智慧地鐵讓城市實現更多可能

數字化應用為上海地鐵出行帶來了“最智慧”地鐵線路的贊譽，其背后是云計算、大數據、生物識別等技術的廣泛運用，這些都極大地提升了軌道交通的便捷性。用上海申通地鐵集團（以下簡稱“申通地鐵”）信息管理中心主任金濤的話來說，“申通地鐵做出的改變，不僅僅是把技術加入了設備，而是把自主權，還給了每一個出行者”。

城軌網絡飛速發展

數字化轉型正當其時

作為“最智慧”的地鐵線路，申通地鐵擁有全球線路最長的城市軌道交通系統。截至2019年6月，申通地鐵開通運營了17條線路（包括磁懸浮）、415座車站，運營里程705公里，工作日日均客運量超過1000萬人次。根據《上海市城市總體規劃（2017-2035年）》，未來申通地鐵線路將增加至24條，車站總數超過600余座，運營規模超過1000公里。

軌道交通網不斷擴大的同時，申通地鐵數字化轉型的步伐也始終走在全國前列。自動售檢票系統（AFC）、乘客信息系統（PIS）、列車自動控制系統（ATC）等數字化產品全面提升了申通地鐵數字化水平。近年來，申通地鐵更是積極探索智慧地鐵的建設，已在智慧建設、智慧運營、智慧維保等領域創新實踐多個項目，旨在進一步提高安全、效能、效率和服務水平。

智慧地鐵持續發力

綜合性能全面提升

保障軌道交通運營安全、降低運行成本、提高工作效率、提升乘客服務水平是申通地鐵建設智慧地鐵的價值訴求。據金濤介紹，申通地鐵旨在2020年前打造智慧地鐵1.0，在信息化與自動化融合的基礎上，構建智能感知、智能聯動的能力，用數據驅動安全、效率、效益和服務的提升。2020年以后進一步完善數字地鐵應用，實踐知識圖譜、深度學習等AI技術，進一步開發開放，實現智慧地鐵2.0。

智慧地鐵的構想較為宏大，建設過程并非一蹴而就，這背后是一套完整的建設路線圖。金濤介紹道，申通地鐵搭建的智慧地鐵建設路線包括自動化和信息化執行、數字地鐵、智能地鐵、智慧地鐵四個層次。自動化和信息化執行是申通智慧地鐵建設的第一層次，通過對設備進行自動化控制和組織流程管理信息化，形成并積累基礎數據;數字地鐵是以執行層為基礎沉淀而成，數字地鐵的數字化既包括設施設備的物理功能原始屬性，也包括設施設備執行過程中發生的動態變化;智能地鐵是第三層次，實現了自動化的設備聯動互控、信息化流程聯動和自動化設備與信息化流程的兩化融合，形成豐富的互通和智能聯動;通過自動化和信息化執行、數字地鐵、智能地鐵積累的大量歷史數據和知識數據，第四層次智慧地鐵則以實現方案推演為基礎，實時報警、主動干預以及AI人機協作業務化。

通過智慧地鐵數字化建設，申通地鐵在安全質量、成本效益、能力效率、乘客服務水平方面均實現了顯著的提升。安全方面，通過智慧的視覺探頭記錄關鍵設備質量狀態變化，系統可以提前對設備可能出現的質量問題進行干預，大幅提高了安全水平：與普通線路相比，申通地鐵信號轉轍機平均無故障次數提升2.3倍，故障數量相比下降81.4%;車載設備平均無故障距離是普通線路的2.14倍;車輛平均故障間隔從0.499萬列公里/故障增加到0.548萬列公里/故障，提升9.82%。能力效率方面，人機協作的模式有效地提高了員工工作效率，以車站開關站為例，實現一鍵開關站后（部分設備未接入），站務人員開站時間從90分鐘減少到35分鐘左右，完成全部設備接入后，將進一步減少至10分鐘左右。

智慧地鐵的建設成果離不開技術、業務和應用多層面的協作和突破，在技術層面，申通地鐵部署應用了新華三等廠商前沿的數字化技術和解決方案，與城軌交通場景深度融合，有效助力了軌道交通的智慧升級。

基礎設施作為支撐

集團云是關鍵布局

基礎設施架構層對智慧地鐵的建設極其重要。申通地鐵建設智慧地鐵的實施架構是“1+3”的架構體系，“1”是底層的基礎設施架構層，包括云、大數據、物聯網等技術，“3”代表了在基礎設施之上構建的智慧建設、智慧運營、智慧維保3個主體業務群。

集團云是智慧地鐵技術架構的重要組成部分，是建設智慧地鐵的關鍵布局。在全國范圍內，申通地鐵率先搭建城市軌道交通綜合云平臺，匯聚了集團計算資源、網絡資源、安全資源、數據資源，構建了統一的數據分析平臺與標準化的信息業務運行環境，開創了以云實現綜合管理的先河。申通地鐵集團云匯聚17條地鐵線路產生的關鍵數據，用于集團關鍵業務及指標的核心分析平臺、高級數據分析平臺、智能分析駕駛艙及數據共享服務平臺，支撐了智慧地鐵的建設進程，引領城軌數字化建設實踐。

申通地鐵認為集團云的建設必須要把技術基礎做扎實，因此在選取云廠商時對云架構的要求很明確，第一是穩定，第二是可線性持續發展，并可以和其他云平臺、虛擬化的資源實現高效的納管。

通過前期全面的調研，申通地鐵選擇了新華三作為集團云建設實施的服務提供商，全面采用新華三H3Cloud城軌融合云解決方案。基于業界主流的開源OpenStack平臺，新華三為申通地鐵定制的云服務平臺提供了各種IT標準接口，構架靈活，擴展性、開放性、兼容性強，良好滿足了申通地鐵集團云建設和可線性持續發展的要求。

大數據技術是智慧地鐵依賴的另一核心技術，而集團云的建設有力提高了申通地鐵數據集中管控能力，推動申通地鐵運營管理由業務驅動向數據驅動方向發展。申通地鐵將大數據技術劃分了五個階段：業務數據化、指標分析、數據挖掘分析、預測、方案推演。當前，申通地鐵大部分業務已經開展到了前三層，分析和挖掘歷史數據，掌握規律并做出預測，下一步重點即是實現預測和方案推演。

智慧地鐵未來可期

讓出行實現更多可能

智慧地鐵發展將對乘客出行、行車調度、設備維修等多方面形成深刻影響。依托于智慧地鐵，未來乘客乘地鐵將不局限于以出行為目的，系列生活場景將延伸至地鐵，“地鐵+生活”成為常態。依托于智慧地鐵，未來行車調度將以機器人與人之間的人機協作調度的形式進行，地鐵調度將更加優化。“現在，我們地鐵執行的都是既定運行服務，未來或將根據需求動態定制，乘客按需拼地鐵將成為可能。”金濤展望著智慧地鐵可以個性化服務的未來場景。

過去，上海市建設智慧地鐵的探索已積累了一些經驗，對于其他城市智慧地鐵的建設可提供一定的參考。對此，金濤建議，找到適合自身城軌特點的價值觀對建設智慧地鐵非常重要，可以借此指導集團相關投資和技術應用。申通地鐵也較為重視相關概念的梳理，系統地梳理了與智慧有關的業務體系并建立了邏輯概念。另外，申通地鐵較為關注平臺架構的一體化，推動資源共享。

隨著城市化的不斷深入，人口密度的持續增長給交通帶來了更大的壓力。以數字化轉型改善商業運作和公共服務，已經成為行業內的普遍共識。人工智能、大數據、高清視頻、云計算、物聯網、移動互聯等這些技術，給整個城軌系統帶來了革命性的變革，也推動了智慧地鐵系統本身結構的變化。未來的智慧地鐵將循著數字化、智能化、信息化的技術方向，向綜合服務的地鐵網絡轉型，打造安全高效、智慧智能的交通系統，讓城市生活實現更多可能。