城市軌道交通建設數字化轉型分析

孫 濤 劉香福 馬志瑜

（中車長春軌道客車股份有限公司，吉林長春 130062）

0 引言

在數字技術發展的背景下，城市軌道交通行業要想獲得進一步的創新與發展，就必須深入推動軌道交通行業的數字化轉型，此舉不僅能夠保證城市軌道交通符合當前時代發展要求，同時也能夠進一步提升城市軌道交通行業的發展水平。但是，目前有很大一部分企業并沒有認識到數字化轉型的重要性，也并未形成信息意識，導致城市軌道交通建設行業的數字化轉型存在一定的困難。

1 城市軌道交通數字化轉型建設要點

1.1 增強人員信息化思維

在城市軌道交通數字化轉型中，工作人員的信息素養十分關鍵，相關工作人員必須要在日常工作中提升信息意識。要想真正轉變城市軌道交通的運營模式，管理者必須形成良好的信息素養與數字化意識，以市場為主導，對城市軌道交通的系統進行科學規劃，積極推進現代化信息技術的創新與發展。在實踐的過程當中，進一步提升城市軌道交通的服務質量以及業務水平，將數字化技術與人工智能技術相結合，提升城市軌道交通的資源整合效率以及運營維護質量，進一步推動城市軌道交通的數字化轉型與創新[1]。

1.2 加大數據應用力度

在城市軌道交通數字化轉型的過程中，應當在提升工作人員信息素養的基礎上，進一步加大數字技術的應用力度。互聯網技術以及人工智能技術的靈活應用，能夠對不同城市的城市軌道交通數據進行全面探測與了解，建立更加完善的數據管理體系，并在數據管理體系中引進信息化數字模型。在數字化轉型的過程中，需進一步提升城市軌道交通的建設水平，進一步強化各類數字化業務的創新力度。在原有的基礎上提升各類業務功能的數字化水平，保證城市軌道交通具有專業的數字決策能力，進一步推動城市軌道交通的數字化轉型與重構[2]。

2 城市軌道交通數字化轉型建設策略

2.1 工程概況

目前，包括上海、北京、南京在內的50 多座城市都已經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，每年的客運量能夠達到236.9 億，且運營人員在幾十萬人以上，必須深入分析數字技術在城市軌道交通當中的應用，通過構建實際的運營方案，進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向信息化和智慧化的方向發展，進一步推動城市軌道交通的可持續發展。以某直轄市軌道交通的數字化轉型為例，探討城市軌道交通的數字化轉型的建設策略。

2.2 人工智能技術的優化應用

為進一步提升服務的舒適度以及智能化水平，必須建立起智能判斷、主動運行、自動計劃的數字化乘客服務體系，并建立智慧化運營車站。因此，可以從以下幾個角度進一步優化人工智能技術的應用。

（1）建立智慧化運營車站。利用智慧化客服體系代替傳統的人工服務，并為乘客提供智慧化的票務處理和綜合查詢功能，進一步實現車站乘客服務的智能化與便捷化。同時，在智慧化車站中建立數字化檢票系統，并保證檢票系統包括現金支付、數字支付以及全景移動支付的功能。在車站設置人工智能機器人，該機器人必須具有與乘客語音交流和引導乘客的業務能力，并根據季節和溫濕度的需求，自動調整車站內的溫度與濕度，進一步實現車站內部環境的動態化調控。利用體系內部的數字化模型實現車站風系統與水系統的聯合控制，為乘客提供更加豐富的乘坐環境。利用人工智能技術對車站內部的乘客行為進行智能化監控與分析，進一步實現車站管理系統與其他系統之間的信息聯動。同時需要在智慧化車站內部建立智能廣播體系，并使廣播體系具備在不同環境中自動廣播的能力，無需員工干預，就可以根據車站的實際情況進行廣播，提醒乘客注意各類信息，并根據不同環境的聲音情況自動調節廣播的音量，為乘客提供更加舒適的乘車感受[3]。

（2）傳統的城市軌道交通線路中存在數據互動性差的問題，導致在運營過程中，不同設備設施的數據協同性不足，且存在故障應急響應速度慢等問題，難以實現車站內部客流驅動的網絡化協同。因此，在軌道交通運行中，要想應用人工智能，必須進一步優化其應用場景，調整當前的管理模式，并進一步形成人工智能環境中的軌道交通運行新體系。在人工智能技術的支持下，進一步縮減車站的工作人員，并形成智能化管理系統，減少在車站內部的現場維護人員，加快智能巡檢體系的推進。同時，減少在車站內部設置的中央控制人員數量，使車站的實際管理狀態能夠向以乘客為主的狀態轉變。

2.3 基于城軌云的數據服務

城軌云的數據服務主要是結合人工智能技術以及大數據技術，使城市軌道交通的服務業務更加靈活，城軌云平臺架構如圖1 所示。在城軌云數據服務的基礎上，為城市軌道交通提供更加安全智慧的運營環境。未來，將大數據技術、5G 通信技術、互聯網技術和人工智能技術相結合，能夠為城市軌道交通提供更加精準的數據支持。比如，在車站建立智慧車站和智慧運營體系，使車站的業務更加靈活，服務能夠更加符合乘客的需求。

圖1 城軌云平臺架構圖

（1）在城市軌道交通車站管理中，安全是最為關鍵的元素。在車站智慧化管理中，應當避免出現安全問題，一旦處置不及時，就會造成較為嚴重的安全隱患。因此，必須利用人工智能技術，基于城軌云數據服務，精準判斷高峰期間的客流量，并及時發現車站的安全風險，真正做到防患于未然。

（2）基于城軌云的數字服務能夠實現對客流量的精準預測，且準確度在90%以上。在智慧化平臺中搭建數字化智慧車站，運營人員可以實時看到車站內部的所有設備數據以及環境信息。智慧化系統能夠對車站的客流量變化趨勢以及區域的客流量密度等數據進行判斷，并對異常情況做出自動化報警處理，在短時間內對客流量擁擠的位置進行定位。原本通過人工巡檢才能夠發現的不規范現象，通過城軌云的數據服務能夠在短時間內發現并及時報警，工作人員也可以及時進行制止，有效避免安檢問題導致高危物品進入車站引發的安全事故[4]。

（3）城軌云數據服務，能夠為地鐵駕駛員提供更加仿真的路線數據，將不同城市的數據進行整合，進一步實現復合型司機培訓工作。比如，某項目是國內軌道交通行業對城軌云技術的初次應用。在日常運營和管理當中，以大數據技術與5G 通信技術為基礎，通過采集軌道設備數據以及運行數據，給出相關的車站運營建議，改變了傳統城市軌道交通管理模式中的弊端。同時，也對城市軌道交通的運營模式進行了進一步的升級與規劃，相關平臺可以根據實際運營情況，按照需要進行調控。

2.4 構建智能運維平臺

城市軌道交通的智能化運營面向不同的用戶，必須從領導、路線等不同的角度進一步設計智能化運營平臺的業務功能，智能運維平臺架構圖如圖2 所示。可以從以下幾個角度構建完善的智能化運營平臺。

圖2 智能運維平臺架構圖

（1）建立現場化的平臺功能。現場化智能運營平臺主要通過數字技術實時采集現場的設備數據、狀態信息、人員信息和管理信息，將所采集的數據上傳至相關網絡平臺。利用智能巡檢機器人開展日常巡檢工作，能夠進一步實現24h 的反復檢查，對設備數據以及機房狀態進行動態化采集。在構建現場巡檢平臺包括工具系統、工具管理系統以及巡檢管理系統時，智能化巡檢管理系統應當通過智能機器人對設備進行實時檢測，同時也能夠通過自主和遙控完成圖像識別與圖像遙傳，進一步實現巡檢無人化的發展目標。

（2）建立智能化線路平臺。智能化線路平臺主要是利用人工智能技術以及互聯網技術，對設備運行中的關鍵數據進行分析，具有智能化設備故障判斷與預測的優勢，能夠及時監測設備的實際運行狀態。而智能化故障診斷則是通過數據監測與人工智能的結合，完成故障的實時判斷。故障實時監測主要利用人工智能技術，對設備運行中可能存在的問題進行監測與分析，利用人工智能技術對設備的健康程度進行評分，深入分析設備的運行健康程度[5-7]。

（3）建立線網級平臺。智能化線網級平臺能夠對整個線路網站的設備運行狀態進行實時監測，同時集中監視網絡設備的運行狀態，全程監控網絡設備管理。保證檢測過程的可管可控，將設備的運行狀態與資產數據相聯系，保障所有數據與實際情況相符，進一步提升財務管理水平。智能化線網運行平臺能夠對系統、設備的狀態進行實時監督，進一步形成線網體系，對內部的設備指標進行排名并綜合分析線網運營過程中可能存在的故障，形成最終的分析報告。

3 結語

實現城市軌道交通的數字化轉型，能夠進一步提升城市軌道交通的建設質量，對于我國城市軌道交通的可持續發展而言，有著十分關鍵的作用。因此，工作人員必須要對數字化轉型予以足夠的重視，從不同的角度優化調整數字化管理體系，為城市軌道交通的數字化轉型奠定堅實的基礎。