基于智慧轨道交通信息化顶层架构设计的思考

基于智慧轨道交通信息化顶层架构设计的思考

雷方舟

天津城市轨道咨询有限公司 天津市 300000

摘要：对于建设周期长、资金投入大、城市轨道交通运营管理往往需要大量的资金投入，需要实施有效的管理来控制成本。与此同时，出行人数的增加，客流管理和车辆调度也提出了新的要求，传统的管理模式已经不能满足实际需求。在此背景下，采取有效措施提高运营管理效率，促进轨道交通稳定运营已成为一个重要的研究课题。通过将现代信息技术应用到城市轨道交通运营管理中，借助智能化、自动化实现实时数据分析和处理，有效提高了管理效率，同时也减少了人力、物力和财力，对城市公共交通网络的智慧建设和发展起到了重要的推动作用。

关键词：基于智慧轨道交通信息化顶层架构设计的思考

引言

作为一个新兴的概念，城市轨道交通智慧车站还没有权威的标准化定义。从技术视角智慧车站可以理解为在信息化、数字化的基础上，利用物联网、数据分析、机器学习、人工智能等技术手段，依托智能系统和大数据平台，实现设计施工、运输组织、设备设施维护、经营开发管理、安全管理等过程智能化的系统。智慧车站的主要任务可以描述为面向乘客提供全方位便捷出行体验，面向设备提供智能维护数据支撑，面向站务管理提供全景状态管控，面向车站管理提供决策支持，从而实现更安全的运营、更智慧的服务和更高效的管理。

1智慧车站需求特征

智慧车站作为城市轨道交通的重要智能化发展方向，各类业务需求不断涌现，特征如下：（1）系统集成复杂。智慧车站是典型的集成性系统，必须以车站的票务、机电设备监控、车站级综合监控等系统为基础建设，基于专业系统的集成性平台，实现原有分散系统的流程贯通和信息整合，为管理者、业务人员和乘客提供统一的应用接口。（2）以数字化为核心。智慧车站的核心是实现智能化，而智慧能力的构建必然基于数据资源管理和数据分析技术。原有的相关系统已经实现车站管理和业务流程的系统化，智慧车站建设的重点是实现系统的智慧赋能，这就须要从技术上构建车站层面的数据整合平台，汇聚车站级相关数据资源，并通过数据分析技术构建能够提升业务效能和智能化水平的数据应用场景，因此数字化、数字资源管理和分析应作为智慧车站建设的核心。（3）以设备智能化为基础。车站有大量的机电设备和其他类型设备，对相关设备的监测和管理应以设备本身的数据采集、信息通信为基础。设备状态传感器的安装、传感器信息的传输、控制指令信息的传输需要设备在设计、制造及安装过程中预先考虑和集成。（4）业务价值多样。智慧车站是车站各类系统的集成，在设计规划阶段，应从运输组织效率、安全处置效率、设备维修优化、资源经营开发等方面多角度分析系统建设需求，评估业务价值。智慧车站的建设不是完全替代既有的业务流程系统，而是基于大数据、人工智能等技术全面优化各类业务流程。

2城市轨道交通信息化建设现状

轨道交通建设过程中，存在着建设周期长、资金投入大、回收成本慢等特点。同时在运营过程中，客流组织、换乘等方面的管理工作较为复杂，难度较大，原本的管理模式已经无法满足当前智慧城市建设的需求。因此，为了有效降低成本，提高运营管理的效率，保证轨道交通的安全、稳定运行，对轨道交通运营管理进行变革势在必行。随着“互联网+”时代的到来，现代信息技术已经得到了广泛的应用，并通过与城市交通进行完美的结合，已经成为交通运营管理中的重要组成部分，信息化建设更是运营管理发展的主要目标。当前，我国在轨道交通运营中，经过不断积累经验和与时俱进的调整，已经表现得愈发成熟，并呈多元化发展。就运营模式而言，不同区域之间也存在不同运营模式，比如北方城市在开展信息化建设的初始阶段，由于受各方应因素的影响，通常采用单个单元推进，以信息中枢为核心的系统模式，这种方法能降低资金的投入，而且方便各部门对信息数据进行分析处理，提高了工作的效率。但也存在着许多不足之处，由于先天系统结构的限制，使得在后期的升级上缺乏空间，并且随着信息数据量的不断增加，无法满足现代信息化建设的需求。

3智慧车站建设内容

智慧车站建设的总体方向，应当以车站自动化系统为基础，实现设备管理的智慧化;结合地铁信息化系统实现人员管理的智慧化;利用智能设备、数据分析等手段实现乘客服务智慧化;通过建立系统化的流程机制实现应急处理的智慧化;最终实现车站建设智慧化。智慧车站的建设需要先进技术的支撑。在建设的过程中，需要有效应用边缘计算、人工智能、大数据分析、机器学习等技术，从信息感知深化、数据处理分析、应用升级三个维度来整体提升车站智慧化程度。这其中既涉及车站原有系统的升级，也涉及自动化系统与信息化系统的数据互通，还涉及新系统的应用。以下从乘客服务、设备管理、人员管理、应急处理四个方面分析智慧车站建设包含的内容。（1）推出智能软件及辅助应用。通过智能App、公众号等形式，统计地铁信息受众面，推送时刻表信息、车站客流量信息、地铁政策信息、宣传活动信息、广告信息和满意度调查问卷等各项内容。同时，利用信息反馈来辅助推动乘客服务不断改进。（2）增加交互式智能显示屏。智能显示屏向乘客提供智能查询功能，通过触摸屏实现与乘客的人机互动，提供时刻表信息、换乘信息等多种动态数据显示。（3）增加智能机器人。通过人工智能(AI)技术或智能机器人，为乘客提供各项指引和查询服务，支持语音识别、画面交互、自主行走等功能。（4）增加可编辑导向牌。可编辑导向牌主要用于换乘通道，用于指引方向，同时可以发挥一定的客流疏导功能。（5）增加多功能售票机及辅助设备。多功能售票机能够实现语音识别和交互、自动提示和解答、多种票卡售卖和充值等功能。增加多功能的辅助设备，提供票价查询、票务信息查询、票卡问题分析、自动补票和验票、余额查询等功能。增加多功能的闸机，支持普通票卡、二维码、人脸识别进站，保障乘客便捷通过。（6）增加智能安检设备。利用人脸识别安检、太赫兹安检、集中式判图等技术，实现智能安检，提高安检效率，解决安检排队、辐射大、曝隐私等问题。

4智慧城市轨道交通运营管理信息化设计原则及发展趋势

4.1总体设计原则

我国不同城市由于受区域和经济等方面的影响，其城市轨道交通建设水平和发展水平都存在着较大的差异。像北京、上海等一线城市和部分经济较为发达的二线城市中，轨道交通建设较早，并取得了不错的运营效果。尤其在当前信息化建设过程中，更是积累了大量的经验，信息化建设也更加得心应手，并且在部分技术上面具有明显的优势。二、三线城市在进行轨道交通运营管理信息化建设中，则需要坚持实用的原则，发挥技术的辅助作用，在资金受限的情况下进行长期合理的规划，借助原本的信息系统进行更新升级，逐步、分层次地完成建设工作。还可发挥社会力量，对企业进行招标，在原本的资源和系统的基础上进行创新设计，对项目进行全面的统筹，挑选性价比最佳的信息化建设方案。

4.2未来的发展趋势

近年来，随着人们生活水平的不断提升，城市交通面临的压力也越来越大，原本的交通方式已经无法满足现代人们的真实需求，这就推进了我国轨道交通的建设，而且轨道交通已经成了人们出行中的首选交通方式。在此背景下，轨道交通需要朝着智慧城市建设的方向发展，制定科学的信息化建设目标，从而通过信息化手段提升规定交通运营的效率，实现成功转型。信息化建设后期的维护工作也尤为重要，能保证信息化系统的运行稳定，这就需要建立完善的信息维护体系，避免出现问题和故障影响正常使用。同时，轨道交通运营管理还需要与世界接轨，积极地学习和引入先进的信息技术，对设备进行更新，最终促进智慧城市轨道交通的发展。

结语

城际高速铁路和城际轨道交通也是“新基建”的重要组成部分。在以智慧轨道交通为目标的信息化架构的设计与实施中，还应充分考虑网络安全与实施方法的问题，在数据资源共享、平台互联互通的情况下，保障轨道交通数据资产的安全，满足国家相关安全规范的要求；同时，在信息化项目实施的过程中，应充分调研既有系统的软硬件资源情况，合理地规划既有系统的处置方法，使轨道交通企业信息化具备灵活性，实现可持续发展。

参考文献

［1］江志彬，陈菁菁，谷金晶.地铁智慧车站的内涵和实践途径［J］.城市轨道交通研究，2019，22（9）：6-9.

［2］刘纯洁，张立东.上海轨道交通智慧车站研究与实践［J］.隧道与轨道交通，2020，126（增刊2）：1-4，26.

［3］张文彬，王硕，崔军飞.智慧车站管控系统在上海地铁的应用［J］.城市轨道交通研究，2019，22（增刊2）：84-87.