智慧城市軌道交通發展水平分析

羅國鴻

關鍵詞：智慧;城市軌道交通;發展水平

前言

從地圖上看，城市公共交通像一張形態復雜而又設計巧妙的大網，將城市的每個角落有機地連結在一起。如果將城市交通比作人體的循環系統，那么城市軌道交通便是系統中的主動脈。它具有運輸容量大、遠距離、速達性、準時性等諸多特點，在擴大城市通勤半徑、緩解城市交通堵塞、優化城市交通布局等方面起到了重要作用。交通運輸部發布的《2020年城市軌道交通運營數據速報》的數據顯示，截至2020年底，全國（不含港澳臺）共有44個城市開通運營城市軌道交通線路共計233條，運營里程7545.5公里，車站4660座，實際開行列車2528萬列次，完成客運量175.9億人次。然而，從軌道交通密度來看，目前北京（0.33公里/萬人）、上海（0.32公里/萬人）與東京都（2.11公里/萬人）、巴黎（1.99公里/萬人）、紐約（1.24公里/萬人）等城市對比相距較大，城軌交通仍有巨大的發展空間。中信證券估算，至2025年我國城軌運營線路長度將達到1.4萬公里。賽迪智庫發布的《“新基建”發展白皮書》預測，在“新基建”所涵蓋的七大產業中，對高鐵和城軌的投資規模最大，預計至2025年直接投資將達到4.5萬億元。

1軌交智能化

伴隨不斷增加的運營里程、快速攀升的線網流量，尤其是大中型城市的軌交網絡日漸復雜，內生矛盾逐漸加劇，城軌交通的乘運安全和運營管理面臨著巨大的壓力和挑戰。例如，軌道線路之間關聯度越來越高，單個線路或節點發生突發或異常事件的影響范圍和嚴重程度會有更大的不確定性，因此對相關設備設施、人員、事件等安全監測要求提高;因運力運量不匹配、通行效率低等因素造成高峰時期車站客流擁堵，當前須實施限流措施以暫緩高峰壓力，對乘客出行效率帶來較大影響……這些問題暴露出，城軌相關部門需要站在全局化視角，用更高效的手段提高運行管理效率，確保乘運安全，改善乘客的出行體驗。與此同時，利用軌交得天獨厚的流量中樞，進行價值發現和創造也是軌交行業積極探索的方向之一。隨著5G、人工智能、物聯網、云計算等新興信息技術的演進和推廣，軌交智能化被認為是解決復雜系統內生矛盾的有效途徑。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》指明，“智能交通管理系統”是優先主題之一。近年來，國家出臺多項政策推動軌交智能化的建設發展。例如，2016年制定的《交通運輸信息化“十三五”發展規劃》中，要求充分利用信息技術改造傳統交通運輸業;2020年3月，我國城市軌道交通行業第一個“綱要”“規劃”類文件——《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》正式發布，提出將云計算、大數據、物聯網、人工智能、5G、衛星通信、區塊鏈等新興信息技術與城軌交通業務深度融合，實現大范圍、全方位、高效率的運行控制與管理，推進城市軌道交通系統向網聯化、協同化和智能化方向發展。該綱要指出，到2025年，中國城軌智慧化水平要進入世界先進行列，2035年達到世界領先水平。在政策出臺與發展需求的雙層驅動下，智慧城軌的建設和升級加速展開。根據中國城市軌道交通協會發布的《中國城市軌道交通2018年度統計和分析報告》與智慧交通網發布的《2018上半年我國城市軌道交通智能化市場簡要統計與分析》，目前城市軌道交通智能化項目投資占總項目投資約3%～5%，按同等滲透水平預測，到2025年，我國智慧城軌市場將達到千億規模。從目前城軌智能化發展的狀況看，以人工智能為代表的新興信息技術主要圍繞“保障乘運安全、提高乘車效率、優化客流管理、提升服務體驗”四大維度，并結合“車、站、路”不同場景落地智能化應用和解決方案。

2智慧城市軌道交通云平臺

2.1系統分布應用領域劃分

根據業務應用系統的特性以及運營管理單元的管理要求，可以將部署在云平臺上的眾多業務應用系統劃分為四個應用域。外部服務應用程序：互聯網票務系統、車站導航、客流引導、乘客對講、視頻監控系統和其他業務應用系統的部署方法。為了充分利用云平臺，每個業務應用系統都以容器模式連接并部署在集成的云平臺上。容器將軟件打包到標準化單元中，以促進單個業務應用程序系統的開發、交付、部署以及后續維護和升級。容器包含軟件、操作環境以及相關的系統，以確保穩定地操作。不受所有Linux環境中操作的影響以及環境差異的影響，減少了在共享基礎架構上運行其他軟件時的潛在崩潰風險。

2.2云平臺信息安全防護

根據《信息安全技術網絡安全等級保護安全設計技術要求》（GB/T25070-2019）的要求，連接到云平臺的業務應用程序系統將具有適當級別的信息安全保護系統，針對乘客服務、資源管理、媒體發布和其他業務的“系統自我保護”應用程序以及與資產管理有關的開發、管理、維護和付款應用程序。內部服務應用領域：主要用于項目管理、智能建筑模型、建筑單位的風險管理、日常維護、運營單位的管理和建設以及企業財務、合同和辦公自動化系統。安全生產應用：主要運行生產應用系統，包括乘客信息系統、自動售檢票系統、綜合監控系統和集中報警系統。運營和維護應用程序域：完整的應用程序和工具，主要用于云平臺管理、網絡管理、應用程序管理和安全管理。它旨在基于虛擬機隔離、容器隔離和微服務安全開發框架原理，應用程序到應用程序隔離和安全數據交換以及云到端安全保護策略的集成設計。它使用云平臺提供的微服務安全開發、體系結構和安全組件來實現安全機制，例如身份認證、權限管理、加密通信和安全存儲。

結束語

一塊塊“智慧城軌”的藍圖在新興科技的加持下逐漸被拼接起來。在拼圖的過程中，我們發現，城軌運營顆粒度在不斷細化，向主動的“人本服務”轉變。圍繞上文所述的四大維度，以車、站、路為主要場景的智能化升級只是開始，站在全局視覺進行城軌網絡化運營，并實現與智慧城市打通、聯動才是終極目標。

參考文獻：

[1]劉純潔.上海智慧地鐵的研究與實踐[J].城市軌道交通研究，2019，22（6）：1-6.

[2]中國城市軌道交通協會.中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要[J].城市軌道交通，2020（4）：8-23