貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)分析

陳明華　汪崢　張思宇　譚冠華

摘? 要：對貴陽軌道交通線路信息化系統(tǒng)運營及建設(shè)現(xiàn)狀進行了調(diào)查，對其存在的問題分進行了分析，對貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺方案進行了研究，結(jié)合呼和浩特、太原等地城軌云平臺的建設(shè)經(jīng)驗，根據(jù)《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》要求，從必要性、可行性和緊迫性三方面論證了進行貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)勢在必行、刻不容緩。

關(guān)鍵詞：智慧城軌；信息孤島；互聯(lián)互通；資源共享

中圖分類號：TP39；U283.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2023）12-0039-04

Analysis on the Construction of Guiyang Rail Transit Network Urban Rail Cloud and

Big Data Platform

CHEN Minghua1， WANG Zheng2， ZHANG Siyu2， TAN Guanhua2

（1.Guiyang Public Transport Investment and Operation Group Co.， Ltd.， Guiyang? 550081， China;

2.China Railway Eryuan Engineering Group Co.， Ltd.， Chengdu? 610036， China）

Abstract： A survey is conducted on the current operation and construction status of the informatization system for Guiyang rail transit lines， and the existing problems are analyzed. A study is conducted on the urban rail cloud and big data platform solutions for the Guiyang rail transit network. Based on the construction experience of urban rail cloud platforms in Hohhot， Taiyuan， and other places， and in accordance with the requirements of the “Outline for the Development of Smart Urban Rail Transit in China”， it has been demonstrated from three aspects： necessity， feasibility， and urgency that the construction of Guiyang rail transit network urban rail cloud， and big data platform is imperative and urgent.

Keywords： smart urban rail; Information Island; interconnection; resource sharing

0? 引? 言

21世紀(jì)是信息的時代，信息處理技術(shù)突飛猛進、日新月異，信息技術(shù)的發(fā)展給人類社會帶來了前所未有的沖擊和變革。中國城市軌道交通協(xié)會《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》（以下簡稱《智慧城軌發(fā)展綱要》）于2020年3月發(fā)布，《智慧城軌綱要》的發(fā)布為各地軌道交通發(fā)展指明了信息化建設(shè)方向[1]。結(jié)合綱要要求，為構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色的新一代中國式智慧型城市軌道交通，貴陽軌道也在這方面進行了積極的探索和研究，完成了《貴陽軌道頂層信息化規(guī)劃》，并根據(jù)規(guī)劃完成了軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺框架建設(shè)。

1? 線網(wǎng)規(guī)劃及線路建設(shè)情況

1.1? 線網(wǎng)規(guī)劃

2008年和2015年，貴陽市政府分別批復(fù)了兩輪軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，共9條線（1號線、2號線、3號線、4號線、S1線、S2線、S3線、S4線、G1線），線網(wǎng)規(guī)模467 km，總投資約2 785億元。

1.2? 建設(shè)規(guī)劃

2010年9月和2016年7月，國家發(fā)改委分別批復(fù)了兩輪貴陽軌道交通建設(shè)規(guī)劃，共6條線（1號線、2號線一期、2號線二期、3號線一期、S1線一期、S2線一期北段），線網(wǎng)規(guī)模約170 km，總投資約968億元。

1.3? 線路情況

1.3.1? 運營線路情況

目前開通了1、2號線兩條線路，其中1號線全長35.1 km，設(shè)25座車站、1座車輛段和1座停車場，在誠信路站附近設(shè)控制中心，與2號線共用，于2019年12月開通試運營；2號線全長43.6 km，設(shè)32座車站、1座車輛段和1座停車場，于2020年4月開通試運營；1、2號線通信、信號、綜合監(jiān)控、自動售檢票等弱電系統(tǒng)均按《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB 50157—2013）[2]要求的常規(guī)方案進行設(shè)置。

1.3.2? 在建線路情況

目前在建有3號線和S1線兩條線路，其中3號線路全長43.1 km，設(shè)29座車站、1座車輛段和1座停車場，在中曹司站附近設(shè)控制中心，與S1線和S2線共用，計劃于2023年開通試運營，由中國中鐵聯(lián)合體采用PPP模式[3]承建；S1線全長30.32 km，設(shè)13座車站、1座車輛段和1座停車場，計劃于2024年開通試運營，由中國鐵建聯(lián)合體采用PPP模式承建；3號線和S1線通信、信號、綜合監(jiān)控、自動售檢票等弱電系統(tǒng)初步設(shè)計方案均按《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB 50157—2013）要求的常規(guī)方案進行設(shè)計。

1.3.3? 存在的問題

由于貴陽軌道建設(shè)的第一輪信息化項目，基礎(chǔ)架構(gòu)只局限于1、2號線，沒有形成線網(wǎng)級的架構(gòu)支撐，無法支撐集團公司長期的信息化工作要求，集團公司各部門之間信息壁壘依然存在，且在此基礎(chǔ)上要滿足開展大數(shù)據(jù)工作的條件并不具備，基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)擴展及系統(tǒng)功能等方面尚有較多不足的地方，主要表現(xiàn)在以下幾個問題：

由于缺乏前期統(tǒng)籌規(guī)劃和考慮，既有1、2號線控制中心信息機房與民用通信機房共用，空間較小，供電、UPS及機柜均無預(yù)留，無法滿足未來后期大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展需要。信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)支撐不足，功能應(yīng)用分散，沒有統(tǒng)一和共享的平臺，數(shù)據(jù)分散，沒有集成的綜合展示和分析應(yīng)用，新興的云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)等應(yīng)用不足。已建的信息系統(tǒng)相對獨立，不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享較少，系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)尚未完全統(tǒng)一，未形成完善的數(shù)據(jù)管理制度及標(biāo)準(zhǔn)。

在規(guī)劃建設(shè)方面，目前只對建設(shè)檔案、工程圖紙進行了管理，對工程項目的立項、項目執(zhí)行、項目后期的幾個階段缺乏信息化的管理；在運營管理方面，建立起了客運組織管理、調(diào)度管理、乘務(wù)管理、站務(wù)管理、票務(wù)管理、維修管理、安全監(jiān)控應(yīng)急管理、乘客客服管理，但在維修管理、乘務(wù)管理、施工調(diào)度等業(yè)務(wù)中缺乏移動化應(yīng)用；在資源開發(fā)方面，目前還沒有建立相應(yīng)的信息化管理系統(tǒng)；在經(jīng)營管理方面，包括電子報銷管理、費用控制等在內(nèi)的費控管理也沒有建立起來，不能滿足營改增價稅分離和不同業(yè)務(wù)場景下的費用分攤管理要求；沒有建立起從建設(shè)期、試運行期和運營期三個階段完整的資產(chǎn)管理，沒有建立從價值流、實物流和信息流等多種維度的采購、到貨、安裝/施工、實物移交、竣工結(jié)算、資產(chǎn)轉(zhuǎn)資、資產(chǎn)折舊等全生命周期的資產(chǎn)管理，在采購管理、設(shè)備維護、資產(chǎn)管理上還存在“三碼合一”的問題。在綜合管理方面，雖然建立起了貴陽軌道的統(tǒng)一門戶[4]和OA系統(tǒng)[5]，但在質(zhì)量安全、合約法規(guī)、監(jiān)察審計、黨群工作等領(lǐng)域，還沒有信息化系統(tǒng)的支持，移動化應(yīng)用還無法大面積使用。

2? 貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺方案研究

2.1? 貴陽軌道頂層信息化規(guī)劃情況

結(jié)合既有線路信息系統(tǒng)的建設(shè)情況及存在的問題，根據(jù)《交通強國戰(zhàn)略綱要》[6]《智慧城軌發(fā)展綱要》，貴陽軌道于2020年完成了《貴陽軌道頂層信息化規(guī)劃》，主要研究了智慧城軌如何在貴陽軌道落地實施，主要以貴陽軌道城軌云與大數(shù)據(jù)平臺為重要抓手來切入實施和建立健全貴陽軌道智慧城軌體系。

規(guī)劃主要從基礎(chǔ)構(gòu)架、應(yīng)用體系、數(shù)據(jù)體系及IT運維4個方面進行了規(guī)劃，依托智慧城軌云平臺，承載運營生產(chǎn)、運營管理、企業(yè)管理、建設(shè)管理、資源管理等相關(guān)業(yè)務(wù)，遵循互聯(lián)網(wǎng)+城市軌道交通的理念，具體可概括為“13531”，如圖1所示。

具體解釋如下：

1）搭建1個平臺，即：城市軌道交通智慧城軌云平臺[7-9]。城市軌道交通云平臺依托云計算技術(shù)，進行計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

2）依托3個域，即：安全生產(chǎn)域、內(nèi)部管理域、外部服務(wù)域。各網(wǎng)絡(luò)按分類、分級的基本原則部署應(yīng)用系統(tǒng)。

3）拓展5大業(yè)務(wù)領(lǐng)域，即：運營生產(chǎn)、運營管理、企業(yè)管理、建設(shè)管理、資源管理。

4）構(gòu)建3個中心，即：智慧安全生產(chǎn)中心、智慧企業(yè)管理中心、智慧外部服務(wù)中心。智慧安全生產(chǎn)中心承擔(dān)城市軌道交通安全生產(chǎn)、應(yīng)急指揮功能。智慧企業(yè)管理中心承擔(dān)城市軌道交通企業(yè)內(nèi)部信息化功能，主要包括各類管理系統(tǒng)。智慧外部服務(wù)中心承擔(dān)軌道集團對外服務(wù)功能。

5）打造1個門戶，即城市軌道交通智慧門戶，應(yīng)用統(tǒng)一呈現(xiàn)。

2.2? 必要性分析

2.2.1? 城市軌道交通“一張網(wǎng)”的需要

貴陽城市地形被黔靈山脈、百花山脈、南岳山脈所切割，城市建設(shè)用地較零碎，城市空間布局呈狹長形、組團形，城市組團間地面交通走廊有限，貴陽周邊有安順、遵義、黔南、黔東南等城市群、都市圈，高大運量的軌道交通作為連接城市組團間、城市群、都市圈的交通工具已成為必然，其具備的運送客流大、承載能力強、便捷、準(zhǔn)時、環(huán)保等特點為城市向更大規(guī)模的城鎮(zhèn)化發(fā)展、更高質(zhì)量的經(jīng)濟發(fā)展、更美好的社會主義高級階段前進提供更高的承載能力。根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《2021年新型城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)融合發(fā)展重點任務(wù)》的通知，要推廣交通“一卡通”、二維碼“一碼暢行”，構(gòu)建貴陽軌道交通城軌云平臺后，可通過城軌云平臺實現(xiàn)貴陽與全國其他城市軌道交通的“互通”功能，實現(xiàn)網(wǎng)上未來全國軌道交通“一張網(wǎng)”的更高目標(biāo)，就如全國高鐵一張網(wǎng)一樣便捷，更能以人民至上為中心，高質(zhì)量發(fā)展城市軌道交通。

2.2.2? 交通多網(wǎng)融合發(fā)展的需要

交通多網(wǎng)融合[10]是充分發(fā)揮各種交通制式的優(yōu)勢以及互補作用，貴陽貴安高度融合發(fā)展的需要及“強省會五年行動”方案指明了交通間融合的發(fā)展方向，推動貴陽貴安智慧城軌交通建設(shè)，建立城軌云及大數(shù)據(jù)平臺，使軌道交通建設(shè)、管理、運營等更智慧、更智能、更安全、更便以服務(wù)于人民群眾。貴陽貴安已在高度融合發(fā)展的路上，與周邊城市群的軌道交通連接有高鐵滬昆線、成貴線、渝黔線、貴南線等，貴陽已成為高鐵云集的樞紐中心，根據(jù)國家發(fā)改委《2021年新型城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)融合發(fā)展重點任務(wù)》，綜合交通樞紐應(yīng)優(yōu)化布局，建成一體化綜合客運樞紐和銜接高效的綜合貨運樞紐，促進各類交通方式無縫接駁、便捷換乘，在研究貴陽貴安的城市軌道交通與高鐵的接駁換乘物理關(guān)系后，構(gòu)建貴陽軌道城軌云與大數(shù)據(jù)平臺后，有通過城軌云及大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)與其他交通網(wǎng)上“互通”的基礎(chǔ)條件。

2.2.3? 軌道交通高質(zhì)量發(fā)展的需要

貴陽軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營后，自動售檢票系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、通信各子系統(tǒng)等配置的服務(wù)器、工作站等設(shè)備集中布置，可實現(xiàn)多線資源共享，節(jié)約能耗；線網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、存儲等帶來近期建設(shè)投資較分散布置方案不增加、遠期各條線接入后不大規(guī)模重復(fù)投入軟硬件設(shè)施，節(jié)約了建設(shè)投資；通過一個城軌交通云與大數(shù)據(jù)平臺對軌道交通外便捷接駁及協(xié)調(diào)，對軌道交通內(nèi)統(tǒng)籌運營管理，營造高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的軌道交通線網(wǎng)運營環(huán)境。

2.2.4? 構(gòu)建智慧公共交通、智慧城市的需要

近年來，貴州省提出了強省會五年行動戰(zhàn)略，貴陽貴安融合一體化發(fā)展，搶抓歷史機遇，全面融合發(fā)展，不斷完善交通網(wǎng)絡(luò)體系，這需要加強城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。目前建立起了以軌道集團為主、融入公交公司的新集團框架，于2022年4月8日更名為貴陽市公共交通投資運營集團有限公司，新集團組建后，擁有2條地鐵運營線路、241條公交運營線路，2條地鐵在建項目和1條有軌電車在建項目，全面統(tǒng)籌貴陽公共交通規(guī)劃、建設(shè)、投資和運營管理。通過構(gòu)建貴陽軌道交通線網(wǎng)智慧城軌云，通過充分利用大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等技術(shù)，更好地統(tǒng)籌公共交通網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智慧化建設(shè)和運營，全面提升貴陽貴安公共交通服務(wù)和城市治理水平。智慧公共交通是智慧城市最重要的一部分，也為貴陽構(gòu)建智慧城市提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和平臺。

2.3? 緊迫性分析

貴陽軌道已建成運營1號線、2號線，約76 km，在建線路3號線一期、S1線一期，約74 km，至2024年將開通4條軌道交通運營線路，全長約150 km，日客運量將躍升至約為100萬人次。我市軌道交通的中心將從軌道交通線路的建設(shè)轉(zhuǎn)至網(wǎng)絡(luò)化的運營管理上。為迎接近期規(guī)劃建設(shè)完成后大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)、運營帶來的挑戰(zhàn)，貴陽軌道須引入先進的信息化管理手段，以提升路網(wǎng)服務(wù)能力、運營安全水平與運營成本管控效率。通過構(gòu)建貴陽軌道交通線網(wǎng)云與大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，以滿足線網(wǎng)化建設(shè)和運營管控，建設(shè)時間要隨3號線、S1線建設(shè)工期同步甚至提前完成，時間較緊迫。

2.4? 可行性分析

2.4.1? 國內(nèi)其他城市建設(shè)經(jīng)驗

目前，呼和浩特及太原初期的線路建設(shè)模式是采用PPP建設(shè)模式，均已按中央高質(zhì)量發(fā)展軌道交通的要求以及《智慧城軌發(fā)展綱要》相關(guān)指導(dǎo)文件和規(guī)范進行了城軌云平臺的建設(shè)，優(yōu)化調(diào)整原來的初步設(shè)計方案，并已開通運營；北京、深圳、武漢等地已按城軌云進行了項目研究和招標(biāo)，現(xiàn)正處于項目實施階段。已經(jīng)建成運營的城軌云平臺經(jīng)驗可供借鑒。

2.4.2? 貴陽建設(shè)的可行性

根據(jù)前期貴陽軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)規(guī)劃布置的OCC、已經(jīng)實施的TCC完成情況，按照2019年9月國務(wù)院印發(fā)的《交通強國戰(zhàn)略綱要》，結(jié)合《智慧城軌發(fā)展綱要》及相關(guān)規(guī)范的要求，從實施條件、技術(shù)方案、投資等方面進行了分析；其中利用二號線二期信息化建設(shè)項目完成貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺企業(yè)管理中心建設(shè)，主要包含協(xié)同辦公系統(tǒng)（OA）、人力管理、采購管理、物資管理、合同管理、黨建、企業(yè)經(jīng)營數(shù)據(jù)管理等企業(yè)管理的系統(tǒng)建設(shè)；利用原3號線一期、S1線一期各系統(tǒng)中分散布置的設(shè)備變?yōu)榧性O(shè)置，整體投資較初步設(shè)計基本不變的條件，搭建起貴陽軌道城軌云平臺安全生產(chǎn)中心，原3號線和S1線初步設(shè)計方案中信號ATS系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、通信各子系統(tǒng)等配置的服務(wù)器、工作站等設(shè)備將集中統(tǒng)一布置到貴陽軌道城軌云與大數(shù)據(jù)平臺，不再單獨配置；經(jīng)與3號線和S1線兩家PPP項目公司多次溝通協(xié)調(diào)，已達成一致意見，專項技術(shù)方案并獲得貴陽市政府審批同意，平臺建設(shè)具備可實施性。

2.5? 建設(shè)方案和實施情況

貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺主要集中設(shè)置于中曹司控制中心及麥架車輛段線網(wǎng)指揮中心，硬件主要由中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、中心網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備、中心計算服務(wù)器、中心存儲設(shè)備、中心云桌面、一體化機房等構(gòu)成。其中，中曹司主數(shù)據(jù)中心作為貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺的主中心，分別為安全生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部服務(wù)網(wǎng)以及外部服務(wù)網(wǎng)構(gòu)建三個獨立資源池。安全生產(chǎn)網(wǎng)資源池根據(jù)業(yè)務(wù)需求為ATS、ISCS、AFC等提供計算資源、存儲資源及各類云服務(wù)等；內(nèi)部服務(wù)網(wǎng)資源池為各企業(yè)管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)備份服務(wù)；外部服務(wù)網(wǎng)資源池為各類乘客服務(wù)系統(tǒng)提供計算、存儲資源、各類云服務(wù)等。

貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺分兩個項目建設(shè)，利用二號線信息化二期進行的貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺企業(yè)管理中心項目于2021年年底完成招標(biāo)和實施，現(xiàn)正進行系統(tǒng)試運行，計劃于2023年6月30日正式上線；利用3號線一期和S1線一期進行的貴陽軌道交通線網(wǎng)城軌云與大數(shù)據(jù)平臺安全生產(chǎn)中心項目于2023年年初完成招標(biāo)，現(xiàn)在進行該項目的實施，計劃于2023年年底與3號線一期工程線路的接入和整體同步開通試運營，2024年年底完成S1線線路接入，并為后期新建線路和既有1、2號線改造預(yù)留接入條件，最終實現(xiàn)貴陽軌道交通線網(wǎng)整個城軌云與大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，智慧城軌云系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

3? 結(jié)? 論

打造智慧城軌已成為全國城市軌道交通行業(yè)共識，數(shù)字化、智能化、智慧化已成為城市軌道交通技術(shù)發(fā)展的趨勢。貴陽作為國家級大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)、大數(shù)據(jù)交易中心，貴陽軌道城軌云平臺的建設(shè)勢在必行，刻不容緩，充分利用“中國數(shù)谷”政策紅利，踐行“智慧城軌、軌道擔(dān)當(dāng)”，必將為軌道交通行業(yè)在智慧城軌的探索和實踐上作出積極的示范。

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作者簡介：陳明華（1979—），男，漢族，四川渠縣人，高級工程師，本科，研究方向：城市軌道交通數(shù)字化、智能化和智慧化；汪崢（1990—），男，漢族，江西南昌人，高級工程師，碩士研究生，研究方向：城市軌道交通數(shù)字化、智能化和智慧化；張思宇（1987—），男，漢族，寧夏銀川人，工程師，碩士研究生，研究方向：城市軌道交通信息化；譚冠華（1993—），男，漢族，湖南郴州人，工程師，碩士研究生，研究方向：鐵路信號、城市軌道交通信息化。

收稿日期：2023-03-28

基金項目：四川省科技計劃項目（2021YFG0172）