關于城市軌道交通智慧化運營管理的探討

張哲涯

摘 要：當前，我國城市軌道交通正從快速發展轉入高效、智能的高質量發展新時期。隨著科技的發展，“智慧交通”已發展迅速，城市軌道交通逐漸成為市民出行的主要交通工具之一，因此，研究如何提升軌道交通全行業智能化水平，通過加快移動互聯網和物聯網、大數據等先進數字技術，在地鐵設計、建設、運營和維護等全過程的應用，以及對數據庫內大量軌道交通數據的整理及歸納，構建地鐵車站智能化、一體化的現代智慧型運營管理體系，研究如何給乘客帶來更便捷、安全、舒心的智慧化服務，成為趨勢所向。

關鍵詞：城市軌道交通;智慧化;運營管理

中圖分類號：U29 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0030-03

1 概述

1.1 背景

隨著城市的不斷發展，城市人口不斷增加，城市面積逐漸擴展，傳統的以公交車為主的公共交通方式已經無法滿足人們的出行需求。城市軌道交通，尤其是地鐵，可以承載相當規模的客流量，具有節能、省地、運量大、全天候、無污染（或少污染）、安全等特點。軌道交通，作為基礎設施，研究其智能化對于提升運作效率、減少人力成本、提高乘客滿意程度具有現實意義。本文旨在探討如何從以下幾個方面提升軌道交通全行業智能化水平，從而帶來便捷、安全、舒適的智慧化服務。

（1）在基礎設施智能化方面，推進建筑信息模型（BIM）技術在重大交通基礎設施項目規劃、設計、建設、施工、運營、檢測維護管理全生命周期的應用，基礎設施建設和管理水平大幅度提升。（2）在生產組織智能化方面，實現交通運輸企業的信息化管理和安全生產水平大幅度提升。（3）在運輸服務智能化方面，豐富交通出行、旅客票務、交通支付等在線服務。（4）在決策監管智能化方面，跨行業、跨區域協同的交通運輸運行監測、行政執法和應急指揮體系基本建成，基于大數據的決策和監管水平明顯提升。

1.2 現狀

目前，各地的地鐵在對于智能化的研究主要集中在保障地鐵運行和車站基本運作的設施設備上，例如列車自動控制系統、信號系統、綜合監控系統、自動售檢票系統等，但在智慧交通一體化的研究上則相對較少。在人工智能研究方面，相關資料表示，2017年我國人工智能市場規模達到237.40億元，同比增長67%，其中以人臉識別、圖像視頻識別等技術為核心的計算機視覺市場規模最大，占比達到34.9%。相關機構預測，未來三年人工智能市場將以年均超過60%的速度增長，到2020年預計將達到千億規模，人工智能正處于飛速發展時期，技術正逐步成熟。因此，將人工智能與大數據技術相結合并應用到城市管理運營管理成為可能。

1.3 必要性

在“智慧城市”、“2025智能制造”、“互聯網+”等國家戰略的指引下，研究建設“智慧地鐵”逐漸成為軌道交通行業未來的主要發展趨勢，通過城市軌道交通智慧化運營管理的構建，以實現城市交通、產業、空間三要素協同發展。另一方面，在接下來的十年內，關注軌道交通行業“智能化、數據化、平臺化”的升級趨勢都將成為關注的重點，同時，深入研究人工智能、大數據技術與城市軌道交通經營和運營的結合，對新一代站臺門、移動支付售檢票系統、人臉識別+視頻監控等方案進行研發優化，積極探索從智能化建設向服務運營延伸的發展路徑，將為城市居民創造一個更為便捷、高效的智慧出行與生活。

智慧城市將是中國未來建設現代化都市的必然導向，智慧城市通過運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而交通運輸、城市服務的各種需求做出智能響應。在這一背景下，推進新軌道交通的大格局，塑造令人驚嘆的“中國軌道交通”。因此，研究如何構建城市軌道交通智能化、一體化的現代智慧型體系，如何給乘客帶來更便捷、安全、舒心的智慧化服務，成為趨勢所向。

2 智慧化運營管理的探討

軌道交通建設是城市現代化的標志，也是社會科技進步和城市發展的必然。軌道交通的安全、高效和無人駕駛的運行是高度自動化、智慧化集成的結果。樹立以乘客為中心的服務理念，通過AFC、便捷移動支付、高速wifi接入、綜合安防、門禁等系統的建設，可以更好的滿足乘客與運營方的互動和安全便捷出行。軌道交通智慧化運營管理正是基于“智慧交通”理念，將先進的信息技術、數據通信技術、傳感器技術、電子控制技術以及計算機技術等有效地綜合運用于整個交通運輸管理體系，從而建立起一種大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理[1]。

從智慧化運營角度，從幾個方面進行深入探討：（1）以乘客為導向，優質服務社會。作為服務型軌道交通，一方面要始終圍繞著“以乘客為導向”的主體思維，堅定明確服務交付責任，并推動責任下沉，提高乘客需求響應速度;另一方面，也需加大設備保障對客運服務的支持力度，運用高科技技術強化“安全、準點、舒適、快捷”的服務品質，從而優質服務社會。（2）資源整合共享，共謀發展。通過數據通信技術、計算機技術等手段，進行資源整合共享，有利于推動技術、人才、設備/物資、信息、知識的共享，同時，在建立基礎業務相對分散和管控功能相對集中的業務運作模式上，可以構建對一線業務強有力支撐，有利于規模化運作、精細化運作。同時，研究建立共享服務平臺建設，理清基礎運輸服務與其他經營性業務，構建協同發展機制，將更有利于打造“智慧交通”體系。（3）統籌兼顧，合理匹配。構建適度競爭的運作與績效考核機制，以促進運營效率與效益的不斷提升，同時，不斷強化組織與組織之間、業務與業務之間的協作與聯動，賦予業務層面相匹配對等的責任與權利。（4）技術多樣化與線網統籌管理。構建前臺和后臺維修體系，提高設備故障處置效率，不斷學習多樣化技術，并沉淀掌握熟練，從而完善整體解決方案。

3 城市軌道交通智慧化運營所面臨的挑戰

以杭州地鐵為例，隨著G20峰會的順利召開，2022年亞運會又近在眼前，杭州地鐵正經歷著跨越式的發展。杭州市城市軌道交通近期線網規劃總里程423.5公里，其中地鐵三期建設規劃總里程為387.8公里。杭州地鐵已建成地鐵1號線、2號線、4號線一期并實現成網運營，目前運營里程117.6公里，線網日均客流已超過120萬人次。在建線路有地鐵5號線、6號線、9號線及城際軌道交通杭臨線、杭富線，在建總里程約為136公里。2022年亞運會前，杭州地鐵將建成10條地鐵線、2條城際線，運營總里程446公里，形成較為完整的軌道交通網絡。線網的不斷擴展帶來的是更廣闊的城市覆蓋面積，同時，帶來的也是客流的快速增長以及運營管理智能化的提升和改造[2]。

從軌道交通智慧化運營的角度，杭州城市軌道交通在智慧化運營方面也將面臨以下挑戰：

（1）安全保障壓力長期存在。在當前軌道交通快速發展環境中，軌道交通產業涉及面廣，同時，軌道交通行業的長期持續發展，在技術革新以及安全保障上面關鍵節點眾多，需克服較多環節。（2）系統接口復雜。軌道交通各網絡接口復雜化，在實現智慧化運營管理的全網絡互聯互通上有較大難度。（3）實時應急管理組織要求高。在智慧化管理方面，運營者和管理者團隊需要實現團隊協同，緊急處置突發事件和故障，迫切需要有效和多樣的手段聯動控制。（4）機制暫未完全統一。在各線路建設時，采用了不同的機制資源，需整合各方資源，進行統一劃分。（5）缺少全線網間與城市其他公共交通的換/導乘信息服務體系。在杭州地鐵的快速發展時期，越來越多的乘客從出發站到目的地的站間也將需要多路徑換乘（包括軌道交通間，以及軌道交通與道路交通間的換乘）。為方便乘客進行換乘，需要有方便乘客的導向、一體化信息智能問詢等服務需求，為乘客的乘客出行提供最大的方便。（6）建立更全面、更智能化的全線網的智慧型公共安全的監控和管理。為保障軌道交通的運行、設備安全和人員安全，需要快速、有效對整個軌道交通專用及公共空間實現整體的網絡化智能監控和管理。（7）外部需求的多樣性。不同運營主體的交通網，發生各類乘客服務事件以及協調運營事件，需要針對各類需求，不斷提升技術及服務品質。

在軌道交通網絡化運營的今天，軌道交通智慧化運營道路漫長，面臨諸多挑戰，同時也需要建立與之相適應的網絡化信息與服務支持平臺，實現網絡的共享性、可擴展性、開放性以及可持續發展性等，以達到“智慧交通”的整體目標。

4 打造智慧軌道交通的探索與嘗試

目前，正在經歷軌道交通快速發展時期，我國城市軌道交通已經具備規模，預期到2020年，將達到6000公里。在網絡化建設、網絡化運營方面已經積累了豐富的經驗，后期的重點應逐步著眼于提升智能化、智慧化水平，形成數據互通，業務共融的新生態，同時，提升發展質量，更好地服務城市發展、服務公眾出行[3]。

4.1 推進智慧票務，便利乘客出行

以開放的平臺，引入智慧化、移動化手段，提供更多輕松便利的票務服務。目前，杭州地鐵已實現全線網覆蓋的支付寶購票機、銀聯TVM購票，以及實現支付寶“二維碼”、銀聯卡過閘功能，實現BOM手機支付購票功能。同時，2018年12月1日起，滬杭地鐵二維碼實現互通互聯，杭州市民使用杭州地鐵APP不僅可以掃描二維碼乘坐杭州地鐵，還可以在上海地鐵線網掃碼暢行，同樣上海市民也可在杭州使用上海大都會APP二維碼乘坐杭州地鐵。這種嘗試得到了廣泛的認可，同樣的，上海地鐵也同寧波地鐵間實現了二維碼互聯互通。二維碼互聯互通模式的開啟，不僅給各地市民乘客提供便利，而且也在節約社會資源上起到了非常大的作用。另外，相關資料表示，預計在2019年年底，二維碼互聯互通有望進一步覆蓋至南京、合肥、無錫、蘇州、溫州、常州等九座城市的地鐵，并有望拓展到長三角以外的城市。推進打造智慧票務，正得到有序推行落實，也在實現軌道交通“一體化”、“智能化”上起到了重大作用。

4.2 推進智慧車站基礎建設

在軌道交通領域，對無線通信需求越來越高，不僅需要更高的傳輸可靠和穩定性，還要求更大的寬帶。伴隨著軌道交通線的擴大，覆蓋的范圍更廣，乘客在車上的時間會更長，如看視頻，聽音樂，玩游戲等等。目前，部分地鐵（如上海地鐵、廣州地鐵等）已實現了WIFI全網絡覆蓋，同時地鐵站導航、客流情況、列車運行信息，車站便民服務設施定位，智能微客服功能等也已陸續上線。杭州地鐵雖然未全網絡覆蓋WIFI，但也推行出了便民服務，如聯合杭州移動運營商推出了杭州地鐵流量包，以大流量、低資費為特點滿足地鐵出行流量使用需求。在智慧建設方面，杭州地鐵目前微信公眾號及杭州地鐵APP都具備了地鐵換乘指引、地鐵站點查詢以及時刻表信息，但在車站建設方面仍有較大發展空間，如地鐵與道路交通換乘指引方面、地鐵車站便民服務設施指引等還可以進一步深入。

4.3 智慧出行—“P+R”模式應用

基于軌道交通的P+R模式，可以使出行者能夠準點、可靠、快捷的到達目的地，同時，能更好緩解城區道路交通壓力，充分發揮地鐵、大容量公共交通對城市交通運輸的作用，減少汽車進入中心城數量。目前，為緩解停車難，杭州地鐵站沿線已建成“P+R”公共停車場已經有火車東站、江陵路、湘湖站等13個，在建的有4個，規劃中2個。這種模式更早也在北京、上海、廣州等地進行了選址設置并使用，但隨著使用年限的增長，部分車站P+R停車場已無法滿足大量客戶的需求，“P+R”停車場日益趨向飽和狀態。

杭州是一個人口增長型城市，日益增長的停車需求仍有待解決，關于如何更好地解決出行問題，在大數據技術的支持下，若是能提前了解到現場的車位情況，大量出行乘客可以綜合考慮現場情況多樣化選擇出行方式，因此，網絡時代實時線上提供停車位數量信息也將會成為杭州地鐵廣大乘客換乘出行的迫切需求。

4.4 建立獨有的客流預測模型

通過運用大數據技術，利用城市客流熱力圖，可以實時掌握車站、大型活動場點的客流分布和變化，目前，杭州地鐵僅1、2、4號線運行，但考慮到后期線路增多，客流量增長，因此通過大數據技術對地面交通情況進行整合資源并實時反饋，也將成為智慧化運營管理的提升內容。另外，在開發地鐵客流監控預警信息系統方面，實時掌握車站、線路、線網客流密度和分布，并對全天的客流量漸進性預測預警同樣也是迫切需求。在開發預警系統上，如何將人工智能和大數據技術更好地相結合，使其為軌道交通運營管理提供決策支持是需要綜合考慮的一個問題。

4.5 促進技術變革

為實現設備質量的良好保障，通過構建較為完善的智能監測網絡，在各個相關點設置監測點，實時監測獲取各個監測點的數據變化，從而進行故障診斷、故障提醒，同時可以推斷剩余使用壽命，提供大數據維修決策依據，如信號道岔轉轍機綜合監控系統、信號設備維護監控等對行車相關的重要設備的智能監測。

4.6 智慧化定制服務

通過提供網絡化、智能一體化乘客信息服務，圍繞網絡運營設備的狀態數據、客流狀態數據、城市公交一體化信息等經處理整合后成為“實時信息”，以乘客出行需求和乘客行為為基點，提供可覆蓋整個出行過程的實時發布服務;利用APP軟件為渠道，為乘客提供客流控制信息定制服務，一方面滿足乘客的知情權，另一方面也可為乘客的有效出行提供多渠道、多形式的智慧化服務。另外，通過大數據技術增加關鍵點位，逐級強化控制力度，充分挖掘線網車站客流聯控效用，并根據實際情況和乘客反饋，及時進行調整，能夠充分發揮提高客流疏導的靈活性、應變性和全面性的作用。

5 結語

軌道交通行業正經歷以數據為核心，互聯網為手段的第二次信息化浪潮。同時，隨著軌道交通建設的不斷深入，致力于軌道交通網絡化、智慧化運營管理，并通過技術化手段，能更好的掌握網絡運營的狀況，統籌協調線網的運能，高效處理應急實踐，以及為乘客提供智能便捷的服務。本文主要根據各地地鐵所面臨的挑戰以及進行的多方面探索與嘗試，簡單探討軌道交通智慧化運營管理創新發展面臨的戰略機遇，分享和交流軌道交通智慧化運營管理的部分應用所取得的成果和后期發展潛能。

參考文獻

[1] 李亞.智慧城市軌道交通運營管理信息化建設研究[J].智能建筑與智慧城市，2018（6）：106-107.

[2] 汪波，陳德愛，楊杰.北京城市軌道交通網絡化運營探討[J].現代城市軌道交通，2010（4）：14-17+89.

[3] 施仲衡.讓科技引領我國城市軌道交通可持續發展[J].都市快軌交通，2010（1）：118-119.