李學(xué)峰，潘明亮，王衛(wèi)東，李 平，白 麗

0 引言

在促進(jìn)新型城鎮(zhèn)化高質(zhì)量健康發(fā)展的背景下，都市圈逐漸成為區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長極。2019年2月，國家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布《關(guān)于培育發(fā)展現(xiàn)代化都市圈的指導(dǎo)意見》，要求統(tǒng)籌推進(jìn)都市圈“四網(wǎng)融合”建設(shè)，構(gòu)建創(chuàng)新性服務(wù)、高水平互聯(lián)、一體化協(xié)同的都市圈交通基礎(chǔ)設(shè)施。2021 年3 月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》發(fā)布，要求以城際鐵路為骨干，圍繞輻射帶動(dòng)能力較強(qiáng)的中心城市構(gòu)建高水平1 小時(shí)通勤圈，培育聯(lián)通貫通、一體化多層級(jí)的現(xiàn)代化都市圈。

都市圈城際鐵路是都市圈內(nèi)外要素流動(dòng)、區(qū)域互聯(lián)互通的重要載體，是“四網(wǎng)融合”中溝通干線鐵路和城市軌道交通的重要組成部分。在軌道交通“四網(wǎng)融合”、數(shù)字中國政策引領(lǐng)下，城際鐵路逐漸呈現(xiàn)出數(shù)字化、智能化、綠色化發(fā)展趨勢(shì)，國家政策從頂層設(shè)計(jì)層面指明了方向。2019年9月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，以通勤化、公交化、聯(lián)程化為關(guān)鍵詞指導(dǎo)構(gòu)建都市圈智能城際鐵路[1]；2021 年3 月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，明確指出城際鐵路要與城市軌道交通銜接協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)施互聯(lián)、票制互通、安檢互認(rèn)、信息共享、支付兼容[2]；2020年8 月，中國國家鐵路集團(tuán)有限公司出臺(tái)《新時(shí)代交通強(qiáng)國鐵路先行規(guī)劃綱要》，提出構(gòu)建智能化的技術(shù)裝備、運(yùn)輸服務(wù)、安全管理、節(jié)能環(huán)保等體系[3]；2020 年8 月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，明確給出了融合高效的智能鐵路發(fā)展方向和建設(shè)內(nèi)容[4]。

國內(nèi)外都市圈智能城際鐵路建設(shè)和發(fā)展現(xiàn)狀存在一定的借鑒和總結(jié)意義。國內(nèi)方面，李平等[5]以綜合立體交通網(wǎng)互聯(lián)互通為研究角度，提出了智能城際鐵路業(yè)務(wù)應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)；蔡昌俊等[6]圍繞廣州城際鐵路運(yùn)營，提出了公交化運(yùn)營思路下的城際鐵路智慧運(yùn)管系統(tǒng)架構(gòu)；鄒明輝、閻志遠(yuǎn)等[7-8]研究了智能票務(wù)理念下的軌道交通運(yùn)營模式和系統(tǒng)架構(gòu)，并探索其在京張高速鐵路中的智能化應(yīng)用；馬珍、葛輝凱、解亞龍等[9-11]分別從城際鐵路智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)、綠色低碳、智能建造方面實(shí)現(xiàn)了京雄城際鐵路的智能化探索。國外方面，東京都市圈單程通勤里程在20 km 以上人口數(shù)約占總勞動(dòng)者人口的42%，圍繞綠色節(jié)能、安全高效、智能運(yùn)維構(gòu)建放射狀軌道快線數(shù)量占比達(dá)71%，極大地帶動(dòng)了都市圈經(jīng)濟(jì)發(fā)展[12]；巴黎都市圈以多線換乘樞紐為中心，采用不同制式軌道交通共站方案，建設(shè)“數(shù)字化法鐵”目標(biāo)下的放射狀軌道快線數(shù)量占比達(dá)47%，著力提升服務(wù)水平。綜上所述，建設(shè)都市圈智能城際鐵路，既可以滿足廣大人民的美好出行需求，也可以達(dá)成通過技術(shù)創(chuàng)新?lián)屨际澜缫涣髦悄艹请H新高地的戰(zhàn)略需要，更契合中國式現(xiàn)代化建設(shè)要求[13-15]。

在此，以都市圈智能城際鐵路為研究對(duì)象，通過智能城際鐵路總體設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)，以數(shù)字化、信息化、智能化手段探索都市圈智能城際鐵路建設(shè)、運(yùn)營、運(yùn)維新模式。

1 智能城際鐵路概述

智能城際鐵路的內(nèi)涵可從“智能”和“城際鐵路”2個(gè)部分詮釋。

長期以來，學(xué)界對(duì)于“智能”的定義進(jìn)行了廣泛而深入的探討?！吨袊蟀倏迫珪分姓J(rèn)為，“智能”應(yīng)具備感知能力、記憶和思維能力、學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力、行為決策能力[13]?！爸悄堋睘槌请H鐵路賦能。

智能城際鐵路可以借鑒國內(nèi)外智能交通系統(tǒng)的概念。美國智能交通系統(tǒng)定義為：由一系列以有線和無線為基礎(chǔ)的信息、控制和電子技術(shù)構(gòu)成。將這些技術(shù)集成到交通系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和車內(nèi)，幫助監(jiān)視和管理交通流、減少擁擠，為出行者提供可選路線、保障安全、節(jié)約時(shí)間和費(fèi)用。中國智能交通系統(tǒng)的定義為：在較完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施之上，在先進(jìn)的信息、通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和系統(tǒng)集成等技術(shù)前提下，通過先進(jìn)的交通信息采集與融合技術(shù)、交通對(duì)象交互以及智能化交通控制與管理等專有技術(shù)，加強(qiáng)運(yùn)載工具、載體和用戶之間的聯(lián)系，提高交通系統(tǒng)運(yùn)行效率，減少交通事故，降低環(huán)境污染，從而建立高效、便捷、安全、環(huán)保、舒適的綜合交通運(yùn)輸體系。

綜上所述，智能交通系統(tǒng)應(yīng)具有信息的采集、存儲(chǔ)、傳輸、處理、表達(dá)和基于信息的決策制定及決策執(zhí)行能力，這種能力的高低也就決定了一個(gè)智能交通系統(tǒng)智能水平的高低。

綜合既有研究，基于智能的特征和城際鐵路的內(nèi)外部需求，研究得出智能城際鐵路的定義如下：智能城際鐵路(Intelligent Inter-City Railway，I2CR)是全生命周期一體化管理模式下，廣泛應(yīng)用新一代信息技術(shù)，整合、提升形成新型能力賦能城際鐵路內(nèi)外部資源，整體實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備、固定設(shè)施、外部環(huán)境及其他交通方式間信息的全面感知、泛在互聯(lián)、融合處理、主動(dòng)學(xué)習(xí)和科學(xué)決策的新一代城際鐵路系統(tǒng)。

2 總體設(shè)計(jì)理念

都市圈智能城際鐵路總體設(shè)計(jì)理念，是在都市圈建設(shè)、“四網(wǎng)融合”、綜合交通一體化發(fā)展的引領(lǐng)下，以云腦為核心引擎，以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，以業(yè)務(wù)為智能化場(chǎng)景，以檢測(cè)監(jiān)測(cè)、安全控制、云邊協(xié)同、人機(jī)交互、5G 通信、北斗、建筑信息模型(BIM)等數(shù)字技術(shù)賦能城際鐵路內(nèi)外部資源為前提，體現(xiàn)在主動(dòng)智能、個(gè)性友好的全方位服務(wù)和共建共贏、動(dòng)態(tài)平衡的生態(tài)圈共享目標(biāo)之中。統(tǒng)籌、總結(jié)為數(shù)字化賦能-生態(tài)圈共建-全方位服務(wù)的都市圈智能城際鐵路總體設(shè)計(jì)理念，包含筑牢安全為本、運(yùn)營高效協(xié)同、優(yōu)化成本控制、重塑旅客體驗(yàn)、構(gòu)建環(huán)境友好5個(gè)方面內(nèi)容。

（1）筑牢安全為本。以運(yùn)營安全為根本，構(gòu)建主動(dòng)安全防控新模式，樹立動(dòng)態(tài)、綜合的防護(hù)維度。通過多專業(yè)、立體化、全方位的智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)和分析評(píng)估手段，涵蓋全生命周期的設(shè)備設(shè)施運(yùn)維管理、智能動(dòng)車組健康管理、環(huán)境和災(zāi)難感知與預(yù)警、綜合智能應(yīng)急指揮調(diào)度等，形成智能城際鐵路安全防護(hù)可控、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范成形的智能化設(shè)計(jì)理念。

（2）運(yùn)營高效協(xié)同。以運(yùn)營效率為關(guān)鍵，助力運(yùn)輸組織效率全面提升，樹立在線協(xié)同、高效決策的效率提升維度。涵蓋全生命周期業(yè)務(wù)領(lǐng)域，通過精準(zhǔn)運(yùn)輸組織、智能綜合調(diào)度、新型列控技術(shù)、智能綜合運(yùn)維等手段，實(shí)現(xiàn)智能城際鐵路效率提升保障應(yīng)用的全覆蓋，形成智能城際鐵路精準(zhǔn)運(yùn)輸組織、高效協(xié)同運(yùn)營的智能化設(shè)計(jì)理念。

（3）優(yōu)化成本控制。以運(yùn)營成本為目標(biāo)，基于全生命周期的管理方法，樹立資源整合、持續(xù)優(yōu)化的成本控制維度。通過資源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、節(jié)能診斷、能源績效、節(jié)能控制策略等技術(shù)手段，涵蓋持續(xù)優(yōu)化的節(jié)能控制應(yīng)用體系、績效指標(biāo)創(chuàng)新體系等管理體系，形成降本增效優(yōu)化、持續(xù)節(jié)支降耗的智能化設(shè)計(jì)理念。

（4）重塑旅客體驗(yàn)。以旅客體驗(yàn)為中心，融合“互聯(lián)網(wǎng)+”的新業(yè)態(tài)組織模式，樹立以人為本、價(jià)值融合的旅客服務(wù)維度。涵蓋智能城際鐵路在票制互通、安檢互信、無感通行、無縫換乘等體驗(yàn)的多方面智慧化，形成高水平旅客服務(wù)、一體化立體交通、智慧化價(jià)值延伸的智能化設(shè)計(jì)理念。

（5）構(gòu)建環(huán)境友好。以環(huán)境友好為保障，統(tǒng)籌沿線生態(tài)管理效能，樹立豐富業(yè)態(tài)、共建生態(tài)的環(huán)境治理維度。借助智能城際數(shù)字化優(yōu)勢(shì)向低碳環(huán)保持續(xù)賦能，研究車輛輕量化、振動(dòng)監(jiān)測(cè)、噪聲管控、人-機(jī)-環(huán)境交互等技術(shù)應(yīng)用，形成綠色低碳、智能共建、可持續(xù)共贏生態(tài)圈的智能化設(shè)計(jì)理念。

3 總體藍(lán)圖設(shè)計(jì)

都市圈智能城際鐵路的總體藍(lán)圖設(shè)計(jì)，是在數(shù)字化賦能-生態(tài)圈共享-全方位服務(wù)的總體設(shè)計(jì)理念引領(lǐng)下，以云腦平臺(tái)數(shù)字底座為核心引擎和設(shè)計(jì)主線、采用融合5G 的基礎(chǔ)通信綜合傳輸接入技術(shù)統(tǒng)籌提出的。都市圈智能城際鐵路建設(shè)的總體藍(lán)圖為：以引領(lǐng)城際鐵路發(fā)展為目標(biāo)，以新技術(shù)、新材料、新工藝為支撐，以智能化全面應(yīng)用為標(biāo)桿，以智慧服務(wù)為中心，實(shí)現(xiàn)覆蓋城際鐵路建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)全業(yè)務(wù)流程、全價(jià)值鏈條、全生態(tài)體系的智能化，在旅客服務(wù)品質(zhì)、運(yùn)輸組織效率、安全保證能力、精益管理效益4個(gè)方面實(shí)現(xiàn)全面提升。

（1）旅客服務(wù)品質(zhì)全面提升。統(tǒng)籌開展智能城際動(dòng)車組設(shè)計(jì)，研究適應(yīng)一票通行和便捷化換乘、無感進(jìn)出站和個(gè)性化車站服務(wù)、5G+LBS(位置服務(wù))站車富媒體等全方位智能客運(yùn)和票務(wù)清分需求的一體化方案，打造具備世界領(lǐng)先水平的智能城際動(dòng)車組和旅客服務(wù)體系。

（2）運(yùn)輸組織效率全面提升。提出面向“四網(wǎng)融合”和互聯(lián)互通的新型城際鐵路列控系統(tǒng)方案，構(gòu)建城際鐵路網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行的智能綜合調(diào)度系統(tǒng)，滿足列車安全運(yùn)行控制、自動(dòng)駕駛和快速折返等運(yùn)營需求，實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)客流預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)運(yùn)輸組織。

（3）安全保障能力全面提升。研究構(gòu)建多專業(yè)、立體化、全方位的智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)和分析評(píng)估總體方案，實(shí)現(xiàn)智能城際動(dòng)車組全生命周期健康管理，滿足高水平城際運(yùn)營安全保障體系需求。

（4）精益管理效益全面提升。統(tǒng)籌設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施工電供綜合一體化智能運(yùn)維、動(dòng)車組智能運(yùn)維等精細(xì)化運(yùn)維方案，基于BIM技術(shù)和信息化技術(shù)支撐工程建設(shè)全過程管理，逐步構(gòu)建“狀態(tài)修+預(yù)測(cè)修”運(yùn)維體系，具備故障預(yù)警及緊急報(bào)警功能，實(shí)現(xiàn)智能城際鐵路基礎(chǔ)設(shè)施和城際動(dòng)車組智能運(yùn)維，打造云腦平臺(tái)支撐、都市圈主導(dǎo)運(yùn)營的城際鐵路網(wǎng)高效運(yùn)行和智能決策。

智能城際鐵路總體藍(lán)圖如圖1所示。

圖1 智能城際鐵路總體藍(lán)圖Fig.1 Blueprint for intelligent intercity railway

4 總體框架設(shè)計(jì)

都市圈智能城際鐵路總體框架設(shè)計(jì)，在數(shù)字化賦能-生態(tài)圈共享-全方位服務(wù)的總體設(shè)計(jì)理念和總體藍(lán)圖設(shè)計(jì)引領(lǐng)下，參考國內(nèi)外智能軌道交通系統(tǒng)建設(shè)成功經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，充分考慮都市圈城際鐵路間的互聯(lián)互通、城際鐵路與城市軌道交通的融合及運(yùn)營管理與維護(hù)的方便性和經(jīng)濟(jì)性，將“以人為本”的理念落到都市圈智能城際鐵路系統(tǒng)制式選型，以及建設(shè)、運(yùn)營、運(yùn)維全過程。采用分類分層設(shè)計(jì)的原則，圍繞1 個(gè)“云腦”平臺(tái)基礎(chǔ)底座支撐的數(shù)字核心，按照城際鐵路專業(yè)劃分設(shè)計(jì)形成6 個(gè)業(yè)務(wù)分類大板塊，根據(jù)研究領(lǐng)域劃分形成18 個(gè)細(xì)分業(yè)務(wù)領(lǐng)域，在每個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域下設(shè)計(jì)梳理X個(gè)智能化應(yīng)用項(xiàng)點(diǎn)，通過融合5G 的基礎(chǔ)通信架構(gòu)，綜合實(shí)現(xiàn)全面感知、泛在互聯(lián)、融合處理、主動(dòng)學(xué)習(xí)和科學(xué)決策的都市圈智能城際鐵路，可概括為“1-6-18-X”。智能城際鐵路總體框架如圖2所示。

圖2 智能城際鐵路總體框架Fig.2 Overall framework for intelligent intercity railway

（1）“1”是一個(gè)平臺(tái)，即為都市圈智能城際鐵路提供支撐和服務(wù)的云腦平臺(tái)，提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)等。以云引擎為核心驅(qū)動(dòng)大數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建融合5G 的基礎(chǔ)通信實(shí)現(xiàn)長期演進(jìn)(LTE)專網(wǎng)、5G 公網(wǎng)、關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)(MCX)、車載寬帶綜合傳輸平臺(tái)和地面統(tǒng)一接入平臺(tái)等智能應(yīng)用，重點(diǎn)圍繞主數(shù)據(jù)服務(wù)、BIM數(shù)據(jù)服務(wù)、北斗數(shù)據(jù)服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析服務(wù)、人工智能服務(wù)、決策支持服務(wù)進(jìn)行業(yè)務(wù)能力輸出，配套相關(guān)統(tǒng)建基礎(chǔ)信息服務(wù)組件和專業(yè)性共性信息服務(wù)組件，統(tǒng)一形成基礎(chǔ)支撐能力。

（2）“6”是六大板塊，即指智能施工、智能調(diào)度與列控、智能列車、智能客運(yùn)、智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)、智能運(yùn)維。

（3）“18”是在六大板塊框架下的十八大業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

①智能施工板塊下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)智能施工領(lǐng)域。

②智能列控與調(diào)度板塊下的智能調(diào)度、智能列控、5G通信、有線通信領(lǐng)域。

③智能列車板塊下的整車設(shè)計(jì)、振動(dòng)噪聲管控、列車智能監(jiān)控、列車智能服務(wù)領(lǐng)域。

④智能客運(yùn)板塊下的智能城際票務(wù)、智能城際客站、智能運(yùn)輸組織領(lǐng)域。

⑤智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)板塊下的基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)監(jiān)測(cè)、移動(dòng)設(shè)備檢測(cè)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

⑥智能運(yùn)維板塊下的工電供綜合智能運(yùn)維、動(dòng)車組智能運(yùn)維領(lǐng)域。

（4）“X”指在六大板塊框架下，研發(fā)的相關(guān)業(yè)務(wù)領(lǐng)域智能化應(yīng)用系統(tǒng)。

①智能施工板塊下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)智能施工領(lǐng)域中，包含巖溶檢測(cè)監(jiān)測(cè)及處理系統(tǒng)、地基處理樁基施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，此外還包含大體積混凝土、高穩(wěn)定自密實(shí)混凝土等制備與施工相關(guān)監(jiān)測(cè)。

②智能列控與調(diào)度板塊下，智能調(diào)度領(lǐng)域包含綜合智能調(diào)度管理、應(yīng)急指揮及調(diào)度集中系統(tǒng)等；智能列控包含中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(CTCS)與基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)融合技術(shù)的城際鐵路列控系統(tǒng)、C3+ATO 列控系統(tǒng)、C2+ATO 列控系統(tǒng)、動(dòng)車段/所全自動(dòng)運(yùn)行調(diào)度與控制系統(tǒng)等；5G通信領(lǐng)域包含5G專網(wǎng)通信、調(diào)度通信、5G公網(wǎng)等系統(tǒng)；有線通信領(lǐng)域包含傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)安全、IP規(guī)劃等系統(tǒng)。

③智能列車板塊下，整車設(shè)計(jì)領(lǐng)域包含列車網(wǎng)絡(luò)控制、車輛電氣控制、牽引、制動(dòng)及供風(fēng)、車內(nèi)環(huán)境健康管理、車內(nèi)壓力智能調(diào)節(jié)、車載緊急救援、智能列控車載等系統(tǒng)，此外還包含采用阻尼式低噪音車輪轉(zhuǎn)向架相關(guān)監(jiān)測(cè)；振動(dòng)噪聲管控領(lǐng)域包含振動(dòng)噪聲監(jiān)控與分析系統(tǒng)，此外還包含減震方案設(shè)計(jì)、輪軌噪音方案設(shè)計(jì)、一般及減振地段無砟軌道統(tǒng)型設(shè)計(jì)相關(guān)監(jiān)測(cè)；列車智能監(jiān)控領(lǐng)域包含車載安全監(jiān)控、車載健康管理、列車綜合無線通信、車載信息無線傳輸?shù)认到y(tǒng)；列車智能服務(wù)領(lǐng)域包含基于5G列車智能綜合服務(wù)、車窗信息智能發(fā)布等系統(tǒng)。

④智能客運(yùn)板塊下，智能城際票務(wù)領(lǐng)域包含票務(wù)和清分系統(tǒng)；智能城際客站領(lǐng)域包含站臺(tái)安全防護(hù)和服務(wù)與生產(chǎn)管控平臺(tái)；智能運(yùn)輸組織領(lǐng)域包含基于機(jī)器視覺的客流監(jiān)測(cè)與管理、基于實(shí)時(shí)客流監(jiān)測(cè)的運(yùn)行圖智能編制、城際快運(yùn)物流等系統(tǒng)。

⑤智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)板塊下，基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域包含綜合檢測(cè)車/巡檢車、工務(wù)設(shè)施綜合檢測(cè)監(jiān)測(cè)、供變電設(shè)施及接觸網(wǎng)檢測(cè)監(jiān)測(cè)、站房鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、道岔渦流探傷監(jiān)測(cè)、鋼軌自動(dòng)焊縫探傷監(jiān)測(cè)、鋼軌腐蝕防護(hù)及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、車載式輪軌與弓網(wǎng)檢測(cè)等系統(tǒng)；移動(dòng)設(shè)備檢測(cè)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域包含動(dòng)車組地對(duì)車運(yùn)行安全監(jiān)控、動(dòng)車組運(yùn)行安全管理分析等系統(tǒng)；災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域包含自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)預(yù)警、滑坡及泥石流監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)；環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域包含周界入侵報(bào)警、機(jī)房電源及環(huán)境集中監(jiān)控、振動(dòng)監(jiān)測(cè)控制、智能一體化視頻等系統(tǒng)。

⑥智能運(yùn)維板塊下，工電供綜合智能運(yùn)維領(lǐng)域包含綜合維修生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施故障診斷與健康管理系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施智能預(yù)測(cè)運(yùn)維平臺(tái)、房建運(yùn)維管理系統(tǒng)等；動(dòng)車組智能運(yùn)維領(lǐng)域包含智能動(dòng)車段/所相關(guān)系統(tǒng)、動(dòng)車組故障預(yù)測(cè)與健康管理系統(tǒng)等。

5 智能功能實(shí)現(xiàn)

基于都市圈智能城際鐵路“1-6-18-X”架構(gòu)，遵循數(shù)字化賦能-生態(tài)圈共建-全方位服務(wù)的設(shè)計(jì)理念，圍繞旅客服務(wù)品質(zhì)、運(yùn)輸組織效率、安全保證能力、精益管理效益全面提升的總體藍(lán)圖，在云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、區(qū)塊鏈、BIM、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)和核心業(yè)務(wù)需求雙向驅(qū)動(dòng)下進(jìn)一步深化智能化技術(shù)應(yīng)用，通過智能城際鐵路制式選型和專項(xiàng)方案研究，對(duì)外形成互聯(lián)互通、公交化出行、全方位防護(hù)、預(yù)測(cè)修運(yùn)維、可持續(xù)發(fā)展等智能化功能輸出點(diǎn)。

（1）互聯(lián)互通。在數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通方面，主要通過多制式跨網(wǎng)交易清分、綜合智能調(diào)度架構(gòu)，打通數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)票制互通、安檢互信、服務(wù)一體等；在運(yùn)輸組織互聯(lián)互通方面，主要實(shí)現(xiàn)跨線過軌運(yùn)輸組織、多制式軌道交通網(wǎng)絡(luò)協(xié)同運(yùn)營調(diào)度與應(yīng)急指揮等；在設(shè)備制式互聯(lián)互通方面，通過融合CTCS與CBTC的智能列控系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化與簡統(tǒng)化的動(dòng)車組制式、基于5G的調(diào)度通信等，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

（2）公交化出行。在智能列控與智能列車方面，結(jié)合移動(dòng)閉塞、自動(dòng)折返、全自動(dòng)駕駛等滿足快速啟停、快速乘降、客流密度大、行車間隔短的公交化出行特點(diǎn)；在智能調(diào)度方面，提升數(shù)據(jù)匯集響應(yīng)速度、整合精簡調(diào)度機(jī)構(gòu)及崗位層級(jí)，適應(yīng)公交化運(yùn)營特點(diǎn)；在智能運(yùn)輸組織方面，通過智能運(yùn)行圖編制技術(shù)，結(jié)合靈活編組、長短交路開行、快慢車開行、互聯(lián)互通跨線列車開行等運(yùn)營模式實(shí)現(xiàn)公交化出行；在智能票務(wù)方面，綜合利用云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)+、AI基礎(chǔ)計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、車站票務(wù)卡務(wù)等多元化票制及支付手段，適應(yīng)公交化出行需求；在智能旅客服務(wù)方面，實(shí)現(xiàn)無感進(jìn)出站、快速安檢、站內(nèi)導(dǎo)航、PIS顯示等功能，適應(yīng)公交化出行需求。

（3）全方位防護(hù)。通過構(gòu)建空天地一體化的智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)體系，綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G通信、巡檢機(jī)器人、無線傳感等技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人(少人)化值守賦能。通過綜合檢測(cè)車、工電供、站房、道岔、鋼軌、弓網(wǎng)、動(dòng)車組檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施、移動(dòng)設(shè)備等關(guān)鍵部位的事故預(yù)測(cè)預(yù)警、故障診斷及處置等功能；通過極端自然災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警、重大突發(fā)事件預(yù)報(bào)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)自然災(zāi)害及異物侵限、地震、泥石流及滑坡實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)預(yù)警功能，重大突發(fā)事件的智能視頻分析、周界入侵報(bào)警、火災(zāi)自動(dòng)預(yù)報(bào)警、水位檢測(cè)與警示、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)報(bào)預(yù)警等功能；通過巖溶、地基處理樁基施工等基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)巖溶穩(wěn)定性評(píng)估預(yù)測(cè)、樁基隱蔽工程質(zhì)量管控等功能。

（4）預(yù)測(cè)修運(yùn)維。構(gòu)建智能城際鐵路綜合智能運(yùn)維平臺(tái)，通過設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳、AI 智能、數(shù)字孿生、BIM技術(shù)，構(gòu)建基于路橋軌隧、工電供設(shè)備、動(dòng)車組的全生命周期狀態(tài)診斷與健康管理，掌握設(shè)備全生命周期劣化機(jī)理和演變規(guī)律。向“預(yù)測(cè)修”“狀態(tài)修”的設(shè)備設(shè)施智能化運(yùn)維轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)工電供綜合設(shè)備設(shè)施的綜合維修生產(chǎn)管理、工電供故障預(yù)測(cè)與健康管理、工電供智能決策運(yùn)維、房建運(yùn)維管理、動(dòng)車組全生命周期運(yùn)維管理、智能優(yōu)化排程、生產(chǎn)物流協(xié)同、運(yùn)行故障應(yīng)急處置等功能。

（5）可持續(xù)發(fā)展。研究綠色節(jié)能客站、動(dòng)車組節(jié)能策略、車輛節(jié)能降耗運(yùn)行等，通過資源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)管理、設(shè)備管理、節(jié)能診斷、能源績效等手段實(shí)現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化的節(jié)能控制應(yīng)用體系；采用車輛輕量化設(shè)計(jì)，運(yùn)用振動(dòng)噪聲監(jiān)控及分析技術(shù)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化軌道結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化車輪及摩擦調(diào)節(jié)技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)控、減震降噪方案設(shè)計(jì)等功能；研究大體積混凝土、高穩(wěn)定自密實(shí)混凝土制備及施工，構(gòu)建混凝土智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高抗裂、易保溫、易養(yǎng)護(hù)、高穩(wěn)定、低損耗、低造價(jià)的成套施工及管控體系。

6 結(jié)束語

在交通強(qiáng)國、軌道交通“四網(wǎng)融合”、數(shù)字中國大力發(fā)展背景下，落實(shí)國家政策對(duì)都市圈智能城際鐵路的建設(shè)發(fā)展要求，研究提出智能城際鐵路的內(nèi)涵，從總體設(shè)計(jì)理念、總體藍(lán)圖設(shè)計(jì)、總體框架設(shè)計(jì)和智能功能實(shí)現(xiàn)等方面，構(gòu)建了覆蓋都市圈智能城際鐵路建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)全業(yè)務(wù)流程、全價(jià)值鏈條、全生態(tài)體系的解決方案。以都市圈智能城際鐵路云腦平臺(tái)基礎(chǔ)底座為主線，以融合5G 的基礎(chǔ)通信架構(gòu)為特征，提出了“數(shù)字化賦能-生態(tài)圈共建-全方位服務(wù)”的設(shè)計(jì)理念和4 個(gè)“全面提升”的總體藍(lán)圖，構(gòu)建了“1-6-18-X”的總體框架，描述了5 個(gè)方面的智能功能實(shí)現(xiàn)。在都市圈智能城際鐵路生態(tài)互聯(lián)的跨制式、跨層級(jí)、跨區(qū)域互聯(lián)互通智慧解決方案方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展和示范效益作用，可為我國都市圈智能城際鐵路建設(shè)和運(yùn)營提供支撐。未來，隨著新技術(shù)標(biāo)桿在智能城際鐵路的進(jìn)一步深化探索和應(yīng)用，重點(diǎn)在區(qū)域聯(lián)程精準(zhǔn)服務(wù)、多層級(jí)綜合調(diào)度指揮、“云腦”底座與互操作、全息互聯(lián)自主列控、協(xié)同體系示范驗(yàn)證等關(guān)鍵技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)突破，為都市圈大客流、多層級(jí)的復(fù)雜軌道交通協(xié)同發(fā)展提供技術(shù)指導(dǎo)。