陳明華　譚冠華　舒軍　汪崢

摘? 要：對當前軌道交通車站運營管理的需求和存在問題進行了研究，對存在的問題提出了對應的解決方案。通過探討智慧車站建設的價值，提出了智慧車站的建設目標、思路和技術方案。智慧車站作為智慧城軌的最佳實踐，通過大數(shù)據(jù)應用、數(shù)字孿生等技術手段，重點圍繞安全、服務、提效、降本4個核心需求進行建設。實現(xiàn)車站運營管理全景可視化管控、場景自主運行、業(yè)務系統(tǒng)閉環(huán)處置、智能客服和智能站務，是當前及未來一段時間內(nèi)智慧車站建設的重點內(nèi)容。

關鍵詞：智慧車站；全息感知；自主運行；智能客服；智能站務

中圖分類號：TP39；U283.4 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2023）11-0105-06

Research and Practice of Smart Stations in Guiyang Rail Transit

—Taking the Hisense Smart Station Operation and Control Platform as an Example

CHEN Minghua1， TAN Guanhua2， SHU Jun2， WANG Zheng2

（1.Guiyang Public Transport Investment and Operation Group Co.， Ltd.， Guiyang? 550081， China;

2.China Railway Eryuan Engineering Group Co.， Ltd.， Chengdu? 610036， China）

Abstract： The requirements and existing problems of the current urban rail transit station operation management have been studied， and the corresponding solutions has been given for the existing problems. By exploring the value of smart station construction， this paper puts forward the construction target， idea and technical solutions of smart station. As the best practice of smart urban rail， smart station is constructed by means of big data application， digital twinning and other technical means， focusing on the four core requirements of safety， service， efficiency improvement and cost reduction. It is the key content of smart station construction at present and in the future that realizing panoramic visual control of station operation management， autonomous operation of scenes， closed-loop disposal of business systems， smart customer service and smart station services.

Keywords： smart station; holographic perception; autonomous operation; intelligent customer service; intelligent station service

0? 引? 言

截至2022年12月31日，中國內(nèi)地共有53座城市開通城軌運營線路290條，共計運營里程達9 584千米，運營車站數(shù)達到5 609座，線網(wǎng)規(guī)模和運營線路數(shù)量雙雙位居世界首位[1]。軌道交通的關注點已經(jīng)從建設期的保開通向運營期的安全和降本提效轉變。車站作為軌道交通運營的構成單元，集中了在運營管理中所需的大量人力和物力，同時也是軌道交通運營價值輸出的重要體現(xiàn)，所以，以車站為抓手，率先開展智慧化建設，通過對一系列高效智慧化應用進行驗證，再由點到面，逐步擴展到線路和線網(wǎng)，是建設智慧城軌的有益探索。

根據(jù)市場調(diào)查，當前全國有超過30個城市參與建設或有意向建設智慧車站[2]。由于各城市的關注重點和發(fā)展方向不同，目前已建設的智能車站在功能實現(xiàn)上存在較大差異，暫無統(tǒng)一規(guī)范的標準。但是，保障運營安全、提高乘客出行體驗和服務質(zhì)量，是智慧車站建設的根本，提升運營工作效率、優(yōu)化隊伍建設是軌道交通企業(yè)管理的目標。抓住這些核心是建設智慧車站的關鍵。

1? 需求與問題分析

1）降本增效需求迫切。軌道交通屬于勞動力密集型行業(yè)，據(jù)交通運輸部科學研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)，軌道交通每千米需運營人員50～70人，在軌道交通運營成本中，人力成本占運營成本的50%[3]；同時，軌道交通也是所有城市的能耗大戶。面對客運營收不能支撐經(jīng)營成本的局面，降本增效就成為軌道交通運營的核心需求之一。

2）運營異常發(fā)現(xiàn)、處理能力不足。車站內(nèi)的運營異常，例如客傷、安全隱患、設備問題，目前很多工作還需要人工巡站、巡檢來發(fā)現(xiàn)，異常發(fā)現(xiàn)不及時、處置效率低，特別是針對應急事件，更是缺乏快速布崗、協(xié)同的閉環(huán)處置手段。

3）車站系統(tǒng)集成度低。已經(jīng)實施的信息化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)共享程度低，且沒有進行有機地整合，或系統(tǒng)獨立、或界面獨立，站務人員需要從多個系統(tǒng)獲取信息，人工自行綜合判斷，無法對車站內(nèi)部整體事態(tài)高效、全面掌控，甚至有的業(yè)務數(shù)據(jù)需要在不同的系統(tǒng)中重復維護、線上線下雙軌制管理，不能起到提效的作用。

4）作業(yè)標準化落實不徹底，作業(yè)效果不易把控。涉及運營安全的核心業(yè)務工作，對人員能力依賴較高，同時由于人員之間能力水平的差異，處置不當或不足，會導致運營生產(chǎn)存在隱患。車站內(nèi)的巡站、設備巡檢和應急處置等工作主要依賴大量培訓和個人業(yè)務水平，實操過程中缺少標準化工作手段，對工作效果和結果也不易把控。

5）客服對人力依賴程度高。站務人員每天要處理大量的乘客問詢的工作，包括問路和票卡處理，特別是在很多城市軌道交通已經(jīng)精簡站務人員的情況下，乘客的問詢服務得不到滿足，想問找不到人；針對乘客出行的導乘信息服務，很多都沒有實現(xiàn)電子化，信息的發(fā)布和更新不及時，這些都不同程度降低乘客出行的滿意度。

6）車站人員管理信息化程度不足，線下存在大量紙質(zhì)管理。車站人員管理是車站重要的工作之一，包括對站務人員、三保人員（安檢、保安、保潔）和來站施工人員的登記、考勤、排班、培訓，等等，這些工作仍然大量采用線下紙質(zhì)管理或雙軌制管理，工作效率低、煩瑣。這些工作占用了值站負責人和行值人員的大量精力，壓縮了站務人員在安全和服務工作上投入的時間，若要實現(xiàn)人員結構優(yōu)化，這些工作必須要有有效的信息化手段作為支撐。

2? 建設目標和思路

基于以上的現(xiàn)狀和問題，智慧車站[4，5]的建設目標應從以下4個方面進行建設：首先是安全的運營保障，實現(xiàn)設備故障快速感知，精準定位故障節(jié)點，實現(xiàn)故障的快速準確處置；大客流快速感知，應急預案快速準確處置；突發(fā)事件實時感知，實現(xiàn)突發(fā)事件高效處置。其次是高效的管理措施，車站運作狀態(tài)可視化、場景運行自動化；現(xiàn)場管理精準化、高效化；運營人員技能復合化。第三是優(yōu)質(zhì)的服務質(zhì)量，更豐富、便捷的服務信息獲取方式；滿足多樣化乘客需求的人性化服務；提供更優(yōu)質(zhì)的乘客服務體驗。最后是卓越的效率，車站自主化服務，車站智能化自動巡視、巡檢，為工作人員減負，精簡人站務員。系統(tǒng)架構圖如圖1所示。

智慧車站建設總體思路：頂層設計、彈性架構、分期建設。系統(tǒng)建設重點有以下3個方面：

1）一體化管控平臺：以綜合監(jiān)控為數(shù)據(jù)核心接入基座，并進行擴展，面向業(yè)務人員提供統(tǒng)一的智慧車站管控平臺，實現(xiàn)跨專業(yè)的數(shù)據(jù)共享接入、全站數(shù)據(jù)信息的可視化，提供一站式車站運營工作管理、設備聯(lián)動、突發(fā)事件告警、運營工作管理、設備聯(lián)動、突發(fā)事件告警、運營一鍵響應及處理。

2）面向場景管理：改變傳統(tǒng)信息化建設僅面向功能和設備的建設模式，緊密結合車站各運營班組的工作流程和業(yè)務需求，對各類信息進行深層次的梳理和信息的綜合再利用，實現(xiàn)站務人員工作流程數(shù)字化和工況可視化，向站務管理人員提供個性化、輔助式、多系統(tǒng)聯(lián)動的操作界面，滿足車站運營生產(chǎn)組織常態(tài)及應急需求，實現(xiàn)客流實時監(jiān)控分析、運營風險預警、應急預案可視化、人員設備定位監(jiān)控、運營資源調(diào)配、事件處置輔助決策等功能[6]。

3）技術支撐：利用智能傳感器、3D數(shù)字孿生[7]、智能視頻分析[8]、大數(shù)據(jù)、AI算法和藍牙AOA人員定位[9]等新技術，實時全息感知車站環(huán)境、人員、設備的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)安全風險點，智能輔助排除故障和風險，實現(xiàn)業(yè)務閉環(huán)管理，持續(xù)提升軌道交通運營效率和服務水平。

3? 系統(tǒng)總體架構

系統(tǒng)總體架構分為三層，第一層是信息感知層：通過部署智能表計、智能傳感器等設備準確實時獲取運營現(xiàn)場、設施設備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息；第二層是數(shù)據(jù)處理層：接入信息感知層獲取的海量數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行異構處理，按照不同分類、不同重要程度與實時性要求，進行實時流式處理與離線分析處理，同時在這一層構建大數(shù)據(jù)平臺和智能算法倉，部署智能算法，包括；AI視頻分析、客流預測、設備調(diào)控、設備故障預測等，實現(xiàn)對前端和上層應用賦能；第三層是業(yè)務應用層，基于數(shù)據(jù)處理層的處理分析，在現(xiàn)有應用場景的基礎上進一步深化拔高，建設智慧安防、智慧運營、智慧能源、智慧乘客服務等功能，并且各業(yè)務應用具有彈性擴展能力，可實現(xiàn)綜合分析、研判、預測預警、監(jiān)督執(zhí)行等業(yè)務需求，全方位提升行業(yè)智慧化水平。

4? 智慧車站建設內(nèi)容

4.1? 全景可視化管控

4.1.1? 全息感知

目前在智慧車站的建設中，數(shù)據(jù)主要是來自綜合監(jiān)控系統(tǒng)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)采集、匯總了大量的設備、環(huán)境數(shù)據(jù)。但是，想要滿足智慧車站的應用，必須在綜合監(jiān)控系統(tǒng)大量數(shù)據(jù)的基礎上，進行擴展和增強，將機電設備數(shù)據(jù)轉化為有效信息，將實時客流監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控等數(shù)據(jù)納入智慧車站統(tǒng)一監(jiān)控范圍；新增設備狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)高效管控、場景自動運行、故障診斷等功能；新增人員定位管理、無線單兵系統(tǒng)；同時通過共享軌道交通線網(wǎng)城軌云平臺大數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析指標等技術手段，高效整合各類數(shù)據(jù)信息，利用這些有效信息形成決策的數(shù)據(jù)支撐，從而實現(xiàn)為車站管理賦能、為車站智慧賦能[10]。全息感知核心數(shù)據(jù)如圖2所示。

4.1.2? 3D全景管控

在全息的基礎上，構建車站運營、設備維護和車站服務的3D數(shù)字孿生模型，利用信息組團的方式，通過綜合看板展示出車站運營管理中關鍵的、有效的信息，讓站務人員在任意時間點內(nèi)，均能全面快速掌控站內(nèi)的環(huán)境情況、設備情況、實時客流情況、車輛運行情況以及當前站務人員的在崗情況，幫助車站安全、有序、合理、高效運轉。

4.2? 智能自主運行

自主運行是智慧車站建設中最核心的功能，是提升人員效率、輔助人員研判的主要手段，通過一鍵自動開關站、異常自動檢測和節(jié)能自動調(diào)控等功能，提升人員工作效率和降低工作強度，支撐減崗降本。

4.2.1? 一鍵自動開關站

通過一鍵開關站功能的應用，實現(xiàn)在車站早間啟運和夜間停運時對車站電扶梯、出入口防盜卷簾門、閘機、售票機、燈光照明、導向標識、環(huán)控等設備的一鍵啟?？刂?，并對設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視。為確保遠程啟停設備的安全性，在設備啟停的全過程，同步調(diào)取設備周邊的監(jiān)控攝像頭，輔助站務人員判斷是否需要緊急停止；針對卷簾門這類容易造成人員傷害的設備，還要加裝紅外探測器，確保沒有人員誤入；在關站時要達到“無人化”關站的效果，關鍵是要實現(xiàn)自動清客，實現(xiàn)滯留外來人員的自動識別，如圖3界面所示。通過“一鍵開關站”的功能應用，站務人員在車控室就可以快速地完成車站開/關站前對設備的狀態(tài)檢查、設備啟?？刂频?，減少了車站工作人員現(xiàn)場開關設備的時間，將原來30～40分鐘完成的開關站工作，縮短至5分鐘左右。

4.2.2? 運營異常自動檢測

基于車站全息感知，通過AI視頻分析和智能算法，對站內(nèi)安全隱患、客傷、設備狀態(tài)和環(huán)境狀況的監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)會自動告警，進入閉環(huán)處置環(huán)節(jié)；針對大件行李、嬰兒車上扶梯、隔欄遞物等存在安全隱患的乘客行為，系統(tǒng)檢測到會通過廣播系統(tǒng)進行自動提醒，系統(tǒng)對目標會自動追蹤，必要時站務人員介入處置；針對設備類告警，系統(tǒng)會提示站務人員，根據(jù)實際情況一鍵生成故障記錄和工單，轉入設備維護流程；針對站內(nèi)環(huán)境，系統(tǒng)會自動檢測CO2、溫濕度、PM2.5等參數(shù)，自動啟動調(diào)控模式，改善站內(nèi)環(huán)境。

4.2.3? 節(jié)能智能控制

系統(tǒng)在運行過程當中通過客流實時檢測系統(tǒng)，掌握當前需要服務的客流量，根據(jù)服務人數(shù)的多少自動關閉、啟動部分客服設備，例如閘機、自動售票機等；針對通風空調(diào)等站內(nèi)大型耗能設備，系統(tǒng)可以根據(jù)客流的大小和站內(nèi)外環(huán)境的溫度提前進行冷負荷預測，根據(jù)冷量提前聯(lián)動風水系統(tǒng)，在預期時間點輸出滿足環(huán)境需求的冷量，既能保證環(huán)境舒適，又能起到節(jié)能的效果，環(huán)控節(jié)能模型如圖4所示。

4.3? 協(xié)同閉環(huán)處置

協(xié)同閉環(huán)處置為站務人員在異常情況下，例如客傷、大客流、應急處置等場景，提供了場景重組、人員快速布崗、單兵終端調(diào)度以及標準化的操作指導；針對一些目前站務工作必需的、尚無法提供自動化監(jiān)測的站內(nèi)巡檢，系統(tǒng)采用視頻輔助巡檢的方式，并提供了標準化的清單操作指導，實現(xiàn)業(yè)務閉環(huán)管理。

4.3.1? 應急閉環(huán)處置

在車站自主運行異常自動發(fā)現(xiàn)的基礎上，針對客傷類、大客流、緊急疏散、災害天氣等緊急異常事件，系統(tǒng)會自動彈出場景重組頁面，調(diào)取現(xiàn)場實時、歷史視頻和研判處置界面，并定位站務人員當前位置信息，電子化應急預案界面如圖5所示。如果是大客流和應急事件系統(tǒng)會自動調(diào)取電子化應急預案，根據(jù)預案進行設備聯(lián)動和人員布控，一鍵下發(fā)處置指令給最近的站務人員，站務人員通過單兵設備接收調(diào)度指令，根據(jù)指令內(nèi)容確認自己的當前任務快速完成布崗，并依據(jù)標準化工作清單執(zhí)行任務。

4.3.2? 視頻全景巡站功能

針對站務實際的工作內(nèi)容，有些仍然需要人工進行巡視，例如設備及環(huán)境的衛(wèi)生情況等。系統(tǒng)根據(jù)巡檢的要求在系統(tǒng)中形成標準化工作清單，并給站務人員設定自動巡檢路線，在智慧車站平臺的3D實景上進行自動漫游巡檢，每個巡檢點系統(tǒng)自動調(diào)取周邊攝像頭，對巡檢點進行無死角覆蓋，便于站務人員確認，視頻全景輔助巡檢效果如圖6所示。這種“足不出戶”的巡檢方式，既降低了人員的勞動強度，又避免了對人員業(yè)務水平的依賴。

4.4? 智能客服管理

面向乘客服務方面，通過智能導向、智能客服等智能設施，降低站務人員對乘客的服務強度；通過多元化支付、無感過閘和智能邊門等方式提高通信效率，逐步實現(xiàn)乘客事務向少人化、無人化、自助式方向的轉變。

4.4.1? 智能乘車導向

在站內(nèi)為乘客提供出行全路徑覆蓋的導向信息，智能導向屏效果如圖7所示。在車站入口門楣設置高亮的LED信息屏，讓乘客提前掌握站內(nèi)擁擠度、線路首末班時間和限流關站等信息，便于乘客提前調(diào)整自己的行程，避免浪費出行時間；在車站出入口通道、站廳非付費區(qū)通道為乘客提供互動導引屏，提供站外換乘信息、5分鐘步行商圈信息、線路換乘信息及旅游景點信息的互動查詢；在站臺固定門上以嵌入式或貼合式的方案加裝智能導乘屏，在智能導乘屏上除顯示傳統(tǒng)的列車到站信息外，還顯示車內(nèi)擁擠度信息、冷暖車廂和車站周邊的景點路線規(guī)劃等信息，引導乘客均衡候車，提高乘客出行舒適度和通行效率。

4.4.2? 智能客服中心

在車站設置智能客服中心，并部署自助服務設備，智能客服中心除兼具傳統(tǒng)票亭的票務處理功能外，乘客還能在無人值守時通過自助服務設備實現(xiàn)客票購買、線路查詢、站內(nèi)導航等操作，智能客服中心還應支持遠程招援，實現(xiàn)與車控室直接通話，通過遠程音視頻服務逐步引導乘客完成自助操作，減少客服崗的工作量。

4.4.3? 無感通行

利用人臉識別技術取代原刷卡方式實現(xiàn)自動售檢票閘機和邊門門禁權限的自動認證，取消運營工作人員反復確認及人工開方式，提高乘客出行效率。

4.5? 智能站務管理

針對站務管理目前是智慧車站建設中涉及較少，還沒有引起足夠的重視，站務人員——特別是值站和行值人員，在工作中相當一部分精力要對接各種業(yè)務來往，其中大部分都是一些人員登記、物品借出等重復的工作，這些工作在一定程度上壓縮了值站和行值人員投入在運營安全和服務上的工作時間，布崗協(xié)同如圖8所示。

4.5.1? 人員到崗自主管理

提供三保人員（保潔、保安、安檢）自助到崗管理，通過人臉識別、生物識別的方式實現(xiàn)人員的到崗，特別是針對疫情期間的防疫，實現(xiàn)自動的體溫監(jiān)測和健康碼的核驗，取消紙質(zhì)臺賬的登記。

4.5.2? 施工人員智能管理

施工負責人通過人臉識別自助完成身份確認，直接和中心調(diào)度人員完成施工調(diào)度令的確認和授權。無須站務人員參與管理、做信息的二傳手，站務人員只需對過程信息的監(jiān)控，通過系統(tǒng)及時了解施工的開始和結束的全過程，只有在出現(xiàn)異常情況時進行介入處置。

4.5.3? 智能鑰匙管理

軌道交通一個標準站的房間鑰匙管理數(shù)量在100～200左右，較大的換乘站鑰匙數(shù)量有數(shù)百之多，這些鑰匙的管理和借還也都要通過站務人員進行管理。在車站車控室設置智能鑰匙柜來簡化鑰匙的借還過程，系統(tǒng)通過人員對鑰匙使用權限的綁定，來施工的巡檢人員和負責人，可以在鑰匙通過人臉和指紋識別的方式實現(xiàn)身份確認，鑰匙柜通過RFID的方式對鑰匙的位置和“身份”進行識別。在鑰匙的借還過程中系統(tǒng)自動生成借還記錄，并有超時歸還提醒。取消目前的紙質(zhì)臺賬，減少站務人員對該工作的參與。

5? 結? 論

本文主要針對如何提高車站工作效率探討了智慧車站的建設內(nèi)容，如前所述，軌道交通車站兼具人員密集和設備密集兩方面的特點，針對設備方面本文只涉及了自主運行和自動化監(jiān)測。面向設備的智能運維也是一個很大的課題，也是未來建設廣義智慧車站的一個重要范疇，牽扯到較大的設備智能化改造和設備技術升級。

智慧車站是智慧城軌建設的最佳實踐之一，具有重要的意義，智慧車站的價值也在不斷探索和挖掘中，車站的自主運行和自主進化是智慧車站的價值所在，5G+AICDE等技術的發(fā)展讓這種價值變?yōu)榭赡?。同時我們也要看到，要建設好智慧車站基礎仍然是數(shù)據(jù)，更開放的數(shù)據(jù)標準、更廣泛的數(shù)據(jù)連接是成功建設所必需的，許多廠家在建設智慧車站的過程中，都或多或少地遇到因為數(shù)據(jù)不能互通的問題，而使效果大打折扣。另外，在技術發(fā)展到一定程度，必然需要輔以配套的管理制度和管理流程，要實現(xiàn)智慧軌道交通外部和內(nèi)部的社會價值，一定是技術和管理兩方面的努力和雙贏。

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作者簡介：陳明華（1979—），男，漢族，四川渠縣人，高級工程師，本科，研究方向：城市軌道交通數(shù)字化、智能化和智慧化；譚冠華（1993—），男，漢族，湖南郴州人，工程師，碩士研究生，研究方向：鐵路信號、城市軌道交通信息化；舒軍（1981—），男，漢族，江蘇揚州人，高級工程師，碩士研究生，研究方向：城市軌道交通信息化和智慧化；汪崢（1990—），男，漢族，江西南昌人，高級工程師，碩士研究生，研究方向：城市軌道交通數(shù)字化、智能化和智慧化。

收稿日期：2023-03-24

基金項目：四川省科技計劃項目（2021YFG0172）