城市軌道交通智能化運營管理系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化研究

摘 要：隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，城市軌道交通作為現(xiàn)代化城市的重要公共交通方式，其智能化建設(shè)成為必然趨勢。為滿足運營企業(yè)“降本增效”的需求和民眾對高品質(zhì)出行服務(wù)的期望，基于新興信息技術(shù)的智能化運營管理系統(tǒng)逐漸成為重點發(fā)展方向。本文圍繞城市軌道交通智能化運營管理系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化，詳細分析了智能監(jiān)控、智能安防、智能資訊、智能售檢票等子系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容，并提出了數(shù)據(jù)整合、智能調(diào)度、乘客互動等優(yōu)化措施。研究表明，智能化運營管理系統(tǒng)能夠有效提升軌道交通的運行效率和服務(wù)質(zhì)量，為城市交通的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：智能化 運營管理系統(tǒng) 城市軌道交通

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市化進程的推進，人民群眾對出行服務(wù)的需求日益增加。特別是在大城市中，城市軌道交通作為一種高效的公共交通方式，成為緩解交通壓力、提升城市功能的重要手段。然而，隨著軌道交通運營規(guī)模的不斷擴大，傳統(tǒng)的運營管理模式在效率、成本控制和服務(wù)質(zhì)量等方面顯現(xiàn)出諸多不足。因此，推動城市軌道交通向智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，成為提升運營效率、降低成本、提高服務(wù)質(zhì)量的必然選擇。近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能化技術(shù)在各行各業(yè)的運用不斷深化，城市軌道交通行業(yè)也不例外。2020年3月，中城協(xié)發(fā)布的《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》明確提出了智慧城軌的發(fā)展藍圖，并為城軌智能化管理的實施指明了方向。智慧城軌不僅是未來城市軌道交通發(fā)展的必然趨勢，也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。

1 城市軌道交通智能化運營管理系統(tǒng)的構(gòu)建

1.1 智能監(jiān)控系統(tǒng)

智能監(jiān)控系統(tǒng)是城市軌道交通智能化運營管理系統(tǒng)的核心組成部分，其主要作用是通過實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，確保軌道交通系統(tǒng)的安全、高效和穩(wěn)定運行。為了構(gòu)建一個高效的智能監(jiān)控系統(tǒng)，需要依托現(xiàn)代信息技術(shù)，形成一個全方位、全天候的監(jiān)控體系。

智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)要以全面覆蓋為基礎(chǔ)，確保對城市軌道交通的各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)控。通過在車站、軌道、列車、信號系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等重要節(jié)點部署傳感器和攝像頭等監(jiān)測設(shè)備，系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲取各類數(shù)據(jù)，例如列車運行狀況、設(shè)備故障、客流情況、環(huán)境溫濕度等信息。這些數(shù)據(jù)將通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時傳輸?shù)街醒氡O(jiān)控平臺，形成一個完整的監(jiān)控數(shù)據(jù)流。利用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠?qū)Σ杉降臄?shù)據(jù)進行存儲、分析和處理，確保數(shù)據(jù)能夠快速有效地轉(zhuǎn)化為決策支持。通過大數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測出設(shè)備異常、客流異常等問題，并在第一時間發(fā)出預(yù)警信號，提供給相關(guān)工作人員進行處理。通過數(shù)據(jù)分析，還可以優(yōu)化列車運行調(diào)度，提升運輸效率，減少能源消耗。

人工智能技術(shù)的引入是提升智能監(jiān)控系統(tǒng)效能的關(guān)鍵。通過AI算法對監(jiān)控數(shù)據(jù)的深度分析，智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化故障檢測、智能化的安全預(yù)警，并進行自動化調(diào)度。例如，在設(shè)備維護方面，AI可以根據(jù)設(shè)備的使用情況和運行狀態(tài)，提前預(yù)測設(shè)備故障，從而減少突發(fā)性故障對運營的影響。智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)還需要高度的系統(tǒng)集成與安全保障。各類監(jiān)控設(shè)備和數(shù)據(jù)采集終端需要實現(xiàn)互聯(lián)互通，確保信息流的順暢傳輸。同時，系統(tǒng)的安全性也十分重要，應(yīng)采取先進的加密技術(shù)和防火墻措施，防止數(shù)據(jù)泄露和系統(tǒng)受到外部攻擊，確保整個智能監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1.2 智能安防系統(tǒng)

智能安防系統(tǒng)是城市軌道交通智能化運營管理中的重要組成部分，其主要目的是通過集成現(xiàn)代化安防技術(shù)，提升車站及其周邊環(huán)境的安全性，保障軌道交通的正常運行。智能安防系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，包括安防網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、安防集成管理子系統(tǒng)、綜合電視監(jiān)視子系統(tǒng)、門禁子系統(tǒng)、電子圍墻系統(tǒng)和車站緊急告警子系統(tǒng)等。每個子系統(tǒng)之間相互協(xié)作，共同實現(xiàn)全方位、多層次的安全防護。

安防網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)通過部署高效穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)，確保各類安防設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)無縫連接和信息共享。所有的視頻監(jiān)控、門禁控制、入侵探測等設(shè)備，通過安防網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與控制，使得管理人員能夠在中央監(jiān)控室實時監(jiān)控到各個關(guān)鍵區(qū)域的安全狀況。安防網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不僅要求具備高速傳輸能力，還需要具備高可靠性和高安全性以防止外部攻擊和信息泄露。

安防集成管理子系統(tǒng)是整個智能安防系統(tǒng)的核心，主要負責(zé)對各個安防子系統(tǒng)進行集成管理。子系統(tǒng)通過集成不同安防設(shè)備的數(shù)據(jù)和信息，形成統(tǒng)一的管理平臺，方便安保人員進行集中控制和指揮調(diào)度。當(dāng)發(fā)生安全事件時，集成管理子系統(tǒng)可以迅速調(diào)度相關(guān)資源，啟動緊急響應(yīng)機制[1]。例如，在車站或停車場發(fā)生異常事件時，系統(tǒng)能夠自動識別并觸發(fā)報警，同時聯(lián)動相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備，提供現(xiàn)場畫面，幫助安保人員迅速判斷和處理問題。

綜合電視監(jiān)視系統(tǒng)通過遍布車站、車輛段、停車場等關(guān)鍵區(qū)域的高清攝像頭，全天候地對各個出入口、重點設(shè)施、人員流動等進行實時監(jiān)控。

門禁子系統(tǒng)則負責(zé)對車站內(nèi)外重要區(qū)域進行出入管理，通過身份識別技術(shù)如人臉識別、指紋識別等手段，確保只有授權(quán)人員能夠進入敏感區(qū)域，從而有效防止未經(jīng)授權(quán)的人員進入，提升安全性。

電子圍墻系統(tǒng)通過在關(guān)鍵區(qū)域部署傳感器、雷達等設(shè)備，形成無死角的入侵探測網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)有人非法接近或闖入禁區(qū)時，系統(tǒng)能夠第一時間發(fā)出警報并通知安保人員進行處理。車站緊急告警子系統(tǒng)則在緊急情況下，能及時向車站人員和乘客發(fā)出疏散警報，確保在突發(fā)情況下的人員安全。

所有子系統(tǒng)通過與智能監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動，形成了一個高效的智能安防網(wǎng)絡(luò)。中央級和車站級的安防系統(tǒng)互聯(lián)互通，接受綜合監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令，并與火災(zāi)報警系統(tǒng)、設(shè)備環(huán)境監(jiān)控等其他系統(tǒng)進行協(xié)同工作，形成了一個全面、靈活且高效的安全保障體系。

1.3 智能資訊系統(tǒng)

智能資訊系統(tǒng)是城市軌道交通智能化運營管理中的重要組成部分，通過多媒體技術(shù)為乘客提供實時信息和增值服務(wù)，提升出行體驗和運營效率。智能資訊系統(tǒng)不僅在日常運營中提供列車時間、出行參考、政府公告、廣告等信息，還在緊急情況下提供動態(tài)緊急疏散指示，確保乘客的安全與順暢出行。在日常運營中，智能資訊系統(tǒng)通過車站內(nèi)的電子顯示屏、廣播系統(tǒng)和移動終端等設(shè)備，向乘客提供實時列車時刻表、站點信息、換乘指引以及政府公告等。這些信息的更新頻率高且精準，能夠幫助乘客合理安排出行時間，避免錯過列車或在高峰期產(chǎn)生不必要的等待。

系統(tǒng)還能夠通過媒體資訊和廣告提供實時的新聞、天氣預(yù)報、股市行情等信息，豐富乘客的出行體驗，提升服務(wù)質(zhì)量。智能資訊系統(tǒng)還具有智能化的動態(tài)調(diào)度功能，能夠根據(jù)列車的運行狀況和客流量的變化，實時調(diào)整列車時刻和車站發(fā)布的信息，避免信息滯后和誤導(dǎo)乘客。例如，在出現(xiàn)列車晚點或線路發(fā)生臨時調(diào)整時，系統(tǒng)能夠及時通過電子顯示屏和廣播進行更新，減少因信息不對稱帶來的不便。在緊急情況下，智能資訊系統(tǒng)則能發(fā)揮更為重要的作用。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)、列車阻塞、恐怖襲擊等突發(fā)事件時，系統(tǒng)能夠即時啟動緊急模式，自動切換為動態(tài)緊急疏散指示，向車站和列車內(nèi)的乘客發(fā)布清晰、簡潔的疏散信息。這些信息包括最近的出口、避難區(qū)域、疏散路線等，幫助乘客快速有效地離開危險區(qū)域，最大限度減少安全風(fēng)險[2]。智能資訊系統(tǒng)的建設(shè)還需考慮乘客的個性化需求。通過大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)，系統(tǒng)能夠根據(jù)乘客的出行偏好，提供定制化的資訊服務(wù)。例如，常乘某一線路的乘客，可以通過系統(tǒng)定期收到相關(guān)的出行提示、延誤通知等個性化信息。

1.4 智能售檢票系統(tǒng)

智能售檢票系統(tǒng)是現(xiàn)代城市軌道交通票務(wù)管理的重要組成部分，已成為世界范圍內(nèi)地鐵和輕軌中廣泛采用的一種先進管理模式。智能售檢票系統(tǒng)通過自動化技術(shù)實現(xiàn)票務(wù)運營全過程的高效管理，包括售票、檢票、計費、收費和數(shù)據(jù)統(tǒng)計等多項任務(wù)，大幅提升了城市軌道交通的運營效率和服務(wù)水平。智能售檢票系統(tǒng)以非接觸式IC卡等作為主要車票介質(zhì)，結(jié)合二維碼、手機支付等多種技術(shù)手段，為乘客提供多樣化的購票和乘車選擇。乘客可以通過自動售票機、自助充值機或移動應(yīng)用程序購買車票和充值，大幅減少了人工窗口售票的排隊時間，優(yōu)化了乘客的出行體驗。

非接觸式車票介質(zhì)具有較高的安全性和耐用性，能夠在高頻次使用的環(huán)境下保持良好的性能，滿足軌道交通的高客流需求。系統(tǒng)運行采用全封閉模式，配合計程、計時的收費方式，通過設(shè)置閘機實現(xiàn)自動化的檢票與計費。乘客進站時，將車票介質(zhì)靠近閘機的讀卡區(qū)域，系統(tǒng)即可快速讀取票務(wù)信息，驗證票據(jù)有效性并完成扣費動作。

出站時，系統(tǒng)會根據(jù)乘客的實際乘車路徑和時間計算票價，確保收費的精準性和公平性。全封閉運行方式不僅提高了票務(wù)管理的效率，還減少了逃票和誤操作的可能性，為軌道交通運營方提供了穩(wěn)定的收入保障。

在后臺管理層面，智能售檢票系統(tǒng)依托高度安全、可靠的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)票務(wù)數(shù)據(jù)的集中處理與存儲。系統(tǒng)能夠?qū)崟r采集并分析乘客流量、票務(wù)收入、設(shè)備運行狀態(tài)等信息，為運營方提供精準的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。例如，通過分析客流數(shù)據(jù)，運營方可以合理調(diào)整列車運行計劃和車站資源分配，從而提升整體服務(wù)能力。

2 城市軌道交通智能化運營管理系統(tǒng)的優(yōu)化

2.1 優(yōu)化數(shù)據(jù)整合，打造共享平臺

現(xiàn)有的城市軌道交通智能化系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)通常獨立運行，導(dǎo)致數(shù)據(jù)孤島問題較為突出。優(yōu)化數(shù)據(jù)整合，打造共享平臺是提升整體系統(tǒng)效率的關(guān)鍵。通過構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中臺，實現(xiàn)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，可以將列車運行、客流監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)、售檢票等信息匯聚到統(tǒng)一平臺，形成全面的運營數(shù)據(jù)視圖[3]。數(shù)據(jù)整合的核心在于標(biāo)準化建設(shè)。通過引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，統(tǒng)一各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式、接口協(xié)議和共享規(guī)則，確保數(shù)據(jù)流動的實時性和一致性。例如，通過動態(tài)整合客流數(shù)據(jù)和運行計劃，系統(tǒng)可以實時調(diào)整列車間隔和運力分配，緩解高峰時段的客流壓力。優(yōu)化后的數(shù)據(jù)共享平臺還能為突發(fā)事件的快速響應(yīng)提供支持，在發(fā)生設(shè)備故障時，平臺能迅速調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)，輔助維修決策。在實踐中，可利用人工智能技術(shù)對整合數(shù)據(jù)進行深度分析，挖掘潛在規(guī)律并預(yù)測未來趨勢，比如，預(yù)測客流高峰和運營瓶頸，為運維人員提供前瞻性決策依據(jù)。優(yōu)化數(shù)據(jù)整合與共享平臺將大幅提升城市軌道交通系統(tǒng)的智能化水平，助力實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。

2.2 基于人工智能，建設(shè)智能調(diào)度系統(tǒng)

現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)依賴于預(yù)先設(shè)定的規(guī)則和人工干預(yù)，在面對復(fù)雜多變的實際情況時，響應(yīng)能力和決策效率有限。通過引入基于人工智能的智能調(diào)度系統(tǒng)，可以顯著提升城市軌道交通的運行效率和服務(wù)質(zhì)量。智能調(diào)度系統(tǒng)以深度學(xué)習(xí)算法為核心，通過學(xué)習(xí)歷史運行數(shù)據(jù)和實時動態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建列車調(diào)度的智能模型。例如，在突發(fā)事件（如設(shè)備故障或線路擁堵）發(fā)生時，系統(tǒng)能自動生成應(yīng)對方案，重新規(guī)劃列車路徑、調(diào)整班次間隔和動態(tài)分配資源，從而減少對整體運營的影響。此外，系統(tǒng)還能夠根據(jù)天氣變化、重大活動等外部因素實時優(yōu)化列車運行計劃，確保運營的靈活性和穩(wěn)定性。引入人工智能后，調(diào)度系統(tǒng)還能結(jié)合預(yù)測分析技術(shù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在問題。例如，通過分析設(shè)備運行狀態(tài)和客流趨勢，系統(tǒng)可提前預(yù)警設(shè)備故障風(fēng)險或客流高峰，采取預(yù)防措施?；谌斯ぶ悄艿闹悄苷{(diào)度系統(tǒng)能顯著提高軌道交通的調(diào)度效率，提升整體系統(tǒng)的魯棒性，為乘客提供更穩(wěn)定的出行服務(wù)。

2.3 增強乘客互動，優(yōu)化服務(wù)體驗

在智能化運營管理中，乘客的互動與體驗往往被視為附屬部分，但實際上，它是衡量系統(tǒng)價值的重要指標(biāo)。通過增強與乘客的互動，軌道交通系統(tǒng)可以更精準地滿足用戶需求，同時提升運營方的服務(wù)口碑和商業(yè)價值。優(yōu)化服務(wù)體驗的第一步是建立智能乘客互動平臺。平臺可通過移動端應(yīng)用、小程序、語音助手等形式，與乘客建立實時聯(lián)系。例如，乘客可以通過平臺查詢實時列車狀態(tài)、推薦換乘方案、預(yù)定服務(wù)或上報問題。平臺還能根據(jù)乘客的出行習(xí)慣，提供個性化推送，如高峰期避開擁堵線路的建議或節(jié)假日的特惠活動。另一個優(yōu)化點是引入增強現(xiàn)實技術(shù)，優(yōu)化車站導(dǎo)航和乘車體驗[4]。乘客在進入車站后，可通過手機或車站終端設(shè)備查看AR導(dǎo)航指引，快速定位換乘線路、服務(wù)設(shè)施或安全出口。在緊急情況下，系統(tǒng)還可以通過AR提供動態(tài)疏散路線，提高疏散效率。軌道交通系統(tǒng)還可以通過反饋機制優(yōu)化服務(wù)。乘客可以在乘車后通過平臺提供評價，系統(tǒng)則通過大數(shù)據(jù)分析這些評價，識別服務(wù)痛點并持續(xù)改進。通過增強互動和優(yōu)化體驗，智能化運營管理系統(tǒng)不僅能滿足乘客的個性化需求，還能構(gòu)建更加人性化的服務(wù)體系，為軌道交通的可持續(xù)發(fā)展注入新活力。

3 結(jié)語

綜上所述，城市軌道交通的智能化運營管理系統(tǒng)是提升城市公共交通效率和服務(wù)質(zhì)量的重要手段，也是實現(xiàn)綠色、智慧城市發(fā)展的關(guān)鍵路徑。通過智能監(jiān)控、智能安防、智能資訊、智能售檢票等子系統(tǒng)的構(gòu)建，以及數(shù)據(jù)整合、智能調(diào)度、乘客互動等領(lǐng)域的優(yōu)化，軌道交通可以在保障安全的同時，大幅提升運營效率與乘客體驗。在未來發(fā)展中，軌道交通智能化應(yīng)更加注重技術(shù)與管理的深度融合，以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心，充分發(fā)揮人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術(shù)的潛力，實現(xiàn)從高速度向高質(zhì)量的轉(zhuǎn)型升級。唯有如此，才能真正助力城市交通的高效運行，為人民的出行提供更加便捷、安全、智能的服務(wù)。

參考文獻：

[1]沈峰.智慧城市軌道交通運營管理信息化建設(shè)研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2024（8）：220-222.

[2]曹越.互聯(lián)網(wǎng)時代下城市軌道交通運營管理模式的創(chuàng)新構(gòu)建研究[J].運輸經(jīng)理世界，2023（18）：1-3.

[3]張國鋒，龔民，陳先寬.智慧城市軌道交通運營管理信息化建設(shè)研究[J].Electronic Communicationamp;ComputerScience，2023，5（4）.

[4]張猛，馬銀龍，王少英.城市軌道交通運營線路智能化施工管理系統(tǒng)設(shè)計[J].鐵路計算機應(yīng)用，2024，33（1）：83-88.