董 哲

（中鐵電氣化勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津 300250）

智能化管理平臺(tái)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，是響應(yīng)國(guó)內(nèi)軌道交通建設(shè)熱潮的重要內(nèi)容，尤其是在信息化技術(shù)發(fā)展的背景下，城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目增加，多地就交通領(lǐng)域管理提出智能交通理念，根據(jù)交通領(lǐng)域發(fā)展情況，積極制定智慧交通方案。加上《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)，堅(jiān)持創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，以深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，支撐供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線(xiàn)，全面深化科技體制改革，大力推進(jìn)以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新，塑造更多依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，更多發(fā)揮先發(fā)優(yōu)勢(shì)的引領(lǐng)型發(fā)展，確保如期進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列，為建成世界科技強(qiáng)國(guó)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這種情況下，必須加大對(duì)智能化管理平臺(tái)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用研究力度，以智能化手段與管理模式等，有效提高交通領(lǐng)域管理效率，打造更完善的軌道交通運(yùn)營(yíng)管理體系。

1 研究背景

《“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)軌道交通領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)：①軌道交通綜合安全評(píng)估與協(xié)同安全保障技術(shù)；②軌道交通系統(tǒng)全息感知與泛在融合智能化技術(shù)；③軌道交通運(yùn)營(yíng)與管理信息大數(shù)據(jù)深度應(yīng)用；④“互聯(lián)網(wǎng)+”軌道交通精準(zhǔn)服務(wù)模式；⑤智能運(yùn)維與應(yīng)急處置。北京地鐵（Beijing Subway）是服務(wù)于中國(guó)北京市的城市軌道交通系統(tǒng)，也是國(guó)際地鐵聯(lián)盟（CoMET）的14個(gè)成員之一，其第一條線(xiàn)路于1971年1月15日正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，使北京成為中國(guó)第一個(gè)開(kāi)通地鐵的城市[1]。2020年，北京地鐵形成線(xiàn)網(wǎng)由30條運(yùn)營(yíng)，總長(zhǎng)1 177km 的軌道交通網(wǎng)絡(luò)。隨著開(kāi)通線(xiàn)路的增加及時(shí)代的發(fā)展，北京地鐵應(yīng)勁吹創(chuàng)新之風(fēng)，匯聚行業(yè)之智，新一輪各項(xiàng)技術(shù)方案在未來(lái)要保持足夠的先進(jìn)性，引導(dǎo)和規(guī)范城市軌道交通行業(yè)信息化的科學(xué)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)融合創(chuàng)新與整體提升，提升綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，發(fā)揮行業(yè)引領(lǐng)作用[2]。

2 智能化管理平臺(tái)在交通領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢(shì)與特點(diǎn)

2.1 發(fā)展趨勢(shì)

《交通運(yùn)輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》指出：推進(jìn)交通運(yùn)輸“互聯(lián)網(wǎng)+”，要求充分利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)交通運(yùn)輸業(yè)。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用、人工智能等新一代技術(shù)快速演進(jìn)，“互聯(lián)網(wǎng)+”成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展新引擎，“連接一切、跨界融合”將持續(xù)催生交通運(yùn)輸新模式、新業(yè)態(tài)[3]。提升交通運(yùn)輸要素成產(chǎn)率的同時(shí)，對(duì)行業(yè)轉(zhuǎn)型形成倒逼機(jī)制。要求地鐵運(yùn)輸管理強(qiáng)化互聯(lián)網(wǎng)思維，利用新一代技術(shù)構(gòu)建車(chē)站智能管理平臺(tái)，打造全新的交通運(yùn)輸服務(wù)的升級(jí)版。

智慧型交通系統(tǒng)的核心是要建立一個(gè)數(shù)據(jù)采集、首發(fā)、處理的綜合交通信息系統(tǒng)平臺(tái)。在軌道交通系統(tǒng)中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與車(chē)站、線(xiàn)路上絕大多數(shù)機(jī)電、監(jiān)控設(shè)備的對(duì)接，是軌道交通數(shù)據(jù)采集和處理的關(guān)鍵系統(tǒng)。因此，建設(shè)智慧型軌道交通信息化平臺(tái)的一個(gè)核心點(diǎn)就是建設(shè)車(chē)站智能管理，基于新一代技術(shù)，通過(guò)與行車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)輛信息系統(tǒng)的有機(jī)融合實(shí)現(xiàn)對(duì)線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)的一體化管控，提升管控效率和乘客服務(wù)質(zhì)量[4]。在新技術(shù)快速發(fā)展的今天，新技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)務(wù)發(fā)展的基石。軌道交通行業(yè)實(shí)施業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)和創(chuàng)新策略，推進(jìn)新技術(shù)與軌道交通行業(yè)的深度融合，為乘客便捷出行，運(yùn)營(yíng)效率提高，服務(wù)質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)，安全穩(wěn)定可控，企業(yè)運(yùn)營(yíng)高效，實(shí)現(xiàn)軌道交通現(xiàn)代化、智能化提供強(qiáng)有力的信息技術(shù)支撐[5]。

2.2 發(fā)展特點(diǎn)

（1）面向乘客的全方位體驗(yàn)；面向設(shè)備的全自動(dòng)運(yùn)行；面向站務(wù)人員的全方位決策；面向應(yīng)急事件的全方位聯(lián)動(dòng)[6]。

（2）全息感知：客流監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、綜合監(jiān)控、節(jié)能系統(tǒng)。智能診斷：設(shè)備專(zhuān)家管理、智能視頻分析。自動(dòng)運(yùn)行：設(shè)備場(chǎng)景化運(yùn)行、設(shè)備快速聯(lián)動(dòng)?？梢暬故荆焊斓乩斫馑俣取⒏嗑S度的數(shù)據(jù)展示、更直觀的信息展示、更全面的系統(tǒng)節(jié)能分析[7]。

3 智能化管理平臺(tái)在交通領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目案例介紹

以北京軌道交通22號(hào)線(xiàn)為例，全程設(shè)置21座車(chē)站，其中地下地鐵站、高架站分別為18座與3座。地鐵項(xiàng)目北京段線(xiàn)路為51.2 km，地下線(xiàn)路與高架橋線(xiàn)路長(zhǎng)分別為35.5 km、15.7 km，北京段地鐵站16座。地鐵22號(hào)線(xiàn)為跨市與交通線(xiàn)路常態(tài)化發(fā)展提供了保障，同時(shí)為京津冀城市交通一體化發(fā)展提供了助力。

3.2 項(xiàng)目特點(diǎn)

智能化管理平臺(tái)整合研究建立在各系統(tǒng)成熟產(chǎn)品基礎(chǔ)及技術(shù)方案基礎(chǔ)上，僅對(duì)其設(shè)備配置方案及管理模式進(jìn)行調(diào)整，仍維持各系統(tǒng)的獨(dú)立性及安全性，同時(shí)參與單位均具備豐富的技術(shù)知識(shí)儲(chǔ)備，掌握各個(gè)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，不存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。本工程主要對(duì)城市軌道交通弱電系統(tǒng)方案及用房集約化設(shè)計(jì)整合進(jìn)行研究，研究方案計(jì)劃依托于北京軌道交通22號(hào)線(xiàn)開(kāi)展，不生產(chǎn)具體的設(shè)備，不進(jìn)入市場(chǎng)，不存在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。智能化管理平臺(tái)整合研究過(guò)程及階段方案，需要向行業(yè)內(nèi)各建設(shè)單位、運(yùn)營(yíng)企業(yè)、設(shè)計(jì)單位進(jìn)行意見(jiàn)征集，修訂完善技術(shù)方案，最終是否進(jìn)行實(shí)施會(huì)充分考慮運(yùn)營(yíng)公司意見(jiàn)，同時(shí)各編制單位均由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干力量負(fù)責(zé)對(duì)研究方案進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督，不存在管理上的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 智能化管理應(yīng)用需求

項(xiàng)目為有效落實(shí)智能化管理工作，必須對(duì)智能化管理設(shè)計(jì)需求詳細(xì)掌握。①要求獨(dú)立設(shè)置一套車(chē)站智能化平臺(tái)，展現(xiàn)形式考慮以可視化為基礎(chǔ)結(jié)合車(chē)站三維模型直觀顯示車(chē)站各類(lèi)信息；②平臺(tái)僅考慮進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，客流、設(shè)備管理、視頻分析、能源分析等均由其他系統(tǒng)實(shí)施，與本平臺(tái)設(shè)置接口；③平臺(tái)可視化效果好，平臺(tái)功能方便運(yùn)營(yíng)人員并盡可能服務(wù)乘客，平臺(tái)具備一鍵關(guān)站、一鍵開(kāi)站功能；④平臺(tái)結(jié)合車(chē)控室一體化考慮，方便大屏顯示。

3.4 智能化管理平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

以多級(jí)控制體系為基礎(chǔ)，由中央級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)支撐，通過(guò)主干網(wǎng)對(duì)地鐵車(chē)站運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控管理。主要?jiǎng)澐譃橹行目刂茖印④?chē)站控制層、自動(dòng)化設(shè)備層。自動(dòng)化設(shè)備層包括子系統(tǒng)控制設(shè)備，對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理。此外智能化管理平臺(tái)還增設(shè)可視化交互系統(tǒng)，借助可視化交互系統(tǒng)、車(chē)站設(shè)備的全自動(dòng)運(yùn)行、智能能耗分析等新技術(shù)，將對(duì)新一代軌道交通車(chē)站智能管理應(yīng)用需求進(jìn)行梳理，建立面向乘客服務(wù)、設(shè)備全自動(dòng)運(yùn)行、人員全方位決策、應(yīng)急事件全方位聯(lián)動(dòng)的管理體系，形成新一代車(chē)站管理平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)方案，并對(duì)平臺(tái)的軟硬件資源需求進(jìn)行規(guī)劃。

3.5 智能化管理平臺(tái)應(yīng)用難點(diǎn)

智能化管理平臺(tái)在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用，因?yàn)檫€處于探索與創(chuàng)新階段，所以在實(shí)際應(yīng)用中，存在一些難點(diǎn)。①交通領(lǐng)域覆蓋范圍廣，智能化統(tǒng)籌力度小，因此管理系統(tǒng)之間的銜接還有待優(yōu)化。②交通方式信息共享水平有待提高，尤其是運(yùn)營(yíng)管理方面，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與積累等依然處于被動(dòng)狀態(tài)，針對(duì)智能化管理平臺(tái)的應(yīng)用極為不利。

3.6 智能化管理平臺(tái)科學(xué)應(yīng)用有效措施

3.6.1 突出智能化管理平臺(tái)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

針對(duì)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)展現(xiàn)等不同的數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行功能定義和模塊邊界劃分，明確各模塊間的邏輯關(guān)系和接口方式。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度，研究構(gòu)建車(chē)站智能化管理平臺(tái)所要用到的技術(shù)組件及其應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足的技術(shù)規(guī)范。技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括三維可視化、能耗分析、信息發(fā)布、信息管理等。構(gòu)建車(chē)站智能化管理平臺(tái)的物理部署模式，并規(guī)劃對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件資源和對(duì)系統(tǒng)軟件、平臺(tái)軟件、中間件、應(yīng)用軟件資源的實(shí)際需求。通過(guò)梳理車(chē)站智能化管理與相關(guān)專(zhuān)業(yè)的接口形式、接口位置、主要接口功能，明確綜合監(jiān)控系統(tǒng)與相關(guān)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)類(lèi)型。

3.6.2 可視化交互系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）車(chē)站級(jí)設(shè)備監(jiān)察方面，通過(guò)接入地鐵車(chē)站BAS、FAS、CCTV、電扶梯等設(shè)備系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)并與三維模型相關(guān)聯(lián)，將車(chē)站整體進(jìn)行透視處理，用紅、黃、綠代表站內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)車(chē)站運(yùn)行態(tài)勢(shì)的快速獲取。在可視化交互系統(tǒng)的支持下，對(duì)整個(gè)地鐵車(chē)站運(yùn)行態(tài)勢(shì)進(jìn)行全景監(jiān)控，及時(shí)追蹤。

（2）信息要素層級(jí)遞進(jìn)，宏微觀無(wú)縫銜接方面。主要包括四個(gè)層級(jí)，第一層級(jí)查看地鐵路各車(chē)站的空間分布、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障信息等；第二層級(jí)查看地鐵站周邊局部地區(qū)管線(xiàn)、地面風(fēng)亭、風(fēng)機(jī)等分布態(tài)勢(shì)，并推送相關(guān)信息；第三層級(jí)可將地面剖切或者消隱，查看地鐵站地下設(shè)備分布、隧道走向等信息；第四層級(jí)可結(jié)合構(gòu)建的三維虛擬仿真場(chǎng)景，查看各設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測(cè)其運(yùn)行參數(shù)。

（3）隨時(shí)對(duì)地鐵站隧道進(jìn)行剖切查詢(xún)，結(jié)合地鐵站主體結(jié)構(gòu)與周邊地理信息、地質(zhì)信息等，及時(shí)了解地鐵站隧道情況。

不僅如此，智能化管理平臺(tái)，借助先進(jìn)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地鐵全景漫游瀏覽，鼠標(biāo)輸入控制漫游功能，隨時(shí)瀏覽地鐵站全景狀態(tài)。加上三維真實(shí)場(chǎng)景的可視化，降低工藝復(fù)雜程度，關(guān)鍵步驟還能夠強(qiáng)化記憶。應(yīng)急預(yù)案可視化，處置流程實(shí)現(xiàn)了宏觀掌控，一旦發(fā)生災(zāi)害可以隨時(shí)分析災(zāi)害影響范圍，計(jì)算地鐵內(nèi)的擁堵區(qū)域，為乘客規(guī)劃最優(yōu)逃生路線(xiàn)等。

顯示層、大數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)、大數(shù)據(jù)計(jì)算平臺(tái)與基礎(chǔ)設(shè)施層的有效搭配，及時(shí)對(duì)地鐵線(xiàn)網(wǎng)級(jí)檢測(cè)進(jìn)行預(yù)警，靈活優(yōu)化地鐵智能化管理平臺(tái)的布局設(shè)計(jì)，借助數(shù)據(jù)分層與分級(jí)儲(chǔ)存、分析挖掘與服務(wù)接口等，為智能化管理平臺(tái)達(dá)到可靠的大數(shù)據(jù)引擎。

3.6.3 智能化管理平臺(tái)應(yīng)用的技術(shù)創(chuàng)新

車(chē)站實(shí)現(xiàn)了一鍵開(kāi)關(guān)站，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地鐵站的客流量變化，并且經(jīng)過(guò)定期統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)客流量變化。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地鐵用電量，及時(shí)顯示重要報(bào)警信息，隨時(shí)做好應(yīng)急處理準(zhǔn)備。展示運(yùn)營(yíng)報(bào)表，通過(guò)圖表對(duì)運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)加以分析，三維顯示車(chē)站布局，積極進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案演練，并且迅速安排救援工作等，真正做到了車(chē)控室一體化設(shè)計(jì)與車(chē)站管理智能化融合。不僅如此，智能化管理平臺(tái)積極應(yīng)用三維可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)資源共享與數(shù)據(jù)整合分析，車(chē)站管理場(chǎng)景化，設(shè)備快速聯(lián)動(dòng)，數(shù)據(jù)顯示集成化與可視化，車(chē)控室一體化、人性化布置。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市發(fā)展與交通規(guī)劃對(duì)交通領(lǐng)域管理提出更多要求。面對(duì)這種情況，就需要對(duì)交通領(lǐng)域管理進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，科學(xué)打造智能化管理平臺(tái)。通過(guò)對(duì)當(dāng)前城市交通智能化管理發(fā)展趨勢(shì)的分析，認(rèn)識(shí)到智能化管理平臺(tái)構(gòu)建的必要性。在此基礎(chǔ)上，以具體項(xiàng)目為載體，綜合項(xiàng)目特點(diǎn)與智能化管理應(yīng)用需求，總結(jié)智能化管理平臺(tái)應(yīng)用的有效措施，及時(shí)突出智能化設(shè)計(jì)重點(diǎn)，充分發(fā)揮出可視化交互系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)等，以此達(dá)到提高交通領(lǐng)域管理水平的目的。