深圳地鐵智慧車站建設淺析

文/趙奕，深圳地鐵運營集團副總經理

近年來，隨著新一代信息技術的不斷發展和應用，以及國家對于“新基建”布局的加速，我國城軌交通行業信息化建設步入快速發展階段。如何借助現代化信息手段，提升軌道交通互連互通水平，建立全自動運行運營管理體系,打造軌道交通與常規公交、慢行系統三網融合的一體化綠色交通，深度挖掘大數據等智慧化應用以實現智慧運營、提升風險管控水平，為乘客提供多元化、經濟化及個性化的服務，成為近幾年關注的熱點。

一、深圳地鐵智慧車站建設概況

深圳地鐵運營集團結合自身發展現狀，依托《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》《城市軌道交通云平臺網絡架構技術規范》，基于業務痛點、積極探索新技術應用并整合資源、試點推廣，分步分階段推進智慧車站的建設。目前已在深圳地鐵11號線機場站和7號線深云站，以城軌云為基礎，通過物聯網、大數據、人工智能、5G等信息技術的應用，以智慧客服、設備健康管理、高效運營為目標，開展多項智能應用試點建設工作，提升乘客出行體驗、車站運營效率和設備健康管理。

通過構建以城軌云為基礎的城軌數字平臺，實現生產設備系統、管理信息系統、智能運維系統、移動端數據的互聯互通。打造基于設備全息感知、系統集成聯控、終端移動操控、高度自運轉的全時全景智慧車站管理系統，實時提供車站全場景動態信息服務、自主服務及其與周邊商業、公共服務設施的一體化信息共享及聯動，實現車站設備、人員和乘客的智能化管理，同時積極探索創建區域站點集中值守和遠郊車站無人值守的管理模式。

深圳地鐵智慧車站建設實現三個轉型：①乘客服務從傳統人工服務+被動服務到主動服務+精準服務+高效服務+增值服務的轉型；②運行管理從傳統基于崗位+分專業設備+閉環管理到安全、高效人機協同+數字化的轉型；③車站設備管理從傳統計劃檢修+紙質記錄向狀態修+生命周期管理+數字化轉型。

二、關鍵核心技術

深圳地鐵智慧車站基礎設施及平臺建設通過搭建大數據平臺、統一無線通信網絡、統一定位系統、統一BIM三維模型，為智慧車站客運服務、車站管理提升及設備健康管理項目提供應用基礎。

（一）城軌數字平臺

利用云平臺及大數據平臺技術，結合物聯網、人工智能、融合通信、視頻智能分析等信息化技術，搭建城軌數字平臺，為各專業數據應用提供計算、存儲、網絡資源，實現車站業務上云，承載智慧車站的乘客服務管理、站務管理，應急指揮等業務功能。同時，建立起車站各設備系統間的通信和聯動策略，實現設備系統間互聯互通。以模塊化應用開發滿足業務應用場景需求，預留外部應用接入接口，滿足技術迭代發展需要。

智慧車站管理系統整體架構分為終端層、網絡聯接（基礎設施）層、數字平臺層、智慧應用層四個部分：

1.終端層：對地鐵車站內各個不同專業的子系統進行統一監控與采集，其中對接的子系統或專業包括：SIG、ISCS、BAS、FAS、PIS、AFC、LIF、PSD、ACS、通風空調、低壓、供電、給排水、環境設施、信息導引發布系統、智能客服系統、施工管理、EMS、ISDS、PA、CCTV、咨詢發布系統、BIM系統等。

2.網絡聯接基礎設施層：為智慧車站數字運營平臺提供連接至深云過渡云的網絡資源以及各終端層接入平臺提供網絡支持。

3.數字平臺層：針對接入的數據按照不同分類、不同重要程度與實時性要求，進行實時流式處理與離線分析處理。

4.智慧應用層：基于數字平臺層提供的實時處理和離線分析處理的數據能力，可在現有應用場景的基礎上進一步深化應用，搭建“車站智慧服務、智慧車站管理、設備智慧運維、車站智慧巡檢”等功能，滿足車站業務需求。

實現一站式車站運營工作管理、設備聯動、突發事件告警、運營一鍵響應及處理，實現車站環境及數據信息的可視化。實時提供車站全場景動態信息服務，滿足車站運營生產組織常態及應急需求，實現客流監控分析、運營風險預警、應急預案可視化、人員設備定位監控、運營資源調配、事件處置輔助決策等功能。科學組織車站運營生產，提高生產組織的效率和效果。

（二）數據共享及大數據應用

基于城軌云基礎架構搭建的深圳地鐵運營測試中心，匯聚車輛系統、信號車載設備系統、乘客資訊系統、綜合監控系統， CLC中心數據、電力綜合監控系統及離散的軌道、供電、受電弓等檢測數據，實現多專業數據匯聚。

深圳地鐵運營大數據平臺融合數倉采用數據主題方式，在按專業劃分數據主題的基礎上，結合專業關聯性設置多專業數據主題。融合數倉按通用接口統一提供跨專業數據服務，為跨專業辨識數據，大數據平臺將支持數據目錄可視化查閱。

在線網層面搭建運營集團級智慧平臺，集成多專業智慧應用，實現數據共享和集中展示，為線網運營及車站業務輔助決策提供專業關鍵數據及分析結果。

（三）智慧車站管控系統

智慧車站管控系統位于系統架構的應用層，在城軌數字平臺的基礎上，實現了對車站設備的狀態監測、客流數據的分析和預測、視頻監控數據的分析，并針對車站不同的運營場景，制定了相應的預案執行計劃，系統根據所有數據的分析結果，切換運營場景，執行預案內容，消除了人工執行的滯后性，提高了車站運營的安全和效率，實現了車站的智慧化運營。

智慧車站管控系統分為管控平臺和移動站務系統，其中管控平臺包括全息感知、設備感知、智能運維、綜合安防、運營場景、信息發布和數據分析7個功能模塊；移動站務系統包括全景感知、客流感知、設備感知、人員感知、智能運維、站務管理6個功能模塊。

智慧車站數字平臺：車站平臺實現與視頻聯動進行安全確認并接受視頻分析結果，同時與綜合監控建立接口，實現一鍵開關站底層控制、客流數據展示及智能信息發布等。

（四）無線系統網絡

一張全面覆蓋車站站廳站臺、設備區及隧道，含生產和辦公區域的無線WIFI網絡,可實現多種功能和滿足生產、辦公的各種需求：為智慧車站的各種傳感器、智慧運維系統和設備、移動巡檢終端設備、物資盤點系統設備、各系統設備智能診斷的終端和傳感器、智慧車輛系統、移動辦公提供無線通信網絡；提供人員定位功能（精度5-10米）；為乘客提供WIFI服務。

全車站部署無線訪問接入點，實現移動設備WiFi通信、室內定位及客流密度檢測。

（五）寬帶集群智能系統

引進基于公網4G網絡的1.8GHz LTE-M寬帶集群智能通信指揮系統，讓一線人員在實際工作中使用智能集群調度指揮系統，滿足各站臺日常獨立工作，相鄰站臺、過站司機，應急事件指揮調度的需要，并且解決了現有通話效率低，攜帶多種系統終端混用，僅有窄帶語音業務等實際痛點。

利用公眾通信網絡，實現調度智能分組設計、車站自動巡更、現場視頻存儲及分發等功能。

（六）BIM建模

利用BIM技術搭建深云、機場站的站廳站臺、出入口通道，站內設備設施、管線、導線標識、廣告燈箱等可視化三維立體模型，可實現設備設施的基礎信息、故障及維保記錄快速查詢，實現關鍵設備遙測、遙控，快速定位故障點等多種功能，實現車站設備智慧運維，同時車站BIM建模也是站內導航、應急處置等項目可視化及功能優化的重要基礎支撐。

（七）智能音視頻技術

智慧車站采集120路攝像頭視頻，驗證了24類視頻智能識別功能，支持車站數字化平臺自動彈窗報警觸發聯動。實現共包括煙火檢測、客流計數、客流密度、客流受阻、卷簾門下行人檢測、特殊人員（輪椅）檢測、電梯有人檢測、區域入侵檢測、設備房熱成像共9種前景物體檢測技術應用。特征模式分析應用包括：司機疲勞檢測、人員跌倒檢測、人員恐慌檢測、人員在離崗、物品遺留檢測、閘機尾隨檢測共6種。運動模式分析應用包括：進站排隊時間、司機立崗作業標準檢測、站務接發車標準化作業檢測、隔欄傳物檢測、扶梯逆行檢測共5種。視頻后臺還在支持圖像質量檢測、錄像完整性檢測、設備運行狀態檢測、統計數據可視化共4種運維功能。

視頻實時分析自動扶梯運行情況，發現人員逆行、跌倒， 視頻后臺反饋信號給車站平臺，車站平臺彈窗告警，支持人員聯動，在確認安全情況下，也可進行遠程啟停操作。

三、綜合效益分析

（一）經濟效益分析

以一條30座車站的線路為例，在既有線路上改造并實現以上智慧化功能預估需投資3.72億元，改造完成后每年可實現增收節支約5200萬元，預計7.2年可收回投資成本；在新線建設階段增加以上智慧化功能，預估投資可降至2.1億元，每年可實現5200萬元收益，預計4年可收回投資成本。隨著技術成熟度和應用水平的不斷提高，車站智慧化帶來的經濟效益將更加顯著。

（二）社會效益分析

1.提升乘客出行體驗：智慧乘客服務主要聚焦提升乘客出行體驗，解決乘客出行過程中信息獲取不暢通、個性化需求無法滿足等問題，以“主動服務、智能精準推送”為方向，以掌上地鐵為線上服務統一入口，集成線下數智服務，場景化點對點給乘客一體化貼心服務。服務市民從起點到終點的全過程，打造數字化、智能化的出行方式。

2.提升車站管理水平：基于車站員工工作場景需求，解決車站員工無法及時感知車站運營態勢、突發應急事件響應滯后、車站管理效率低下等業務痛點，通過對設備系統進行改造，滿足車站管理提升的需求。

3.提升設備運維智能化管理水平：對車站機電、票務、供電、通訊及信號等設備開展健康管理，解決設備巡查困難、巡視檢修人力成本高、設備狀態難以監測等痛點，實現對設備的智慧化維修管理，為合理制定維修方案、自動生成工單及報表、降低對員工檢修經驗的依賴提供支撐，逐步實現以狀態修替代計劃檢修，提高維修的精準性和經濟性。

探索智慧車站最佳實踐，引領行業創新，推動企業發展及轉型。以一流管理、一流設施、一流技術、一流服務打造全球軌道交通標桿的企業愿景為目標，通過技術創新、系統試用、標準探索及融合驗證等手段，總結建設經驗，完善設備設施，加大創新力度，形成統一標準，力爭業內領先地位，引領行業創新。通過轉型，可以借助數字化創新，加快內部流程、業務模式等方面的變革，從而拉動軌道交通產業升級，推動產業生態重構。