關于地鐵車站智能化改造的探討

（廣州地鐵集團有限公司，廣東 廣州 510220）

地鐵車站是當前城市發展中較為有代表性的交通功能型公共建筑。我國各大城市在21世紀初大力發展城市軌道交通，修建了大量的地鐵車站，受限于當時的經濟與科技水平，地鐵車站的智能化水平相對較低。隨著計算機技術與人工智能的發展，信息化時代的地鐵車站更注重建筑使用功能，內部設備及綜合管理的智能化。

1 智能建筑定義

智能建筑是信息時代的產物，所謂建筑智能化，即利用系統集成法，將智能型計算機技術、通信計算、信息技術與建筑藝術有機結合，通過對設備的自動監控，對信息資源管理和對使用者信息服務及其與建筑的優化組合所獲得的投資合理，適合信息社會需要并具有安全、高效、便利和靈活特點的建筑物。

智能建筑可劃分為辦公自動化系統（OAS）、建筑設備自控系統（BAS）、信息通信系統（CAS）三大功能子系統。為了做到三大子系統的軟、硬件及信息共享、科學合理地利用建筑物中的所有資源，必須將建筑中三大功能子系統進行綜合集成，以優化整個系統的性能。因此，要利用信息和通信技術，在三個子系統之間建立有機聯系，把原來相對獨立的資源、功能整合到一個相關聯、協調和統一的完整系統之中。由該系統實現對建筑內的信息數據的采集、監視和共享，通過對信息的整理、分析、判斷，給建筑內各級管理者提供決策的依據和執行控制與管理的自動化，給建筑的使用者提供安全舒適、快捷的優質服務。

2 地鐵車站智能化改造必要性

隨著城市的發展，地鐵車站作為城市交通重要公共建筑，逐漸從單一交通功能發展為集交通、商業與辦公等多功能于一體的建筑物，人們對地鐵車站的功能作用提出了更多的要求，乘客對車站安全性、舒適性、便捷性、美觀性要求越來越高。計算機技術的快速發展讓我們迎來了信息的時代，對于地鐵車站而言，利用信息技術對設計、建設、運營全壽命周期進行管理，是提高車站建設水平的主要途徑。而人工智能和大數據的引入使傳統的車站設備不再是刻板運行預設程序的機器，智能化車站內的設備系統擁有了學習與思考的能力，能夠通過遍布車站的傳感設備分析人們的行為和感知環境的變化，并根據科學分析與精確計算為車站管理人員提供最優設備運行方案或客流控制建議，幫助人們快速做出決策。為了適應時代發展潮流，滿足乘客需求，研發和推動地鐵車站智能化發展是非常有必要的。

按目前設計技術標準，大多數既有地鐵車站設計了建筑設備自動化系統、綜合監控系統等設備設施，可以通過傳感器采集各類設備的數據，自動化程度尚可。但是，地鐵車站的智能化程度普遍不高，使用自動化設備采集的大量數據利用效率較低。地鐵各子系統在運行過程中產生大量種類繁多的數據，傳統設備系統的數據存儲量小，處理方式單一，數據需人工進行二次處理和分析，對此類大數據利用效率較低。但這些數據對于地鐵車站運行安全及運行效率是極其有價值的，因此大數據技術的應用就顯得尤為重要。其次，地鐵車站系統還不夠智能，尚且做不到對數據加以處理、分析、整合并得出結論，從中學習以不斷提高運行安全和效率，也難以做到各子系統實時高效智能聯動。因此，引入大數據和人工智能技術將有利于解決地鐵車站各系統中大量數據得不到有效利用和智能化程度不高的兩大關鍵問題。基于大數據的支持，人工智能技術的應用將從中挖掘出更多有價值的信息，通過人工智能網絡從大量的數據中總結、學習規律，使得地鐵車站系統更加智能化，能夠從歷史運行數據中進行自我學習、自我改進，變得越來越聰明，越來越安全，越來越高效。

其次，隨著環境污染的日益嚴重，能源日益匱乏，人們意識到環保和節能的重要性。各行業部門都提倡綠色環保與可持續發展，智能建筑同樣向著綠色節能的方向發展著。我國城市軌道交通目前正處于高速發展時期，而建筑能耗占地鐵交通總能耗的比重較大。地鐵車站節能已經成為各城市軌道交通管理單位節能的重點，要實現地鐵車站的節能目標，只有把分離的設備、功能、信息有機整合為一體并使用同一平臺進行協同控制。發展智能化建筑技術來實現綠色環保與節能的目的，有其必要性且很有發展前景。實踐證明，智能化改造能夠促使地鐵車站更加節能環保，這在能源危機加劇的時代背景下就顯得尤為重要。

3 如何做好地鐵車站智能化改造

3.1 地鐵車站改造項目特點

區別于新建工程項目，在既有地鐵車站改造項目中，如何確保在不影響車站正常運營的前提下進行改造成為最核心的難題。其主要存在以下幾個難點：第一，作業有效時間短。為確保運營期間安全與設備穩定，設備改造施工需在地鐵停運期間進行，通長只有夜間3～4 h的實際有效作業時間，作業時間非常有限。且施工后需及時恢復受影響的設備以保證第二天的正常運行。這要求施工單位應充分做好作業準備與計劃編排，提高施工的效率。第二，設備防護遷改的工作量大。地鐵車站即使在改造施工過程中也需保持既有設備正常運行以確保正常的客運服務。為確保車站能正常運營，改造施工需對大量的既有設備進行防護或遷改，額外的工作量較大。第三，各專業協調配合要求高。地鐵車站智能化改造是一個系統工程，涉及的專業多、人員多。部分設備需聯合各專業安裝調試，對施工單位及設備管理人員的組織協調及配合要求較高。第四，改造工程投資費用相對新建工程高。由于地鐵車站的特殊性，在運營中的車站進行施工改造存在較多限制。因此，改造工程中應綜合考慮施工時效、作業空間、專業配合、施工交叉、對客運服務的影響等不可預見因素帶來的投資費用增加。

針對上述難點，在設計過程中，要不斷完善設計質量。設計師要真正理解建筑智能化的內涵，做出科學詳細的系統規劃書，不斷糾正設計過程中存在的問題，保證需求與技術、理論與實際的統一。此外，還要不斷引進先進的設計專業人才，提高建筑智能化設計水平，加大科研技術投入力度，提高整體的設計水平，促進建筑智能化行業的良性發展。而在進行改造施工前，施工單位必須深入細致做好勘察調研，重視施工方案的編制論證的同時需充分預想可能存在的風險及影響，制定合理可行的應急預案以備不時之需。在施工過程中，要進行合理安排、科學布局、優化施工組織方案，保證施工質量的同時將施工影響降到最低。

3.2 節能改造

地鐵車站智能化改造，其中的一個重要任務，就是達到節能的目的。地鐵車站內每天長時間運行著包括通信、信號、通風空調、照明、給排水、電梯、自動扶梯等系統設備，車站建筑能耗非常大。尤其是通風空調系統，其能耗占比約站地鐵交通總能耗的40%左右。要實現降低建筑能耗的目的，一方面需對建筑設備自身進行優化，采用高效的機械設備；另一方面，設備運行方案的動態優化策略是重要的途徑。車站內部的運營環境隨著客流和外界條件的變化處于不斷變化的過程中，理想化的設備運行方案應是根據車站運營環境不斷調整的動態過程。傳統的車站設備系統無法處理如此龐大的數據量，大多數車站管理者根據經驗進行建筑設備管理，往往無法及時調整采用最優方案，而大數據與人工智能使其成為現實。由于車站內各專業設備系統聯系較緊密，需通過智能化改造將獨立運行的設備系統整合到統一數據平臺，利用信息技術對各系統數據進行分析并計算得出最優運行方案，使各子系統在較佳的工況下配合運行。從而延長設備的使用壽命，降低建筑能耗。節能在建筑設計、施工、調試和使用管理過程中是一個重要的課題，節能的思想應該貫穿于地鐵車站智能化工作的始終。

3.3 裝飾裝修工程改造

近年來隨著我國物質精神生活的豐富，人們對于公共建筑美的要求越來越高。而部分既有車站由于運營年限較長且屬于人員密集公共場所，建筑使用頻率非常高，多數裝飾裝修設施已殘舊老化嚴重，已達到裝飾裝修更替改造的周期。故應利用智能化改造這一契機，使用市場上的新材料、新技術、新工藝配合進行裝飾裝修工程的改造，利用現代化的設計理念及審美元素，提升建筑裝飾裝修的檔次，打造更舒適、更環保、更具有美感的地鐵車站。

3.4 施工管理措施

（1）要建立和完善相應的組織保證制度。首先，要對管理目標進行合理分解，把項目責任落實到各個班組，制度合理的措施，保證施工質量管理目標實現。其次，要根據各個分部工程，建立合理的質量控制程序和信息反饋系統，做好質量的統計分析，全面控制好施工質量。再者，要采用先進的管理方法和觀念，對施工質量進行全面、動態的管理。最后，要不斷優化施工方案，控制好施工工序，做好施工技術交底工作，對施工圖紙進行嚴格的審查，做好施工機械設備的維護保養工作，堅持預防為主的原則，保證施工能夠順利進行。

（2）要建立施工物質質量保證體系。在施工材料進入施工現場后，要進行嚴格的檢驗，保證達到施工要求和標準，同時還要做好施工檢驗記錄。在確認材料和機械設備合格后，嚴格按照規定填寫進場報驗單，具體包括合同、材料的消耗以及材料的生產日期、數量、質量和配件等內容。

（3）要建立完善的施工管理制度。首先，要做好施工技術交底制度。在施工過程中，要提高設計方案和組織設計的針對性和有效性，在施工過程中要不斷采用新技術、新工藝以及新材料，對每個施工工序和工種都要進行嚴格的技術交底。其次，要建立樣板引路制度，在具體的施工過程中，要不斷優化施工工序，改進施工工藝，保證施工過程的標準化，對于分項工程要做出必要示范，從而統一各個操作要求，保證施工質量。

4 結語

地鐵車站是市民出行的服務窗口、是地鐵建設的重要基礎。在城市化加速、客運壓力加大的時代，更安全、更便捷、更智慧的交通出行方式，個性化服務和豐富的多元性乘坐體驗成為市民的追求。地鐵車站智能化改造是傳統地車站鐵的發展方向，深入了解地鐵車站運營需求及智能化改造的內涵，有助于我們在改造項目中取得成功，打造出城市軌道交通中的精品工程。