智慧城市軌道交通運營管理信息化建設研究

顏雪、黨銀虎

（濟南軌道交通集團有限公司，山東 濟南 250000）

0 引言

軌道交通建設是當前城市建設項目的重要組成部分，也是未來許多城市的建設重點與發展方向，但軌道交通通常建設周期較長且資金投入巨大，在后續運營過程中也需要持續的資金支持[1]。因此，高質高效的軌道交通運營管理便成為新的城市建設課題。高質高效的運營管理必然需要依靠信息化技術手段，通過信息化手段實現對數據的自動收集與分析，不僅可以節約成本，還能為后續其他城市的項目信息化建設提供經驗。

1 智慧城市軌道交通信息化建設的實際效用

軌道交通運營管理的信息化建設集中在數據處理方面，信息化系統可以通過智能手段對運營管理所需數據進行采集，再通過傳感器對其整合處理，使之符合下一步數據分析的需求。通過對數據智能分析，可以最終得出軌道交通系統運營管理的決策方向。

1.1 提供數據智慧采集服務

在數據的智能采集方面，通常是通過專門的信息化設備進行信息采集與錄入。完成軌道交通信息化建設后，可通過專門的設備對軌道信號進行采集，從而完成對整個軌道交通運轉狀態的實時跟蹤。數據采集完成后，信息化智能系統會自動完成數據傳輸，將相關數據傳輸至管控系統，方便管理人員對整個軌道交通的實際運行進行實時跟蹤管理。另外，軌道信號的采集與分析也能對后續的軌道交通運營狀況分析提供數據支持。

1.2 提供數據智慧融合功能

對數據的融合整理是整個數據處理過程中的重要部分，信息化系統所收集到的大量紛雜數據必須通過融合整理的過程才能為后期的深入分析與指揮決策提供必要的數據支撐。融合整理階段，簡單來說便是通過各種配套傳感器對采集到的軌道交通數據進行融合整理與基礎分析，以確保龐大、紛雜的數據能夠實現整齊分類，便于下一步的數據挖掘分析。相關數據處理系統會把收集到的原始數據處理為參數數據，再通過智慧網絡進行辨別，將其處理為決策數據，形成完整的數據處理流程。

1.3 實現數據智慧挖掘分析

數據的智能挖掘分析是以數據智慧采集與智慧融合為基礎，通過對數據的深層挖掘分析得出對應的分析結果，可以有效提升軌道交通運營管理效率。在軌道交通信息化建設中融入智能挖掘分析進行數據處理，可以在原本的信息化處理基礎上實現對數據分析的深層優化，也能在基礎的數據分析過程中發現問題，可以在一定程度上推動城市軌道交通運營管理信息化建設進程。

1.4 根據數據智能指揮決策

根據既得數據進行智能指揮決策是整個軌道交通信息化流程的最后環節，其指揮決策功能主要分為調度體系系統與決策體系系統兩個部分，可以通過實時監控軌道交通的實際運行、計算、分析、決策等，提升軌道交通的安全性與穩定性。在調度體系系統方面，軌道交通的信息化建設可以實現傳送、監控、通信、測評、練習等多種功能，這些功能共同構成了信息化的調度體系系統。這些功能能夠在實際應用過程中提升軌道交通的運行安全性、保證軌道交通的高效性與暢通性。另外，在緊急情況下，系統可以對現有數據進行整合分析，快速選擇最佳應急方案，可更大程度地保證軌道交通的正常運行。決策體系系統則主要由人機接口、知識庫、數據庫、推理體系、模型庫等部分構成，其功能劃分如下。一是人機接口：使軌道交通工作人員能夠與信息化系統進行直接溝通與聯系，通過問答系統、數據產出等方式完成信息傳達。二是知識庫：使信息的表達更加規范、完善。三是數據庫：進行數據儲存。四是推理體系：根據已知信息完成推理，并輸送推理結果。五是模型庫：為決策體系系統提供技術支撐，并為整個系統的正常運轉提供保障。

2 智慧城市軌道交通信息化建設的設計原則

2.1 標準化原則

在城市軌道交通的信息化建設之中，應首先保證所有建設工作具有統一的標準，各項建設工作內容明確、清晰。相關人員應對軌道交通運營管理的信息化建設具體要求及實際情況進行綜合考量，并以清晰的流程脈絡為基礎，建立科學完善的管理模型，便于以統一的工作標準完成整體軌道交通運營管理的信息化建設，為后續軌道交通的高效管理、運營奠定良好的基礎。

2.2 保質保量原則

軌道交通的信息化建設還應嚴格遵守質量與效率雙把控原則，在保證信息化建設綜合質量與功能的基礎上，盡可能縮減系統運行流程，取消不必要的運行程序，使信息化系統在正式投入使用后能夠最大程度地提升軌道交通的運營管理效率，這樣也能實現軌道交通信息化建設的高效發展，同時能充分體現信息化建設的優勢。在后續使用過程中，還應根據實際使用情況持續完善系統流程，以確保信息化建設的高效落實。

2.3 可行性原則

軌道交通的信息化建設還應充分考慮整體系統的綜合可行性，使之能夠滿足軌道交通運營管理的實際需求。相關建設人員在前期綜合規劃過程中，應充分考慮軌道交通的實際建設需求、相關運行企業的發展需求、不同居民的出行需求等多種因素，使整體信息化系統具備合理性、科學性與可行性，這樣才能大力推進我國智慧城市軌道交通運營管理信息化建設進程。

3 智慧城市軌道交通信息化建設的設計與應用

3.1 系統的目標構建

軌道交通的信息化建設首先需要具備明確且清晰的設計目標，以方便后續實際設計工作的展開。例如，確定登錄功能、車站管理功能、列車管理功能等，使整個工作系統能夠實現使用權限的劃分、車站線路信息的錄入與管理、車輛運行線路的錄入與管理等。

3.2 系統的整體結構與功能細化

結合整體軌道交通運營管理系統的實際需求，當前階段現代化建設的需要，以及整體系統的可行性要求，在整個信息化系統的總體設計過程中，應充分考量后期運營管理需求，填充各種運營管理所需功能，以確保軌道交通的順利運營[2]。軌道交通運營管理系統需具備如下基礎功能：第一，車輛位置無線傳輸系統。通過GIS 及北斗定位技術，可實現對車輛具體位置的實時捕捉，同時軌道交通系統內部有移動數據網絡全覆蓋，如此可完成對車輛位置信息的實時把控。第二，通信信號監測系統。該系統承擔著監控軌道電路、連鎖系統等多個關鍵任務。由于所有的軌道交通的內部信息傳輸都需要依靠通信信號，因此確保監測信號暢通尤為重要。第三，蓄電池監測系統。蓄電池監測系統的主要任務是對列車的實際運行情況進行監控，并對其實際運行情況進行分析。其主要是通過對蓄電池預計時間內放電預估電池容量、浮充及充放電情況進行分析而實現監測功能。第四，在線健康監測系統。此系統的主要作用是對車輛的實際運行狀態進行監控，以保證軌道交通的安全性，維護其正常運行。監測范圍包括走行部監測、弓網監測、軌道監測等。第五，軌道旁監測系統。此系統是對車輛運行軌道旁實際環境的監測，監測目的也是保證軌道交通的正常運行。第六，智慧DCC 系統。智慧DCC 系統可以實現檢修任務、作業表單、車輛庫區狀態、運營計劃、車輛管理等方面的功能，能夠有效提升相關環節的工作效率與水平。第七，車輛檢修系統。車輛檢修系統可以實現軌道交通內部運行車輛的檢修計劃設計、故障管理分析、作業管理控制等功能，能夠有效提升軌道交通車輛檢修工作的實際效益。第八，橋梁隧道結構監測系統。橋梁與隧道是軌道交通可能涉及的特殊地段，橋梁隧道結構監測系統可以有效實現對特殊地段拱頂下沉、地表沉降、土地位移狀態的監控，使相關運營管理人員能夠有效評定運行狀態，提升軌道交通運行的安全性。

3.3 信息化系統的應用價值分析

信息化軌道交通運營管理，可以有效提升綜合管理效果，主要體現在以下四個方面。第一，在智慧數據分析方面，系統能夠有效實現對列車實際運行狀態的數據收集與分析，從而保證所有軌道交通列車正常運行。第二，在智慧模型構建方面，系統可構建軌道交通內所有列車的健康模型，便于相關人員對車輛的綜合狀態及安全性能進行評估，方便車輛綜合管理。第三，在智慧運行方面，系統能夠實現對車輛的運行周期、服役狀態、檢修情況、網軌維護等多個方面進行綜合優化管理。第四，在智慧安全管理方面，系統可實現對安全系統監控、設備運行狀態監控、車輛運行監控等軌道交通綜合監控的安全管理。

4 智慧城市軌道交通信息化建設的實際措施

4.1 確立明確的建設目標

在智慧城市軌道交通信息化建設過程中，應首先確立清晰、明確的建設目標，使之能夠符合目標城市軌道交通運營管理需求，使實際建設工作的各項內容更具針對性，更符合目標城市的實際需求。軌道交通信息化建設目標應能夠滿足提升企業運營管理綜合效率的需求、優化運營管理資源配置的需求、減少運營管理綜合消耗的需求，同時應符合信息時代現代化建設的需求，這樣才能構建出科學、完備的信息化系統。目標確立后，相關工作人員應以建設目標為基礎，綜合開展信息化建設計劃的制定與完善，不斷提升信息化系統的運行效率與城市軌道交通運營的安全性[3]。

4.2 細化建設工作內容

在信息技術與計算機網絡的應用方面，軌道交通信息化系統的建設應以所需基礎功能為基礎，以預期需求為發展目標，逐漸形成完善、豐富的功能拓展系統，保證綜合系統的合理性與先進性；在信息化管理系統方面，軌道交通系統的信息化建設應以先進的信息技術手段與多種管理設備為基礎，共同構建功能完備的軌道交通運營管理系統。在此系統下，軌道交通運營管理工作可以實現對資料的有效收集、管理方案的優化、運營政策的調整，并且能夠在大數據以及信息資源共享的前提下，進一步實現運營管理工作的優化與升級。

4.3 優化資金指向，全面提升性能

軌道交通信息化建設需要大量的資金支持，為確保信息化建設的整體水平，提升資金投入的有效性，相關運營管理企業應優化資金指向，提升設備綜合性能，保證信息化建設的實際成效。在前期設計階段，應以完善的信息化設計方案為基礎，合理開展資金管理工作，必要時可加大投入力度，以有效推進信息化建設進度。與此同時，相關企業要對運營管理相關設備的實際效能要求進行不斷的優化與調整，以保證軌道交通運營管理信息化系統能夠始終保持高效的運行狀態。

4.4 加大軌道交通信息化管理人才的培養力度

信息化系統的構建只是軌道交通運營管理成效提升的第一步，管理效率與管理水平的保持還需以軌道交通信息化管理人才為保障。因此，相關運營管理企業應加大對相關人才的培養，如通過嚴格考核、定期培訓、專業人才引入等多種方式不斷提升運營管理團隊的綜合素養。另外，對于部分特殊崗位的工作人員，必須定期進行專業的、針對性的培訓，使之能夠始終保持較高的職業敏感度。例如，涉及安全管理工作的相關人員，應對軌道交通相關設備的運行狀態與數據等有清晰認知，一旦出現數據非正常浮動等現象，需要及時處理，有效消除安全隱患?？傊?，企業應保障所有軌道交通工作人員均具有較高的專業水平與服務意識，能夠獨立應對突發事件與特殊情況。

4.5 完善各項設備的檢查維護與應急救援體系

軌道交通的信息化運營與管理有賴于相關設備，如果重要設備出現突發性損壞，則有可能影響軌道交通系統的安全性與穩定性[4]。因此，軌道交通系統管理人員應制定完善的設備檢修與維護體系，對所有設備進行定期維護與檢修，避免因零部件老化、電路超負荷、設備達到使用年限等問題引發安全事故。另外，需要制定完善的應急救援系統，一旦發生意外，按照應急預案展開高效的救援。應急救援系統的總體框架見圖1。

圖1 應急救援系統框架

5 結語

總的來說，目前我國智慧城市軌道交通的信息化建設仍然處于起步階段，在整體建設速度、功能設置、先進程度、系統優化等多個方面都存在進步空間。但通過不斷的經驗積累與技術突破，相關系統的設計會越發完善，進而更好地推動我國智慧城市建設進程。