李研

關(guān)鍵詞 軌道交通;智慧運(yùn)營(yíng);提升服務(wù);運(yùn)維管理

中圖分類(lèi)號(hào) U29-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）04-0014-03

0 引言

隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)投資逐年增加，智能化軌道交通建設(shè)也達(dá)到快速發(fā)展階段。預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)式智能城市軌道交通特色基本形成，將躋身世界先進(jìn)智能城市軌道交通國(guó)家行列。我國(guó)城市軌道交通智能化進(jìn)程將不斷提速，軌道交通行業(yè)各項(xiàng)智能業(yè)務(wù)指標(biāo)將超過(guò)90%以上，達(dá)到先進(jìn)國(guó)家水平。

1 軌道交通智慧管理的建設(shè)開(kāi)發(fā)思路

（1）開(kāi)發(fā)建設(shè)智慧車(chē)站運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，對(duì)接多個(gè)例如云售檢票系統(tǒng)、移動(dòng)支付系統(tǒng)、大客流分析等智慧子系統(tǒng)[1]。增設(shè)后臺(tái)分析、策略規(guī)劃及可視化等業(yè)務(wù)，滿足不同的智能化場(chǎng)景需求。

（2）開(kāi)發(fā)建設(shè)智慧安檢系統(tǒng)，結(jié)合生物特征識(shí)別、行為分析、出行大數(shù)據(jù)分析、物品探測(cè)和智能提示等多種人工智能技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)安檢模式進(jìn)行創(chuàng)新，為日常旅客及出行信用良好的乘客提供快速通行體驗(yàn)。

（3）開(kāi)發(fā)建設(shè)智慧照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整亮度、自動(dòng)巡檢、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)判斷故障等功能，切實(shí)提升智能運(yùn)營(yíng)管理水平。

（4）開(kāi)發(fā)建設(shè)智慧導(dǎo)航系統(tǒng)，為乘客隨時(shí)隨地全方位提供查詢業(yè)務(wù)服務(wù)，精準(zhǔn)制訂交通解決方案，利用站內(nèi)電子地圖導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)人工智能服務(wù)，增加乘客的科技體驗(yàn)感。

（5）開(kāi)發(fā)建設(shè)智慧列車(chē)系統(tǒng)，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)喚醒、自檢、行駛、制動(dòng)、休眠等全過(guò)程。利用智能技術(shù)精準(zhǔn)自動(dòng)控制列車(chē)的牽引與制動(dòng)，盡可能壓縮行車(chē)時(shí)間，提高行車(chē)效率。同時(shí)滿足乘客定制化服務(wù)需求和車(chē)場(chǎng)運(yùn)維人員監(jiān)測(cè)和維護(hù)需求。

（6）開(kāi)發(fā)建設(shè)智慧運(yùn)維平臺(tái)業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)如圖1，通過(guò)智能化監(jiān)控管理，簡(jiǎn)化或改善原有的運(yùn)維方式，合理調(diào)度，縮短應(yīng)急處理時(shí)間，減輕運(yùn)營(yíng)壓力，提高運(yùn)營(yíng)響應(yīng)時(shí)間和故障修復(fù)率。

2 軌道交通智慧建設(shè)功能定位

2.1 智慧車(chē)站

智慧車(chē)站將替代人工管理為目標(biāo)，以用戶實(shí)名注冊(cè)為基礎(chǔ)，融合人臉識(shí)別、智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻交互、周邊信息查詢、公交換乘信息查詢等業(yè)務(wù)。旨在解決乘客安檢排隊(duì)和運(yùn)營(yíng)值守難題，提升智慧車(chē)站運(yùn)營(yíng)水平。

智慧車(chē)站要提前考慮將各應(yīng)用場(chǎng)景與綜合監(jiān)控系統(tǒng)做關(guān)聯(lián)，將BAS、FAS、AFC、PSD、PIS、監(jiān)控系統(tǒng)、低壓照明等各系統(tǒng)間信息集成，實(shí)現(xiàn)同步操作，滿足不同情況下的智能化運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景需求[2]。

2.1.1 智慧票務(wù)功能

可實(shí)現(xiàn)智能語(yǔ)音售票、云購(gòu)票、自助處理車(chē)票查詢、補(bǔ)更新業(yè)務(wù);支持用移動(dòng)支付、銀行閃付卡繳費(fèi)補(bǔ)票;支持地鐵線路和周邊信息查詢;支持電子發(fā)票自助開(kāi)具與打印服務(wù)。

2.1.2 智慧乘客信息管理功能

實(shí)現(xiàn)乘客自助錄入身份信息、人臉圖像、指紋等信息，實(shí)現(xiàn)用戶實(shí)名信息畫(huà)像，便于提供個(gè)性化精準(zhǔn)服務(wù)支持人證核驗(yàn)和支付賬號(hào)綁定，進(jìn)一步完善乘車(chē)體驗(yàn)支持人證核驗(yàn)和支付賬號(hào)綁定，提高乘客乘車(chē)體驗(yàn)。

2.1.3 智慧電子導(dǎo)向屏

綜合利用多媒體技術(shù)，通過(guò)車(chē)站出入口處的電子導(dǎo)向屏，向乘客生動(dòng)展示站內(nèi)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施、站層示意圖、周邊建筑及5分鐘步行圈醫(yī)院、銀行和商城信息、公交換乘信息等資訊，在視覺(jué)效果上更具有沖擊力。

2.1.4 智慧安檢過(guò)閘一體化管理

通過(guò)AFC系統(tǒng)、公安系統(tǒng)和安檢系統(tǒng)信息聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別信息采集+實(shí)名認(rèn)證確認(rèn);實(shí)現(xiàn)可疑物品圖像高清實(shí)時(shí)顯示;實(shí)現(xiàn)一步式安檢過(guò)閘;實(shí)現(xiàn)刷臉支付功能，大幅度提升城市交通安檢場(chǎng)景快速通行效率和安保效率，提升乘客滿意度。對(duì)乘客通行行為、安檢信息等進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，篩選黑、白名單乘客，提高安檢效率與準(zhǔn)確性。

2.2 智慧列車(chē)

2.2.1 無(wú)人駕駛

無(wú)人駕駛的地鐵列車(chē)，在遠(yuǎn)程信號(hào)控制下，具備自動(dòng)喚醒、休眠、高速行駛、低速行駛、自動(dòng)停車(chē)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)等功能，還能主動(dòng)診斷故障并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將故障信息下載至后臺(tái)分析。

相對(duì)于人工駕駛的列車(chē)，無(wú)人駕駛的列車(chē)自動(dòng)化程度最高，安全及穩(wěn)定性也比人工駕駛列車(chē)要強(qiáng)。比如正常行駛中突發(fā)情況下的降速或者臨時(shí)停車(chē)。

2.2.2 自動(dòng)監(jiān)測(cè)

通過(guò)在列車(chē)上安裝相關(guān)專(zhuān)業(yè)設(shè)備，利用空口技術(shù)接入5G公專(zhuān)網(wǎng)中，將列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至地面，并接入車(chē)輛智能運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)的在線監(jiān)視、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、故障診斷、健康管理、工單管理等功能。后期對(duì)連續(xù)監(jiān)測(cè)、故障診斷提供的大數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以有效地判斷列車(chē)關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)，從而在實(shí)際故障發(fā)生前就展開(kāi)適當(dāng)?shù)男蘩恚Ｕ铣丝统鲂邪踩?/p>

2.2.3 舒適度自動(dòng)提示

在所有車(chē)站站臺(tái)，每節(jié)車(chē)廂對(duì)應(yīng)的站臺(tái)屏蔽門(mén)都內(nèi)嵌有一塊條形屏，除顯示站點(diǎn)信息、后續(xù)列車(chē)進(jìn)站時(shí)間、時(shí)鐘、首末站外，乘客還能在顯示屏上形象地觀察到列車(chē)不同車(chē)廂的擁擠程度。列車(chē)車(chē)輪上裝有傳感器，每當(dāng)乘客上下車(chē)時(shí)，車(chē)廂承重信息都會(huì)發(fā)生變化，并傳輸?shù)骄C合監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，將根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出每節(jié)車(chē)廂的擁擠程度，通過(guò)乘客信息系統(tǒng)呈現(xiàn)在站臺(tái)的顯示屏上。例如當(dāng)屏幕上亮起1個(gè)綠色小人時(shí)，代表車(chē)廂內(nèi)舒適;2個(gè)橙色小人代表車(chē)廂擁擠度一般;如遇早晚高峰造成客流激增，則會(huì)變成3個(gè)紅色小人，代表車(chē)廂內(nèi)擁擠。

2.3 智慧運(yùn)維

2.3.1 智慧照明

智慧照明系統(tǒng)主要由光源、傳感器、網(wǎng)關(guān)、云平臺(tái)等組成。其集成的控制模塊有：程序運(yùn)行、LED亮度控制、無(wú)線網(wǎng)組。還可根據(jù)用戶特點(diǎn)自由選擇擴(kuò)展裝備，包括雷達(dá)、紅外、藍(lán)牙等，以實(shí)現(xiàn)人、物體感知、光線強(qiáng)弱感知、人或物體移動(dòng)速度的感知、遠(yuǎn)程遙控及與手機(jī)建立通信等功能[3]。

智慧照明系統(tǒng)最主要的優(yōu)點(diǎn)有以下3點(diǎn)：

（1）智能化控制更為方便、簡(jiǎn)單與快捷。智能照明控制系統(tǒng)是能通過(guò)一個(gè)集中系統(tǒng)做到一鍵化控制照明，可使照明系統(tǒng)全自動(dòng)化，設(shè)置時(shí)間自動(dòng)切換情景模式，使照明系統(tǒng)控制起來(lái)更加方便、簡(jiǎn)單與快捷。

（2）從經(jīng)濟(jì)角度上更加節(jié)能、環(huán)保。智能照明控制系統(tǒng)采用先進(jìn)技術(shù)，延長(zhǎng)燈具使用壽命，能使室內(nèi)照明度始終保持在恒定值附近，能夠充分使用自然光實(shí)現(xiàn)節(jié)能，從而可以大幅度的節(jié)約用電，同時(shí)可以有效地降低運(yùn)行的費(fèi)用與人力成本，提高整體的管理水平。

（3）有助于保護(hù)乘客眼睛。智能照明系統(tǒng)可以讓燈光亮度隨場(chǎng)合環(huán)境的需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，有利于保護(hù)乘客的眼睛，從而減少乘客因?yàn)楣庹斩鹊膹?qiáng)、弱而造成的投訴。

2.3.2 智慧監(jiān)測(cè)

隨著智慧城軌建設(shè)不斷發(fā)展，5G公專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)于軌道交通領(lǐng)域[4]。大帶寬賦予的高傳輸速率，使一系列基于5G公專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)的智慧功能示范應(yīng)用得以照進(jìn)現(xiàn)實(shí)：如信號(hào)車(chē)載智能運(yùn)維、列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視業(yè)務(wù)、電扶梯故障診斷業(yè)務(wù)等。

2.3.3 智慧調(diào)度

NCC是地鐵全線網(wǎng)集運(yùn)營(yíng)協(xié)調(diào)、應(yīng)急指揮、數(shù)據(jù)分析、信息服務(wù)等于一體的大型綜合指揮中心（如圖2），能精準(zhǔn)定位現(xiàn)有運(yùn)能與實(shí)際客流的不匹配程度，從而啟動(dòng)不同級(jí)別的應(yīng)急預(yù)案，達(dá)到既保障安全運(yùn)行又提高運(yùn)行效率的雙重效果。通過(guò)統(tǒng)一指揮調(diào)度，在交通樞紐、節(jié)假日、高峰期等合理編排運(yùn)行圖，滿足不同場(chǎng)景下行車(chē)智能調(diào)度的功能需求。同時(shí)滿足不同場(chǎng)景下故障處置信息發(fā)布，并與公安、消防及城市應(yīng)急管理中心系統(tǒng)形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

3.1 智慧車(chē)站

2018年10月智慧安檢系統(tǒng)建設(shè)方案已經(jīng)在廣州地鐵試點(diǎn)應(yīng)用。2017年11月20日，為深圳地鐵打造的全國(guó)首個(gè)AFC云票務(wù)平臺(tái)正式上線使用，同年12月在港鐵深圳和東莞地鐵陸續(xù)上線使用。截至2019年5月31日深圳地鐵云票務(wù)平臺(tái)注冊(cè)乘客已超過(guò)1 800萬(wàn)，日活躍用戶超過(guò)170萬(wàn)。

2020年5月南京地鐵啟動(dòng)智慧車(chē)站建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目，以既有的綜合監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)搭建智慧車(chē)站系統(tǒng)平臺(tái)，新增客流分布、環(huán)境監(jiān)測(cè)、扶梯智能監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)和設(shè)備接口，新增狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)管控、自動(dòng)運(yùn)行、智能診斷等軟件功能模塊，升級(jí)改造搭建的智慧車(chē)站運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，智慧車(chē)站試點(diǎn)項(xiàng)目啟動(dòng)后，乘客投訴量減少、服務(wù)質(zhì)量明顯提升、運(yùn)營(yíng)效率明顯改善、運(yùn)維成本明顯降低。

3.2 智慧列車(chē)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前規(guī)劃和在建中的無(wú)人駕駛地鐵線路達(dá)40條。到2023年，預(yù)計(jì)我國(guó)內(nèi)地將有19座城市擁有40條全自動(dòng)運(yùn)行線路，共計(jì)約1 200 km。

無(wú)人駕駛地鐵有四大突出優(yōu)勢(shì)：一是更準(zhǔn)點(diǎn)、效率更高。有效避免人工因素影響，運(yùn)行速度和到發(fā)時(shí)間可控。二是運(yùn)行速度更穩(wěn)、更安全。乘客不會(huì)因急剎車(chē)造成不適。三是使司機(jī)脫離繁忙操作，更靈活調(diào)配列車(chē)。無(wú)人駕駛不再需要考慮運(yùn)營(yíng)中司機(jī)的派班計(jì)劃，司機(jī)可從繁忙中解放出來(lái)，車(chē)場(chǎng)調(diào)度更方便靈活地調(diào)配列車(chē)，職責(zé)更多起到監(jiān)測(cè)作用。四是故障率低。無(wú)人駕駛列車(chē)環(huán)比人工駕駛故障率下降75%。

3.3 智慧運(yùn)維

以南京地鐵為例，2020年全線網(wǎng)已投用約2萬(wàn)盞智慧照明，智慧照明節(jié)電率環(huán)比達(dá)到85%。乘客在照明方面的投訴減少了，取得了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏局面。

智能巡檢機(jī)器人在全線網(wǎng)16個(gè)主所投入約40臺(tái)巡檢機(jī)器人，與傳統(tǒng)人工巡檢模式對(duì)比，以15年設(shè)備全壽命周期計(jì)算，新投入設(shè)備預(yù)計(jì)節(jié)省人工成本約1 500萬(wàn)元。

智慧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于車(chē)站電扶梯故障診斷中。故障情況下報(bào)警信息會(huì)被收集在電扶梯側(cè)，通過(guò)5G相關(guān)設(shè)備最終傳入控制中心的專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)，以便及時(shí)安排人員維護(hù)。后期通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，還能實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警，如根據(jù)壽命周期及時(shí)更換可能發(fā)生故障的電扶梯部件。

智慧云生產(chǎn)系統(tǒng)作為南京地鐵的安全生產(chǎn)網(wǎng)云平臺(tái)建設(shè)示范點(diǎn)，寧句城際生產(chǎn)云已于2021年9月率先投入運(yùn)用。寧句城際生產(chǎn)云主要為信號(hào)、供電、通信、車(chē)輛、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、消防數(shù)據(jù)平臺(tái)、電扶梯健康管理、綜合監(jiān)控等“八大專(zhuān)業(yè)、十八個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)”提供資源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)資源集約化、專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)融合，配合智慧城軌提供基礎(chǔ)平臺(tái)支撐，推進(jìn)南京地鐵數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及智慧化發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

該文從智慧城軌的總體架構(gòu)入手，給出了基于智慧軌道交通管理系統(tǒng)的總體架構(gòu)和發(fā)展策略。需要指出的是雖然目前我國(guó)城市智慧軌道交通項(xiàng)目建設(shè)勢(shì)頭迅猛，但在系統(tǒng)軟件接口、后臺(tái)分析、自我診斷、運(yùn)維管理等方面跟國(guó)外先進(jìn)行業(yè)仍有較大的差距。除此之外，基于智慧軌道交通管理系統(tǒng)的建設(shè)除了要深入廣泛應(yīng)用最新科技成果外，還應(yīng)重視管理理念的創(chuàng)新和發(fā)展，才能形成管理與技術(shù)發(fā)展相互依托、相互促進(jìn)的良好互動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡玉萍， 方漫然， 張亦然. 南京地鐵智慧車(chē)站建設(shè)探索與思考[J]. 城市軌道交通， 2021（9）： 25-27.

[2]蔡一磊， 李佑文， 褚紅健. 地鐵智慧車(chē)站運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技， 2021（18）： 58-59.

[3]張志勇. 智能照明系統(tǒng)在電廠中的應(yīng)用[J]. 中小企業(yè)管理與科技， 2016（6）： 2.

[4]李宏林. 國(guó)內(nèi)城市軌道交通市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)策略[J]. 高鐵速遞， 2020（4）： 46-47.

1630501705201