基于智能建筑技術(shù)的軌道交通站點(diǎn)設(shè)計(jì)探究

張潔貞， 陳慶周， 趙媛， 麻景瑞

（山東軌道交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司）

1 智能建筑技術(shù)的核心組成與應(yīng)用

1.1 傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能建筑設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，尤其在軌道交通站點(diǎn)的設(shè)計(jì)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心，收集了大量的關(guān)于環(huán)境、設(shè)備以及乘客行為的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這里就像一個(gè)交響樂(lè)團(tuán)的指揮，協(xié)調(diào)這些傳感器的工作并確保數(shù)據(jù)的有效流動(dòng)。無(wú)論是通過(guò)有線還是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都能夠確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，從而使得站點(diǎn)管理者能夠作出及時(shí)的決策。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也使得自動(dòng)化成為可能。一旦設(shè)定特定的規(guī)則和算法，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能根據(jù)收集的數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境狀況，如自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)溫度或者站點(diǎn)的照明。傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能夠帶來(lái)更為人性化的服務(wù)，通過(guò)分析人流量和交通模式，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以預(yù)測(cè)出高峰期，從而提前調(diào)整服務(wù)以滿足需求，這種技術(shù)還能通過(guò)分析乘客的行為和需求，使得物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為乘客提供更為個(gè)性化的服務(wù)，如定制的出行建議或者舒適的乘車環(huán)境[1]。

1.2 人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)在智能建筑設(shè)計(jì)和軌道交通站點(diǎn)設(shè)計(jì)中扮演了至關(guān)重要的角色。人工智能是一種能模擬、理解和實(shí)現(xiàn)人類智能行為的技術(shù)，而機(jī)器學(xué)習(xí)則是其重要的子領(lǐng)域，利用算法讓機(jī)器基于數(shù)據(jù)自我學(xué)習(xí)和改進(jìn)，在軌道交通站點(diǎn)中，這些技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更智能化、更高效地運(yùn)營(yíng)管理。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以對(duì)環(huán)境參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況或乘客行為等數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析和預(yù)測(cè)，從海量的數(shù)據(jù)中找出隱藏的模式和趨勢(shì)，為站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)提供更精準(zhǔn)的決策支持，如預(yù)測(cè)高峰時(shí)段、調(diào)整運(yùn)力分配、優(yōu)化乘客流線設(shè)計(jì)等。此外，通過(guò)對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，機(jī)器可以自動(dòng)調(diào)整站點(diǎn)的空調(diào)和電梯等設(shè)備運(yùn)行狀況，以提高能源效率和乘客體驗(yàn)，還可以幫助進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和故障預(yù)警。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，人工智能系統(tǒng)可以快速發(fā)現(xiàn)并分析問(wèn)題，甚至提出解決方案，減少了設(shè)備停機(jī)時(shí)間，保障了站點(diǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以學(xué)習(xí)和理解乘客的出行行為和習(xí)慣，提供更加個(gè)性化的服務(wù)，如推薦最佳出行路線、預(yù)測(cè)等車時(shí)間等，人工智能還可以在緊急情況下提供支持，如疏散指引和救援方案[2]。

2 智能建筑技術(shù)在軌道交通站點(diǎn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 節(jié)能與環(huán)保設(shè)計(jì)

節(jié)能與環(huán)保設(shè)計(jì)中，智能照明系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于軌道交通站點(diǎn)，旨在提高能源利用效率，減少能源消耗，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。智能照明系統(tǒng)是一種基于傳感器和自動(dòng)化控制技術(shù)的照明系統(tǒng)，能根據(jù)光照條件和人員活動(dòng)情況自動(dòng)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度和照明時(shí)間，實(shí)時(shí)感知站點(diǎn)內(nèi)外的光照情況，并根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)照明設(shè)備的亮度或開(kāi)啟/關(guān)閉狀態(tài)。例如，在白天陽(yáng)光充足時(shí)，智能照明系統(tǒng)可以減少照明設(shè)備的亮度或關(guān)閉部分燈具，從而節(jié)省能源，而在夜間或人員活動(dòng)頻繁的區(qū)域，系統(tǒng)可以提供適當(dāng)?shù)恼彰魉?，以確保乘客的安全和舒適。能源管理系統(tǒng)則是一種集成能源監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化功能的智能系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析站點(diǎn)內(nèi)的能源消耗情況，識(shí)別能源浪費(fèi)和潛在的節(jié)能機(jī)會(huì)，并自動(dòng)調(diào)整能源使用以最大程度地降低能源消耗，可以監(jiān)測(cè)和控制諸如照明、空調(diào)、供暖、通風(fēng)和電梯等設(shè)備的能源使用情況，實(shí)現(xiàn)能源消耗的優(yōu)化和最大限度地降低碳排放[3]。然而，在實(shí)施智能建筑技術(shù)的節(jié)能與環(huán)保設(shè)計(jì)時(shí)，還存在一些挑戰(zhàn)和考慮因素。例如，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是關(guān)鍵，因?yàn)檐壍澜煌ㄕ军c(diǎn)需要保持24h 的運(yùn)行，系統(tǒng)的集成和數(shù)據(jù)管理也是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，要確保各個(gè)子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)工作和數(shù)據(jù)共享，以實(shí)現(xiàn)整體能效的最大化。

2.2 乘客流動(dòng)與安全管理

為了提高乘客的流動(dòng)性和確保站點(diǎn)的安全性，智能乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)和安全監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于軌道交通站點(diǎn)。智能乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)是一種利用傳感器和圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)乘客數(shù)量的系統(tǒng)，通過(guò)在站點(diǎn)的關(guān)鍵區(qū)域安裝傳感器和攝像頭，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地識(shí)別進(jìn)出站點(diǎn)的乘客，并實(shí)時(shí)計(jì)算乘客的數(shù)量，可以用于實(shí)時(shí)監(jiān)控站點(diǎn)的擁擠程度，幫助站點(diǎn)管理人員作出相應(yīng)的調(diào)度和資源分配決策，并能夠與軌道交通系統(tǒng)集成，提供乘客流量預(yù)測(cè)和乘客導(dǎo)向服務(wù)，改善站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)效率和乘客體驗(yàn)。安全監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)是集成了攝像頭、傳感器和智能分析算法的系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控站點(diǎn)的安全狀況并及時(shí)發(fā)出預(yù)警。通過(guò)安裝攝像頭和傳感器，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)內(nèi)外的情況，例如人員聚集、異常行為、物體遺留等，通過(guò)智能分析算法自動(dòng)識(shí)別和分析異常事件，并立即發(fā)出警報(bào)通知站點(diǎn)管理人員或安保人員，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和協(xié)調(diào)行動(dòng)，提高站點(diǎn)的安全防護(hù)能力。

2.3 智能化舒適體驗(yàn)

智能化舒適體驗(yàn)是基于智能建筑技術(shù)的軌道交通站點(diǎn)設(shè)計(jì)的重要方面之一，通過(guò)溫度與濕度控制、聲音與噪音控制以及智能座椅與設(shè)施的應(yīng)用，軌道交通站點(diǎn)可以提供更加舒適和愉悅的乘客體驗(yàn)。溫度與濕度控制是通過(guò)智能化系統(tǒng)對(duì)站點(diǎn)內(nèi)部的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)的過(guò)程，通過(guò)安裝傳感器和應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)時(shí)感知站點(diǎn)內(nèi)外的溫濕度情況，并自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)、供暖和通風(fēng)設(shè)備，以提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。例如，在夏季高溫時(shí)，系統(tǒng)可以及時(shí)調(diào)低溫度和控制濕度，使乘客感到清涼和舒適，而冬季寒冷時(shí)提供適宜的供暖，保持溫暖的環(huán)境，提升乘客的舒適感和滿意度。站點(diǎn)通常會(huì)面臨來(lái)自列車運(yùn)行、乘客交談、廣播通知等多種噪音源，智能化系統(tǒng)可以通過(guò)噪音傳感器和音頻處理技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的噪音水平，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制。例如調(diào)節(jié)音量、優(yōu)化音頻輸出，甚至利用噪音屏蔽技術(shù)來(lái)降低噪音干擾，提供安靜和舒適的乘車環(huán)境，減少噪音對(duì)乘客的干擾，提升乘車體驗(yàn)和旅途舒適度。智能座椅與設(shè)施可以根據(jù)乘客的需求和偏好，提供個(gè)性化的座椅調(diào)節(jié)功能，如可調(diào)節(jié)座椅高度、傾斜角度和座椅硬度。此外，座椅上還可以集成智能控制面板和娛樂(lè)系統(tǒng)，乘客可以通過(guò)觸摸屏或遙控器調(diào)節(jié)座椅、享受娛樂(lè)內(nèi)容，提升乘車的舒適性和樂(lè)趣。除座椅外，智能化設(shè)施還包括自動(dòng)售票機(jī)、自動(dòng)取票機(jī)、無(wú)線充電設(shè)施等，為乘客提供便捷的服務(wù)和設(shè)施，提升乘車體驗(yàn)的便利性和質(zhì)量。

3 智能建筑技術(shù)在軌道交通站點(diǎn)的設(shè)計(jì)考慮與挑戰(zhàn)

3.1 空間布局優(yōu)化

在空間布局優(yōu)化中，需要平衡乘客流動(dòng)性和站點(diǎn)功能，并將智能化指引與導(dǎo)航系統(tǒng)融入設(shè)計(jì)中，以提升站點(diǎn)的效率和乘客體驗(yàn)，在軌道交通站點(diǎn)的空間布局中，乘客流動(dòng)性和站點(diǎn)功能的平衡是至關(guān)重要的。站點(diǎn)的布局應(yīng)該能夠容納大量的乘客流動(dòng)，同時(shí)滿足站點(diǎn)的基本功能需求，如票務(wù)、候車、換乘等。通過(guò)科學(xué)合理的站點(diǎn)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，可以最大程度地優(yōu)化空間利用效率，減少擁堵和混亂現(xiàn)象。例如，合理劃分不同功能區(qū)域、優(yōu)化通道寬度和乘車設(shè)施的布置，可以提高乘客的流動(dòng)效率和站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)效果。此外，智能化指引與導(dǎo)航系統(tǒng)的融入也是優(yōu)化空間布局的重要手段。通過(guò)智能指引與導(dǎo)航系統(tǒng)，站點(diǎn)可以為乘客提供實(shí)時(shí)的導(dǎo)航信息和個(gè)性化的路線推薦，幫助乘客快速、準(zhǔn)確地找到所需的目的地或服務(wù)點(diǎn)，利用傳感器、顯示屏和導(dǎo)航應(yīng)用程序等技術(shù)，將導(dǎo)航信息直觀地展示給乘客，例如站點(diǎn)地圖、換乘指南、出口指示等，乘客可以更加方便地獲取信息、規(guī)劃行程，減少迷路和浪費(fèi)時(shí)間，提高整體的站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)效率。

3.2 安全與隱私保護(hù)

隨著智能化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，站點(diǎn)將面臨更多的數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)和傳輸。為了保護(hù)這些數(shù)據(jù)的安全性，必須采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?，如加密、訪問(wèn)控制和身份認(rèn)證等。此外，網(wǎng)絡(luò)安全也是不可忽視的，站點(diǎn)的智能化系統(tǒng)應(yīng)建立健全的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和安全機(jī)制，防止惡意攻擊和未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)，確保敏感信息不被泄露，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，乘客和站點(diǎn)的安全得到保障。智能建筑技術(shù)的應(yīng)用通常需要收集和處理乘客的個(gè)人信息，如身份信息、乘車記錄等。在這個(gè)過(guò)程中，必須確保個(gè)人信息的保護(hù)和隱私權(quán)的尊重。站點(diǎn)應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)碾[私保護(hù)措施，如數(shù)據(jù)匿名化、訪問(wèn)權(quán)限控制和信息安全管理等，以保護(hù)乘客的個(gè)人隱私。同時(shí)，還需要平衡個(gè)人信息的收集和使用之間的關(guān)系，確保僅在合法、合理和必要的范圍內(nèi)收集和使用個(gè)人信息，并獲得乘客的明示同意，與乘客建立可信任的關(guān)系，保護(hù)乘客的隱私權(quán)益，贏得乘客的信任和支持。

3.3 數(shù)據(jù)集成與分析存在的挑戰(zhàn)

智能建筑系統(tǒng)與軌道交通系統(tǒng)的集成面臨技術(shù)兼容性和接口標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，不同系統(tǒng)可能采用不同的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，導(dǎo)致數(shù)據(jù)集成的困難，需要制定統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，以便各個(gè)系統(tǒng)之間能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)交換和集成。數(shù)據(jù)收集與分析的過(guò)程中，大數(shù)據(jù)量的處理和存儲(chǔ)增加了數(shù)據(jù)分析的難度。軌道交通站點(diǎn)每天產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，如乘客流量、能耗數(shù)據(jù)等。有效地收集、存儲(chǔ)和處理這些數(shù)據(jù)對(duì)于后續(xù)的分析和決策至關(guān)重要，不同數(shù)據(jù)源和系統(tǒng)之間可能存在數(shù)據(jù)質(zhì)量差異和不一致性，對(duì)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和可信度造成影響。因此，需要建立數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的機(jī)制，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、校驗(yàn)和整合，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，數(shù)據(jù)分析還面對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)模式和多維數(shù)據(jù)分析的挑戰(zhàn)。站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)通常具有復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系和時(shí)空特征，需要運(yùn)用高級(jí)的數(shù)據(jù)分析方法和算法，如機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，來(lái)發(fā)現(xiàn)隱藏的規(guī)律和趨勢(shì)，數(shù)據(jù)分析還需要結(jié)合站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)目標(biāo)和需求，將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為實(shí)際的決策和行動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

基于智能建筑技術(shù)的軌道交通站點(diǎn)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、智能化和人性化的城市交通的重要一環(huán)。通過(guò)節(jié)能與環(huán)保設(shè)計(jì)，站點(diǎn)能夠有效利用能源、減少碳排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型運(yùn)營(yíng)。乘客流動(dòng)與安全管理方面，智能化的乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)和安全監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)提高了站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)效率和乘客的安全保障。智能化舒適體驗(yàn)方面，通過(guò)溫度與濕度控制、聲音與噪音控制以及智能座椅與設(shè)施的應(yīng)用，站點(diǎn)能夠提供舒適、便利和愉悅的乘車體驗(yàn)。然而，實(shí)施智能建筑技術(shù)的軌道交通站點(diǎn)設(shè)計(jì)面臨著可靠性、隱私保護(hù)、定制化和設(shè)備維護(hù)等挑戰(zhàn)。為了克服這些挑戰(zhàn)，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將集中在技術(shù)創(chuàng)新、數(shù)據(jù)分析和可持續(xù)發(fā)展的重要性上。智能建筑技術(shù)將持續(xù)推動(dòng)軌道交通站點(diǎn)的創(chuàng)新發(fā)展，為乘客提供更加智能、高效、舒適和可持續(xù)的出行體驗(yàn)，助力城市交通的可持續(xù)發(fā)展和智慧城市的建設(shè)。