智慧城市背景下的智慧地鐵建設

毛澤晨

摘 要：隨著科技的發展和經濟的增強，城市發展進入了新的階段。在智慧城市發展中，智慧城市的理念得到了進一步的應用。智慧城市是通過先進技術的開發和應用，對城市公共基礎設施的進行優化，從而為城市居民提供更好的條件，讓居民真正享受到科學技術發展所帶來的社會福利。智慧地鐵是重要的交通設施，也是智慧城市的智慧地鐵。基于智慧地鐵建設模式的智能化更新，是根據實際發展需要和建設目的進行。因此，文章分析了智慧城市背景下智慧地鐵發展的建設方向，探討了智慧地鐵的創新方向，以此來推動智慧城市的發展。

關鍵詞：智慧城市;智慧地鐵建設;系統構架

中圖分類號：F572.88 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）05-0118-03

0 引言

基于智慧城市的不斷開發，智慧地鐵建設的指導思想是現代化技術融入社會發展和有效管理理念。智慧地鐵建設提升了地鐵運營水平，提升了乘客的出行體驗。智慧地鐵建設可以提高地鐵運行的智能化水平，使其成為功能更齊全、體驗更舒適的交通系統。通過支持行業的發展，為智慧城市的可持續發展做出必要的貢獻。

1 智慧地鐵建設工程概況

無錫地鐵共完成兩期規劃，第一期規劃包含1號線、2號線，二期規劃包含1號線南延、3號線一期、4號線一期，地鐵1號線貫穿南北快速軌道線路，全長29.42 km。起于惠山區堰橋站，止于濱湖區長廣溪站，自北向南貫穿5個市轄區，是主要的干線路。2號線是貫穿城區東西的快速軌道線路。全長約26.6 km，設站22座，是橫貫市區東西的主動脈。1號線南延線全長5.187 km。共設車站3座，為地下標準車站建設。3號線一期路線全長約28.5 km，均為地底敷設，車站21座。4號線一期起自劉潭站，4號線一期線路全長24.6 km，為地下線。

2 智慧地鐵建設關鍵點

在智慧地鐵建設中，采用智能安防設備，保障線路的穩定性。智能安防系統采用智能傳感器監控站內環境、列車設備和乘客的異常行為，將傳感器接信息傳遞給總控站，以便管理人員及時處理。安防設備用于解決地鐵運營中出現的安全問題和其他突發事件。智能安防系統和安防設備的使用，提高了地鐵運行的穩定性和安全性。

3 系統架構

無錫智慧地鐵總體技術架構主要由六大功能層（感知層、傳輸層、平臺層、數據層、應用層、展示層）和四大體系（保障體系、技術標準體系、網絡安全體系以及數據治理體系）構成。

3.1 感知層

感知層實現是數字化轉型的基礎，數據的檢測主要信息系統和設備的采集，包括攝像頭、傳感器和自動監控設備。

3.2 傳輸層

隨著技術的進步，傳輸系統的應用也得到了不斷的更新，增加了站級設備，減少了分散運維的可能性。打造了高容量、低時延的通信服務，基于實施5G技術發展，使用成熟的以太網，保證信息系統的穩定運行。

3.3 平臺層

構建功能齊全、安全可靠、迭代更新的獨立城軌云和大數據平臺。實施城軌業務統一部署、資源配置和運維統一。構建大數據平臺，克服傳統運維管理數據交換障礙的問題。使用3個主要業務網絡來執行主要業務功能。安全網用于提供智能化運營服務，是計劃服務應用的載體。內部網絡用于智能管理、智能施工、智能設計等應用。外部網絡用于傳輸客戶服務或公共網絡，并在網絡之間進行邊界保護。

3.4 數據層

采集生產數據和管理數據，以此來提供數據服務。提供可視化控制、仿真和趨勢預測等全方位服務。

3.5 應用層

根據業務需求，智慧業務建設需要圍繞運營管理、集成開發和業務管理領域展開[1]。

3.6 展示層

中心級展示端是線網級智能綜合調度、應急響應，公共交通資源的信息共享和企業管理協同運作三大功能的統一展示平臺。車站級展示包括面向乘客服務和車站管理人員兩大應用。智能移動端擁有互聯網接入能力，面向乘客服務和管理人員，致力于提供個性化、人性化的服務。

4 城軌云與大數據平臺及無線系統網絡

結合軌道交通智能化技術發展趨勢，需要解決軌道交通弱電系統（包括通信、信號、綜合監控、門禁、自動售檢票、安防）傳統建設方案，即系統間數據存儲分散、相互獨立、接口多，實現數據利用價值的充分挖掘和系統間資源共享。有必要結合新的信息和智能技術，進一步研究軌道交通的智能化系統。無錫地鐵建設城軌云平臺，定位范圍是線網生產網絡云平臺[2]。

5 智慧乘客服務

5.1 人臉識別技術

基于人臉識別的智能側門應用與5號線、6號線、4號線二期智能車站相結合。設備區門禁采用人臉識別技術，員工可以通過人臉識別直接進出設備區。

5.2 人工智能輔助技術

人工智能輔助測繪和集中測繪開始在4號線二期搭建試點安檢一體化平臺，通過網絡對全線地鐵車站安檢設備進行有機整合，通過網絡對全線所有車站安檢設備進行運營管理，結合人工智能輔助測繪，實現安檢設備和安檢人員的監控管理、設備管理、統計管理和人力管理。

5.3 智能客服

智能客服與5號線、6號線、4號線智能車站相結合，在車站設立開放式智能客服中心，為同時服務收費區和非收費區的乘客提供支持。它還具有傳統售票亭BOM的售票處理功能。無人值守時，乘客可以通過遠程座椅直接與車站控制室對話，逐步引導乘客自行操作，減少售票亭工作人員的工作量，最終實現一體化無人售票。

5.4 電子誘導系統

乘客信息顯示與引導與5號線、6號線智慧車站試點相結合。利用車站電子誘導顯示屏作為顯示載體，將運營服務信息（如車站客流信息、車站出入口信息、列車服務信息、列車車廂擁擠信息、車站設施設備信息、換乘信息、潮汐客流誘導信息、周邊環境及公交接駁信息、公共信息公示等）以及緊急情況下的應急信息發布給乘客，引導乘客更高效。電子誘導系統在原有乘客信息系統的基礎上，擴大了顯示屏的覆蓋范圍，豐富了顯示內容。

5.5 ISCS系統

車站一鍵開關站與5號線、6號線、4號線智能車站結合，ISCS系統將根據ATS提供的時刻表，在規定時間內，按照規定程序自動開站。車站作業開始前30分鐘（根據需要配置，車站ISCS會提醒您自動啟動車站，車站值班員會點擊確認。根據ATS提供的時間表，ISCS系統將在運營結束后的規定時間內按照規定的程序自動關閉車站。ISCS系統自動啟動車站關閉廣播，提醒滯留乘客和工作人員車站即將關閉。車站值班員確認具備閉站條件后，通過ISCS辦理確認手續[3]。

6 智慧車站試點

按照“智能+場景”的建設思路，集自助客服終端、車站PIS屏信息發布、智能引導屏、智能安檢、綜合車站管理平臺、綜合看板、一鍵開關站、客流分析、預測與控制、視頻全景站巡、設備區人臉門禁門禁、綜合安防管理、車控室外電話、綜合車控室、站臺門安全與防夾、智能照明、機電彩板在線監測與健康管理、機房智能巡檢機器人、環境控制與節能。推進車站智能診斷、自動運營、綜合顯示、自主服務，提高車站運營效率和效益，滿足旅客智慧出行需求。

7 智能運輸組織

基于定位軌道交通管理網絡層面，實施線網統一管理和事件的有效化解，以此來達到旅客出行快捷的總體目標。對于運營網絡指揮、突發事件響應、線路客運服務和輔助決策等，確保可以高效的履行職能，實施面向線的協調。與各線路的專業數據進行結合，可以直觀的展示風險源，并聯動應急預案，以此來分析提取應急物資、應急人員等與風險源相關的信息。智能運輸組織具體功能包括接收事件報告、事件分類、發布指令、信息報告、持續評估、應急資源管理、應急評估、應急決策和個體應急功能。對于客流預測與動態監測，實現了客流信息的發布和乘客畫像分析，基于歷史數據的綜合數據分析，以此來對車站客流進行全面的預測，同時對乘客進行統計，以便做好現場的客流疏導工作[4]。

8 智能能源系統

智慧地鐵車站綜合節能通過電、水、氣等實時在線監測分析，實現電能質量分析和電費管理功能。生成主站級、線路級用電報表數據、歷史曲線、控制配電系統和統計數據，根據變電站和子系統和鏈條，分析每條線路的容量。自動生成站級、線級用水量上報數據，實時檢測用水量，基于設計值提供異常報警。在現場部分，分析天然氣使用量。采用三工位電氣隔離柜監控系統，對地線進行可視遠程連接。在供電系統中實施雙向變換技術，采用24脈波整流+雙向變流器的方案，實現整流和逆變工況，確保了最大限度地利用能量。對于智能單導，相關裝置附在段輸入輸出線的頸部，根據列車輸入輸出段和網絡的狀態控制晶閘管的通斷，以此來減少電源漏電流以及腐蝕帶來的影響。對供電負荷數據進行在線分析和算法仿真，并以此來做好可視化管理，為變電站運行提供系統支持。光伏發電用于應用服務車庫屋面發電，光伏能源使用約6.5萬 m2，可以為停車場提供照明[5]。

9 裝配式應用

裝配式軌道：以無錫鐵路軌道區標準化管理要求為指導，形成軌道建設期間軌道區綜合管控平臺技術標準，按照線網建設方案建設應用軌道區綜合管控平臺。裝配式機房：利用BIM技術對機房內的設備和管道進行優化設計的綜合布局，并編制出設備和管道預制模塊的劃分方案和模塊化施工圖。進行場外預制（在加工廠預制加工），根據裝配圖在加工廠完成模塊化組裝調試，實現機房在施工現場快速模塊化免焊接裝配。

10 全生命周期BIM管理平臺

以BIM施工管理平臺為基礎，實現建設公司現有信息平臺的整合，為企業建立多元化的BIM技術發展規劃，真正將生產管理平臺應用到每一個地鐵項目中，使BIM技術在無錫地鐵的應用更加規范化、常態化。通過對施工數據的有效分析和組裝，可以直觀地展示分析結果，提供決策支持。結合BIM系統施工管理平臺建設，梳理施工公司各部門的工作清單、工作流程和要求，對65個子單位項目進行清單匹配。完成BIM施工管理平臺、施工集成平臺、可視化APP的集成，完成盾構監控、智能工地、文明施工、視頻監控等平臺的接入，實現數據實時交互。

11 保障措施

11.1 制度保障

基于“愿景引領、數據驅動、集成創新、合作共贏”的數字化轉型基本理念，構建集中管控、權責清晰的數字化轉型管控體系，建立務實高效的數字化轉型管理體系。系統設計要有利于發揮業務部門的主動性和積極性，發揮數字化管理部門統籌、協調、整合、創新的信息資源優勢。

11.2 組織保證

決策層：在集團網絡安全和信息化領導小組的領導下，堅持“規劃一張圖，構建一盤棋，整合管理，投入一支筆”基本原則，做好頂層設計。將集團數字化轉型規劃任務自上而下分解到各業務部門和單位，并納入業務機構年度績效考核。協調層面：整體推進。信息部作為集團網絡安全和信息化領導小組的日常機構，統籌企業生產和企業管理數字化轉型的各項工作，為集團相關決策提供支持。執行層：建立有效的信息治理結構。專職部門承擔集團核心系統的建設、運營、數據管理等具體工作，實現人才培養和知識積累。以“職業經理人”“揭榜”“技術大賽”等方式創新管理機制，激發員工動能。

11.3 人才保障

建立適應集團數字化轉型需求的人才隊伍，加強信息系統架構師、大數據專家、人工智能、物聯網等專業人才的引進和培養。根據市場IT人才供給情況，關鍵崗位薪酬與市場接軌，提供有競爭力的薪酬激勵機制。

11.4 技術支持

選擇有實力的合作伙伴，跟上新的技術進步。數字基地項目建設采用總承包模式（總設計、總實施、總關懷），以加快項目實施，減少接口協調，保證規劃技術框架的整體實施。建立技術協同創新平臺（如聯合實驗室、技術創新中心等）驗證新技術的應用，積極探索業務創新、管理創新和技術創新。

11.5 資金保障

一是在地鐵新線工程概算中安排智慧專項資金，保證智能化建設支出;二是地鐵機電工程項目中，應按規劃實施智能化應用，相關費用納入機電工程預算，資金來源在初步設計和施工圖設計中統籌落實;第三，積極探索靈活多樣的對外合作方式，引進技術和資金。（6）行業落地。利用地鐵智能化升級進程的契機，支持行業落地。無錫時代智能交通研究院可支持智能系統集成、咨詢服務、智能運維集成、減震材料等服務。太湖云災監測與智能現場組裝產業基地支持組裝站、軌道、機房建設[6]。

12 結語

綜上所述，基于智慧城市的建設發展，完善智慧地鐵建設應用系統以及數據和信息的共享功能，提高地鐵系統的運行智能化水平。制定智慧地鐵建設方案，推動其他線路的智慧地鐵建設。在地鐵智能化建設中推廣高科技、智能化的運用，擴大高新技術在地鐵智能化中的應用范圍，提升智慧商業、智慧服務、智能客戶服務和交通服務。通過推進智慧地鐵建設，更進一步的推動了智慧城市的快速發展，為經濟快速發展貢獻了必要的力量。

參考文獻

[1] 王龍，豐琰.智慧城市背景下的智慧地鐵建設[J].城市軌道交通研究，2021，24（10）：284-285.

[2] 趙奕.深圳地鐵智慧車站建設淺析[J].城市軌道交通，2021 （9）：21-24.

[3] 蔡玉萍，方漫然，張亦然.南京地鐵智慧車站建設探索與思考[J].城市軌道交通，2021（9）：25-27.

[4] 田永喜.太原地鐵智慧車輛段建設探索[J].現代工業經濟和信息化，2021，11（7）：194-195.

[5] 鄧敏，趙明桂.城市軌道交通智慧車站建設探討[J].現代交通技術，2020，17（5）：78-82+86.

[6] 梁樑，宋智翔.新基建背景下北京智慧軌道交通建設路徑分析[J].城市軌道交通，2020（8）：18-21.