趙健 趙瑜 程玉婷 宋莉

摘要：近些年來，我國城市軌道交通發(fā)展迅速，已經(jīng)逐步從“智能”時代進入了“智慧”時代。2020年3月，中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布了《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，明確為智慧城軌的未來發(fā)展提出了“1-8-1-1”戰(zhàn)略布局。筆者有幸結(jié)合所在實驗室的重點科研項目研究成果，在《2020年（第四屆）中國城市軌道交通車輛設(shè)備運維》大會上發(fā)表了相關(guān)的主題演講，詳細陳述了城市軌道交通發(fā)展的智慧化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;智慧城軌;技術(shù)研究

1? 引言

隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，城市軌道交通已經(jīng)開始由“智能”時代逐步進入“智慧”時代。所謂智能，即是具有自然科學(xué)的特征，是通過先進技術(shù)來給設(shè)備賦能，以實現(xiàn)自動化和無人化的目的，而智慧化則不同，其是將先進技術(shù)同時賦能于人和設(shè)備，以達到自主采信、學(xué)習(xí)、決策的目的，智慧化兼具社會科學(xué)和自然科學(xué)的雙重特征。而城市軌道交通的“智慧化”是什么樣的呢，需要應(yīng)用哪些智慧化的技術(shù)呢，即是本文將探討的主要內(nèi)容。

2? 城市軌道交通智慧技術(shù)發(fā)展背景

2.1黨的十九大對建設(shè)“智慧社會”的要求

黨的十九大對建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國、智慧社會做出重大戰(zhàn)略部署，提出推動大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合，在創(chuàng)新引領(lǐng)、綠色低碳、共享經(jīng)濟等領(lǐng)域培育新增長點、形成新動能，明確提出建設(shè)“智慧社會”，而智慧化的軌道交通在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化、多制式軌道交通運營階段應(yīng)運而生。

2.2《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》的發(fā)布

2020 年3 月，中國城市軌道交通協(xié)會遵循“推進城軌信息化，發(fā)展智能系統(tǒng)，建設(shè)智慧城軌”的建設(shè)主線，組織編制了《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，從行業(yè)層面對智慧城軌建設(shè)的發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)目標(biāo)、重點任務(wù)、實施路徑、體制機制和保障措施等進行了統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計，并提出了城市軌道交通發(fā)展的“1-8-1-1”戰(zhàn)略布局。

2.3人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)發(fā)展帶來的深度變革

隨著技術(shù)的突飛猛進，特別是大數(shù)據(jù)、云計算、網(wǎng)絡(luò)通信、AI 智能等新興技術(shù)的發(fā)展，為實現(xiàn)地鐵智慧化、智能化提供了可靠的技術(shù)支撐。智慧城軌應(yīng)用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)，全面感知、深度互聯(lián)和智能融合乘客、設(shè)施、設(shè)備、環(huán)境等實體信息，經(jīng)自主進化，創(chuàng)新服務(wù)、運營、建設(shè)管理模式，構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的新一代中國式智慧型城市軌道交通。

3? 城市軌道交通智慧技術(shù)研究

3.1智慧城軌技術(shù)架構(gòu)

按照智慧城軌發(fā)展綱要的“1-8-1-1”的布局結(jié)構(gòu)，即是鋪畫一張智慧城軌發(fā)展藍圖;創(chuàng)建智慧乘客服務(wù)、智能運輸組織、智能能源系統(tǒng)、智能列車運行、智能技術(shù)裝備、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智能運維安全和智慧網(wǎng)絡(luò)管理八大體系;建立一個城軌云與大數(shù)據(jù)平臺;制定一套中國智慧城軌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。而根據(jù)當(dāng)前的智慧城軌發(fā)展情況，筆者認(rèn)為可以將智慧城軌的技術(shù)應(yīng)用分為分別面向智慧車站、智慧出行、智慧運維、智慧服務(wù)、智慧調(diào)度、智慧段廠、智慧經(jīng)營和智慧行車等方向的應(yīng)用技術(shù)，其以全自動運行下的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析平臺和城軌云基礎(chǔ)設(shè)施為應(yīng)用基礎(chǔ)，詳見圖1。

3.2智慧車站技術(shù)

智慧車站是智慧地鐵的管理單元，是在原有的數(shù)字化、智能化車站的基礎(chǔ)上，充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算AIOT、數(shù)字孿生等新一代技術(shù)，面向乘客提供全方位體驗、面向維保提供智能運維數(shù)據(jù)支撐、面向站務(wù)提供全景管控、面向管理提供決策支持，實現(xiàn)更安全的運營、更智慧的服務(wù)、更高效的管理目標(biāo)，在全息感知、數(shù)據(jù)控制、智能診斷、業(yè)務(wù)閉環(huán)、主動進化五個方面開展智慧系統(tǒng)建設(shè)工作。智慧車站以車站綜合運管平臺為核心，為車站設(shè)備管理、乘客服務(wù)使用和員工內(nèi)部管理等提供高度集成的、智慧化的全新地鐵車站管理平臺，該系統(tǒng)是智慧車站管理的主要支撐系統(tǒng)，是車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能進化。

3.3基于全自動運行系統(tǒng)的綜合監(jiān)控技術(shù)

全自動運行系統(tǒng)已經(jīng)成為未來城市軌道交通發(fā)展的主要方向，尤其是基于GoA4最高自動化等級的線路已經(jīng)開始受到很多城軌公司的青睞，比如當(dāng)前正在建設(shè)的蘇州軌道交通5號線，即將于2021年6月開通運行。傳統(tǒng)線路綜合監(jiān)控系統(tǒng)的集成互聯(lián)深度有限，很多功能仍然在原系統(tǒng)中完成相應(yīng)的監(jiān)視和控制。而全自動運行線路下的綜合監(jiān)控系統(tǒng)則可以深度集成車輛調(diào)度、行車調(diào)度等運營核心功能，有效實現(xiàn)城市軌道交通運行的多個“智慧化”功能。

3.4城軌云與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

近些年來，城市軌道交通需要建設(shè)的自動化系統(tǒng)和設(shè)備逐漸增多，需要不斷安裝許多新的硬件設(shè)備，造成了硬件資源的利用率低和浪費等情況，且運營管理難度大、智慧化程度低，在這種情況，城軌云與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的引入可以有效解決這一問題。城軌云在使用的過程中不會受到物理因素的限制，能夠根據(jù)用戶的實際需求進行動態(tài)部署，通過遠程的方式將城市軌道交通中成千上萬臺電腦和服務(wù)器與控制中心數(shù)據(jù)中心連接在一起，按需從網(wǎng)絡(luò)訪問共享的可配置的計算資源池，并可靈活增加資源池中的資源能，夠滿足用戶在使用過程中的個性化需求，同時最大限度地降低管理維護費用。

4? 結(jié)束語

總之，隨著智慧城軌發(fā)展綱要的發(fā)布和很多新興技術(shù)的崛起，許多地方都在進行“智慧城軌”的應(yīng)用探索，且已經(jīng)初見成效，筆者相信，只要堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、頂層設(shè)計、自主創(chuàng)新、重點突破、分步實施，我國在未來就一定能夠進入真正的“城軌時代”。

參考文獻：

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[3]王寧.軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)智能化研究[J].微型電腦應(yīng)用，2020，36（12）：130-133.

作者簡介：

趙健（1984-），男，深圳市賽為智能股份有限公司技術(shù)中心技術(shù)總監(jiān)，兼任馬鞍山學(xué)院軌道交通信號與控制專業(yè)負責(zé)人，安徽省教育廳軌道交通自動化重點實驗室副主任，碩士學(xué)歷，工程師職稱，研究方向為城市軌道交通。

課題來源：馬鞍山學(xué)院軌道交通自動化安徽高校聯(lián)合重點實驗室2019年度重點科研項目《基于Wincc OA的綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備維護管理系統(tǒng)（DMS）開發(fā)研究》（項目編號KJ2019A0918）、2020年度重點科研項目《基于云技術(shù)的軌道交通綜合監(jiān)控管理平臺開發(fā)研究》（項目編號KJ2020A0846）

[1]馬鞍山學(xué)院軌道交通自動化安徽高校聯(lián)合重點實驗室，安徽 馬鞍山? 243000;

[2]深圳市賽為智能股份有限公司，，廣東 深圳? 518000