智慧賦能都市圈 市域快軌繪新篇南京地鐵創新推進南京都市圈智慧市域快軌示范工程建設

文：佘才高︱南京地鐵集團有限公司黨委書記、董事長

南京地鐵集團立足新發展階段，深入貫徹《中國城市軌道交通智慧城軌綱要》，有序開展了智慧化系統規劃建設，通過智慧賦能，促進都市圈多制式協同、多網絡融合發展和全生命周期管理，開啟高質量發展新征程。

在全國各地都市圈謀劃經濟一體化進程中，南京地鐵充分把握當前市域快軌發展機遇，率先以示范工程形式推進“軌道上的都市圈”的先行先試，通過智慧賦能促進新基建，推動數字化、 智能化轉型，提高都市圈公共交通協同聯動，探索跨省跨市協同發展機制，高質量構建都市圈軌道體系，引領都市圈空間拓展，探索跨省跨市協同發展機制。

一、市域快軌智慧化發展機遇

國家新型城鎮化戰略要求推動城市群一體化發展、建設現代化的都市圈、優化提升超大特大城市中心城區功能。國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出要推進區域協調發展和新型城鎮化戰略，深入實施長三角一體化發展戰略要求建設“軌道上的長三角”“軌道上的南京都市圈”。

未來都市圈出行需要1小時通勤圈支撐。城市群、都市圈出行“高頻次、高時間價值”特征越來越突出，要求補齊城際鐵路和市域鐵路短板，強化中心城市緊密聯系，打造1小時至1.5小時城際交通圈；促進都市圈同城化、一體化發展，打造0.5小時至1小時通勤網。

軌道交通高質量發展需要智慧賦能。在新一輪科技革命和產業變革的浪潮推動下，我國城軌交通行業信息化建設步入快速發展階段，急需通過智慧賦能促進新基建，推動數字化轉型，提高都市圈公共交通協同聯動便捷性、經濟性，創新軌道交通產品全生命周期業務模式。

二、南京都市圈市域快軌發展現狀

（一）南京都市圈概況

上世紀90年代南京做總體城市規劃時，就借鑒了國際理念，提出了“南京都市圈”的概念。20多年來，南京都市圈規劃和發展不斷增容提質。2021年2月8日國家發展改革委復函同意《南京都市圈發展規劃》。

1.都市圈總體概況

南京都市圈位于長江中下游沿江城市帶核心地區，是以南京為中心的經濟區域帶，地跨蘇皖兩省九市（包括寧、鎮、揚、淮、蕪、馬、滁、宣、溧陽市、金壇區），總面積6.6萬平方公里，現狀人口約3500萬人，GDP約4萬億元。南京都市圈連南接北，承東啟西，以0.7%的國土面積，2.5%的常住人口，貢獻全國4%的經濟總量。南京都市圈規劃確立構建“一極兩區四帶多組團”空間格局，強化南京輻射服務功能，建設我國都市圈同城化發展示范區域，引領都市圈更高質量一體化發展。

2.都市圈軌道交通概況

南京都市圈具有軌道交通線路多、城軌制式多、城市間聯系緊密等特點。都市圈內不僅規劃和建設了發達的干線鐵路和城市軌道，中心城區與周邊城市的城際鐵路、市域（郊）線的規劃建設也較早。都市圈內軌道交通規劃建設合計：形成高鐵11條，普速9條；城際線路8條；市域（郊）線近期11條線522公里；城市軌道交通近期約20條線768公里，遠景約60條線2000公里。

（二）南京市域快軌的探索與實踐

南京市域快軌發展至今大致分為兩個階段：

1. 第一階段：放射鏈接，拉開框架（2009-2018）

從2009年“區區縣縣通軌道”規劃引領為起點，開啟了市域快軌支撐南京都市圈空間拓展的發展先河，率先以江蘇省沿江城市群城際軌道成功探索審批機制，先后建成了S1機場線、S3寧和線、S7寧溧線、S8寧天線、S9寧高線等以主城邊緣向外放射的5條線路。至2018年，市域線運營里程共200公里，初步建成放射狀市域網，改善了郊區居民出行的時空可達性，以新街口為中心的1小時出行覆蓋范圍由20公里拓展至30公里，日均客流約32萬人次，分擔了放射狀走廊內30%以上客流，有效緩解了通道擁堵問題。

南京市域快軌具有覆蓋面廣、互聯度高、開放性強等優勢特點，比如，已初步實現全域覆蓋，輻射半徑達80公里，匹配“一帶五軸”；與城區地鐵一張網運營，多點多線便捷換乘，樞紐軌道集散比例高；充分預留線路輻射性和可拓展性，為內外延伸創造條件。但是，也存在快捷性不足、靈活性欠缺、互動性不夠等短板問題，最高速度為100-120km/h，部分出行與個體交通競爭力不足；越行線等配線設施相對簡單，靈活運營預留條件不足；與城市開發建設時序缺乏協調，沿線用地發展滯后，客流培育不足。

2. 第二階段：串聯樞紐，融入中心（2018-2021）

新一輪市域快軌規劃建設反思第一階段發展經驗及不足，從運營和網絡兩個層面進行提升和優化，規劃形成串聯樞紐、融入中心的發展格局。市域線形成“九射、一聯”的線網格局，總規模約630公里。其中，S6寧句線與13號線貫通，構建穿城快線，融入市區網絡；S2寧馬線與8號線貫通，形成江南快線；S4寧滁線與18號線銜接，構成南北穿城通道；S5寧揚線進一步延伸進入紫東核心區域，融入城市軌網；18號線作為南北穿城快線，串聯南京北站、南京南站、祿口機場站等重要樞紐以及城市中心。在都市圈一體化發展背景下，新一批市域快軌項目迅速啟動，至2021年底將實現寧句線開通運營，寧馬線、寧滁線、寧揚線開工建設。

（三）南京“智慧地鐵”建設的探索與實踐

南京地鐵在“十三五”時期將實現“業務智能化”納入戰略布局，啟動“智慧地鐵”建設，通過加強科技創新與數據資源的挖掘，探索內部管理、外部服務與安全生產的“智慧化”升級。

工程建設領域，全面推廣智慧工地建設，環境保護與重點風險源管控得到有效落實；圍繞設備系統智能化，大力推進7號線全自動無人駕駛系統建設，將形成更為集約高效的行車組織模式；5G+智慧軌道交通、寧句城際設備系統建設入選南京市首批17個應用場景名單。

運維安全領域，聚焦降本增效與安防升級，NCC線網指揮調度平臺已投入試運行，實現了大規模網絡化運營條件下線網監管、調度指揮與應急處置等高效協同；以S7號線為陣地，研發智能安全監測平臺，智能判斷運營安全風險態勢；以管理精益化為核心，智能設施設備運維平臺通過本地企業聯合開發，系統首期已上線試運行。

乘客服務領域，聚焦“人性化”與品質提升，國內首創移動支付“3.0模式”，完成全線網移動支付改造；智慧車站試點工作穩步推進，車站智慧照明通過國家住建部“綠色照明科技示范工程”驗收。

內部管理領域，聚焦業務協同與精細化管控，開展綜合管理一體化信息平臺、建設工程管理系統、財務管理系統、人力資源管理系統、業財一體化系統建設，提升治理效能。

5G融合領域，南京地鐵已在全國率先實現5G移動網絡全覆蓋；依托5G網絡，開展5G地鐵智慧屏、自動運維巡檢機器人、5G駕駛和乘客安全管控、大數據客流分析等地鐵5G十大應用場景創新研發，以提升運維效率，保障運營服務水平。

（四）新階段面臨挑戰

進入“十四五”新時期，南京都市圈軌道交通面臨諸多新挑戰：一是當前城際軌道交通與都市區快線網的發展難以有效支撐都市圈、城市群空間結構的珠鏈式發展，亟需構建高效能多層次軌道體系；二是當前都市圈軌道交通在乘客服務、運營管理、設備維護等方面面臨了巨大的壓力，超400公里網絡化運營的綜合協同指揮日趨復雜、運維管理耗時費力等一系列痛點逐漸凸顯；三是國內都市圈尚處于培育階段，軌道交通網絡一體化發展模式還沒有成熟案例。

南京地鐵集團立足新發展階段，深入貫徹《中國城市軌道交通智慧城軌綱要》，有序開展了智慧化系統規劃建設，通過智慧賦能，促進都市圈多制式協同、多網絡融合發展和全生命周期管理，開啟高質量發展新征程。

三、南京都市圈智慧市域快軌示范工程

（一）申報背景及基礎

南京申報都市圈智慧市域快軌示范工程，主要基于以下四大理由：一是特色鮮明。作為首個國家批復規劃的跨省都市圈，橫跨蘇皖兩省九市，具有軌道交通線路多、城軌制式多、城市間聯系緊密等特點，在長三角一體化發展中具有重要作用。解決好跨省跨市體制障礙，對都市圈發展具有普遍意義。二是優勢突出。都市圈城市之間的軌道交通建設起步早，積累了豐富的都市圈軌道交通協同規劃、審批、建設、運維等機制和項目管理經驗。三是基礎良好。南京地鐵已開展了涵蓋車站、線路、線網各個層級的智慧化應用探索和實踐，初步建立了較為全面的智慧城軌相關系統，如智慧車站、智能運維、智能能源、智能列車、智能通信等。四是條件具備。寧鎮揚和寧馬滁兩大片區正處于快速同城化進程中，以寧句、寧揚、寧馬、寧滁四條市域線作為依托工程，有望在“十四五”末基本實現五城通勤化，為工程示范作用提供強力支撐。

（二）建設目標

示范工程旨在構建安全、便捷、高效、綠色、經濟的都市圈軌道交通，探索適合中國都市圈特點的智慧快軌網規劃、建設、運營創新模式，破解都市圈城軌交通協同調度、聯乘聯運、安全運維的關鍵技術和管理難點，制定相應標準體系，有效提升都市圈軌道交通基礎設施互聯互通和乘客出行同城化服務水平，共建智慧軌道交通新產業集群，促進區域經濟社會一體化發展。

（三）規劃設計理念

示范工程規劃設計理念為：網絡一體化，數據一體化，服務運管一體化。以基礎架構為核心，全面構建“南京都市圈數字底座”，圈內各城市實現接入。實現網（運管網）、端（票卡等終端）、安（網絡安全）、軌（軌道制式）等互聯互通，建立“軌道上的都市圈”協同發展環境。以數據聯動為核心，基于“南京都市圈數字底座”，實現圈內“信息一體化”。完善優化區域信息設施布局，共同打造區域大腦，實現數據的聚、通、用，建立“軌道上的都市圈”數據管理基礎。 以乘客服務、運營運維為核心，挖掘業務需求，以業務承載智慧化應用，以智慧化應用驅動業務創新，滿足差異化需求、突出一體化下的城市特色，實現“以人為本”的“軌道上的都市圈”。

（四）示范工程總體方案

示范工程以都市圈城軌云、大數據平臺、5G公專網傳輸網絡為基礎，圍繞乘客服務、運營管理和設備維護三大業務場景，重點突破跨市域乘客服務、多網融合智能調度、線網協同電力調度、多專業綜合運維、普適性列車簡統、全生命周期管理等關鍵技術。通過創新系統研發、基礎平臺搭建和智能場景應用等關鍵技術的重大突破，促進區域一體化發展、跨界區域共建共享，為南京都市圈乘客出行提供同城化服務，提升綜合運用效益，創建我國都市圈軌道交通一體化規劃建設、運營服務的新格局，積累都市圈軌道交通跨省市資源利用、運維管理的創新實踐，為我國都市圈軌道交通建設提供可借鑒、可復制的示范。

（五）示范工程主要創新內容

1. 云數融合的基礎支撐平臺

建立都市圈級城軌云和大數據平臺，以此為數據基礎建立都市圈城軌協同指揮中心，突破行政、平臺壁壘，實現對都市圈城軌業務應用的全覆蓋。一是研究統一的信息化管理標準，克服數據量大、類型多、格式復雜的問題，實現異地信息實時采集、傳輸、存儲、處理、共享；二是通過對大數據進行深度挖掘應用，開發面向乘客服務、運營組織、企業管理的應用平臺；三是推進“互聯網+”應用的開發，如面向乘客的移動支付、車站信息發布等功能模塊，面向地鐵保護的巡檢、監測模塊，面向運營的客流數據共享、應急聯動指揮等，提升乘客服務，改進工作效率；四是建設適應云平臺體系架構的運行維護體系和管理機制，構建安全、高效、可彈性擴展的大數據云平臺，根據都市圈城軌網絡的發展和科技的進步，不斷完善云平臺的體系架構和使用功能。

2. 跨市域通達暢行的乘客服務體系

堅持“以人為本”，建設面向都市圈甚至全國乘客的智慧乘客服務系統，借助新興信息技術手段，建設無感進出站、舒適便捷乘車、網內外銜接順暢、換乘高效、乘務信息及時發布共享的智慧乘客服務系統。一是進一步完善都市圈智能票務系統，研究跨省、跨市、跨平臺計費、優惠聯乘換乘及清分清算方案，擴大基于可信乘車憑證互聯互通范圍，實現城際間公共交通票務互認、一碼通行；二是在新冠肺炎疫情防控常態化背景下，利用人臉、語音等生物識別技術實現智能售檢票，減少直接接觸，提升售檢票效率和衛生安全水平；三是研究與城軌交通客流相適應的智慧安檢系統，采用視頻監視、生物識別、人工智能等技術，實現“人”“票”“物”以及異常行為四合一核驗，提高效率、安全和服務品質；四是完善運營信息發布和智慧出行咨詢服務，與乘客建立雙向快捷的信息互動聯系，提供定制化出行及智能出行引導服務。

3. 多網融合的協同智能調度系統

面向都市圈軌道交通網絡化運營建設智能調度平臺，利用城軌云大數據平臺的共享數據、智能設備和軟件等建設運營組織系統，開發客流分布實時預測、運輸計劃智能編制等功能，實現網絡運力資源的優化配置、運力與客流的精準匹配和全自動列車運行的行車組織。一是建立四網融合運營組織服務體系，利用都市圈城軌云的共享數據，協調高鐵、城際、市域（郊）和城市軌道四網的運營組織，通過智慧賦能促進多制式協同調度、聯乘聯運、無縫換乘，實現都市圈列車運行計劃的智能調圖、統一下發，以及線網之間的協同聯動、信息互享；二是建設智慧車站，集乘客服務、站務輔助、設備管理功能于一體，首先面向都市圈乘客，提供從進站至出站的一系列智慧服務，包括智能語音售票、無感安檢、智能導向、自助問詢、乘車信息推送等，提升科技體驗，營造智能化服務氛圍，同時，面向運維人員，增加智能運管和智能分析功能，融合車站乘客和設施信息，智能化展示列車整體運行狀態和報警信息，提高安全保障水平和管理效率；三是建立智能公共突發事件應急響應管控體系，融合客流、設施、運力等多源數據信息，以智能化手段組織多專業協同聯動，指揮全線網實施應急處置，實現突發事件下的大客流快速、安全疏散，提高運輸指揮和應急反應能力。

4. 多專業綜合運維管控平臺

建立網絡化的多專業綜合運維管控平臺，接入車輛、能源、信號等各專業運維系統信息，實現實時狀態監測、故障處理、備品備件等方面智能運維管理，在都市圈范圍內統一調度各種資源，實現從資產管理到智能運維的一體化全生命周期管理，提升都市圈軌網的精準化管理水平。一是搭建基于BIM的基礎設施運維管理平臺，覆蓋軌道、路基、高架結構、地下結構和管片、供電、通信、信號以及機電等各專業設施設備，實現運維全生命周期管理的信息化、流程化、無紙化；二是通過現場檢測傳感器、視頻系統、周界防范系統、衛星遙感等檢測監測技術及5G通信技術實時感知并傳輸噪聲、振動、位移、車輛綜合檢測等信息，建立區域的和立體的防護和感知空間域，實現全網各部位基礎設施和設備的數據共享，據此建立可視化應急預案，指導突發事件的應急處置，全面提升基礎設施運維管理的效率與質量；三是建設運營安全智能監測及應急聯動管理系統，構建車地一體的實時感知、信息共享、相互支撐的綜合監測和聯動處置平臺，融合軌行區、站、場和車載綜合安全信息，同時承擔在線監測、趨勢分析、動態預警功能，實現對司機、車輛、線路、基礎設施安全狀態綜合分析、主動防控、聯動處置功能。

5. 跨市域線網協同電力調度系統

建設都市圈跨省市線網級的智能電力調度系統，通過“線網調度+線路控制”的一體化協同調度方式，構建起綠色、節能、環保、高效的線網級電力協同調度模式。一是建立全網供電模擬系統，基于大數據智能分析研究優化供電調度方案，以提高調度效率，降低用電能耗； 二是研究基于都市圈線網層面的電力調度，實現跨市域一體化協同調控的電力調度，創新性提出電力調度方案模擬及潮流安全校核方案。

6. 普適性簡統化智能列車管理體系

基于南京都市圈城軌制式多的特性，研究普適性簡統化的智能列車裝備和設施共享技術。一是研發多種制式列車關鍵系統及部件的簡統化，減少核心零部件種類，實現不同線路之間的部件互換共享，降低備品備件數量和維護成本；二是研究相同制式列車跨線運行、共用車輛段檢修設備，以實現資源共享，減少工程投資；三是規范列車維保管理體系，通過數字化管理、可視化集成、微系統主機融合等關鍵技術，提高列車維保的精細化管理效率。

7. 公專合一的5G應用

探索5G公網專用智慧軌道交通應用，服務于多樣化的乘客需求、智慧車站建設和智慧列車運維等。一是探索5G公網專用商業合作模式，引入5G運營商負責5G網絡建設和運營維護；二是采用5G公網專用的切片和MEC技術承載車輛、車載設備大數據業務上傳，實現更多高采樣、高精度的實時數據傳輸，進一步融合邊緣計算和云計算，提高算法的精準度，創新更多5G應用場景；三是利用5G公網專用實現車站內工業物聯網應用等，助力智慧車站建設；四是通過5G實現車廂高清監控視頻實時傳輸，支持車廂內擁擠度識別分析，支持乘客及司機異常行為的識別和分析，同時可節約列車車載存儲設備，降低列車檢修工作量和維護成本；五是制定5G公網專用行業標準規范和白皮書，用來指導和規范城市軌道交通行業5G應用、工程設計和建設等。

四、示范工程建設實施與項目進展

（一）示范工程建設實施

依托工程合作共建模式：在“三統一”（統一規劃、統一標準、統一運營）前提下，因地制宜選擇合作共建模式。南京都市圈市域線采用統一運營的模式，由各投資公司委托南京地鐵運營。省內采取項目公司模式，統一報批、統一設計；跨省采取屬地管理模式，分段報批、統一總體設計、分段建設。

智慧系統規劃建設模式：“三統一分”，即統一頂層規劃、統一智慧化建設標準、統一數字底座平臺建設、分線分步建設實施。

示范工程實施主體：示范工程由南京地鐵作為牽頭單位，都市圈內其他城市協同，與寧句線、寧揚線、寧馬線和寧滁線的投資建設公司、中鐵四院等7家設計院以及南京產業鏈6家主要設備廠商聯合共建。采取聯合創新實驗室、產業鏈企業股權合作、成果推廣應用等多種方式推進示范工程。

（二）首線工程—寧句城際實施進展

寧句城際線是寧鎮同城化發展的重要支撐項目，作為南京首條跨市市域快軌，開啟了都市圈智慧市域快軌基礎平臺的建設工作，開啟了都市圈智慧市域快軌基礎平臺的建設工作，是示范工程承上啟下的線路，已初步搭建六大系統。同城化乘客服務水平提升，寧句線與南京城軌網實現一票通行、一碼通行，公專合一的5G應用取得初步進展，承載業務包括信號車載智能運維數據上傳、車輛運維數據上傳、視頻信號無線接入、電扶梯監測診斷業務上傳、區間設備及工況數據上傳、安防設備狀態及報警數據上傳、AFC終端業務數據上傳等。市域快軌智能列車簡統化、標準化工作在加快研制過程中，實現一網、一屏、一融合。多網融合的協同智能調度系統分三步走，逐步建設完善都市圈協同智能調度系統，并投放在NOCC平臺中，實現從線網到都市圈再到大交通的完整解決方案。網絡化多專業綜合運維管控平臺涵蓋生產側和運營側兩部分，依托云平臺的安全生產域已初步建成線網級的車輛智能運維系統、電扶梯的智能運維等系統；依托內部管理域，已完成設施設備故障管理等共計18個功能模塊+1個移動APP，120多個應用，311個功能點。依托靈山控制中心建成了安全生產云平臺，為各生產業務系統提供靈活敏捷、高效互聯、云端融合的智能承載，初步建成都市圈云數融合平臺。

五、總結與展望—“軌道上的都市圈”

南京都市圈作為我國首個獲批的跨省跨市都市圈，將從網絡布局、運營規劃、站城融合等方面打造頂層設計體系，貫行統一的規劃理念，采用統一的設計標準，創新跨市域建運模式，構建“規劃建設一藍圖、運營管理一張網、便捷出行一串城”軌道上的都市圈新格局。中心城市南京與圈內其他城市實現高鐵環放成網、城際軸帶拓展，市域快軌互聯互通，各城市多網相互融合。通過科學運營規劃，構建高效運行、快捷銜接的一體化網絡，市域線、城區線、局域線相輔相成，實現“一張網”運營。南京地鐵還會同鎮江、揚州、馬鞍山、滁州市，對四條市域線開展TOD開發規劃，提升沿線區域的用地價值，促進城市空間結構拓展為多組團、多中心格局，通過軌道交通鏈接起一串串興旺發達的現代化新城，開啟都市圈美好出行新階段。