智慧城市軌道交通運營管理信息化建設研究

沈 峰

蘇州市軌道交通集團有限公司 江蘇 蘇州 215000

隨著城市人口的快速增長，城市交通需求不斷增加，傳統的軌道交通管理方式已經無法滿足城市發展需求。智慧城市理念的興起為軌道交通運營管理帶來了新的機遇。通過信息化建設，可以實現軌道交通系統的智能化調度，進一步提升城市軌道交通的安全性、便捷性和舒適性，促進城市交通系統的發展。

1 智慧城市軌道交通運營管理信息化建設現狀

智慧城市軌道交通運營管理信息化建設是一項新興的研究領域，目前處于快速發展階段。國內外許多城市已經開始嘗試應用信息化技術來提升軌道交通系統的運營管理水平。目前，智慧城市軌道交通運營管理信息化建設主要涉及以下方面：一是調度管理，主要通過信息化技術，實現軌道交通系統的智能調度，包括列車調度、信號控制、客流預測等。二是安全管理，重點利用信息化技術實現軌道交通系統的安全監測、故障診斷、風險評估等功能，保障軌道交通系統的安全運營[1]。三是乘客服務，計通過信息化技術，提供個性化、定制化的乘客服務，如實時列車信息查詢、智能導航、電子票務等，提升乘客出行體驗。四是大數據分析，利用大數據技術對軌道交通系統進行分析和預測，優化軌道交通系統的運營管理和規劃設計，并為城市交通決策提供數據支持。隨著技術的不斷進步和城市發展的需求，智慧城市軌道交通運營管理信息化建設還將有更大的發展空間和潛力。

近年來，我國地鐵運營管理信息化建設速度顯著加快。廣州地鐵和蘇州地鐵作為智慧城市軌道交通運營管理信息化建設的代表。在信息化系統建設的初期，它們引入第三方咨詢公司進行總體的信息化規劃。例如，廣州地鐵的信息化系統連續進行了3個五年規劃，通過不斷優化內部管理流程，確保了各系統建設的科學性和合理性。廣州地鐵在前期整體規劃階段，著重建立了數據通道，實現了數據的共享。這意味著新建的系統在后續的信息化系統建設階段能夠與老系統之間實現數據的有效調用，真正實現了信息的互聯和互享。這也為信息化系統的可擴展性提供了有效的保證。又如蘇州地鐵2號線場段都安裝全車360°動態圖像監測系統采用“圖像分析技術”、“模式識別技術”，自動采集運行地鐵車輛車頂、車側車體、車底(立體環繞360°車體)的高品質高清圖像，通過圖像特征匹配、模式識別技術自動識別車頂、車側車體、車底關鍵部件缺失、變形等異常情況。通過信息化管理列車的修程，提升了工作效率和安全指數（如圖1）。

圖1 全車360°動態圖像檢測系統簡圖

通過實踐經驗，我們可以看到在智慧城市軌道交通運營管理信息化建設中，引入第三方咨詢公司進行總體規劃是一個重要的步驟。這有助于確保信息化系統的科學性和合理性，并為后續的系統建設提供了基礎。同時，建立數據通道和實現數據共享也是至關重要的，它可以提高系統的整體效率和互聯互通性，進一步推動智慧城市軌道交通的發展。本研究主要探討的是運營管理中的調度指揮問題，旨在保障城市軌道交通的安全穩定運行。

2 智慧城市軌道交通運營管理信息化建設需求

相對城市軌道交通而言，信息化建設的主要目的是實現智慧調度，在安全要求下最大限度縮短早晚高峰車次間隔，滿足人們出行需求。調度指揮是軌道交通系統中至關重要的環節，它直接關系到列車運行的安全、效率和準時性。因此，在信息化建設中，針對調度指揮管理的需求是非常迫切的。首先，需要實現智能化的列車調度系統[2]。傳統的軌道交通調度往往依賴人工操作和經驗判斷，容易受到人為因素的干擾。通過引入信息化技術，可以建立智能調度系統，利用算法和模型來優化列車的運行計劃，提高運行效率和準時性。這種智能調度系統可以實時監測列車運行狀態，自動進行調整和優化，并能根據實時客流數據進行預測和分析，提前做好應對措施。其次，需要實現智能化的信號控制系統。信號控制是保障軌道交通運行安全的重要環節。傳統的信號控制系統存在人為操作的限制和局限性，容易導致運行故障和事故。因此，需建立智能信號控制系統，實現自動化的信號控制和故障檢測[3]。該系統能夠實時監測信號設備狀態，并能夠根據列車運行情況自動調整信號控制策略，提高系統的安全性和可靠性。最后，需要實現智能化的客流預測和管理系統。軌道交通的客流量通常會出現高峰期和低谷期，對于調度指揮來說，合理預測和管理客流是十分重要的。通過信息化技術，可以利用歷史客流數據和實時數據進行客流預測，并根據預測結果制定合理的運營策略，如增加或減少列車班次、優化運行圖等，滿足乘客的出行需求，提高運輸效率。

3 智慧城市軌道交通運營管理信息化建設方案

3.1 系統架構

該系統的架構分為硬件層、功能應用層和邏輯層。在硬件層，部署一套可靠的服務器設備，用于支持系統的運行和數據存儲。云電話和可視化調度指揮大屏也是硬件層的重要組成部分，它們提供了用戶與系統進行交互和操作的界面和工具。這些硬件設備需要滿足系統平臺的基礎硬件配置要求，確保系統的穩定運行和高效性能。在功能應用層，實現針對突發事件業務的操作和交互功能。用戶可以通過功能應用層與系統進行實時通信和指揮，快速響應突發事件并進行應急管理。這一層面上，系統提供了一系列的應急管理功能，包括事件報警、資源調度、指揮決策等，以支持用戶對突發事件的全面管理和應對。邏輯層是系統的數據配置和基礎信息管理層。在這一層面上，系統負責對運營突發事件的類型、響應等級和應急人員等組織機構數據進行管理。系統通過合理的數據配置和信息管理，確保在發生突發事件時能夠迅速準確地識別和響應，有效調度和利用各種資源，最大程度地減少損失并保障安全。

3.2 主要功能的實現

3.2.1 應急預案數字化管理功能的實現

智慧城市軌道交通調度指揮管理信息化系統是為了提升城市軌道交通運營效率和應急管理能力而設計的。在系統的建設過程中，應實現更高效、精確和快速的應急響應。在系統設計中應充分考慮各類突發事件和應急情況，并建立一套完善的應急預案。具體包括不同類型的突發事件、應急響應流程、資源調配方案等，以應對可能出現的緊急情況。預案中明確責任分工和溝通協調機制，確保各相關部門和人員能夠有效配合和協同行動。在系統中引入數字化管理手段，將應急預案轉化為可操作的數據和流程，實現對應急預案的全面管理和監控。例如，建立預案庫，存儲各類突發事件的應急預案，包括事件描述、應對措施、資源需求等信息。此外，在系統設計中注重信息共享和實時通信的功能。不同部門和人員之間可以快速分享和獲取關鍵信息，從而實現更高效的應急響應。調度中心可以通過系統向相關部門發送緊急通知，調度指揮人員可以實時了解各個區域的運行情況，并進行及時調度和指揮。在系統設計中應考慮數據分析和決策支持的功能，對突發事件的發生和應急響應進行評估和優化。系統可以通過模擬和仿真功能，預測不同應急方案的效果，并為決策者提供參考。

3.2.2 應急處置流程要點建立

在系統建設過程中，明確應急處置流程的各個環節。應急處置流程包括事件發生通知、情報收集與分析、資源調配與協調、指揮決策與實施、后續追蹤與評估等環節。每個環節有其獨特的任務和職責，在系統中明確定義和規劃。一旦發生緊急情況，系統應能及時接收并識別相關通知，如乘客報警、設備故障等。通知機制可以通過多種渠道實現，例如短信、電話、傳真、郵件等，確保信息能夠迅速傳遞到相關部門和人員。在系統中引入情報收集與分析模塊。此模塊負責收集、整理和分析與緊急情況相關的信息。通過數據采集和監控設備，系統可以獲取實時的運行數據、視頻監控等，從而為應急決策提供準確的情報支持[4]。同時，系統還可以與其他相關部門的信息系統進行集成，獲取更全面的情報信息。最后，在系統中實現資源調配與協調功能。系統應能夠根據事件的類型和緊急程度，自動或協助人工對各類資源進行調配和協調。資源包括人員、車輛、設備等，系統可以通過調度算法和優化模型，實現資源的高效利用和分配，滿足應急處置的需要。

3.2.3 組織機構的建立及維護

完善的組織機構可以有效地協調各個部門之間的工作，提高工作效率和質量，確保系統能夠穩定運行。在建設智慧城市軌道交通調度指揮管理信息化系統時，成立專門的項目組或者部門來負責整個系統的建設和維護。該部門應該由經驗豐富的專業人員組成，包括技術人員、管理人員和運營人員等，以確保系統能夠順利運行。選定人員后，建立清晰的工作流程和責任分工，明確各個崗位的職責和任務，避免工作重復和疏漏。同時，建立完善的培訓和管理體系，確保系統操作人員具備必要的技術和管理知識，并能夠按照規定的流程和標準進行工作。在系統運行過程中，還需要不斷地進行改進和優化，提高系統的運行效率和安全性。

3.2.4 調度指揮事件類型的劃分

調度指揮事件類型的劃分是為了更好地組織和管理軌道交通運營過程中的各種事件，并提供相應的解決方案。具體而言，可以將調度指揮事件分為緊急事件和常規事件兩類。緊急事件包括突發故障、事故、惡劣天氣等緊急情況，需要立即采取措施進行處理，以確保乘客和運營安全。常規事件則是指日常運營中的常見問題，如列車晚點、換乘調整、設備維護等，需要合理安排和協調。根據事件的性質和影響程度，可以進一步細分調度指揮事件類型。比如，可以將故障事件分為信號故障、電力故障、車輛故障等；將調度事件分為調整車次、臨時限流、緊急停運等；將服務事件分為旅客滯留、運力不足、換乘疏導等。通過對事件類型的細分，可以更加精細化地進行調度指揮工作，提高處理效率和準確性。此外，可以根據事件的發生位置進行劃分，如將調度指揮事件按照不同的站點或區域進行分類，使調度指揮系統更加針對性地處理事件，提供針對性的方案和決策。除了上述劃分方式外，還可以根據事件的時序關系進行劃分，將事件分為預測性事件和實時事件。預測性事件是指可以提前預測到的潛在問題，如高峰期客流預測、設備維護計劃等；而實時事件則是指突發事件或即時發生的問題，需要快速響應及處理。

4 發展展望

4.1 全面實現移動手持終端的遠程操控

隨著移動技術的不斷進步，移動手持終端將成為軌道交通調度指揮系統的重要工具。各級調度員和相關人員可以通過移動手持終端實現對軌道交通運營的實時監控和遠程操控。蘇州地鐵在停送電工作中啟用接觸網可視化接地系統運作，通過技術手段遠程、高效、安全的完成停送電，同時減少人員成本。因此，應鼓勵和支持相關企業研發更加先進、功能更加強大的移動手持終端設備，提升其性能和穩定性。隨著遠程操控的實現，網絡安全問題變得尤為重要。必須加強對移動手持終端的網絡安全保護，包括數據傳輸加密、身份驗證等措施，以防止不法分子進行惡意攻擊和入侵。為實現全面的遠程操控，需要建立穩定、高效的通信網絡和數據傳輸系統。應全面采用高速寬帶網絡和5G等新一代通信技術，滿足大量實時數據傳輸的需求。同時，還需要提供可靠的遠程操控軟件和應用程序，方便調度員和相關人員通過移動手持終端進行操作和指揮?？紤]到技術進步對人員能力需求提升的問題，應加強對人員的培訓和培養，提升其專業知識和技能，確保他們能夠熟練操作移動手持終端，正確處理各類突發情況。

4.2 運營生產信息化系統與管理信息化系統相結合

在智慧城市軌道交通運營管理信息化建設的持續推進，調度指揮系統將與運營管理系統深度集成。在軌道交通運營過程中，車輛、乘客、設備等各種數據都會被實時采集和記錄，這些數據可以為管理信息化系統提供豐富的信息基礎。通過數據分析和挖掘，管理信息化系統可以更好地了解運營狀況、預測運營趨勢、制定運營策略，從而提升軌道交通運營的效率和質量。與此同時，管理信息化系統可以為運營生產信息化系統提供全面的管理支持。管理信息化系統可以涵蓋軌道交通運營的各個方面，如人員管理、資產管理、設備維護等，可以提高軌道交通運營的整體水平。通過各類信息管理系統的集成，可以實現城市軌道交通運營的智能分析、智能診斷和智能決策等功能，從而提高軌道交通運營的自動化、智能化水平。

5 結束語

綜上所述，本研究對智慧城市軌道交通運營管理信息化建設進行了全面而深入的探討，揭示了信息化建設對軌道交通運營管理的重要作用。隨著技術的不斷進步和城市發展的需要，智慧城市軌道交通運營管理信息化建設將迎來更廣闊的發展前景。相關部門和企業應積極投資和研發相關技術和系統，加強合作與創新，共同推動智慧城市軌道交通的發展，為城市居民提供更便捷、安全、高效的出行方式。