不同城市軌道交通車站智慧運維模式優化

周芳　王力

摘 要：本文通過分析車站屬性功能、交通功能、用地功能三個維度共15個變量，建立GWR客流特征模型將城市軌道交通車站精細化分類，在此基礎上，本文進一步進行不同類型車站智慧運維模式優化研究，建立乘客出行行為庫，精細化不同場景聯動方案，促進城市軌道交通智慧車站科學合理地建設，提升車站運維效率，為地鐵高質量可持續發展奠定了基礎。

關鍵詞：客流特征 車站分類 智慧車站 智慧運維 場景聯動

1 引言

隨著4.0信息工業變革，我國城市軌道交通行業新型科技發展迅速，目前信息化的建設成果已經初具規模。在《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》中明確指出智慧城軌建設是現代大城市交通的發展方向。目前，城市軌道交通車站數量較多，若針對一站一運營方案，需要編制相應的規章制度方案等，容易造成車站工作人員重復工作，對于管理者來說成本較大，因此，本文將對不同車站的分類進行研究，從而為探討城市軌道交通車站智慧運營管理模式提供了便利。

2 城市軌道交通車站客流特征和車站分類方法

2.1 城市軌道交通車站客流特征

客流是通過車站節點進行輸送的，而不同類型的車站承載的客流量特征并不相同，例如位于居住區的車站和位于對外交通樞紐（火車站）的車站，同樣大小的客流量在運營管理方面人員、設備、方法等不一樣。本文將通過研究不同類型的車站的客流特征函數，從而進行車站分類[1]。

圖1表示了客流的交通量、密度、速度三者特性之間的關系。圖中，虛線部分是非穩定流或者強迫流；實線部分是穩定流。對于穩定流，即區段的進入流量等于離開流量，則區段內沒有排隊現象產生；對于非穩定流，即區段內有排隊現象。Qm、km、ki、Vm、Vt分別代表車站的最大客流量、最佳密度、堵塞密度、臨界速度、暢行速度。當Q<=Qm，K>km，VVm時，交通暢通。

通過建立基于地理加權回歸模型GWR下的車站客流特征函數來描述不同車站客流特征，GWR地理加權回歸模型的公式如下[3]：

（1）

式中，——車站的客流量；——車站i的經度、維度；——處的截距；n——自變量的數量；——在的回歸系數；——自變量；——車站的模型殘差。

為了更為科學合理全面地表示車站客流特性，即客流量的大小，客流的密度、客流速度，本文將選擇車站功能屬性、車站交通特性、用地性質三個維度中的15個自變量因素，如表1所示[4]。

2.2 城市軌道交通車站分類方法

本文選擇西安地鐵2號線車站為例，西安地鐵2號線車站屬性、交通特征變量如表2所示。

將上述自變量數據代入地理加權回歸模型GWR的車站客流特征函數，通過層次凝聚類法分析得到2號線車站聚類樹狀圖2。

車站分類結果如下所示[11]：

（1）居住型車站：鳳城五路，市圖書館，大明宮西，龍首原，會展中心，三爻，鳳棲原，航天城，韋曲南。居住型車站的乘客多為周邊居民，工作日客流多以通勤目的為主，與辦公型車站之間客流聯系密切，強度大。

（2）辦公型車站：北苑，行政中心，安遠門，永寧門，緯一街，運動公園。辦公型車站的乘客多數是以通勤為目的，工作日早晚高峰客流巨大。

（3）商業型車站：南稍門，體育場，鐘樓，小寨。商業型車站節假日客流高峰明顯，工作日是晚高峰客流較大，多數乘客在下班之后會來到商城購物，與辦公型車站之間客流強度較大，

（4）旅游觀光型車站：運動公園、大明宮西、龍首原、鐘樓、永寧門。旅游觀光型車站多數位于城市旅游景點、公園等地區，旅游高峰客流較大。

（5）對外樞紐型車站：北客站。對外交通樞紐型車站主要接駁汽車站、火車站、飛機場，客流量大。

（6）樞紐型車站：行政中心站、鐘樓站、小寨站、北大街。樞紐型車站主要是與城市其他軌道線路、城市公交線網接駁較多的車站，車站客流換乘需求較大，客流復雜。

3 城市軌道交通車站智慧運維模式

目前車站管理設置“站長—站長助理—值班站長—值班員（行車值班員、客運值班員）—站務員（站臺崗、客服中心崗）”5個崗位層級，每座自然站設置1名站長，換乘站設站助1名，每座車站設置4名值班站長，分別管理4個班組，每班組1名行車值班員、1名客運值班員、1名站臺崗、票務中心崗，采用四班二運轉輪班制，根據有些對外交通樞紐車站運營時間會根據接駁樞紐到發時間變化，另一方面車輛夜晚需要檢修，因此目前我們地鐵車站并沒有實施24小時營業[5]。智慧車站利用先進技術同時賦能于人和物質（設備），是人、建筑和環境相互協調的整合體，具備自主采信、學習、決策等更高效能的智慧能力，實現設計、建造、運營、服務、維護等從“生產范式”向“服務范式的轉變[6]。通過分析車站整體運作情況，車站業務功能可分為車站運營和車站維保，車站運營包括了乘客客運服務、票務運作、行車調度組織、人員管理4項；車站維保包括了機電、車輛、供電、通號、網絡設備運維5項，可被智慧車站替代的工作多為常規性業務，主要包括常規乘客問詢服務、票卡服務、行車設備運行、車站業務設備與系統運行、設備運行狀態監測等。不可替代的多為突發情況、異常情況等非常規的工作，如異常情況下車站設備人工操作等[7]。

4 不同城市軌道交通車站智慧運維模式優化

4.1 居住型

建立居住型場景聯動方案，通過綜合監控設備分析乘客行為，了解乘客規范行為程度，乘客可以根據每次乘坐建立乘坐積分，達到一定積分可以兌換禮品，乘客學習安全知識達到一定積分申請免安檢權限等功能。車站可以在工作日早晚高峰引資設立工作餐自動販賣機，節假日在車站開展休閑活動，對設備進行檢修，減少對乘客的影響。

4.2 辦公型

建立辦公型場景聯動方案，通過視頻監控分析乘客行為，了解乘客乘坐頻次強度最大的車站，可以為乘客提供工作日、工作地點優惠票卡權限，免安檢權限。節假日可以適當減少運營成本。

4.3 商業型

建立商業型場景聯動方案，可以設置節假日車站優惠票卡，增加列車班次，做好各項車站業務；可以為乘客提供工作日工作型車站到商業型車站之間的優惠票卡，增大客運服務力度，客流高峰前做好設備巡檢。

4.4 旅游觀光型

建立旅游觀光型場景聯動方案，開通旅游車站優惠票卡，吸引客流量，節假日和居住型車站、對外交通樞紐車站客流強度較大，增加相應客運組織、設備巡檢、乘客服務和人員管理。

4.5 對外交通樞紐型

建立乘客乘坐對外交通場景聯動方案，客流引導標識設置清晰，客流組織設施有助于乘客換乘樞紐，進出車站，車站安全運營力度提升；運營計劃要與其他樞紐運營計劃匹配，滿足乘客換乘需求。

4.6 樞紐型

建立乘客換乘場景聯動方案，換乘客流組織、客運服務、設備巡檢、人員管理增大，做好站內導航，避免上下行，不同線路客流交織。

5 結語

本文主要利用綜合監控設備建立的乘客出行行為庫，建立了不同車站類型的場景聯動方案，在車站運營和車站運維兩大模塊的客運組織、乘客服務、行車組織、人員管理、設備運維進行了進一步優化。車站智慧運維已經成為國內地鐵發展的主要目標，通過車站精細化分類，確定車站類別，有助于提高車站智慧運維的重點，提升運維效率，利用數字化、信息化、智慧設備做好人性化服務，提升了乘客體驗感，減少運營成本和工作人員的壓力，促進地鐵高質量可持續發展。

課題基金：陜西省哲學社會科學研究專項：“智慧旅游交通”引領縣域經濟發展——以西安市臨潼區為例（課題編號：2023HZ0768）。

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