重慶東站鐵路綜合交通樞紐智慧化建設(shè)研究

楊甲鋒 蒲道北

(重慶鐵路投資集團有限公司, 重慶 400023)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)的普及和發(fā)展，各行各業(yè)都開啟了充分利用新一代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的進程，智慧能源、智慧教育、智慧環(huán)保、智慧醫(yī)療、智慧物流、智慧城市等行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用層出不窮[1-2]。在智慧交通方面，運用新一代信息技術(shù)提升交通系統(tǒng)運營效率和管理水平取得了較大進步。近年來，新一代交通樞紐呈現(xiàn)出融合城市與交通雙重功能的站城一體化發(fā)展趨勢[3]。這種樞紐最大的特征表現(xiàn)在站城融合、規(guī)模宏大、功能復(fù)雜、設(shè)施龐雜，在集約化利用城市土地空間的同時，也給樞紐內(nèi)部旅客綜合換乘、外部車輛快速集散帶來了巨大壓力。為提升綜合交通樞紐運行效率、暢通公眾出行和保持樞紐可持續(xù)健康發(fā)展，樞紐智慧化建設(shè)必將成為實現(xiàn)站城服務(wù)柔性融合和數(shù)字轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。

1 我國綜合交通樞紐信息化建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 上海虹橋綜合交通樞紐信息化建設(shè)現(xiàn)狀

上海虹橋綜合交通樞紐信息管理系統(tǒng)按照“一總五子”進行建設(shè)，包括綜合管理信息系統(tǒng)、樞紐道路交通管理系統(tǒng)、樞紐客流管理系統(tǒng)、市政設(shè)施管理系統(tǒng)、樞紐建筑管理系統(tǒng)、企業(yè)信息管理系統(tǒng)等[4]，總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 上海虹橋信息管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 合肥南站綜合客運樞紐信息化建設(shè)現(xiàn)狀

合肥南站綜合交通樞紐信息化提出了“五大系統(tǒng)一平臺”架構(gòu)，包括辦公自動化系統(tǒng)、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)、消防自動化系統(tǒng)、安防自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)和綜合信息管理與服務(wù)平臺[5]，實現(xiàn)了建設(shè)、應(yīng)用和維護的科學統(tǒng)一，總體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 合肥南站信息化總體架構(gòu)圖

1.3 重慶西站鐵路綜合交通樞紐信息化建設(shè)現(xiàn)狀

重慶西站鐵路綜合交通樞紐根據(jù)管理功能需求，建設(shè)完成“1個綜合運營管理中心、5個核心業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、1個商業(yè)運營平臺”的信息化管理體系，包括基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施、通信網(wǎng)絡(luò)、軟件支撐、數(shù)據(jù)資源、核心業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)、信息展現(xiàn)6個層次[6-7]，總體架構(gòu)如圖3所示。

圖3 重慶西站信息化系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 重慶東站鐵路綜合交通樞紐智慧化建設(shè)需求分析

2.1 重慶東站鐵路綜合交通樞紐概況

重慶東站是重慶鐵路樞紐布局的4個主要客運站之一，承擔京昆、包(銀)海、沿江、廈渝“兩縱兩橫”4條高速鐵路主通道貫通運行，建成后將為主城都市區(qū)客流集散、城市功能對外輻射的樞紐門戶。

重慶東站鐵路綜合交通樞紐因地制宜、依山就勢，充分利用重慶山地城市的特殊地形地貌，巧妙利用站場、站房位置30～50 m地形高差，進行“橋建合一”立體布局。采用高架橋的方式建設(shè)站場和站房，將橋上、橋下建筑結(jié)構(gòu)融為一體，形成“上進下出為主、下進下出為輔、立體流線疏解”的綜合交通樞紐體系。同時，鐵路站房與綜合交通換乘中心無縫銜接，站房內(nèi)直接換乘多條高速鐵路及市域鐵路，旅客出站后，換乘地鐵最遠步行距離約160 m，換乘出租車最遠步行距離約200 m，換乘公交車、長途客車最遠步行距離約150 m，基本實現(xiàn)各類交通5 min內(nèi)換乘，大大提高了旅客換乘的舒適性，以最短的距離實現(xiàn)多種交通方式融合，形成多維度的立體城市綜合交通網(wǎng)絡(luò)。

2.2 重慶東站鐵路綜合交通樞紐智慧化需求

“站城融合、城軌融合、景城融合”模式下的重慶東站將成為集中展示整體城市形象的重要載體，涉及交通樞紐、商業(yè)、文旅、酒店、寫字樓等不同城市業(yè)態(tài)布局，需為市民提供便捷的出行、生活、生產(chǎn)、公共空間等綜合服務(wù)，同時具備高效協(xié)同、技術(shù)引領(lǐng)、數(shù)字驅(qū)動、效益增值等多元化需求。

(1) 高效協(xié)同

多部門、多交通的協(xié)同共享，提升樞紐運營效率。加強樞紐內(nèi)各種運輸方式信息和各級部門管理信息的協(xié)同共享，提高東站樞紐整體運營效率，滿足旅客高品質(zhì)的出行需求，實現(xiàn)多部門間的信息共享交換、多種交通方式間協(xié)同調(diào)度、全樞紐綜合運營監(jiān)控和綜合信息服務(wù)等功能。

(2)技術(shù)引領(lǐng)

以人臉識別、節(jié)能環(huán)保等前沿技術(shù)打造智能化綜合交通樞紐。采用基于人臉識別技術(shù)為核心的自助購票設(shè)備、人證合一通道設(shè)備等高新技術(shù)設(shè)備，實現(xiàn)人臉自動購票、驗票、進出站，提升乘客在驗票、通關(guān)等環(huán)節(jié)的效率和體驗感；通過先進生態(tài)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)新樞紐的能源綜合管理，最大限度地平衡環(huán)境舒適度與資源耗費；配置機器人自動泊車等智能化設(shè)施，讓旅客的出行體驗更加人性化；基于VR等技術(shù)構(gòu)建智慧體驗空間，打造展示中國傳統(tǒng)文化的平臺，推動綜合樞紐成為弘揚、傳承與創(chuàng)新中華文化精神的文化坐標和城市坐標。

(3)數(shù)據(jù)驅(qū)動

以大數(shù)據(jù)技術(shù)提升樞紐運營管理水平和高品質(zhì)服務(wù)體驗。重慶東站樞紐旅客發(fā)送量預(yù)計初期(2030年)為 3 050 萬人次，車站最高聚集人數(shù) 15 000 人，高峰小時流量 16 274 人次/h。采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對樞紐內(nèi)客流進行精確、實時分析，有效地監(jiān)控樞紐內(nèi)客流的分布態(tài)勢，預(yù)測乘客流的流動趨勢，引導(dǎo)旅客出行及消費，切實解決人流密度大且高度集中時段難以管理的問題[8]。

(4)效益增值

依托大數(shù)據(jù)和智能分析技術(shù)提升土地開發(fā)價值和效益。依托重慶東站樞紐巨大客流帶來的集聚帶動效應(yīng)，以海量客流的身份信息、位置信息、購物習慣等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行大數(shù)據(jù)分析，開展針對性營銷，為樞紐商戶門店活動策劃、商鋪租金評估定價、樞紐廣告投放等運營提供支撐，為不同群體提供高品質(zhì)的出行、居住、辦公、休閑等增值服務(wù)，輔助提升樞紐商業(yè)價值、土地價值、城市價值等[9-10]。

3 重慶東站智慧化體系架構(gòu)

結(jié)合重慶東站樞紐智慧化需求，統(tǒng)籌規(guī)劃構(gòu)建一個具備智慧城市深度感知、管理能力協(xié)調(diào)聯(lián)動、交通信息交換共享、旅客信息綜合服務(wù)等綜合管理職能的“1234”樞紐智慧化體系架構(gòu)，總體架構(gòu)如圖4所示。

圖4 重慶東站智慧化體系架構(gòu)圖

3.1 “1”個賦能底座

賦能底座是綜合交通樞紐智慧化建設(shè)的基礎(chǔ)，應(yīng)具備高速泛在、集約共享、靈活拓展等特點，統(tǒng)一為重慶東站樞紐提供物聯(lián)感知、網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等資源服務(wù)，提升樞紐運行、管理、服務(wù)水平。

(1)物聯(lián)感知體系

利用先進的傳感、遙感、檢測等技術(shù)，全方位實時獲取樞紐內(nèi)部、上蓋建筑及樞紐周邊等區(qū)域人、車、路、設(shè)施、環(huán)境等全要素信息，構(gòu)建覆蓋全、粒度細、要素齊的綜合體征檢測和全息感知能力，為全方位掌握實時狀況、實現(xiàn)智慧化運營和管理提供基礎(chǔ)支撐。

(2)通信網(wǎng)絡(luò)體系

通信網(wǎng)絡(luò)采用成熟的有線專網(wǎng)+無線網(wǎng)方式進行建設(shè)。有線專網(wǎng)分弱電專網(wǎng)、核心骨干光纖、電子政務(wù)網(wǎng)等，主要為樞紐內(nèi)自建系統(tǒng)和設(shè)備之間網(wǎng)絡(luò)承載，外部相關(guān)平臺與內(nèi)部平臺間數(shù)據(jù)傳輸與交互；無線網(wǎng)包括5G、WiFi、物聯(lián)網(wǎng)等，主要為市民提供隨處可連的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、部分物聯(lián)設(shè)備連接。

(3)云計算基礎(chǔ)設(shè)施

構(gòu)建重慶東站樞紐云計算基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)靈活高效、彈性擴展、安全可信、按需服務(wù)的安全超算云，為后續(xù)匯聚數(shù)據(jù)資源、開放應(yīng)用能力等提供計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)資源。

3.2 “2”套智慧中臺

智慧中臺是智慧體系架構(gòu)的核心，由數(shù)據(jù)中臺和能力中臺構(gòu)成。數(shù)據(jù)中臺負責驅(qū)動全樞紐數(shù)據(jù)資源的采集、存儲、處理、分析、可視；能力中臺實現(xiàn)樞紐各種能力的注冊、管理、運營。智慧中臺為各領(lǐng)域智慧化應(yīng)用提供數(shù)據(jù)和能力調(diào)用，面向政府、企業(yè)和市民提供一體化服務(wù)。

(1)數(shù)據(jù)中臺

為更好地融合重慶東站樞紐各類數(shù)據(jù)，形成樞紐內(nèi)數(shù)據(jù)資源治理、融合、挖掘、決策與共享，構(gòu)建專門的數(shù)據(jù)中臺，包括數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享開放等功能。通過數(shù)據(jù)倉庫將來源于各種感知設(shè)備的數(shù)據(jù)、各相關(guān)單位的信息數(shù)據(jù)進行分類、匯總，形成重慶東站樞紐數(shù)據(jù)湖；通過數(shù)據(jù)分析平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)可視；通過數(shù)據(jù)共享開放平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源跨系統(tǒng)、跨部門的共享交換，激活東站樞紐數(shù)據(jù)資源潛能。

(2)能力中臺

緊密圍繞東站智慧樞紐能力提升，堅持集中、開放、云化的方向，構(gòu)建重慶東站樞紐能力中臺，實現(xiàn)能力服務(wù)化、服務(wù)平臺化、平臺生態(tài)化，提升重慶東站樞紐智慧應(yīng)用的敏捷、靈活、高效能力。通過統(tǒng)一的協(xié)議標準、技術(shù)架構(gòu)和運營策略，降低研發(fā)成本和集成復(fù)雜性，負責實現(xiàn)一點注冊、一點管理、一點運營等功能，如提供GIS地圖能力、虛擬現(xiàn)實能力、人工智能能力、數(shù)據(jù)分析能力、BIM引擎能力等。

3.3 “3”大智慧保障

智慧保障包括安全保障、標準保障和運維保障三部分。

(1)安全保障

安全保障是信息化系統(tǒng)的安全防護壁壘，由網(wǎng)絡(luò)安全、安全政策法規(guī)、安全管理及運維等組成，主要參照Q/CR772-2020《鐵路網(wǎng)絡(luò)安全等級保護基本要求 安全通用要求》、Q/CR 774-2020《鐵路移動應(yīng)用軟件安全防護技術(shù)要求》、Q/CR 783.2-2020《鐵路通信網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)要求》等標準規(guī)范執(zhí)行。

(2)標準保障

信息化系統(tǒng)在建設(shè)運用過程中不僅需遵循技術(shù)標準，還需在體制機制層面制定相應(yīng)的標準，并以此為基準實現(xiàn)信息化系統(tǒng)建設(shè)統(tǒng)籌規(guī)劃和集中管理。如建設(shè)統(tǒng)一標準的接口規(guī)范、實現(xiàn)異質(zhì)數(shù)據(jù)源模式的統(tǒng)一接入和共享等。

(3)運維保障

運維保障主要是從后期信息化系統(tǒng)的運行、維護等角度，制定相應(yīng)運維章程及專業(yè)化的運維保障系統(tǒng)。運維章程包括信息化系統(tǒng)運維管理章程，數(shù)據(jù)共享、開放、隱私保護等方面的數(shù)據(jù)管理章程，跨部門、跨系統(tǒng)業(yè)務(wù)協(xié)同流程章程等。同時，采用BIM和數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建綜合交通樞紐運維管理平臺，實現(xiàn)運維信息的可視化和數(shù)據(jù)信息的交互共享，提高信息的準確性、即時性，提高站房運維管理的質(zhì)量和效率。

3.4 “4”類智慧應(yīng)用

重慶東站鐵路綜合交通樞紐以“站城融合、城軌融合、景城融合”為指導(dǎo)，需探索符合重慶市人文地域特征、站城融合的TOD發(fā)展新路。這一全新理念使得重慶東站樞紐具備地域化、智慧化、人文化、生態(tài)化等特征，涉及政務(wù)管理、交通運營、樞紐運營、商業(yè)管理等多方面應(yīng)用，這些應(yīng)用通過統(tǒng)一的智慧運營門戶進行管理。

(1)智慧政務(wù)管理

建立相應(yīng)的信息化管理系統(tǒng)提升管理效率和服務(wù)水平(如公共政務(wù)服務(wù)平臺、市政管理系統(tǒng)、網(wǎng)上政務(wù)辦事大廳等)，為各個相關(guān)用戶提供統(tǒng)一的信息共享交互和管理控制平臺。

(2)智慧交通運營管理

綜合交通樞紐的復(fù)雜業(yè)態(tài)分布和高強度客流聚集對交通運營和管理提出了較高要求。圍繞樞紐的交通運營、購票便捷、出行服務(wù)等需求，構(gòu)建專業(yè)化信息管理系統(tǒng)，如客流監(jiān)測預(yù)警平臺、交通運營調(diào)度平臺、自動售檢票系統(tǒng)等?？土鞅O(jiān)測預(yù)警平臺包括客流統(tǒng)計分析、客流狀態(tài)分析研判等；交通運營調(diào)度平臺依托交通在線仿真、多場景策略等方式，實現(xiàn)城際鐵路、地鐵、公交、出租、網(wǎng)約車等多方式的一體化協(xié)同調(diào)度，構(gòu)筑“看得見、聽得清、信息準、反應(yīng)快”的樞紐交通運輸應(yīng)急調(diào)度機制；自動售檢票系統(tǒng)面向乘客提供智能化的售票、差異化安檢、無感通關(guān)等全新出行體驗。

(3)智慧樞紐運營管理

智慧樞紐運營管理是打通樞紐地下和地上融合的中樞，主要有站房智能化管理系統(tǒng)、公共資訊服務(wù)系統(tǒng)、樞紐應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)等。

站房智能化管理系統(tǒng)包括安防管理、停車管理、視頻監(jiān)控、門禁系統(tǒng)、消防管理、樓宇管理、機電設(shè)備控制、智能照明、地質(zhì)災(zāi)害及基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測、供電安全檢查檢測、智能雷電監(jiān)測、電力能源管理、給排水智能監(jiān)控、節(jié)能監(jiān)測與能效管理等。通過建設(shè)具備合理調(diào)度、交互引導(dǎo)、人臉識別、空間定位及人員密集度分析、軌跡追蹤等功能的智能化安防及運營系統(tǒng)，打造完整統(tǒng)一、技術(shù)先進、覆蓋全面、應(yīng)用深入、高效穩(wěn)定、安全可靠的安防管理能力。

公眾資訊服務(wù)系統(tǒng)主要包括綜合服務(wù)門戶、微信公眾號、樞紐服務(wù)熱線、LED大屏幕、廣播系統(tǒng)、咨詢發(fā)布系統(tǒng)、室內(nèi)定位及導(dǎo)航系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、旅客端APP系統(tǒng)、查詢求助系統(tǒng)等。

綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)主要將無線集群對講、蜂窩電話、固話、智能終端與調(diào)度臺互聯(lián)互通，實現(xiàn)樞紐內(nèi)各種應(yīng)急情況的監(jiān)控和處置，如異常情況下的監(jiān)控和決策、樞紐應(yīng)急疏散計劃及協(xié)同調(diào)度管理等。

(4)智慧商業(yè)管理

構(gòu)建與交通樞紐內(nèi)的政務(wù)管理、交通管理、樞紐管理等相關(guān)系統(tǒng)高度融合的商業(yè)管理信息化系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)資產(chǎn)、商業(yè)智能、流量共享等多維度賦能樞紐商業(yè)，為樞紐商業(yè)及周邊商業(yè)開發(fā)提供健康良好的營商環(huán)境，主要包括招商引資系統(tǒng)、商戶管理系統(tǒng)、商戶運營系統(tǒng)等。

4 結(jié)束語

重慶東站樞紐作為重慶市對內(nèi)、對外交通的重要銜接點，亟需解決多部門、多交通、復(fù)雜空間、大客流、高頻次等對其智慧化系統(tǒng)建設(shè)帶來的挑戰(zhàn)。本文在分析國內(nèi)已建成的幾個綜合交通樞紐信息化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，聚焦高效協(xié)同、技術(shù)引領(lǐng)、數(shù)字驅(qū)動、效益增值等多元化需求，規(guī)劃構(gòu)建了一個具備智慧城市深度感知、管理能力協(xié)調(diào)聯(lián)動、交通信息交換共享、旅客信息綜合服務(wù)等綜合管理職能的“1234”樞紐智慧化體系架構(gòu)，為重慶東站鐵路綜合交通樞紐智慧化建設(shè)提供支撐。