幅提升了運營效能和經(jīng)濟效益。

工程增加5條聯(lián)絡(luò)線投資300萬元和CBTC互聯(lián)互通交叉測試平臺及開發(fā)測試軟件投資1.2億元；節(jié)省配屬列車10列、60輛，節(jié)約購置費4.5億元，還可減少35%車場生產(chǎn)用地面積，提高平峰時段運行列車的滿載率，總體上節(jié)約了大筆投資。

CBTC互聯(lián)互通交叉測試平臺,現(xiàn)為4條線路服務，以后可為全市上千公里巨網(wǎng)服務；同時已成為CBTC互聯(lián)互通認證授權(quán)實驗室，可為全行業(yè)服務；中國城市軌道交通協(xié)會已頒發(fā)團體標準，現(xiàn)已有20多個城市的50余條線路正在籌建互聯(lián)互通工程，屆時將獲得更加顯著的規(guī)模效益。

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上海智能運維工程——作為國家發(fā)改委示范工程，實現(xiàn)了運維體制和技術(shù)的創(chuàng)新，初期投資有所增加，運維效率大幅提升，運維成本眀顯下降，車輛可靠性、運營可靠度和列車準點率提升后的經(jīng)濟收益更加明顯。

示范工程由車輛、通號、供電三大智能運維系統(tǒng)構(gòu)成，建設(shè)初期每公里增加158.5萬元，其中車輛專業(yè)56.6萬元/輛、通號專業(yè)48.1萬元/公里、供電專業(yè)53.8萬元/公里。

示范工程實現(xiàn)了由單一專業(yè)維修向多專業(yè)綜合維修的管理創(chuàng)新、傳統(tǒng)的計劃修向狀態(tài)修體制創(chuàng)新、傳統(tǒng)維修向智能維修的技術(shù)創(chuàng)新。一是車輛專業(yè)，故障判斷由傳統(tǒng)方式120分鐘以上縮短為2分鐘，軌旁檢測由2人每列車80分鐘縮短至40分鐘，車輛可靠性指標MDBSF（平均無故障運行里程）提升15%。二是通號專業(yè)，車載可靠度提升71%，運營可靠度提升35%，列車準點率大幅提高。三是供電專業(yè)，供電故障錄波調(diào)取由人工方式10分鐘縮短為遠程調(diào)取2分鐘，變電所巡檢由傳統(tǒng)的每4天一次提升為每天6次。運維智能化水平和運營可靠度明顯提升。

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廣州地鐵、深圳地鐵和上海地鐵的智慧車站——大幅提升乘客服務質(zhì)量和設(shè)備運營效率，全生命周期運營成本投入產(chǎn)出效益明顯（10年全生命周期節(jié)省資金占初期投資140-150%）。

廣州地鐵改建和新建各1座智慧車站，實現(xiàn)“一個平臺+四組應用（綜合信息發(fā)布、智能客流引導、智慧安防、智慧站務）”，促進廣州地鐵數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級。

深圳地鐵改建2座智慧車站，實現(xiàn)行程規(guī)劃、站內(nèi)導航、信息發(fā)布、語音購票、快速安檢、無感過閘等乘客服務，車站管理以及車站設(shè)備智能檢測檢修。

上海地鐵新建5座智慧車站，實現(xiàn)智能開關(guān)站、智能監(jiān)控、智能乘車引導等核心功能創(chuàng)新，有效提升車站運營管理效能。運營初期經(jīng)濟效益測算，如表1。

表1 運營初期經(jīng)濟效益測算

隨著技術(shù)成熟度和應用水平的不斷提高，管理體制機制和智慧化項目的深度融合創(chuàng)新，智慧化帶來的經(jīng)濟效益會更加顯著。

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呼和浩特和太原城軌云平臺——城軌云平臺既是智慧城軌又是網(wǎng)絡(luò)化運營的支撐基礎(chǔ)，是城軌交通推進高質(zhì)量發(fā)展的必要條件。

建設(shè)城軌云和大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)城軌業(yè)務的集中承載，計算、儲存、網(wǎng)絡(luò)和安全資源的按需分配、動態(tài)調(diào)整和資源共享，減少設(shè)備數(shù)量和用房面積，提高設(shè)備利用率，降低總能耗，實現(xiàn)故障精準處置，提高安全可靠性，節(jié)省運維人員降低人力成本。

呼和浩特地鐵依托1、2號線（49公里）構(gòu)建城軌云和大數(shù)據(jù)平臺及網(wǎng)絡(luò)管理中心等，總投資為1.35億元左右。相應減少傳統(tǒng)城軌信號、綜合監(jiān)控、售檢票等專業(yè)系統(tǒng)投資1.3億元左右，總體上沒有增加工程投資，并為3、4、5號線預留條件，屆時還可節(jié)省投資。自2019年底運營以來，平峰和高峰時段計算資源利用率分別提高20%-30%和50%，存儲和網(wǎng)絡(luò)資源利用率提髙30%以上，人力成本節(jié)約近50%。

太原地鐵依托2號線（23.65公里）建設(shè)城軌云和大數(shù)據(jù)平臺投資1.0997億元，相應減少傳統(tǒng)城軌信號、綜合監(jiān)控和售檢票等專業(yè)系統(tǒng)投入4293萬元，品迭后凈增投資6704萬元。承載第2條線路時增建網(wǎng)絡(luò)安全管理中心投資1000萬元左右，增減品迭后凈增投資減為3400萬元左右；承載第3條線路后基本持平。

云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)已成功應用于我國銀行、政務、公安和能源等領(lǐng)域，其先進性和成熟度得到普遍認可。城軌云和大數(shù)據(jù)平臺以及網(wǎng)絡(luò)安全等相關(guān)技術(shù)規(guī)范，是中國城市軌道交通協(xié)會組織業(yè)界100多個單位，160多位專家編制的，并在實驗室驗證，應用的實踐也證明：城軌云平臺運行穩(wěn)定可靠，技術(shù)是成熟、安全的?，F(xiàn)在北京、上海、廣州、重慶、深圳和武漢等20多座城市將普遍采用城軌云技術(shù)，以此推動技術(shù)進步和企業(yè)智慧化建設(shè)。

上述先行工程是當前智慧城軌建設(shè)中實施的最大的5個智能智慧系統(tǒng)，具有代表性，也具有整體性。先行工程反映的創(chuàng)新技術(shù)躋身世界先進行列、乘客服務質(zhì)量大幅度提升和運營效率顯著提高，表明智慧城軌技術(shù)的先進性。

先行工程反映的技術(shù)裝備可靠性有所提高，運營可靠度得到提升，表明智慧城軌技術(shù)的安全性。先行工程分析經(jīng)濟性時，既將初始投資落到細分項目上，還重視了綜合分析的方法論。一是投入產(chǎn)出效益分析，如云平臺分析了提高計算、儲存、網(wǎng)絡(luò)資源的利用率和人工成本的經(jīng)濟效益；二是波及效益分析，如云平臺分析了相關(guān)聯(lián)的信號等五個專業(yè)投入的減少情況；三是網(wǎng)絡(luò)化效益分析，如云平臺分析覆蓋一條線時投入比較大，覆蓋二、三條線以上時，只增加很少或不增加投資，再擴大覆蓋面則可減少投資；四是全生命周期成本分析，如智慧車站10年全生命周期成本節(jié)約費用為初期投資的140%-150%。五是若制定主要智能智慧系統(tǒng)的基本規(guī)范（協(xié)會制定的城軌云體系規(guī)范即將全部完成），各城市在規(guī)范基礎(chǔ)上因地制宜優(yōu)化功能要素，還可控制初始投資，實現(xiàn)遠近經(jīng)濟能效的更優(yōu)化配置。通過全面分析，表明智慧城軌具有較好的經(jīng)濟性。