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(zhǎng)春軌道客車股份有限公司，吉林長(zhǎng)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(jìn)一步的創(chuàng)新與發(fā)展，就必須深入推動(dòng)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(dāng)前時(shí)代發(fā)展要求，同時(shí)也能夠進(jìn)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(rèn)識(shí)到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要性，也并未形成信息意識(shí)，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(diǎn)

1.1 增強(qiáng)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(shí)。要想真正轉(zhuǎn)變城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)模式，管理者必須形成良好的信息素養(yǎng)與數(shù)字化意識(shí)，以市場(chǎng)為主導(dǎo)，對(duì)城市軌道交通的系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，積極推進(jìn)現(xiàn)代化信息技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。在實(shí)踐的過(guò)程當(dāng)中，進(jìn)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(yùn)營(yíng)維護(hù)質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)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(guò)程中，應(yīng)當(dāng)在提升工作人員信息素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(jìn)行全面探測(cè)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(jìn)信息化數(shù)字模型。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，需進(jìn)一步提升城市軌道交通的建設(shè)水平，進(jìn)一步強(qiáng)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(jìn)一步推動(dòng)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(yùn)量能夠達(dá)到236.9 億，且運(yùn)營(yíng)人員在幾十萬(wàn)人以上，必須深入分析數(shù)字技術(shù)在城市軌道交通當(dāng)中的應(yīng)用，通過(guò)構(gòu)建實(shí)際的運(yùn)營(yíng)方案，進(jìn)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(jìn)一步推動(dòng)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(jìn)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(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)計(jì)劃的數(shù)字化乘客服務(wù)體系，并建立智慧化運(yùn)營(yíng)車站。因此，可以從以下幾個(gè)角度進(jìn)一步優(yōu)化人工智能技術(shù)的應(yīng)用。

（1）建立智慧化運(yùn)營(yíng)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(jìn)一步實(shí)現(xiàn)車站乘客服務(wù)的智能化與便捷化。同時(shí)，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(dòng)支付的功能。在車站設(shè)置人工智能機(jī)器人，該機(jī)器人必須具有與乘客語(yǔ)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(dòng)調(diào)整車站內(nèi)的溫度與濕度，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)車站內(nèi)部環(huán)境的動(dòng)態(tài)化調(diào)控。利用體系內(nèi)部的數(shù)字化模型實(shí)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(duì)車站內(nèi)部的乘客行為進(jìn)行智能化監(jiān)控與分析，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)車站管理系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的信息聯(lián)動(dòng)。同時(shí)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(dòng)廣播的能力，無(wú)需員工干預(yù)，就可以根據(jù)車站的實(shí)際情況進(jìn)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(dòng)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(dòng)性差的問題，導(dǎo)致在運(yùn)營(yíng)過(guò)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(shí)現(xiàn)車站內(nèi)部客流驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同。因此，在軌道交通運(yùn)行中，要想應(yīng)用人工智能，必須進(jìn)一步優(yōu)化其應(yīng)用場(chǎng)景，調(diào)整當(dāng)前的管理模式，并進(jìn)一步形成人工智能環(huán)境中的軌道交通運(yùn)行新體系。在人工智能技術(shù)的支持下，進(jìn)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(chǎng)維護(hù)人員，加快智能巡檢體系的推進(jìn)。同時(shí)，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(shí)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(tái)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(yùn)營(yíng)環(huán)境。未來(lái)，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?yàn)槌鞘熊壍澜煌ㄌ峁└泳珳?zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。比如，在車站建立智慧車站和智慧運(yùn)營(yíng)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(tái)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(dāng)避免出現(xiàn)安全問題，一旦處置不及時(shí)，就會(huì)造成較為嚴(yán)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(zhǔn)判斷高峰期間的客流量，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)車站的安全風(fēng)險(xiǎn)，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(duì)客流量的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，且準(zhǔn)確度在90%以上。在智慧化平臺(tái)中搭建數(shù)字化智慧車站，運(yùn)營(yíng)人員可以實(shí)時(shí)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?shì)以及區(qū)域的客流量密度等數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，并對(duì)異常情況做出自動(dòng)化報(bào)警處理，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)客流量擁擠的位置進(jìn)行定位。原本通過(guò)人工巡檢才能夠發(fā)現(xiàn)的不規(guī)范現(xiàn)象，通過(guò)城軌云的數(shù)據(jù)服務(wù)能夠在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)報(bào)警，工作人員也可以及時(shí)進(jìn)行制止，有效避免安檢問題導(dǎo)致高危物品進(jìn)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?yàn)榈罔F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(jìn)行整合，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)復(fù)合型司機(jī)培訓(xùn)工作。比如，某項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)軌道交通行業(yè)對(duì)城軌云技術(shù)的初次應(yīng)用。在日常運(yùn)營(yíng)和管理當(dāng)中，以大數(shù)據(jù)技術(shù)與5G 通信技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)采集軌道設(shè)備數(shù)據(jù)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)，給出相關(guān)的車站運(yùn)營(yíng)建議，改變了傳統(tǒng)城市軌道交通管理模式中的弊端。同時(shí)，也對(duì)城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行了進(jìn)一步的升級(jí)與規(guī)劃，相關(guān)平臺(tái)可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，按照需要進(jìn)行調(diào)控。

2.4 構(gòu)建智能運(yùn)維平臺(tái)

城市軌道交通的智能化運(yùn)營(yíng)面向不同的用戶，必須從領(lǐng)導(dǎo)、路線等不同的角度進(jìn)一步設(shè)計(jì)智能化運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的業(yè)務(wù)功能，智能運(yùn)維平臺(tái)架構(gòu)圖如圖2 所示。可以從以下幾個(gè)角度構(gòu)建完善的智能化運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。

圖2 智能運(yùn)維平臺(tái)架構(gòu)圖

（1）建立現(xiàn)場(chǎng)化的平臺(tái)功能。現(xiàn)場(chǎng)化智能運(yùn)營(yíng)平臺(tái)主要通過(guò)數(shù)字技術(shù)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)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(tái)。利用智能巡檢機(jī)器人開展日常巡檢工作，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)24h 的反復(fù)檢查，對(duì)設(shè)備數(shù)據(jù)以及機(jī)房狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化采集。在構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)巡檢平臺(tái)包括工具系統(tǒng)、工具管理系統(tǒng)以及巡檢管理系統(tǒng)時(shí)，智能化巡檢管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)通過(guò)智能機(jī)器人對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)也能夠通過(guò)自主和遙控完成圖像識(shí)別與圖像遙傳，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)巡檢無(wú)人化的發(fā)展目標(biāo)。

（2）建立智能化線路平臺(tái)。智能化線路平臺(tái)主要是利用人工智能技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，具有智能化設(shè)備故障判斷與預(yù)測(cè)的優(yōu)勢(shì)，能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。而智能化故障診斷則是通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與人工智能的結(jié)合，完成故障的實(shí)時(shí)判斷。故障實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主要利用人工智能技術(shù)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中可能存在的問題進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，利用人工智能技術(shù)對(duì)設(shè)備的健康程度進(jìn)行評(píng)分，深入分析設(shè)備的運(yùn)行健康程度[5-7]。

（3）建立線網(wǎng)級(jí)平臺(tái)。智能化線網(wǎng)級(jí)平臺(tái)能夠?qū)φ麄€(gè)線路網(wǎng)站的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)集中監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，全程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理。保證檢測(cè)過(guò)程的可管可控，將設(shè)備的運(yùn)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(shí)際情況相符，進(jìn)一步提升財(cái)務(wù)管理水平。智能化線網(wǎng)運(yùn)行平臺(tái)能夠?qū)ο到y(tǒng)、設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，進(jìn)一步形成線網(wǎng)體系，對(duì)內(nèi)部的設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行排名并綜合分析線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可能存在的故障，形成最終的分析報(bào)告。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，能夠進(jìn)一步提升城市軌道交通的建設(shè)質(zhì)量，對(duì)于我國(guó)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(duì)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。