淺談大數據時代城市軌道交通運營管理的發展

樂明嬌

溫州市鐵路與軌道交通投資集團有限公司運營分公司 浙江 溫州 325000

交通是興國之要、強國之基。2019年9月19日，中共中央、國務院印發《交通強國建設綱要》，明確從2021年到本世紀中葉，我國將分兩個階段推進交通強國建設。到2035年，基本建成交通強國，形成三張交通網、兩個交通圈。

當前我國交通運輸業處于高速發展的一個狀態，近些年城市軌道交通的發展尤為迅速，相應的運營管理工作量也不斷增加，為了緩解城市軌道交通運營管理壓力，在其中應用大數據技術，整合各類資源，建立高效的聯動機制，有效推動城市軌道交通運營管理可持續發展，構建綜合軌道交通網絡，提高城市軌道交通的運輸能力和服務水平。

1 城市軌道交通運營管理現狀分析

通過對我國各大城市軌道交通發展情況的調查發現，我國的城市軌道交通多采用單線建設、管理和維護的模式，線路中的車輛、信號、線路、供電等專業系統也都是單獨管理、維護的，并未系統的集中監測，對城市軌道交通大量數據的收集、挖掘、利用不夠完善[1]。對于現代城市軌道交通運營管理而言，各專業設備穩定性直接影響著運營水平，但是當前各專業設備的信息彼此獨立，設備所產生的運行數據多，格式多樣，新線技術與既有線路的舊設備、系統之間的協調運作問題，這些都影響了運營管理和設備維護保養工作。

2 城市軌道交通運營管理中存在的問題

近年來，北京、上海、廣州、南京等成熟軌道交通運營單位深入開展信息化工作，基于規范、實時、安全、精益等運營管理要求構建了集中統一的城市軌道交通運營管理體系，為運營管理的持續發展起到了支撐作用。但是，盡管各專業系統之間相連通，彼此數據卻并未實現共享，跨系統的監管不夠全面，運營管理的分析水平有待進一步提升。

2.1 信息共享性差

車輛、信號、線路、供電等各專業系統均為單獨管理維護，導致各系統間設備管理不匹配，信息存在差異，并未構建統一的數據共享中心，也無法掌握全面的設備運營情況。運營數據質量管理工作涉及部門多，工作比較繁瑣，產生的數據量大，由于缺乏高效的工具導致設備質量管理積極性受到影響，維護工作也不夠準確、完善、及時，進而對系統應用數據預測分析結果產生影響，使數據分析預測結果失真，對決策產生干擾[2]。

2.2 實時監控能力低

車輛、信號、線路、供電等各專業系統都有自己的管理軟件，并未形成聯動監控管理。同時，當前使用的信息技術和信息平臺只能夠定時抽取、推送，導致業務信息相對滯后，風險監控和應急響應不夠及時，存在一定的安全風險。信息化發展背景下，實時監控運營業務、防范運營管理風險是未來城市軌道交通重點發展方向。

2.3 數據挖掘水平差

以往業務數據分析和處理技術受制于處理平臺和技術發展，無法實時、完整、客觀挖掘利用數據，難以充分獲取有價值信息，進而影響決策。運營管理系統中涉及業務的數據量十分大，且每年都在增加，導致運營管理信息計算、分析速度不斷降低，查詢信息所需時間過長，且計算準確性較低，時效性差，所得信息不夠全面[3]。

2.4 成本管控困難

當前，城市軌道交通運營管理中并未有效管控成本，由于我國的交通運營管理正在發展初期，需要更多人才，人工成本高，同時初期所需的管理和維修成本也比較高。

3 大數據下城市軌道交通運營管理發展路徑

利用大數據、物聯網、云計算等信息技術構建大數據技術城市軌道交通運營管理平臺，深入挖掘信息，為智能化決策提供支撐，進而為多線路跨專業信息融合實現一體化發展提供保障。

3.1 提高信息共享水平

利用大數據技術收集信號、線路、機電、車輛等專業系統的運營指標、延誤狀況、運營情況、設備情況、精度監測以及故障統計、列車型號等信息，將這些信息統一傳輸到大數據平臺中，為分析數據質量提供數據源，根據設備關聯和聯動規定多維度實時分析系統信息一致情況，確保設備運營數據質量管理工作精細化，提高設備數據的質量[4]。

3.2 強化實時監控能力

在大數據背景下進行城市軌道交通運營管理工作，重點管理數據信息。首先，從監測層面各設備運行情況，分析監控內容，改變以往的管理模式，通過可視化、可監控方式做好運營管理工作，確保所有數據均可以得到清晰監控，降低運營管理中出現的安全問題。其次，可以建立自動監控報警系統，利用自動監控報警系統可以確保地鐵運行安全，這也是地鐵運行和安全管理的重要組成部分。自動監控報警系統可以對全線車站、車輛和地鐵等進行監控，但是必須要保證該系統高度可靠，連接靈活便利，以便維護和后續拓展。在地鐵各車站和車輛段（停車場）設置本站/本段的示意圖，實現動態監控報警；在地鐵OCC(控制中心)設置全線示意圖，為全線監控提供警示。

3.3 加強智能化分析

城市軌道交通發展迅速，系統設備數量大幅度增加，設備維修管理需要朝向統一、智能化發展。建設完軌道交通系統智能分析平臺之后，將多個線路的多個專業系統設備信息融合起來，分析預測整體運行情況，根據運行狀態制定設備維修管理計劃，使普查式計劃維修能夠逐漸發展到根據設備運行情況進行狀態維修，促使軌道關鍵設備維修制度的完善，提高安全水平，防止過度和無效維修，確保維修管理質量[5]。在搭建平臺時需要將多專業數據信息融合起來，準確判別故障類型、位置，使維修人員在到達現場前就能夠了解故障情況，提前想好故障應對措施和解決方案，提高維修質量和效率。另外，還可設置每種故障代碼的維修服務承諾時間、督辦條件，并根據不同的督辦條件產生督辦信息，通過郵件等方式發送到指定的用戶那里，進一步督促維保人員提升維保效率。

3.4 完善設備故障預警

軌道交通運營一旦發生重大事故不僅會導致經濟損失，也會對乘客人身財產安全造成威脅，對乘客的軌道運營安全信任評價產生影響，產生負面的社會影響。軌道交通中的一些關鍵設備由于長期高負荷運行不可避免的會產生一些故障，通過充分挖掘數據，利用計算模型在故障發生前進行預警，提前對可能發生的故障制定預警措施，降低故障機率，避免發生重大事故，降低事故危險性，使地鐵能夠安全運營，并保證乘客安全，提高安全效益[6]。

3.5 確保信息系統精準

隨著軌道交通領域與計算機技術之間融合程度的不斷加深，計算機系統融合不僅推進了微機聯鎖、實時通信等系統的研發應用，還提高了信號系統的運行效果，也促使信號系統實現自動化、智能化發展。計算機控制系統在信號系統中的應用既能夠降低成本，也能夠避免人為控制失誤現象出現。隨著科技的發展，計算機系統應用也促進了安全技術創新，在信號系統中得到廣泛應用[7]。例如，故障檢測診斷技術能夠及時發現診斷故障，防止由于故障問題而導致系統運行被影響；再比如容錯技術是在錯誤出現時利用冗余屏蔽影響，并通過重構逐漸降級系統，冗余技術涉及了軟硬件、時間和信息的冗余，硬件冗余則包括了雙機熱備、三取二等冗余。

3.6 提高組織管理效率

在列車安全運行基礎上確保列車間隔時間合理，盡可能縮短乘客進出站時間和出行時間，這是城市軌道交通運營管理的研究重點。對此，運營管理人員需要優化進站方式，如采用手機掃碼、人臉識別、指紋識別、銀聯閃付等方式直接進站，減少排隊購票、取票時間；優化換乘站的導向和換乘方案，使乘客無縫換乘，縮短換乘時間；打造智能化自動售檢票系統，降低人工干預，提升乘車效率。同時，城市軌道交通和傳統交通運輸方式都面臨高峰階段人流量大造成的擁堵、滯留問題，對此，需要根據日常運營和節假日客流的不同特點，有針對性的分別制定客流預案，在上下班或是節假日等高峰階段有效引流、疏導客流，緩解擁堵、滯留現象，確保站內乘客通行順暢，提高乘客的乘車舒適感，縮短乘客乘車和整體出行時間，提高城市軌道交通的組織管理效率[8]。

3.7 科學分析管控成本

城市軌道交通運營是以服務和設備維修為主業的資產密集型企業，具有投資規模巨大、物資品種雜、專業數量多、集成程度高等特點，運營成本主要包括客運服務成本、維修保養成本、支持性成本，通過信息一體化的平臺系統和流程梳理，優化財務管理系統、合同管理系統、人力資源管理系統、倉儲管理系統等系統的接口，可以將地鐵物資、工單、工時、人力、業務等日常運營情況動態反應出來，運用作業成本方法核定標準值、精細成本核算。

4 結束語

綜上所述，在大數據背景下建設城市軌道交通，為了適應建設需求，降低由于高速發展而導致的安全問題、運營管理問題和服務問題，緩解單線建設、運營和維護模式下的問題，并滿足軌道交通的安全舒適、便捷高效要求，需要利用大數據、云計算、物聯網等現代化信息技術收集挖掘、預警、處理軌道交通各專業設備信息，形成集政府、運營管理、設備維護保養等多個主體為一體的軌道交通運營管理機制，進而提高軌道交通運營管理水平。