關(guān)于地鐵車站智能化改造的探討

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510220）

地鐵車站是當(dāng)前城市發(fā)展中較為有代表性的交通功能型公共建筑。我國(guó)各大城市在21世紀(jì)初大力發(fā)展城市軌道交通，修建了大量的地鐵車站，受限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)與科技水平，地鐵車站的智能化水平相對(duì)較低。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能的發(fā)展，信息化時(shí)代的地鐵車站更注重建筑使用功能，內(nèi)部設(shè)備及綜合管理的智能化。

1 智能建筑定義

智能建筑是信息時(shí)代的產(chǎn)物，所謂建筑智能化，即利用系統(tǒng)集成法，將智能型計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信計(jì)算、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過對(duì)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控，對(duì)信息資源管理和對(duì)使用者信息服務(wù)及其與建筑的優(yōu)化組合所獲得的投資合理，適合信息社會(huì)需要并具有安全、高效、便利和靈活特點(diǎn)的建筑物。

智能建筑可劃分為辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）、建筑設(shè)備自控系統(tǒng)（BAS）、信息通信系統(tǒng)（CAS）三大功能子系統(tǒng)。為了做到三大子系統(tǒng)的軟、硬件及信息共享、科學(xué)合理地利用建筑物中的所有資源，必須將建筑中三大功能子系統(tǒng)進(jìn)行綜合集成，以優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能。因此，要利用信息和通信技術(shù)，在三個(gè)子系統(tǒng)之間建立有機(jī)聯(lián)系，把原來(lái)相對(duì)獨(dú)立的資源、功能整合到一個(gè)相關(guān)聯(lián)、協(xié)調(diào)和統(tǒng)一的完整系統(tǒng)之中。由該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑內(nèi)的信息數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)視和共享，通過對(duì)信息的整理、分析、判斷，給建筑內(nèi)各級(jí)管理者提供決策的依據(jù)和執(zhí)行控制與管理的自動(dòng)化，給建筑的使用者提供安全舒適、快捷的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

2 地鐵車站智能化改造必要性

隨著城市的發(fā)展，地鐵車站作為城市交通重要公共建筑，逐漸從單一交通功能發(fā)展為集交通、商業(yè)與辦公等多功能于一體的建筑物，人們對(duì)地鐵車站的功能作用提出了更多的要求，乘客對(duì)車站安全性、舒適性、便捷性、美觀性要求越來(lái)越高。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展讓我們迎來(lái)了信息的時(shí)代，對(duì)于地鐵車站而言，利用信息技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)全壽命周期進(jìn)行管理，是提高車站建設(shè)水平的主要途徑。而人工智能和大數(shù)據(jù)的引入使傳統(tǒng)的車站設(shè)備不再是刻板運(yùn)行預(yù)設(shè)程序的機(jī)器，智能化車站內(nèi)的設(shè)備系統(tǒng)擁有了學(xué)習(xí)與思考的能力，能夠通過遍布車站的傳感設(shè)備分析人們的行為和感知環(huán)境的變化，并根據(jù)科學(xué)分析與精確計(jì)算為車站管理人員提供最優(yōu)設(shè)備運(yùn)行方案或客流控制建議，幫助人們快速做出決策。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，滿足乘客需求，研發(fā)和推動(dòng)地鐵車站智能化發(fā)展是非常有必要的。

按目前設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)既有地鐵車站設(shè)計(jì)了建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施，可以通過傳感器采集各類設(shè)備的數(shù)據(jù)，自動(dòng)化程度尚可。但是，地鐵車站的智能化程度普遍不高，使用自動(dòng)化設(shè)備采集的大量數(shù)據(jù)利用效率較低。地鐵各子系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量種類繁多的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小，處理方式單一，數(shù)據(jù)需人工進(jìn)行二次處理和分析，對(duì)此類大數(shù)據(jù)利用效率較低。但這些數(shù)據(jù)對(duì)于地鐵車站運(yùn)行安全及運(yùn)行效率是極其有價(jià)值的，因此大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要。其次，地鐵車站系統(tǒng)還不夠智能，尚且做不到對(duì)數(shù)據(jù)加以處理、分析、整合并得出結(jié)論，從中學(xué)習(xí)以不斷提高運(yùn)行安全和效率，也難以做到各子系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效智能聯(lián)動(dòng)。因此，引入大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)將有利于解決地鐵車站各系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)得不到有效利用和智能化程度不高的兩大關(guān)鍵問題?；诖髷?shù)據(jù)的支持，人工智能技術(shù)的應(yīng)用將從中挖掘出更多有價(jià)值的信息，通過人工智能網(wǎng)絡(luò)從大量的數(shù)據(jù)中總結(jié)、學(xué)習(xí)規(guī)律，使得地鐵車站系統(tǒng)更加智能化，能夠從歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、自我改進(jìn)，變得越來(lái)越聰明，越來(lái)越安全，越來(lái)越高效。

其次，隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，能源日益匱乏，人們意識(shí)到環(huán)保和節(jié)能的重要性。各行業(yè)部門都提倡綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展，智能建筑同樣向著綠色節(jié)能的方向發(fā)展著。我國(guó)城市軌道交通目前正處于高速發(fā)展時(shí)期，而建筑能耗占地鐵交通總能耗的比重較大。地鐵車站節(jié)能已經(jīng)成為各城市軌道交通管理單位節(jié)能的重點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)地鐵車站的節(jié)能目標(biāo)，只有把分離的設(shè)備、功能、信息有機(jī)整合為一體并使用同一平臺(tái)進(jìn)行協(xié)同控制。發(fā)展智能化建筑技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保與節(jié)能的目的，有其必要性且很有發(fā)展前景。實(shí)踐證明，智能化改造能夠促使地鐵車站更加節(jié)能環(huán)保，這在能源危機(jī)加劇的時(shí)代背景下就顯得尤為重要。

3 如何做好地鐵車站智能化改造

3.1 地鐵車站改造項(xiàng)目特點(diǎn)

區(qū)別于新建工程項(xiàng)目，在既有地鐵車站改造項(xiàng)目中，如何確保在不影響車站正常運(yùn)營(yíng)的前提下進(jìn)行改造成為最核心的難題。其主要存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：第一，作業(yè)有效時(shí)間短。為確保運(yùn)營(yíng)期間安全與設(shè)備穩(wěn)定，設(shè)備改造施工需在地鐵停運(yùn)期間進(jìn)行，通長(zhǎng)只有夜間3～4 h的實(shí)際有效作業(yè)時(shí)間，作業(yè)時(shí)間非常有限。且施工后需及時(shí)恢復(fù)受影響的設(shè)備以保證第二天的正常運(yùn)行。這要求施工單位應(yīng)充分做好作業(yè)準(zhǔn)備與計(jì)劃編排，提高施工的效率。第二，設(shè)備防護(hù)遷改的工作量大。地鐵車站即使在改造施工過程中也需保持既有設(shè)備正常運(yùn)行以確保正常的客運(yùn)服務(wù)。為確保車站能正常運(yùn)營(yíng)，改造施工需對(duì)大量的既有設(shè)備進(jìn)行防護(hù)或遷改，額外的工作量較大。第三，各專業(yè)協(xié)調(diào)配合要求高。地鐵車站智能化改造是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及的專業(yè)多、人員多。部分設(shè)備需聯(lián)合各專業(yè)安裝調(diào)試，對(duì)施工單位及設(shè)備管理人員的組織協(xié)調(diào)及配合要求較高。第四，改造工程投資費(fèi)用相對(duì)新建工程高。由于地鐵車站的特殊性，在運(yùn)營(yíng)中的車站進(jìn)行施工改造存在較多限制。因此，改造工程中應(yīng)綜合考慮施工時(shí)效、作業(yè)空間、專業(yè)配合、施工交叉、對(duì)客運(yùn)服務(wù)的影響等不可預(yù)見因素帶來(lái)的投資費(fèi)用增加。

針對(duì)上述難點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中，要不斷完善設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)師要真正理解建筑智能化的內(nèi)涵，做出科學(xué)詳細(xì)的系統(tǒng)規(guī)劃書，不斷糾正設(shè)計(jì)過程中存在的問題，保證需求與技術(shù)、理論與實(shí)際的統(tǒng)一。此外，還要不斷引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)專業(yè)人才，提高建筑智能化設(shè)計(jì)水平，加大科研技術(shù)投入力度，提高整體的設(shè)計(jì)水平，促進(jìn)建筑智能化行業(yè)的良性發(fā)展。而在進(jìn)行改造施工前，施工單位必須深入細(xì)致做好勘察調(diào)研，重視施工方案的編制論證的同時(shí)需充分預(yù)想可能存在的風(fēng)險(xiǎn)及影響，制定合理可行的應(yīng)急預(yù)案以備不時(shí)之需。在施工過程中，要進(jìn)行合理安排、科學(xué)布局、優(yōu)化施工組織方案，保證施工質(zhì)量的同時(shí)將施工影響降到最低。

3.2 節(jié)能改造

地鐵車站智能化改造，其中的一個(gè)重要任務(wù)，就是達(dá)到節(jié)能的目的。地鐵車站內(nèi)每天長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行著包括通信、信號(hào)、通風(fēng)空調(diào)、照明、給排水、電梯、自動(dòng)扶梯等系統(tǒng)設(shè)備，車站建筑能耗非常大。尤其是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，其能耗占比約站地鐵交通總能耗的40%左右。要實(shí)現(xiàn)降低建筑能耗的目的，一方面需對(duì)建筑設(shè)備自身進(jìn)行優(yōu)化，采用高效的機(jī)械設(shè)備；另一方面，設(shè)備運(yùn)行方案的動(dòng)態(tài)優(yōu)化策略是重要的途徑。車站內(nèi)部的運(yùn)營(yíng)環(huán)境隨著客流和外界條件的變化處于不斷變化的過程中，理想化的設(shè)備運(yùn)行方案應(yīng)是根據(jù)車站運(yùn)營(yíng)環(huán)境不斷調(diào)整的動(dòng)態(tài)過程。傳統(tǒng)的車站設(shè)備系統(tǒng)無(wú)法處理如此龐大的數(shù)據(jù)量，大多數(shù)車站管理者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行建筑設(shè)備管理，往往無(wú)法及時(shí)調(diào)整采用最優(yōu)方案，而大數(shù)據(jù)與人工智能使其成為現(xiàn)實(shí)。由于車站內(nèi)各專業(yè)設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)系較緊密，需通過智能化改造將獨(dú)立運(yùn)行的設(shè)備系統(tǒng)整合到統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用信息技術(shù)對(duì)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并計(jì)算得出最優(yōu)運(yùn)行方案，使各子系統(tǒng)在較佳的工況下配合運(yùn)行。從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低建筑能耗。節(jié)能在建筑設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試和使用管理過程中是一個(gè)重要的課題，節(jié)能的思想應(yīng)該貫穿于地鐵車站智能化工作的始終。

3.3 裝飾裝修工程改造

近年來(lái)隨著我國(guó)物質(zhì)精神生活的豐富，人們對(duì)于公共建筑美的要求越來(lái)越高。而部分既有車站由于運(yùn)營(yíng)年限較長(zhǎng)且屬于人員密集公共場(chǎng)所，建筑使用頻率非常高，多數(shù)裝飾裝修設(shè)施已殘舊老化嚴(yán)重，已達(dá)到裝飾裝修更替改造的周期。故應(yīng)利用智能化改造這一契機(jī)，使用市場(chǎng)上的新材料、新技術(shù)、新工藝配合進(jìn)行裝飾裝修工程的改造，利用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念及審美元素，提升建筑裝飾裝修的檔次，打造更舒適、更環(huán)保、更具有美感的地鐵車站。

3.4 施工管理措施

（1）要建立和完善相應(yīng)的組織保證制度。首先，要對(duì)管理目標(biāo)進(jìn)行合理分解，把項(xiàng)目責(zé)任落實(shí)到各個(gè)班組，制度合理的措施，保證施工質(zhì)量管理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。其次，要根據(jù)各個(gè)分部工程，建立合理的質(zhì)量控制程序和信息反饋系統(tǒng)，做好質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)分析，全面控制好施工質(zhì)量。再者，要采用先進(jìn)的管理方法和觀念，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行全面、動(dòng)態(tài)的管理。最后，要不斷優(yōu)化施工方案，控制好施工工序，做好施工技術(shù)交底工作，對(duì)施工圖紙進(jìn)行嚴(yán)格的審查，做好施工機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作，堅(jiān)持預(yù)防為主的原則，保證施工能夠順利進(jìn)行。

（2）要建立施工物質(zhì)質(zhì)量保證體系。在施工材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，保證達(dá)到施工要求和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要做好施工檢驗(yàn)記錄。在確認(rèn)材料和機(jī)械設(shè)備合格后，嚴(yán)格按照規(guī)定填寫進(jìn)場(chǎng)報(bào)驗(yàn)單，具體包括合同、材料的消耗以及材料的生產(chǎn)日期、數(shù)量、質(zhì)量和配件等內(nèi)容。

（3）要建立完善的施工管理制度。首先，要做好施工技術(shù)交底制度。在施工過程中，要提高設(shè)計(jì)方案和組織設(shè)計(jì)的針對(duì)性和有效性，在施工過程中要不斷采用新技術(shù)、新工藝以及新材料，對(duì)每個(gè)施工工序和工種都要進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)交底。其次，要建立樣板引路制度，在具體的施工過程中，要不斷優(yōu)化施工工序，改進(jìn)施工工藝，保證施工過程的標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于分項(xiàng)工程要做出必要示范，從而統(tǒng)一各個(gè)操作要求，保證施工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

地鐵車站是市民出行的服務(wù)窗口、是地鐵建設(shè)的重要基礎(chǔ)。在城市化加速、客運(yùn)壓力加大的時(shí)代，更安全、更便捷、更智慧的交通出行方式，個(gè)性化服務(wù)和豐富的多元性乘坐體驗(yàn)成為市民的追求。地鐵車站智能化改造是傳統(tǒng)地車站鐵的發(fā)展方向，深入了解地鐵車站運(yùn)營(yíng)需求及智能化改造的內(nèi)涵，有助于我們?cè)诟脑祉?xiàng)目中取得成功，打造出城市軌道交通中的精品工程。