深圳地鐵智慧車(chē)站建設(shè)淺析

文/趙奕，深圳地鐵運(yùn)營(yíng)集團(tuán)副總經(jīng)理

近年來(lái)，隨著新一代信息技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，以及國(guó)家對(duì)于“新基建”布局的加速，我國(guó)城軌交通行業(yè)信息化建設(shè)步入快速發(fā)展階段。如何借助現(xiàn)代化信息手段，提升軌道交通互連互通水平，建立全自動(dòng)運(yùn)行運(yùn)營(yíng)管理體系,打造軌道交通與常規(guī)公交、慢行系統(tǒng)三網(wǎng)融合的一體化綠色交通，深度挖掘大數(shù)據(jù)等智慧化應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)營(yíng)、提升風(fēng)險(xiǎn)管控水平，為乘客提供多元化、經(jīng)濟(jì)化及個(gè)性化的服務(wù)，成為近幾年關(guān)注的熱點(diǎn)。

一、深圳地鐵智慧車(chē)站建設(shè)概況

深圳地鐵運(yùn)營(yíng)集團(tuán)結(jié)合自身發(fā)展現(xiàn)狀，依托《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》《城市軌道交通云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)規(guī)范》，基于業(yè)務(wù)痛點(diǎn)、積極探索新技術(shù)應(yīng)用并整合資源、試點(diǎn)推廣，分步分階段推進(jìn)智慧車(chē)站的建設(shè)。目前已在深圳地鐵11號(hào)線機(jī)場(chǎng)站和7號(hào)線深云站，以城軌云為基礎(chǔ)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等信息技術(shù)的應(yīng)用，以智慧客服、設(shè)備健康管理、高效運(yùn)營(yíng)為目標(biāo)，開(kāi)展多項(xiàng)智能應(yīng)用試點(diǎn)建設(shè)工作，提升乘客出行體驗(yàn)、車(chē)站運(yùn)營(yíng)效率和設(shè)備健康管理。

通過(guò)構(gòu)建以城軌云為基礎(chǔ)的城軌數(shù)字平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、智能運(yùn)維系統(tǒng)、移動(dòng)端數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。打造基于設(shè)備全息感知、系統(tǒng)集成聯(lián)控、終端移動(dòng)操控、高度自運(yùn)轉(zhuǎn)的全時(shí)全景智慧車(chē)站管理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)提供車(chē)站全場(chǎng)景動(dòng)態(tài)信息服務(wù)、自主服務(wù)及其與周邊商業(yè)、公共服務(wù)設(shè)施的一體化信息共享及聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車(chē)站設(shè)備、人員和乘客的智能化管理，同時(shí)積極探索創(chuàng)建區(qū)域站點(diǎn)集中值守和遠(yuǎn)郊車(chē)站無(wú)人值守的管理模式。

深圳地鐵智慧車(chē)站建設(shè)實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)型：①乘客服務(wù)從傳統(tǒng)人工服務(wù)+被動(dòng)服務(wù)到主動(dòng)服務(wù)+精準(zhǔn)服務(wù)+高效服務(wù)+增值服務(wù)的轉(zhuǎn)型；②運(yùn)行管理從傳統(tǒng)基于崗位+分專(zhuān)業(yè)設(shè)備+閉環(huán)管理到安全、高效人機(jī)協(xié)同+數(shù)字化的轉(zhuǎn)型；③車(chē)站設(shè)備管理從傳統(tǒng)計(jì)劃?rùn)z修+紙質(zhì)記錄向狀態(tài)修+生命周期管理+數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

二、關(guān)鍵核心技術(shù)

深圳地鐵智慧車(chē)站基礎(chǔ)設(shè)施及平臺(tái)建設(shè)通過(guò)搭建大數(shù)據(jù)平臺(tái)、統(tǒng)一無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一定位系統(tǒng)、統(tǒng)一BIM三維模型，為智慧車(chē)站客運(yùn)服務(wù)、車(chē)站管理提升及設(shè)備健康管理項(xiàng)目提供應(yīng)用基礎(chǔ)。

（一）城軌數(shù)字平臺(tái)

利用云平臺(tái)及大數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、融合通信、視頻智能分析等信息化技術(shù)，搭建城軌數(shù)字平臺(tái)，為各專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用提供計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)車(chē)站業(yè)務(wù)上云，承載智慧車(chē)站的乘客服務(wù)管理、站務(wù)管理，應(yīng)急指揮等業(yè)務(wù)功能。同時(shí)，建立起車(chē)站各設(shè)備系統(tǒng)間的通信和聯(lián)動(dòng)策略，實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)間互聯(lián)互通。以模塊化應(yīng)用開(kāi)發(fā)滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景需求，預(yù)留外部應(yīng)用接入接口，滿足技術(shù)迭代發(fā)展需要。

智慧車(chē)站管理系統(tǒng)整體架構(gòu)分為終端層、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接（基礎(chǔ)設(shè)施）層、數(shù)字平臺(tái)層、智慧應(yīng)用層四個(gè)部分：

1.終端層：對(duì)地鐵車(chē)站內(nèi)各個(gè)不同專(zhuān)業(yè)的子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控與采集，其中對(duì)接的子系統(tǒng)或?qū)I(yè)包括：SIG、ISCS、BAS、FAS、PIS、AFC、LIF、PSD、ACS、通風(fēng)空調(diào)、低壓、供電、給排水、環(huán)境設(shè)施、信息導(dǎo)引發(fā)布系統(tǒng)、智能客服系統(tǒng)、施工管理、EMS、ISDS、PA、CCTV、咨詢(xún)發(fā)布系統(tǒng)、BIM系統(tǒng)等。

2.網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接基礎(chǔ)設(shè)施層：為智慧車(chē)站數(shù)字運(yùn)營(yíng)平臺(tái)提供連接至深云過(guò)渡云的網(wǎng)絡(luò)資源以及各終端層接入平臺(tái)提供網(wǎng)絡(luò)支持。

3.數(shù)字平臺(tái)層：針對(duì)接入的數(shù)據(jù)按照不同分類(lèi)、不同重要程度與實(shí)時(shí)性要求，進(jìn)行實(shí)時(shí)流式處理與離線分析處理。

4.智慧應(yīng)用層：基于數(shù)字平臺(tái)層提供的實(shí)時(shí)處理和離線分析處理的數(shù)據(jù)能力，可在現(xiàn)有應(yīng)用場(chǎng)景的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化應(yīng)用，搭建“車(chē)站智慧服務(wù)、智慧車(chē)站管理、設(shè)備智慧運(yùn)維、車(chē)站智慧巡檢”等功能，滿足車(chē)站業(yè)務(wù)需求。

實(shí)現(xiàn)一站式車(chē)站運(yùn)營(yíng)工作管理、設(shè)備聯(lián)動(dòng)、突發(fā)事件告警、運(yùn)營(yíng)一鍵響應(yīng)及處理，實(shí)現(xiàn)車(chē)站環(huán)境及數(shù)據(jù)信息的可視化。實(shí)時(shí)提供車(chē)站全場(chǎng)景動(dòng)態(tài)信息服務(wù)，滿足車(chē)站運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)組織常態(tài)及應(yīng)急需求，實(shí)現(xiàn)客流監(jiān)控分析、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、應(yīng)急預(yù)案可視化、人員設(shè)備定位監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)資源調(diào)配、事件處置輔助決策等功能?？茖W(xué)組織車(chē)站運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)組織的效率和效果。

（二）數(shù)據(jù)共享及大數(shù)據(jù)應(yīng)用

基于城軌云基礎(chǔ)架構(gòu)搭建的深圳地鐵運(yùn)營(yíng)測(cè)試中心，匯聚車(chē)輛系統(tǒng)、信號(hào)車(chē)載設(shè)備系統(tǒng)、乘客資訊系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)， CLC中心數(shù)據(jù)、電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)及離散的軌道、供電、受電弓等檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)匯聚。

深圳地鐵運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)融合數(shù)倉(cāng)采用數(shù)據(jù)主題方式，在按專(zhuān)業(yè)劃分?jǐn)?shù)據(jù)主題的基礎(chǔ)上，結(jié)合專(zhuān)業(yè)關(guān)聯(lián)性設(shè)置多專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)主題。融合數(shù)倉(cāng)按通用接口統(tǒng)一提供跨專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)，為跨專(zhuān)業(yè)辨識(shí)數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)將支持?jǐn)?shù)據(jù)目錄可視化查閱。

在線網(wǎng)層面搭建運(yùn)營(yíng)集團(tuán)級(jí)智慧平臺(tái)，集成多專(zhuān)業(yè)智慧應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和集中展示，為線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)及車(chē)站業(yè)務(wù)輔助決策提供專(zhuān)業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)及分析結(jié)果。

（三）智慧車(chē)站管控系統(tǒng)

智慧車(chē)站管控系統(tǒng)位于系統(tǒng)架構(gòu)的應(yīng)用層，在城軌數(shù)字平臺(tái)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)站設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、客流數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的分析，并針對(duì)車(chē)站不同的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，制定了相應(yīng)的預(yù)案執(zhí)行計(jì)劃，系統(tǒng)根據(jù)所有數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，切換運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，執(zhí)行預(yù)案內(nèi)容，消除了人工執(zhí)行的滯后性，提高了車(chē)站運(yùn)營(yíng)的安全和效率，實(shí)現(xiàn)了車(chē)站的智慧化運(yùn)營(yíng)。

智慧車(chē)站管控系統(tǒng)分為管控平臺(tái)和移動(dòng)站務(wù)系統(tǒng)，其中管控平臺(tái)包括全息感知、設(shè)備感知、智能運(yùn)維、綜合安防、運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景、信息發(fā)布和數(shù)據(jù)分析7個(gè)功能模塊；移動(dòng)站務(wù)系統(tǒng)包括全景感知、客流感知、設(shè)備感知、人員感知、智能運(yùn)維、站務(wù)管理6個(gè)功能模塊。

智慧車(chē)站數(shù)字平臺(tái)：車(chē)站平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與視頻聯(lián)動(dòng)進(jìn)行安全確認(rèn)并接受視頻分析結(jié)果，同時(shí)與綜合監(jiān)控建立接口，實(shí)現(xiàn)一鍵開(kāi)關(guān)站底層控制、客流數(shù)據(jù)展示及智能信息發(fā)布等。

（四）無(wú)線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

一張全面覆蓋車(chē)站站廳站臺(tái)、設(shè)備區(qū)及隧道，含生產(chǎn)和辦公區(qū)域的無(wú)線WIFI網(wǎng)絡(luò),可實(shí)現(xiàn)多種功能和滿足生產(chǎn)、辦公的各種需求：為智慧車(chē)站的各種傳感器、智慧運(yùn)維系統(tǒng)和設(shè)備、移動(dòng)巡檢終端設(shè)備、物資盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)備、各系統(tǒng)設(shè)備智能診斷的終端和傳感器、智慧車(chē)輛系統(tǒng)、移動(dòng)辦公提供無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)；提供人員定位功能（精度5-10米）；為乘客提供WIFI服務(wù)。

全車(chē)站部署無(wú)線訪問(wèn)接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備WiFi通信、室內(nèi)定位及客流密度檢測(cè)。

（五）寬帶集群智能系統(tǒng)

引進(jìn)基于公網(wǎng)4G網(wǎng)絡(luò)的1.8GHz LTE-M寬帶集群智能通信指揮系統(tǒng)，讓一線人員在實(shí)際工作中使用智能集群調(diào)度指揮系統(tǒng)，滿足各站臺(tái)日常獨(dú)立工作，相鄰站臺(tái)、過(guò)站司機(jī)，應(yīng)急事件指揮調(diào)度的需要，并且解決了現(xiàn)有通話效率低，攜帶多種系統(tǒng)終端混用，僅有窄帶語(yǔ)音業(yè)務(wù)等實(shí)際痛點(diǎn)。

利用公眾通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)調(diào)度智能分組設(shè)計(jì)、車(chē)站自動(dòng)巡更、現(xiàn)場(chǎng)視頻存儲(chǔ)及分發(fā)等功能。

（六）BIM建模

利用BIM技術(shù)搭建深云、機(jī)場(chǎng)站的站廳站臺(tái)、出入口通道，站內(nèi)設(shè)備設(shè)施、管線、導(dǎo)線標(biāo)識(shí)、廣告燈箱等可視化三維立體模型，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)信息、故障及維保記錄快速查詢(xún)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備遙測(cè)、遙控，快速定位故障點(diǎn)等多種功能，實(shí)現(xiàn)車(chē)站設(shè)備智慧運(yùn)維，同時(shí)車(chē)站BIM建模也是站內(nèi)導(dǎo)航、應(yīng)急處置等項(xiàng)目可視化及功能優(yōu)化的重要基礎(chǔ)支撐。

（七）智能音視頻技術(shù)

智慧車(chē)站采集120路攝像頭視頻，驗(yàn)證了24類(lèi)視頻智能識(shí)別功能，支持車(chē)站數(shù)字化平臺(tái)自動(dòng)彈窗報(bào)警觸發(fā)聯(lián)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)共包括煙火檢測(cè)、客流計(jì)數(shù)、客流密度、客流受阻、卷簾門(mén)下行人檢測(cè)、特殊人員（輪椅）檢測(cè)、電梯有人檢測(cè)、區(qū)域入侵檢測(cè)、設(shè)備房熱成像共9種前景物體檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用。特征模式分析應(yīng)用包括：司機(jī)疲勞檢測(cè)、人員跌倒檢測(cè)、人員恐慌檢測(cè)、人員在離崗、物品遺留檢測(cè)、閘機(jī)尾隨檢測(cè)共6種。運(yùn)動(dòng)模式分析應(yīng)用包括：進(jìn)站排隊(duì)時(shí)間、司機(jī)立崗作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)、站務(wù)接發(fā)車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)檢測(cè)、隔欄傳物檢測(cè)、扶梯逆行檢測(cè)共5種。視頻后臺(tái)還在支持圖像質(zhì)量檢測(cè)、錄像完整性檢測(cè)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可視化共4種運(yùn)維功能。

視頻實(shí)時(shí)分析自動(dòng)扶梯運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)人員逆行、跌倒， 視頻后臺(tái)反饋信號(hào)給車(chē)站平臺(tái)，車(chē)站平臺(tái)彈窗告警，支持人員聯(lián)動(dòng)，在確認(rèn)安全情況下，也可進(jìn)行遠(yuǎn)程啟停操作。

三、綜合效益分析

（一）經(jīng)濟(jì)效益分析

以一條30座車(chē)站的線路為例，在既有線路上改造并實(shí)現(xiàn)以上智慧化功能預(yù)估需投資3.72億元，改造完成后每年可實(shí)現(xiàn)增收節(jié)支約5200萬(wàn)元，預(yù)計(jì)7.2年可收回投資成本；在新線建設(shè)階段增加以上智慧化功能，預(yù)估投資可降至2.1億元，每年可實(shí)現(xiàn)5200萬(wàn)元收益，預(yù)計(jì)4年可收回投資成本。隨著技術(shù)成熟度和應(yīng)用水平的不斷提高，車(chē)站智慧化帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益將更加顯著。

（二）社會(huì)效益分析

1.提升乘客出行體驗(yàn)：智慧乘客服務(wù)主要聚焦提升乘客出行體驗(yàn)，解決乘客出行過(guò)程中信息獲取不暢通、個(gè)性化需求無(wú)法滿足等問(wèn)題，以“主動(dòng)服務(wù)、智能精準(zhǔn)推送”為方向，以掌上地鐵為線上服務(wù)統(tǒng)一入口，集成線下數(shù)智服務(wù)，場(chǎng)景化點(diǎn)對(duì)點(diǎn)給乘客一體化貼心服務(wù)。服務(wù)市民從起點(diǎn)到終點(diǎn)的全過(guò)程，打造數(shù)字化、智能化的出行方式。

2.提升車(chē)站管理水平：基于車(chē)站員工工作場(chǎng)景需求，解決車(chē)站員工無(wú)法及時(shí)感知車(chē)站運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)、突發(fā)應(yīng)急事件響應(yīng)滯后、車(chē)站管理效率低下等業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，通過(guò)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行改造，滿足車(chē)站管理提升的需求。

3.提升設(shè)備運(yùn)維智能化管理水平：對(duì)車(chē)站機(jī)電、票務(wù)、供電、通訊及信號(hào)等設(shè)備開(kāi)展健康管理，解決設(shè)備巡查困難、巡視檢修人力成本高、設(shè)備狀態(tài)難以監(jiān)測(cè)等痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智慧化維修管理，為合理制定維修方案、自動(dòng)生成工單及報(bào)表、降低對(duì)員工檢修經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)提供支撐，逐步實(shí)現(xiàn)以狀態(tài)修替代計(jì)劃?rùn)z修，提高維修的精準(zhǔn)性和經(jīng)濟(jì)性。

探索智慧車(chē)站最佳實(shí)踐，引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新，推動(dòng)企業(yè)發(fā)展及轉(zhuǎn)型。以一流管理、一流設(shè)施、一流技術(shù)、一流服務(wù)打造全球軌道交通標(biāo)桿的企業(yè)愿景為目標(biāo)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、系統(tǒng)試用、標(biāo)準(zhǔn)探索及融合驗(yàn)證等手段，總結(jié)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，完善設(shè)備設(shè)施，加大創(chuàng)新力度，形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位，引領(lǐng)行業(yè)創(chuàng)新。通過(guò)轉(zhuǎn)型，可以借助數(shù)字化創(chuàng)新，加快內(nèi)部流程、業(yè)務(wù)模式等方面的變革，從而拉動(dòng)軌道交通產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)重構(gòu)。