一种地铁智慧车站管理系统解决方案的探索与实践

一种地铁智慧车站管理系统解决方案的探索与实践

胡伟

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摘要：地铁智慧车站以客运服务人性化、运营管理高效化、设备运维智能化为目标，通过分析智慧车站建设的需求和技术难点，提出智慧车站管理系统实施方案。结合云计算、大数据、人工智能等新兴信息技术发展方向，全面感知、深度互联和智能融合乘客、设施、设备、环境等实体信息，进行自动化和信息化专业系统融合、各类运营管理业务高度集成联动，实现地铁运营的网络化、可视化、协同化、集成化和智慧化管理，有效提升地铁运营管理水平并减少运营成本。

关键词：智慧车站；运营管理；智能运维

引言

地铁在城市交通体系中日益占据更加重要的地位。截至2021年底，中国大陆地区共有50个城市开通城市轨道交通运营线路283条，地铁运营线路7209.7公里。多个城市轨道交通客运量占公共交通的分担比率超过50%【1】。车站作为地铁中承载客运服务的重要节点和与乘客的交互窗口，在地铁运营管理中扮演重要角色。建设智慧车站是实现智慧地铁的重要方向，可以提高地铁管理和服务水平，保障地铁稳定、安全、高效地运行。智慧车站管理系统通过分析传统车站运营中的困难、挑战，结合车站自动化管理的现状和需求场景，确定智慧车站建设目标，进行智慧车站系统架构、技术架构、功能架构，采用云计算、大数据、系统集成等技术，实现地铁运营的网络化、可视化、协同化、集成化和智慧化管理，有效提升地铁运营管理水平并减少运营成本。

1地铁车站存在的挑战及需求分析

1.1地铁车站管理方面存在问题和挑战

（1）客运服务。客运服务对人力资源依赖程度高，信息交互手段相对单一。乘客在进、出站及换乘阶段，站内导航指引服务不精确，遇见问题往往通过人工服务问询解答，解决问题效率偏低，同时也给工作人员带来巨大工作量。在大客流组织方面，以人工经验的判断和决策为主，车站感知手段能力不足，智能化不足。

（2）运营管理。在日常运营事务管理方式上主要依靠人工作业方式，作业量大且存在作业缺失遗漏的风险。如站内巡查、设施设备控制、开关站、施工作业清销点确认等管理工作耗用大量的人力，特别开关站前后阶段需执行繁琐的设施设备控制、信息确认等工作，并且存在人为偶然性，有确认工作和执行工作缺失的风险。

（3）设备运维。车站设备数量多、制式多样化且分部广泛。各系统独立建设，导致系统间信息壁垒，数据集成度低，互联互通性差。各系统的管理也相对独立，信息共享性差，管控难度大。设备维修决策主要是“计划修 + 故障修”，并依靠人工手动编制维修作业计划，人工派发工单，作业人员现场施工处置，并通过纸质化手段记录，工作流环节主要依靠人工衔接，导致效率低、统筹难度大、可靠性差。计划修智能化程度低，作业强度大，而且存在对车站设备维修过度或维修不足的问题，造成资源浪费。如故障修存在维修不及时，影响正常运营等问题【4】。

1.2智慧车站的需求分析

（1）引入智慧化手段，通过增加人工智能机器人先进科技技术等方式减少人工操作。增加大客流数据分析，做好分区、分时客流统计，做好大客流预判，为客运服务提供决策支持，解决人工管控效率低等问题。

（2）运营管理从传统基于岗位、分专业设备、闭环管理到安全、高效人机协同、数字化的转型【2】；通过引入智慧化手段增强运营管理标准化，降低运营管理工作强度。对大客流、开关站等客运组织和车站管理工作进行场景分析，实现智能化管理，减轻人工管控压力、提高管理效率。

（3）主要围绕传统的计划性维护、人工检查、人工维修制度向状态维修、智能检测、智慧检修方向转变，形成新型城轨车站设备智能维保体系，需要解决过修、欠修、错修、慢修等问题【3】。通过智慧车站管理系统打通各系统之间的壁垒，减少工作流中的人工衔接。增加现代化智能化无人检修装备代替人工作业。通过自动感知技术分析设备状态，提升设备状态建设的智慧运维感知能力。通过深度挖掘互联的系统数据，分析设备状态和故障变化规律，推动智慧检修，减少人工编制计划和作业，减少劳动强度。

2智慧车站管理系统的建设目标

智慧车站在具体建设过程中运用了新兴的互联网技术和信息技术，能够实现自动运行并且全面感知对乘客以及设备等各项信息能够深度的融合和了解，所以整个系统会更加的信息化和专业化。运营管理工作在开展过程中利用互联网技术，能够实现高度的集成联动，整体的管理工作不仅能够实现智能化，还能够实现高效化乘客能够享受到更加人性化的服务。

2.1乘客服务人性化

对于流量比较大的车站，能够通过快速安检和无感进出站等方式减少乘客等待时间，避免客流拥堵。智慧车站管理系统通过与广播系统、PIS系统、导向系统、视频监控等系统联动，引导乘客通过最佳路径进入车站乘车，提高乘客体验。在此基础上，为乘客提供个性化、多元化、更优质的服务。

2.2运营管理高效化

通过智慧车站管理系统达到车站运作状态可视化、运行自动化。管理工作具有高度的协同性，作业过程标准化，步骤化，结构化，实现站内的智能化巡检，减少运维管理人员的数量。对突发事件快速感知，及时、准确的处置。

2.3设备运维智能化

在整个生命周期中，通过智慧车站管理系统对各种设备和设施进行了智能化的感知和状态监视。对故障进行有效的检测、定位、预测，提高设备运维的工作效率。对设备进行健康管理，对剩余寿命进行预估，对设备维修进行优化，减少维修费用。

3智慧车站系统架构

智慧车站管理系统架构基于集中管理、分散自律、共享生态的原则，搭建中心工业互联网平台和车站边缘计算平台，利用端、边、云协同架构。可以利用传统通信业务骨干网络，也可以独立搭建智慧车站系统骨干网作为其传输信道。

技术架构方面采用微服务架构，底层基于容器虚拟化技术，支持各种云平台及物理机部署。以云计算平台的方式部署服务器集群，建立多功能的数据服务平台以及AI能力等。应用层Web系统采用先进的B/S架构，支持大屏、PC、手持终端（Android、iOS系统），综合考虑了智慧车站运营管理、设备运维的移动化、自动化、多样化需求。

在进行系统部署设计时支持物理服务器部署、云部署。系统能够支持单站和线路两种配置。其中中心云服务器用于智慧车站系统的整体功能，部署车站本地化服务器对同时与车站其他系统进行数据交互，各个子系统和互联系统的各项数据信息进行有效的接入、采集、分析。

4实践探索

以下是深圳地铁智慧车站建设中的一些实践应用，未来将根据信息技术的发展，继续探索和打造更加智能化、智慧化的智慧车站。

4.1面向全站的“运营驾驶舱”

运营驾驶舱对车站进行乘客行为、客流密度、设备、施工、能耗、环境等全站信息进行多维度全息感知，通过车站全景3D可视化呈现，实现车站3D模型与实时视频的融合，让车站管理人员对全站态势有宏观把控，可以引导车站工作人员做出相应的反应和处理。

4.2面向乘客的“智慧服务”

智慧服务管理工作包含了客流预测、自助服务、车站导引等多项内容，不仅能够实现自助的一览服务，并且整体的设施会自动呈现出服务的状态，极大的方便了乘客以及运营人员。。乘客客流预测结合历史数据及当前天气情况和有无重大事件等信息，进行客流趋势预测，实现对车站总体客流实时分布和变化情况的全面掌控。

4.3面向设备的“智慧运维”

智慧运维管理工作也包含了设备全息感知、设备巡视、健康度分析管理等多项内容，不仅能够很好的对故障进行监测预测和分析，还能够实现实时的报警功能。在此过程中，专家系统能够发挥非常重要的作用，能够对参数进行提取和分析，对于给排水系统以及站台门系统等能够有效的进行控制。

4.4面向车站业务的“智慧运营”

智慧运营管理工作包含了一键开关站、视频巡检、站务乘务管理等多项内容。对于当前的车站运营模式以及智能操控工作等能够发挥非常重要的作用。一键开关站结合视频分析技术、红外感知技术，人工远程视频确认确保卷帘门/电扶梯关键设备安全，远程分系统开启环控通风、照明、广播、 PIS屏等设备，提高运营效率。视频巡检联动摄像头智能分析功能巡视全站，自动生成巡检报告，确保车站处于24小时实时监控状态。

4.5面向施工场景的“智慧施工”

智慧施工管理工作包含了对施工概况以及施工计划等各项工作的管理，除此之外对于作业监控以及作业点利用率等方面的管理也起到了非常重要的作用，能够实现施工过程的全闭环管控工作，对于整个管控工作的质量和效果能够起到很好的作用。

4.6面向能源的“智慧能源”

智慧能源管理工作包含了对用电情况的统计和管理，在此过程中还能够很好的对实时用电的趋势以及能耗占比等进行预测和分析，这对于能源管理来说起到了非常重要的作用。

结束语

随着城市轨道交通和新一代信息技术的快速发展，地铁车站智慧化作为一个新课题值得不断深入研究和探讨。本文通过分析当前建设中存在的问题和挑战，对智慧车站建设进行需求分析，确定智慧车站管理系统的建设目标，为智慧城市轨道交通建设提供参考。希望智慧车站管理系统在提升乘客出行服务体验、提高车站运营管理水平、增强设备管理智能化水平，降低运营管理成本等方面发挥更好的作用，并带动智慧交通研究的持续发展和自主创新，促进轨道交通高质量、智慧化发展。

参考文献：

[1]中国城市轨道交通协会.城市轨道交通年度统计分析报告2021 [R].中国城市轨道交通协会, 2022：1-2

[2] 赵奕.深圳地铁智慧车站建设浅析[J].城市轨道交通,2021（9）:21-24.

[3] 温少表，罗昌权.深圳地铁区域站点集中值守和远郊车站无人值守模式探索[J].现代城市轨道交通,2021（10）:38-42.

[4] 吴敏杰.城市轨道交通智慧车站功能探讨[J].现代城市轨道交通,2021(07):15-21.