城市軌道交通建設(shè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型分析

孫 濤 劉香福 馬志瑜

（中車長春軌道客車股份有限公司，吉林長春 130062）

0 引言

在數(shù)字技術(shù)發(fā)展的背景下，城市軌道交通行業(yè)要想獲得進一步的創(chuàng)新與發(fā)展，就必須深入推動軌道交通行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，此舉不僅能夠保證城市軌道交通符合當前時代發(fā)展要求，同時也能夠進一步提升城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展水平。但是，目前有很大一部分企業(yè)并沒有認識到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要性，也并未形成信息意識，導(dǎo)致城市軌道交通建設(shè)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型存在一定的困難。

1 城市軌道交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)要點

1.1 增強人員信息化思維

在城市軌道交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型中，工作人員的信息素養(yǎng)十分關(guān)鍵，相關(guān)工作人員必須要在日常工作中提升信息意識。要想真正轉(zhuǎn)變城市軌道交通的運營模式，管理者必須形成良好的信息素養(yǎng)與數(shù)字化意識，以市場為主導(dǎo)，對城市軌道交通的系統(tǒng)進行科學(xué)規(guī)劃，積極推進現(xiàn)代化信息技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。在實踐的過程當中，進一步提升城市軌道交通的服務(wù)質(zhì)量以及業(yè)務(wù)水平，將數(shù)字化技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，提升城市軌道交通的資源整合效率以及運營維護質(zhì)量，進一步推動城市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新[1]。

1.2 加大數(shù)據(jù)應(yīng)用力度

在城市軌道交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，應(yīng)當在提升工作人員信息素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，進一步加大數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用力度。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)的靈活應(yīng)用，能夠?qū)Σ煌鞘械某鞘熊壍澜煌〝?shù)據(jù)進行全面探測與了解，建立更加完善的數(shù)據(jù)管理體系，并在數(shù)據(jù)管理體系中引進信息化數(shù)字模型。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，需進一步提升城市軌道交通的建設(shè)水平，進一步強化各類數(shù)字化業(yè)務(wù)的創(chuàng)新力度。在原有的基礎(chǔ)上提升各類業(yè)務(wù)功能的數(shù)字化水平，保證城市軌道交通具有專業(yè)的數(shù)字決策能力，進一步推動城市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與重構(gòu)[2]。

2 城市軌道交通數(shù)字化轉(zhuǎn)型建設(shè)策略

2.1 工程概況

目前，包括上海、北京、南京在內(nèi)的50 多座城市都已經(jīng)開通了城市軌道交通線路，總里程為9206km，共建立了5000 多座車站，每年的客運量能夠達到236.9 億，且運營人員在幾十萬人以上，必須深入分析數(shù)字技術(shù)在城市軌道交通當中的應(yīng)用，通過構(gòu)建實際的運營方案，進一步建立綠色便捷的城市軌道交通體系，助力城市軌道交通行業(yè)向信息化和智慧化的方向發(fā)展，進一步推動城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展。以某直轄市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型為例，探討城市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的建設(shè)策略。

2.2 人工智能技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用

為進一步提升服務(wù)的舒適度以及智能化水平，必須建立起智能判斷、主動運行、自動計劃的數(shù)字化乘客服務(wù)體系，并建立智慧化運營車站。因此，可以從以下幾個角度進一步優(yōu)化人工智能技術(shù)的應(yīng)用。

（1）建立智慧化運營車站。利用智慧化客服體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工服務(wù)，并為乘客提供智慧化的票務(wù)處理和綜合查詢功能，進一步實現(xiàn)車站乘客服務(wù)的智能化與便捷化。同時，在智慧化車站中建立數(shù)字化檢票系統(tǒng)，并保證檢票系統(tǒng)包括現(xiàn)金支付、數(shù)字支付以及全景移動支付的功能。在車站設(shè)置人工智能機器人，該機器人必須具有與乘客語音交流和引導(dǎo)乘客的業(yè)務(wù)能力，并根據(jù)季節(jié)和溫濕度的需求，自動調(diào)整車站內(nèi)的溫度與濕度，進一步實現(xiàn)車站內(nèi)部環(huán)境的動態(tài)化調(diào)控。利用體系內(nèi)部的數(shù)字化模型實現(xiàn)車站風(fēng)系統(tǒng)與水系統(tǒng)的聯(lián)合控制，為乘客提供更加豐富的乘坐環(huán)境。利用人工智能技術(shù)對車站內(nèi)部的乘客行為進行智能化監(jiān)控與分析，進一步實現(xiàn)車站管理系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的信息聯(lián)動。同時需要在智慧化車站內(nèi)部建立智能廣播體系，并使廣播體系具備在不同環(huán)境中自動廣播的能力，無需員工干預(yù)，就可以根據(jù)車站的實際情況進行廣播，提醒乘客注意各類信息，并根據(jù)不同環(huán)境的聲音情況自動調(diào)節(jié)廣播的音量，為乘客提供更加舒適的乘車感受[3]。

（2）傳統(tǒng)的城市軌道交通線路中存在數(shù)據(jù)互動性差的問題，導(dǎo)致在運營過程中，不同設(shè)備設(shè)施的數(shù)據(jù)協(xié)同性不足，且存在故障應(yīng)急響應(yīng)速度慢等問題，難以實現(xiàn)車站內(nèi)部客流驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同。因此，在軌道交通運行中，要想應(yīng)用人工智能，必須進一步優(yōu)化其應(yīng)用場景，調(diào)整當前的管理模式，并進一步形成人工智能環(huán)境中的軌道交通運行新體系。在人工智能技術(shù)的支持下，進一步縮減車站的工作人員，并形成智能化管理系統(tǒng)，減少在車站內(nèi)部的現(xiàn)場維護人員，加快智能巡檢體系的推進。同時，減少在車站內(nèi)部設(shè)置的中央控制人員數(shù)量，使車站的實際管理狀態(tài)能夠向以乘客為主的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

2.3 基于城軌云的數(shù)據(jù)服務(wù)

城軌云的數(shù)據(jù)服務(wù)主要是結(jié)合人工智能技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)，使城市軌道交通的服務(wù)業(yè)務(wù)更加靈活，城軌云平臺架構(gòu)如圖1 所示。在城軌云數(shù)據(jù)服務(wù)的基礎(chǔ)上，為城市軌道交通提供更加安全智慧的運營環(huán)境。未來，將大數(shù)據(jù)技術(shù)、5G 通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合，能夠為城市軌道交通提供更加精準的數(shù)據(jù)支持。比如，在車站建立智慧車站和智慧運營體系，使車站的業(yè)務(wù)更加靈活，服務(wù)能夠更加符合乘客的需求。

圖1 城軌云平臺架構(gòu)圖

（1）在城市軌道交通車站管理中，安全是最為關(guān)鍵的元素。在車站智慧化管理中，應(yīng)當避免出現(xiàn)安全問題，一旦處置不及時，就會造成較為嚴重的安全隱患。因此，必須利用人工智能技術(shù)，基于城軌云數(shù)據(jù)服務(wù)，精準判斷高峰期間的客流量，并及時發(fā)現(xiàn)車站的安全風(fēng)險，真正做到防患于未然。

（2）基于城軌云的數(shù)字服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)對客流量的精準預(yù)測，且準確度在90%以上。在智慧化平臺中搭建數(shù)字化智慧車站，運營人員可以實時看到車站內(nèi)部的所有設(shè)備數(shù)據(jù)以及環(huán)境信息。智慧化系統(tǒng)能夠?qū)囌镜目土髁孔兓厔菀约皡^(qū)域的客流量密度等數(shù)據(jù)進行判斷，并對異常情況做出自動化報警處理，在短時間內(nèi)對客流量擁擠的位置進行定位。原本通過人工巡檢才能夠發(fā)現(xiàn)的不規(guī)范現(xiàn)象，通過城軌云的數(shù)據(jù)服務(wù)能夠在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并及時報警，工作人員也可以及時進行制止，有效避免安檢問題導(dǎo)致高危物品進入車站引發(fā)的安全事故[4]。

（3）城軌云數(shù)據(jù)服務(wù)，能夠為地鐵駕駛員提供更加仿真的路線數(shù)據(jù)，將不同城市的數(shù)據(jù)進行整合，進一步實現(xiàn)復(fù)合型司機培訓(xùn)工作。比如，某項目是國內(nèi)軌道交通行業(yè)對城軌云技術(shù)的初次應(yīng)用。在日常運營和管理當中，以大數(shù)據(jù)技術(shù)與5G 通信技術(shù)為基礎(chǔ)，通過采集軌道設(shè)備數(shù)據(jù)以及運行數(shù)據(jù)，給出相關(guān)的車站運營建議，改變了傳統(tǒng)城市軌道交通管理模式中的弊端。同時，也對城市軌道交通的運營模式進行了進一步的升級與規(guī)劃，相關(guān)平臺可以根據(jù)實際運營情況，按照需要進行調(diào)控。

2.4 構(gòu)建智能運維平臺

城市軌道交通的智能化運營面向不同的用戶，必須從領(lǐng)導(dǎo)、路線等不同的角度進一步設(shè)計智能化運營平臺的業(yè)務(wù)功能，智能運維平臺架構(gòu)圖如圖2 所示。可以從以下幾個角度構(gòu)建完善的智能化運營平臺。

圖2 智能運維平臺架構(gòu)圖

（1）建立現(xiàn)場化的平臺功能。現(xiàn)場化智能運營平臺主要通過數(shù)字技術(shù)實時采集現(xiàn)場的設(shè)備數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息、人員信息和管理信息，將所采集的數(shù)據(jù)上傳至相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺。利用智能巡檢機器人開展日常巡檢工作，能夠進一步實現(xiàn)24h 的反復(fù)檢查，對設(shè)備數(shù)據(jù)以及機房狀態(tài)進行動態(tài)化采集。在構(gòu)建現(xiàn)場巡檢平臺包括工具系統(tǒng)、工具管理系統(tǒng)以及巡檢管理系統(tǒng)時，智能化巡檢管理系統(tǒng)應(yīng)當通過智能機器人對設(shè)備進行實時檢測，同時也能夠通過自主和遙控完成圖像識別與圖像遙傳，進一步實現(xiàn)巡檢無人化的發(fā)展目標。

（2）建立智能化線路平臺。智能化線路平臺主要是利用人工智能技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對設(shè)備運行中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行分析，具有智能化設(shè)備故障判斷與預(yù)測的優(yōu)勢，能夠及時監(jiān)測設(shè)備的實際運行狀態(tài)。而智能化故障診斷則是通過數(shù)據(jù)監(jiān)測與人工智能的結(jié)合，完成故障的實時判斷。故障實時監(jiān)測主要利用人工智能技術(shù)，對設(shè)備運行中可能存在的問題進行監(jiān)測與分析，利用人工智能技術(shù)對設(shè)備的健康程度進行評分，深入分析設(shè)備的運行健康程度[5-7]。

（3）建立線網(wǎng)級平臺。智能化線網(wǎng)級平臺能夠?qū)φ麄€線路網(wǎng)站的設(shè)備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，同時集中監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行狀態(tài)，全程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理。保證檢測過程的可管可控，將設(shè)備的運行狀態(tài)與資產(chǎn)數(shù)據(jù)相聯(lián)系，保障所有數(shù)據(jù)與實際情況相符，進一步提升財務(wù)管理水平。智能化線網(wǎng)運行平臺能夠?qū)ο到y(tǒng)、設(shè)備的狀態(tài)進行實時監(jiān)督，進一步形成線網(wǎng)體系，對內(nèi)部的設(shè)備指標進行排名并綜合分析線網(wǎng)運營過程中可能存在的故障，形成最終的分析報告。

3 結(jié)語

實現(xiàn)城市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，能夠進一步提升城市軌道交通的建設(shè)質(zhì)量，對于我國城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展而言，有著十分關(guān)鍵的作用。因此，工作人員必須要對數(shù)字化轉(zhuǎn)型予以足夠的重視，從不同的角度優(yōu)化調(diào)整數(shù)字化管理體系，為城市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定堅實的基礎(chǔ)。