重慶市域（郊）鐵路發展探索與實踐

周燦偉，張躍瀧

（重慶市鐵路（集團）有限公司，重慶 401120）

1 背景

近年來，我國都市圈快速發展，市域（郊）鐵路成為國內經濟發展內循環的新引擎。《國家綜合立體交通網規劃綱要》《關于推動都市圈市域（郊）鐵路加快發展的意見》《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》《交通強國建設綱要》等文件為全國市域（郊）鐵路發展提供了良好的政策指引[1-4]。在技術層面，數字化、信息化、可視化、智慧化是市域（郊）鐵路創新發展的必然趨勢；在需求層面，城市群一小時同城化通勤、通商、通郵、通學、通游是市域（郊）鐵路引領城市發展的重要使命。

文章探索重慶市域（郊）鐵路發展模式，促進城市聯通水平，推動產業布局合理、功能完善、便捷順暢、經濟高效的綜合交通網絡發展，發揮軌道引領城市群發展的骨干作用，實現“人享其行，物優其流”，助力成渝經濟圈一體化發展。

2 重慶市域（郊）鐵路特征分析

重慶都市圈是以主城特大型城市為中心，輻射周邊一小時傳統腹地等城市群組成。由于區域優勢和布局不同，又因產業協作和資源配置要求，重慶市域（郊）鐵路串聯起了山地城市之間的空間格局，發揮產業集群的規模效應和引領作用。重慶位于中國西南，地處青藏高原與長江中下游平原過渡地帶，即第一級階梯和第二級階梯之間。地貌以山地、丘陵為主，其中山地占76%，丘陵占22%，河谷平壩占2%。由于山地河流較多，建設難度增加；又因常年降雨量大，山洪泥石流頻發，應對自然災害挑戰和不確定性風險因素增多；且城市管理為屬地管理，聯絡行政區域眾多，溝通相對復雜。因此，建立現代綜合應急管理體系，是重慶市域（郊）鐵路安全發展的基礎保障。

重慶市域（郊）鐵路包含傳統基建建筑、橋梁、隧道、站場和新基建5G、大數據、人工智能、物聯網等內容。新、舊基建要素融合、協同創新，科學管理、模式創新，精細化能耗管控、清潔能源應用，落實“碳達峰”“碳中和”是研究、探索和實踐的主要內容。重慶市域（郊）鐵路的內涵、路徑、目標示意如圖1所示。

圖1 重慶市域（郊）鐵路的內涵、路徑、目標示意圖

3 技術路線及總體架構

重慶市域（郊）鐵路的技術思路：以BIM、物聯網、工業互聯網為基礎，以通勤、通商、通郵、通學、通游為對象，以“數據+算力+算法”為核心的供需服務匹配，全面實現協同化、自動化的數據驅動架構體系。

基于BIM、物聯網、工業互聯網的發展，將先進的智能傳感、數字通信、數據處理、信息融合、人工智能、場景聯動等技術有效集成，實現大范圍、全方位、實時精準高效的運行控制和管理，推進重慶市域（郊）鐵路系統向綜合立體化、協同化、智慧化方向發展。

重慶市域（郊）鐵路的技術總體架構：構建都市圈“智慧大腦”，實現科學規劃、應急聯動、智能建造、智慧服務、精準管控、智能運維、商業創新、生態聯盟，聚合共贏，形成產業持續健康發展，總體架構如圖2所示。

圖2 重慶市域（郊）鐵路技術總體架構

4 重慶市域（郊）鐵路實踐方案

目前，重慶市域（郊）鐵路通過多種融合方式，將BIM、車輛、客運、貨運、機電、安全、運維等設備系統接入市域（郊）鐵路云平臺，實現一朵云的智慧大腦。云平臺智慧大腦包括：①在車站、場、段等邊緣層，對接入層數據源格式、協議解析、數據處理做標準規范化處理，保證數據粒子性和唯一性；②在傳輸層，數據通過有線網絡和無線網絡匯集到數據中心；③在基礎設施即服務（IaaS）層，根據數據特征劃分中央處理器（CPU）、內存、存儲等計算資源；④在平臺即服務（PaaS）層，對數據進一步抽取、清洗、加載，用大數據的方法進行泛在、多維關聯，用人工智能框架對數據模型化分析；⑤在軟件平臺（SaaS）層，數據以融合的方式面向各類業務展現、交互、查詢，通過數據協同，使服務、管理、協作企業與開發者相連接，進行協同應用創新，形成重慶市域（郊）生態體系。云平臺智慧大腦邏輯架構如圖 3所示。

圖3 重慶市域（郊）鐵路云平臺邏輯架構圖

4.1 重慶市域（郊）鐵路應急指揮體系

市域（郊）鐵路是聯通城市群的通勤干線，跨越地理范圍廣且地勢復雜，經過行政區域多、屬地管理層級多，使得市域（郊）鐵路運行安全面臨諸多風險和不確定性。因此，在應對自然災害、恐怖襲擊、公共衛生、安全生產等突發事件，數字化、智能化、現代化的突發應急體系顯得十分重要。

重慶市域（郊）鐵路應急體系包含以下4方面：①突發事件處置管理；②信息組團；③數字化預案管理；④地理信息系統應用。

（1）突發事件處置管理是利用預案管理模塊中編制的數字化預案，提醒并引導處置人員應急處置，輔助決策進行救援資源查詢，保障事件狀態報告與發布工作的順利完成，并記錄處置過程，以便事后對整個過程進行回顧，對該類事件的處置進行評價與思考，從而對預案進行修訂和改進。

（2）信息組團是把站、線、網各層級采集到的內容資源，包括視頻、文本、音頻、報表、圖片、運行圖等信息，根據線業務的需要，按照預定的規則，調用一系列功能進行重新分類、組合、過濾、篩選，最終為應急處置服務。

（3）數字化預案管理的主要目標在于加快信息傳播，提高行動速度，從而實現決策的合理性、科學性。通過預案電子化管理，下級單位可以及時更新預案數據，上級管理部門通過預案系統檢索到最新的預案文本信息及預案的其他周邊信息。通過上下級之間的交互平臺，實現應急預案的動態化管理，使指揮中心能夠及時掌握重大危險源和應急預案變化等情況。

（4）地理信息系統含各類應急資源，實現對應急預案、應急組織體系、救援隊、救援列車、救援設備、應急物資，以及屬地醫療機構、應急救援專業隊伍、特種救援設備、地面地理信息等進行動態管理，實現快速查詢、直觀展現和定位。

4.2 重慶市域（郊）鐵路建設運營體系

4.2.1 建設數字化

根據《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》[5]，構建市域（郊）鐵路地理空間信息、設施設備位置和形狀的數字化模型，從信息完備性、信息一致性、信息可視化的三維信息模型展示現實的客觀物理世界。為實現數字化發展，對資產過程進行全生命周期管理，采用數字孿生技術，即將客觀物理世界用模型化數據表達。模型化數據維度包含空間模型數據和屬性參數數據，空間模型數據包含 BIM模型數據、從數據結構到空間查詢再到建模分析的地理信息（3D GIS）數據、矢量地圖（SVG）數據；屬性參數數據包含模型基本信息和業務信息，業務信息包含靜態信息和動態信息，即大場景GIS+中小場景BIM和SVG數據的有機結合，形成重慶市域（郊）鐵路大數據管理的可視化數字底板。

重慶市域（郊）鐵路建設以BIM為抓手，通過搭建BIM建管平臺、數管平臺、運管平臺、協同辦公管理平臺探索數字化發展之路，賦能工程建設、運營，實現數字化建設、智能化管控和業務變革。

（1）建管平臺以 BIM模型為數據基礎和設計階段成果管理為起點，涵蓋項目建設可行性研究、勘察、設計、施工、監理、材料供應商等參建各方的建設行為、勘察成果、設計圖紙、技術資料、各類文檔日志等。施工階段采集的工程進度、質量、成本、安全等動態數據為數據驅動，同時整合模型信息，以3D模型、圖表、提醒、報告等形式展示，面向各業務部門及項目管理需求，結合項目建設的各參與方標準化管理流程和職責對項目建設進行協同管理。結合相關施工單位建設智慧化工地平臺，從施工現場收集人、機、料、法、環等數據，對施工全過程的質量、安全、進度、成本、人員、環境等進行實時監測與管理，提升建設精細化、標準化和智能化管理水平。

（2）運管平臺以BIM 模型數據和GIS 數據為基礎，融合運維期設施設備系統基礎數據和動態數據，以運維事件驅動對運營維護業務流程標準化，為車站設施設備資產管理與維護、控制保護區管理、圖臺資料管理、車站空間利用等進行泛關聯，構建設施設備大數據畫像，實現智慧運維。同時結合 BIM 與GIS 的可視化特性為運維人員提供輔助幫助，也為生產運營提供經營決策與管理服務。

（3）數管平臺通過定義數據命名、存儲、索引標準化格式，涵蓋數據采集、處理、清洗、存儲、抽取、分析和挖掘全過程，實現“一站式”數字化智慧出行服務平臺，提升綜合交通運輸便捷化服務水平。

（4）協同辦公管理系統（OA）作為各業務統一門戶，集成單點登錄和消息待辦，推行流程線上化管理，實現業務流程自動審批和扭轉，取代復雜、冗余、低效的線下傳統紙質流程，強化過程和目標協同管理，真正實現“數據多跑路，人員少跑路”。

4.2.2 服務精準化

重慶現代都市圈城市群職住同城化需求，資源優化與產業協同需求，城鄉商貿文旅共同發展需求，對重慶市域（郊）鐵路的服務能力提出了精準的要求。依托云平臺智慧大腦，通過運用數字化、信息化的創新技術，為面向各類需求者提供多層次、精準化的信息服務。

客流預測系統利用閘機數據、車站WIFI數據、藍牙數據、視頻分析數據、安檢數據等多源異構數據相結合，實時監測車站客流，預測車站微觀客流。對潮汐客流、突發客流進行預警，為車站客運組織提供決策依據。以車站微觀客流數據為基礎，結合實時清分數據和互聯網數據，通過人工智能，為運力精準安排、行車組織計劃編制、運營評估分析提供科學數據支撐，為乘客出行提供更優質、更高效、更精準的服務。

貨運大數據電子商務系統采用訂單化模式，市域（郊）鐵路列車車廂按體積和質量維度模塊化，利用互聯網與各大物流平臺對接，根據貨物訂單的起始地址，通過人工智能生成快速運輸和中轉路徑節點，根據節點匹配車廂和車廂空間，在達到貨運開行條件時，行車策劃系統生成貨運計劃運行圖并接入信號系統中，由信號系統全局調度。重慶市域（郊）鐵路串聯了重慶都市區主要城市組團、工業園區，因此，對于產業鏈上下游企業貨物運轉的高效性、集約性、降低物流運輸成本、提升企業發展活力有重要作用，對于支持新型城鎮化、工業化主站場發展有重要意義。

4.2.3 運營精細化

（1）車站管理方面。實現固定崗位向移動辦公的綜合業務模式轉變，包含乘客服務、客流疏導、環境及安全管理、車站設備管理和應急響應等綜合業務，提高人員管理水平。

（2）設備管理方面。提升設備系統智能感知、自動采集、數據交互、智能分析及場景聯動能力，實現服務與技術、場景應用的深度融合，構建車站場景化管理模式。

（3）調度指揮方面。采用網絡化運營管理，各系統架構由傳統的三級管理和三級控制轉變為網絡化的二級管理和三級控制，即車站、線網中心兩級管理，現場、車站、控制中心三級控制。實現點與網資源共享，點與線、網分層控制的安全高效調度指揮協同系統。

（4）乘客服務方面。打造多元化支付手段，推動無感支付的乘客出行體驗，具備線上、線下的票務自助服務能力；通過乘客信息系統、智能導向系統和車站三維可視化系統實現站內資訊展示向站外移動端延伸，為乘客提供出行、乘車、生活等綜合信息服務；通過市域（郊）鐵路TOD模式，為乘客提供多元化的生活圈服務。

（5）貨運服務方面。為發揮市域（郊）鐵路運能大、速度快、低碳環保的運輸優勢，強化都市圈產業協作的需求，構建大數據電子商務平臺，推進城市群運輸效益最大化協同發展；同時，通過使用清潔能源，減少對化石能源依賴，實現“碳達峰”“碳中和”綠色發展目標。貨運服務系統架構如圖4所示。

圖4 貨運服務系統架構示意圖

4.2.4 運維智能化

基于綜合業務云平臺資源，建立大數據分析系統，各運維子系統開放數據庫接口，實現運維數據資源共享。將基礎結構類、行車類、信號類、通信類、供電類、機電類、信息交互類和車站設施類關鍵設備及核心部件的運行數據信息進行交互、關聯、分析、挖掘，建立設備設施可靠性趨勢預測模型，形成基于狀態感知的精準運維模式和面向運營場景自動聯動，促進運維精準高效，實現由計劃修轉變為預防修，提升維保、維修及資源調配的聯動能力和設備設施健康管理水平。

4.3 商業模式創新

目前，國內大多數城市地鐵由于建設成本巨大，票務收入與運營收支平衡，整體處于虧損狀態。而市域（郊）鐵路建設與城市地鐵類似，因此需要進行商業模式創新，不僅要解決資金缺口，還要進一步實現自身造血功能和高質量發展。

重慶市域（郊）鐵路建設采用PPP、股權合作、協議合作等方式引入戰略合作伙伴，打造產業生態圈，共同開發資源，共享收益分成。具體體現在：①剝離市域（郊）鐵路公益屬性，將REITs理念引入市域（郊）鐵路領域，針對具有優質屬性的經營性業務，進行金融證券化融資；②探索TOD發展模式，增強客流量在餐飲、住宿、休閑、娛樂、咨詢等多元化需求、服務、營收等方面的引流能力；③發展共享經濟，依托軌道交通大數據特點，通過數據挖掘和分析，將客流、貨運預測數據售賣給關聯企業，通過利潤分成增加企業收入。通過多種創新盈利模式，彌補建設、運營成本，同時推動第一、二、三產業升級和共同發展。

4.4 生態合作體系

重慶市域（郊）鐵路在應用方面，將建設、運營、運輸中的抽象難題實例化，通過招標與全球頂尖科研院所、企業通力合作，解決問題和突破創新。

在新能源應用方面，基于線路、車站、停車場、車輛段等基礎設施，探索風、光、水等自然能源和其他清潔能源與電能的轉化應用。同時，在市域（郊）鐵路站、場設置充電樁，進一步推動新能源汽車充電的便利性，攜手生態伙伴持續推動技術、應用升級，實現“碳達峰”“碳中和”的綠色發展目標。

在裝備智造方面，重慶市域（郊）鐵路建立設備全生命周期大數據畫像，將設備全息數據開放給裝備設計、研發、制造廠家，通過技術升級和產品迭代，進一步提升裝備智造業水平。

在數字信息方面，將消費者、供應鏈、協作企業、開發者各類要素匯集，通過數字信息資源整合，不斷提升精細化管控能力、創造價值。

5 結語

重慶市域（郊）鐵路是重慶市主城區大空間尺度下承擔門戶型交通樞紐、重大商圈等重大客流集散點間快速交通聯系的重要支撐，是外部交通（主城區出入交通）與內部交通（主城區內部交通）轉換的重要載體，是重慶市落實軌道交通引領城市發展格局行動、綜合交通網一體化的重要保障。

重慶市域（郊）鐵路建設云平臺智慧大腦，按照“統籌規劃、業務引領、技術支撐”的策略，構建“一張網、多模式、全覆蓋的”智慧軌道交通藍圖。包含：建設管理、運營管理、生產管理、集團管控、經營管理、開發管理、公共服務等七大業務；有線網、無線網兩張網；業務標準、應用標準、數據標準、基礎設施標準等四大標準體系。通過云平臺智慧大腦，賦能城市發展新動力，引領城市發展新格局。