大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用

李蘭

摘 要：北京、上海、武漢、深圳等城市相繼開始試點(diǎn)建設(shè)城市軌道交通信息化云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)施互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略，推進(jìn)信息化、智能化深度融合，以信息化帶動(dòng)城市軌道交通智能化，以城市軌道交通智能化促進(jìn)信息化，為城市軌道交通行業(yè)的可持續(xù)、快速發(fā)展提供強(qiáng)有力的信息技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù);城市軌道交通;運(yùn)營(yíng)管理;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U29-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

隨著我國新型城鎮(zhèn)化的加速發(fā)展和城市群、都市圈建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，城市軌道交通已經(jīng)成為城市交通發(fā)展政策的支持要點(diǎn)和城市交通建設(shè)的熱點(diǎn)。為使城市軌道交通成為交通強(qiáng)國建設(shè)的重要內(nèi)容和城市交通改善的重要引領(lǐng)與支撐力量，在當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用勢(shì)頭良好的大背景下，應(yīng)充分發(fā)揮城市軌道交通良好的聚流、引流和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育作用，抓住智慧化引領(lǐng)城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展的機(jī)遇，明確城市軌道交通智慧化發(fā)展的方向，尋求新的全生命周期發(fā)展路徑。

1 智慧化是城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展的必然趨勢(shì)

目前，我國的城市軌道交通發(fā)展總體上滯后于城鎮(zhèn)化發(fā)展，遵循滿足需求式的發(fā)展模式，并未在現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能已廣泛應(yīng)用的時(shí)代條件下充分顯示出鮮明的智慧化特征。在發(fā)展初期，由于城市的財(cái)政資金不能有效支持造價(jià)昂貴的城市軌道交通建設(shè)，導(dǎo)致其明顯滯后于城市的發(fā)展，等到城市（尤其是特大城市）產(chǎn)生較嚴(yán)重的交通擁堵后，才不得不“補(bǔ)課”。在這種“應(yīng)急”發(fā)展場(chǎng)景下，城市主要考慮的是解決交通問題，即其精力集中在解決城市軌道交通的有無問題上，而無暇顧及現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用。如今，雖然部分城市的部分軌道線路已在外圍引導(dǎo)城市發(fā)展，成為城市群、都市圈高效交通的重要方式，其發(fā)展范圍也得到了極大拓展，但從總體上看依然是滿足需求型，缺乏引導(dǎo)、增加和捕捉需求的能力。

隨著城市范圍的逐步擴(kuò)大、中心城市的影響力不斷擴(kuò)張和都市圈的逐步形成，我國城市軌道交通的大規(guī)模建設(shè)才剛剛開始。無論是從需求的必要性還是從當(dāng)前發(fā)展的慣性來看，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，城市軌道交通大規(guī)模建設(shè)和發(fā)展仍是大勢(shì)所趨，即使其可能受到資金的限制和影響。在城市群、都市圈和城市中心區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的背景下，高質(zhì)量的城市軌道交通也理應(yīng)納入城市發(fā)展的范疇。發(fā)揮城市軌道交通的聚流、引流優(yōu)勢(shì)（原因在于其站點(diǎn)人流高度集中，運(yùn)行途中人流量大且換乘頻繁），以發(fā)展流量經(jīng)濟(jì)、樞紐經(jīng)濟(jì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)的方式補(bǔ)償城市軌道交通在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)初期投資、運(yùn)營(yíng)能力的欠缺，應(yīng)成為未來一段時(shí)間城市軌道交通高質(zhì)量快速發(fā)展的重要內(nèi)容和任務(wù)。現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展和在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為城市軌道交通發(fā)展流量經(jīng)濟(jì)、樞紐經(jīng)濟(jì)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供了重要手段和業(yè)態(tài)場(chǎng)景。

在城現(xiàn)代城市軌道交通研究與展望市軌道交通建設(shè)力度和規(guī)模仍將保持較高水平的形勢(shì)下，其網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)模化發(fā)展的格局和趨勢(shì)愈加明顯。此時(shí)，應(yīng)高度重視城市軌道交通的智慧化運(yùn)營(yíng)，為進(jìn)入建設(shè)與運(yùn)營(yíng)并重階段奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)、模式、業(yè)態(tài)創(chuàng)新基礎(chǔ);同時(shí)，還應(yīng)從規(guī)模經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈延伸的角度出發(fā)，充分考慮城市軌道交通制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，及其與城市和站點(diǎn)周邊產(chǎn)業(yè)的協(xié)同融合，實(shí)現(xiàn)交通與產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展的模式創(chuàng)新。目前，現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)與人們的生活越來越密切，并改變著人們的生活方式，而城市軌道交通人流集中，因此城市軌道交通具有應(yīng)用這些技術(shù)的需求基礎(chǔ)。在城市軌道交通建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過程中，智慧化技術(shù)的應(yīng)用與應(yīng)用場(chǎng)景的建設(shè)已經(jīng)成為技術(shù)進(jìn)步和相關(guān)服務(wù)業(yè)態(tài)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是提高城市軌道交通自身運(yùn)營(yíng)效率、安全和服務(wù)水平的必然要求。

2 大數(shù)據(jù)平臺(tái)方案

大數(shù)據(jù)平臺(tái)的主要作用包括：①通過整合線網(wǎng)級(jí)電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、ATC、AFC、ACC等專業(yè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)客流、行車、設(shè)備數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一，形成企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一視圖，實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化;②通過運(yùn)營(yíng)的維修、施工等系統(tǒng)，結(jié)合客流數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)客流、設(shè)備、行車、票務(wù)、維保等信息的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，幫助運(yùn)管人員及時(shí)了解路網(wǎng)客流、行車運(yùn)營(yíng)、設(shè)備資產(chǎn)、票卡收入、維修保養(yǎng)等情況，在保證地鐵路網(wǎng)安全運(yùn)營(yíng)的前提下，不斷提升運(yùn)能、降低成本;③通過結(jié)合客流數(shù)據(jù)、商圈居住數(shù)據(jù)、市政規(guī)劃數(shù)據(jù)等，提供新線路規(guī)劃的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)可預(yù)測(cè)新增線路對(duì)路網(wǎng)的影響;④結(jié)合客流、行車等數(shù)據(jù)為乘客提供實(shí)時(shí)路網(wǎng)信息，方便乘客進(jìn)行出行選擇，提升公眾信息服務(wù)。

2.1 大數(shù)據(jù)能耗分析

大數(shù)據(jù)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)城市軌道交通車輛、接觸網(wǎng)、動(dòng)力照明、通風(fēng)空調(diào)、食堂生活、生產(chǎn)用水等機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)用電實(shí)時(shí)采集，并對(duì)耗電量進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)采取節(jié)能措施，降低運(yùn)營(yíng)耗電量。同時(shí)，針對(duì)用電負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過合理調(diào)度確保用電安全，從而更好地實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)營(yíng)。針對(duì)某些用電量比較大的專業(yè)，如車站動(dòng)力照明系統(tǒng)，可采取智能照明模式，降低用電量;通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，可采用智能溫控模式，節(jié)能降耗。

2.2 大數(shù)據(jù)客流預(yù)測(cè)

基于大數(shù)據(jù)的城市軌道交通客流預(yù)測(cè)與乘客行為分析：通過引入客流起訖點(diǎn)分布（OD）、一卡通、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商定位、ATS、行車計(jì)劃數(shù)據(jù)等，分析樞紐車站乘客進(jìn)出站情況及新線對(duì)既有線換乘的影響，研究大型活動(dòng)客流的變化規(guī)律，優(yōu)化客運(yùn)組織。

2.3 實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)行圖

基于動(dòng)態(tài)客流數(shù)據(jù)，采用以下大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)列車運(yùn)行圖進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整：①利用實(shí)時(shí)客流監(jiān)測(cè)技術(shù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)AFC進(jìn)出站客流情況;②利用視頻分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在計(jì)數(shù)區(qū)域進(jìn)行客流計(jì)數(shù)，并對(duì)站臺(tái)人群密度進(jìn)行分析;③利用車輛的空氣彈簧提供的車廂重量信息，包括車站上下客的車廂重量變化情況，判斷客流變化。

3 結(jié)束語

城市軌道交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，必須根據(jù)運(yùn)營(yíng)實(shí)際需求進(jìn)行，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)部門要進(jìn)行密切協(xié)調(diào)統(tǒng)籌，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，整合所有機(jī)電專業(yè)的信息資源，實(shí)現(xiàn)所有機(jī)電設(shè)備的運(yùn)營(yíng)信息共享、維修調(diào)度集中控制，從而提高整個(gè)城市軌道交通的自動(dòng)化、信息化水平，推動(dòng)城市軌道交通信息化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。通過城市軌道交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，既減少了機(jī)電設(shè)備資源的重復(fù)投資和浪費(fèi)，又有效提高了整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的智能化水平，降低機(jī)電設(shè)備采購、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)使用及維修成本，實(shí)現(xiàn)整個(gè)線網(wǎng)機(jī)電設(shè)備信息實(shí)時(shí)共享、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)決策。

參考文獻(xiàn)：

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