城市軌道交通向智能化發展

通常所說的城市軌道交通智能運輸系統是指集成了先進的信息處理技術、通信技術、控制與系統技術、計算智能與決策支持技術等，以實現狀態感知、信息無縫傳輸、智能處理和共享為基礎，通過高效利用與城市軌道交通相關的所有移動、固定、空間、時間和人力資源，以較低的成本達到提高交通效率、保障安全、提高服務質量和改善環境影響目的的新一代城市軌道交通運輸系統。其典型的特征是安全、高效、綠色、舒適和可持續。

2013年發展狀況總結

1. 通信信號方面

通信系統是保障城市軌道交通安全、穩定、高效、舒適運營的基本設施，可滿足城市軌道交通語音、數據和圖像等綜合業務通信的需要。信號系統是保證城市軌道交通行車安全的技術和設備，城市軌道交通信號系統通常由列車自動控制系統（簡稱ATC）組成。

目前城市軌道交通的無線通信系統分為專用無線通信系統和公共無線通信系統。專用無線通信系統包含無線調度通信系統、列控信息車——地無線傳送系統、移動電視系統、公安無線、消防無線應急系統、導乘信息及視頻監控車——地無線傳輸等。無線調度通信系統廣泛使用的是TETRA數字集群系統。隨著城市軌道交通的快速發展，越來越多的應用對無線通信系統提出了更高的要求。目前基于通信的列車控制（CBTC）系統代表著世界城市軌道交通信號控制技術的發展方向和趨勢，成為我國城市軌道交通信號系統的未來主流制式。中國大陸部分城市軌道交通使用了CBTC系統，如武漢地鐵1號線，上海軌道交通的8號線，北京地鐵（除1號線、5號線、13號線、八通線），廣州地鐵（除1、2、8號線）等。其中，國內自主研發的CBTC系統陸續通過國際權威認證機構的SIL4認證。這是目前功能安全完整性的最高等級要求，也是進入歐洲及國際市場的通行證。

2. 調度指揮方面

城市軌道交通系統的調度指揮控制中心是對城市軌道交通運營實行集中管理的所在地，凡與列車運行有關的各部門、各工種都必須在調度指揮系統的統一組織指揮下進行日常運輸生產活動。目前我國的調度指揮系統主要有TCC（Traffic Control Center）系統和OCC（Operating Control Center）系統兩種。OCC是一線一中心的管理模式，目前除北京外的國內其他城市主要由OCC擔任城市軌道交通的列車調度指揮工作。即一條軌道交通線路由一個調度指揮中心控制，線路間的調度指揮互不影響，如廣州、成都、南京以及沈陽等城市軌道交通均采用這種基本的軌道交通指揮控制中心。鑒于北京市軌道交通線網密集程度高、乘客出行人數眾多等因素，構建實現應對多條線路、多運營主體的調度指揮系統十分必要，故“多線一中心”的TCC控制模式應運而生。即在一條軌道交通線路由一個調度指揮中心控制的基礎上，設有控制全網的指揮中心，對全網的軌道交通線路進行全局性調度指揮。

為支持路網的運營協調指揮，在國家科技支撐計劃項目的支持下，北京交通大學和北京城軌路網指揮中心等單位自主聯合研制了面向城軌路網運輸組織與安全保障一體化決策支持系統，實現了客流預測分析、運輸能力計算、網絡列車運行計劃編制、運營安全綜合監控預警、路網突發事件應急處置等功能，并成功支持了北京城軌路網指揮中心信息中心和軌道交通指揮中心工程的順利建設，為成網條件下城市軌道交通運輸組織提供強有力的決策支持。

3. 綜合監控方面

綜合監控系統是以現代計算機技術，網絡技術、自動化技術和信息技術為基礎的大型計算機集成系統。系統集成和互聯了多個地鐵自動化專業子系統，在集成平臺支持下對各專業進行統一監控，實現各專業系統的信息共享及系統之間的聯動控制功能，為實現城市軌道交通運營安全保障及應急管理提供信息化基礎。

為進一步提高列車運行的安全性和軌道列車的可用性，在國家“863”計劃的支持下，廣州地鐵與北京交通大學等單位成功研制了國內首臺套城軌列車運行狀態全息化檢測、在途預警與應急系統裝備，突破了軌道交通列車狀態全息化實時獲取與在途預警的技術障礙，提出了軌道交通列車運行狀態獲取傳感網優化、多模信號檢測與評估、基于數據融合的嵌入式故障診斷、運營安全綜合監控CMS-T、列車關鍵設備狀態評估與在途預警以及應急聯動處置核心技術。形成了覆蓋列車走行、牽引、制動、輔逆等關鍵設備安全狀態網絡化檢測的成套車載設備，以及列車運行綜合監控預警、維修評估調度與應急聯動地面系統平臺，實現了城軌列車的智能感知、智能診斷、智能跟蹤以及全壽命周期的管理，提高了城軌列車實時安全預防和主動維修能力，并在廣州地鐵的15列A型運營車輛上進行了規模部署。

4. 客運服務方面

客運服務方面除了傳統的自動售檢票系統，目前愈來愈重視乘客資訊系統PIS的建設和發展。

自動售檢票系統（AFC）采用全封閉的運行方式，以及計程、計時的收費模式。以非接觸式IC卡等作為車票介質，通過高度安全、可靠、保密性能良好的自動售檢票計算機網絡系統，完成地鐵/輕軌運營中的售票、檢票、計費、收費、統計等票務運營的全過程、多任務自動化管理。目前包括軌道交通清分中心層、線路中央計算機系統層、車站計算機系統層、車站終端設備層、車票層五層架構的AFC系統是目前國內各城市的主流設計方案，在北京、廣州、上海等城市軌道交通中廣泛應用。

乘客資訊系統在正常情況下，可提供列車時間信息、政府公告、出行參考、媒體資訊、廣告等實時多媒體信息；在火災及阻塞、恐怖襲擊等突發情況下，提供動態緊急疏散指示，充分提高地鐵或輕軌運營總體服務水平和質量。目前，各城市軌道交通所采用的乘客資訊系統在信息傳播及安全保障方面有突破性的改進：可以通過廣播、CCTV、互聯網、手機、短信等多種手段為乘客提供全程乘車指引及咨詢服務；可在列車上進行實時的信息傳遞及電視直播，列車行駛在隧道中地鐵控制中心也能為乘客實時輸送信息；在延誤或突發事件中，乘客可以通過液晶顯示屏了解實時信息并據此做出反應。

2014年五大發展趨勢

1. 數字軌道交通

數字軌道交通是對軌道交通信息化的發展。數字軌道交通建設目標一方面是實現軌道交通各業務系統的數字化和信息化，規范軌道交通基礎信息和動態業務信息共享交換方式，另一方面是建立軌道交通地理信息平臺為核心的軌道交通化服務與共享體系，最終實現軌道交通各系統間的系統充分共享，全面提高軌道交通資源綜合利用效率和展示服務水平。

2. 系統整合、資源共享和系統架構的集中化

目前軌道交通信息系統眾多，存在資源重復、信息無法共享，各城市信息系統建設不規范。下一步修訂完善城市軌道交通信息化總體規劃，進行頂層設計，核心是要整合信息系統，構建面向專業的大系統；規范基礎信息及編碼，建設信息共享平臺；建立逐步趨于集中的信息系統架構，建設雙活大數據中心，實現災難備份。

3. 主動安全保障

隨著城市軌道交通的快速發展，傳統的被動式安全保障已無法支撐軌道交通的安全運營和可持續發展，實施主動安全保障的先進技術和系統已成為軌道交通健康發展的前提和必要條件。長期的安全運營經驗和深痛的事故教訓，使行業內形成了共識，提出了運營控制系統的自主可控、基礎設施安全隱患識別、移動裝備安全保障提升三大核心問題。三大核心問題急需解決。三大問題的逐步解決，既可滿足我國軌道交通高速度、高密度、高安全快速發展之急需，又可在工程實踐總體世界領先的基礎上，實現安全保障技術的世界領先。

4. 運力資源全生命周期管理

軌道交通固定設施、移動裝備等運力資源的全生命周期管理是運力資源維護管理、降低運營成本、提供軌道交通競爭力的核心，建立靜動態履歷臺賬信息，重要故障及狀態維修信息、壽命預測與維修優化決策支持信息系統，實現軌道交通所有資源的實時跟蹤，支持維修維護的實時狀態化、精細化和智能化。

5. 智慧軌道交通

智慧軌道交通就是要利用物聯網更透徹的感知、更全面的互聯和更深入的智能化三大特點，實現軌道交通智能信息的網絡化，進而在整個鐵路系統、企業內部以及合作伙伴之間實現信息的互聯和共享，幫助鐵路系統提高服務質量、服務安全性、服務可靠性并節約成本。包括三層架構：“軌道交通‘智能’物理基礎設施“、“智慧軌道交通全聯網”、“智慧管理、決策與指揮系統”，通過四個關鍵步驟：數據智慧采集、數據智慧融合、數據智慧挖掘和指揮決策，完成螺旋上升的智能信息處理過程，最終可以達到智慧軌道交通目的。