城市軌道交通智能化運營管理系統的構建與優化研究

摘 要：隨著經濟社會的快速發展和人民生活水平的提高，城市軌道交通作為現代化城市的重要公共交通方式，其智能化建設成為必然趨勢。為滿足運營企業“降本增效”的需求和民眾對高品質出行服務的期望，基于新興信息技術的智能化運營管理系統逐漸成為重點發展方向。本文圍繞城市軌道交通智能化運營管理系統的構建與優化，詳細分析了智能監控、智能安防、智能資訊、智能售檢票等子系統的建設內容，并提出了數據整合、智能調度、乘客互動等優化措施。研究表明，智能化運營管理系統能夠有效提升軌道交通的運行效率和服務質量，為城市交通的可持續發展提供有力支撐。

關鍵詞：智能化 運營管理系統 城市軌道交通

隨著我國經濟的不斷發展和城市化進程的推進，人民群眾對出行服務的需求日益增加。特別是在大城市中，城市軌道交通作為一種高效的公共交通方式，成為緩解交通壓力、提升城市功能的重要手段。然而，隨著軌道交通運營規模的不斷擴大，傳統的運營管理模式在效率、成本控制和服務質量等方面顯現出諸多不足。因此，推動城市軌道交通向智能化、數字化轉型，成為提升運營效率、降低成本、提高服務質量的必然選擇。近年來，隨著信息技術的飛速發展，特別是云計算、大數據和物聯網技術的廣泛應用，智能化技術在各行各業的運用不斷深化，城市軌道交通行業也不例外。2020年3月，中城協發布的《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》明確提出了智慧城軌的發展藍圖，并為城軌智能化管理的實施指明了方向。智慧城軌不僅是未來城市軌道交通發展的必然趨勢，也是實現可持續發展的關鍵舉措。

1 城市軌道交通智能化運營管理系統的構建

1.1 智能監控系統

智能監控系統是城市軌道交通智能化運營管理系統的核心組成部分，其主要作用是通過實時監控和數據采集，確保軌道交通系統的安全、高效和穩定運行。為了構建一個高效的智能監控系統，需要依托現代信息技術，形成一個全方位、全天候的監控體系。

智能監控系統的建設要以全面覆蓋為基礎，確保對城市軌道交通的各個環節進行實時監控。通過在車站、軌道、列車、信號系統、供電系統等重要節點部署傳感器和攝像頭等監測設備，系統能夠實時獲取各類數據，例如列車運行狀況、設備故障、客流情況、環境溫濕度等信息。這些數據將通過物聯網技術實時傳輸到中央監控平臺，形成一個完整的監控數據流。利用云計算和大數據技術，能夠對采集到的數據進行存儲、分析和處理，確保數據能夠快速有效地轉化為決策支持。通過大數據分析，系統能夠實時檢測出設備異常、客流異常等問題，并在第一時間發出預警信號，提供給相關工作人員進行處理。通過數據分析，還可以優化列車運行調度，提升運輸效率，減少能源消耗。

人工智能技術的引入是提升智能監控系統效能的關鍵。通過AI算法對監控數據的深度分析，智能監控系統能夠實現自動化故障檢測、智能化的安全預警，并進行自動化調度。例如，在設備維護方面，AI可以根據設備的使用情況和運行狀態，提前預測設備故障，從而減少突發性故障對運營的影響。智能監控系統的建設還需要高度的系統集成與安全保障。各類監控設備和數據采集終端需要實現互聯互通，確保信息流的順暢傳輸。同時，系統的安全性也十分重要，應采取先進的加密技術和防火墻措施，防止數據泄露和系統受到外部攻擊，確保整個智能監控系統的穩定性和可靠性。

1.2 智能安防系統

智能安防系統是城市軌道交通智能化運營管理中的重要組成部分，其主要目的是通過集成現代化安防技術，提升車站及其周邊環境的安全性，保障軌道交通的正常運行。智能安防系統由多個子系統構成，包括安防網絡子系統、安防集成管理子系統、綜合電視監視子系統、門禁子系統、電子圍墻系統和車站緊急告警子系統等。每個子系統之間相互協作，共同實現全方位、多層次的安全防護。

安防網絡子系統通過部署高效穩定的通信網絡，確保各類安防設備之間能夠實現無縫連接和信息共享。所有的視頻監控、門禁控制、入侵探測等設備，通過安防網絡實現數據傳輸與控制，使得管理人員能夠在中央監控室實時監控到各個關鍵區域的安全狀況。安防網絡的建設不僅要求具備高速傳輸能力，還需要具備高可靠性和高安全性以防止外部攻擊和信息泄露。

安防集成管理子系統是整個智能安防系統的核心，主要負責對各個安防子系統進行集成管理。子系統通過集成不同安防設備的數據和信息，形成統一的管理平臺，方便安保人員進行集中控制和指揮調度。當發生安全事件時，集成管理子系統可以迅速調度相關資源，啟動緊急響應機制[1]。例如，在車站或停車場發生異常事件時，系統能夠自動識別并觸發報警，同時聯動相關的監控設備，提供現場畫面，幫助安保人員迅速判斷和處理問題。

綜合電視監視系統通過遍布車站、車輛段、停車場等關鍵區域的高清攝像頭，全天候地對各個出入口、重點設施、人員流動等進行實時監控。

門禁子系統則負責對車站內外重要區域進行出入管理，通過身份識別技術如人臉識別、指紋識別等手段，確保只有授權人員能夠進入敏感區域，從而有效防止未經授權的人員進入，提升安全性。

電子圍墻系統通過在關鍵區域部署傳感器、雷達等設備，形成無死角的入侵探測網絡。當有人非法接近或闖入禁區時，系統能夠第一時間發出警報并通知安保人員進行處理。車站緊急告警子系統則在緊急情況下，能及時向車站人員和乘客發出疏散警報，確保在突發情況下的人員安全。

所有子系統通過與智能監控系統的聯動，形成了一個高效的智能安防網絡。中央級和車站級的安防系統互聯互通，接受綜合監控系統的控制指令，并與火災報警系統、設備環境監控等其他系統進行協同工作，形成了一個全面、靈活且高效的安全保障體系。

1.3 智能資訊系統

智能資訊系統是城市軌道交通智能化運營管理中的重要組成部分，通過多媒體技術為乘客提供實時信息和增值服務，提升出行體驗和運營效率。智能資訊系統不僅在日常運營中提供列車時間、出行參考、政府公告、廣告等信息，還在緊急情況下提供動態緊急疏散指示，確保乘客的安全與順暢出行。在日常運營中，智能資訊系統通過車站內的電子顯示屏、廣播系統和移動終端等設備，向乘客提供實時列車時刻表、站點信息、換乘指引以及政府公告等。這些信息的更新頻率高且精準，能夠幫助乘客合理安排出行時間，避免錯過列車或在高峰期產生不必要的等待。

系統還能夠通過媒體資訊和廣告提供實時的新聞、天氣預報、股市行情等信息，豐富乘客的出行體驗，提升服務質量。智能資訊系統還具有智能化的動態調度功能，能夠根據列車的運行狀況和客流量的變化，實時調整列車時刻和車站發布的信息，避免信息滯后和誤導乘客。例如，在出現列車晚點或線路發生臨時調整時，系統能夠及時通過電子顯示屏和廣播進行更新，減少因信息不對稱帶來的不便。在緊急情況下，智能資訊系統則能發揮更為重要的作用。當發生火災、列車阻塞、恐怖襲擊等突發事件時，系統能夠即時啟動緊急模式，自動切換為動態緊急疏散指示，向車站和列車內的乘客發布清晰、簡潔的疏散信息。這些信息包括最近的出口、避難區域、疏散路線等，幫助乘客快速有效地離開危險區域，最大限度減少安全風險[2]。智能資訊系統的建設還需考慮乘客的個性化需求。通過大數據和云計算技術，系統能夠根據乘客的出行偏好，提供定制化的資訊服務。例如，常乘某一線路的乘客，可以通過系統定期收到相關的出行提示、延誤通知等個性化信息。

1.4 智能售檢票系統

智能售檢票系統是現代城市軌道交通票務管理的重要組成部分，已成為世界范圍內地鐵和輕軌中廣泛采用的一種先進管理模式。智能售檢票系統通過自動化技術實現票務運營全過程的高效管理，包括售票、檢票、計費、收費和數據統計等多項任務，大幅提升了城市軌道交通的運營效率和服務水平。智能售檢票系統以非接觸式IC卡等作為主要車票介質，結合二維碼、手機支付等多種技術手段，為乘客提供多樣化的購票和乘車選擇。乘客可以通過自動售票機、自助充值機或移動應用程序購買車票和充值，大幅減少了人工窗口售票的排隊時間，優化了乘客的出行體驗。

非接觸式車票介質具有較高的安全性和耐用性，能夠在高頻次使用的環境下保持良好的性能，滿足軌道交通的高客流需求。系統運行采用全封閉模式，配合計程、計時的收費方式，通過設置閘機實現自動化的檢票與計費。乘客進站時，將車票介質靠近閘機的讀卡區域，系統即可快速讀取票務信息，驗證票據有效性并完成扣費動作。

出站時，系統會根據乘客的實際乘車路徑和時間計算票價，確保收費的精準性和公平性。全封閉運行方式不僅提高了票務管理的效率，還減少了逃票和誤操作的可能性，為軌道交通運營方提供了穩定的收入保障。

在后臺管理層面，智能售檢票系統依托高度安全、可靠的計算機網絡系統實現票務數據的集中處理與存儲。系統能夠實時采集并分析乘客流量、票務收入、設備運行狀態等信息，為運營方提供精準的數據支持和決策依據。例如，通過分析客流數據，運營方可以合理調整列車運行計劃和車站資源分配，從而提升整體服務能力。

2 城市軌道交通智能化運營管理系統的優化

2.1 優化數據整合，打造共享平臺

現有的城市軌道交通智能化系統中，各子系統通常獨立運行，導致數據孤島問題較為突出。優化數據整合，打造共享平臺是提升整體系統效率的關鍵。通過構建統一的數據中臺，實現各子系統的數據互聯互通，可以將列車運行、客流監控、設備狀態、售檢票等信息匯聚到統一平臺，形成全面的運營數據視圖[3]。數據整合的核心在于標準化建設。通過引入大數據技術，統一各子系統的數據格式、接口協議和共享規則，確保數據流動的實時性和一致性。例如，通過動態整合客流數據和運行計劃，系統可以實時調整列車間隔和運力分配，緩解高峰時段的客流壓力。優化后的數據共享平臺還能為突發事件的快速響應提供支持，在發生設備故障時，平臺能迅速調取相關數據，輔助維修決策。在實踐中，可利用人工智能技術對整合數據進行深度分析，挖掘潛在規律并預測未來趨勢，比如，預測客流高峰和運營瓶頸，為運維人員提供前瞻性決策依據。優化數據整合與共享平臺將大幅提升城市軌道交通系統的智能化水平，助力實現資源優化配置。

2.2 基于人工智能，建設智能調度系統

現有調度系統依賴于預先設定的規則和人工干預，在面對復雜多變的實際情況時，響應能力和決策效率有限。通過引入基于人工智能的智能調度系統，可以顯著提升城市軌道交通的運行效率和服務質量。智能調度系統以深度學習算法為核心，通過學習歷史運行數據和實時動態數據，構建列車調度的智能模型。例如，在突發事件（如設備故障或線路擁堵）發生時，系統能自動生成應對方案，重新規劃列車路徑、調整班次間隔和動態分配資源，從而減少對整體運營的影響。此外，系統還能夠根據天氣變化、重大活動等外部因素實時優化列車運行計劃，確保運營的靈活性和穩定性。引入人工智能后，調度系統還能結合預測分析技術，提前發現潛在問題。例如，通過分析設備運行狀態和客流趨勢，系統可提前預警設備故障風險或客流高峰，采取預防措施。基于人工智能的智能調度系統能顯著提高軌道交通的調度效率，提升整體系統的魯棒性，為乘客提供更穩定的出行服務。

2.3 增強乘客互動，優化服務體驗

在智能化運營管理中，乘客的互動與體驗往往被視為附屬部分，但實際上，它是衡量系統價值的重要指標。通過增強與乘客的互動，軌道交通系統可以更精準地滿足用戶需求，同時提升運營方的服務口碑和商業價值。優化服務體驗的第一步是建立智能乘客互動平臺。平臺可通過移動端應用、小程序、語音助手等形式，與乘客建立實時聯系。例如，乘客可以通過平臺查詢實時列車狀態、推薦換乘方案、預定服務或上報問題。平臺還能根據乘客的出行習慣，提供個性化推送，如高峰期避開擁堵線路的建議或節假日的特惠活動。另一個優化點是引入增強現實技術，優化車站導航和乘車體驗[4]。乘客在進入車站后，可通過手機或車站終端設備查看AR導航指引，快速定位換乘線路、服務設施或安全出口。在緊急情況下，系統還可以通過AR提供動態疏散路線，提高疏散效率。軌道交通系統還可以通過反饋機制優化服務。乘客可以在乘車后通過平臺提供評價，系統則通過大數據分析這些評價，識別服務痛點并持續改進。通過增強互動和優化體驗，智能化運營管理系統不僅能滿足乘客的個性化需求，還能構建更加人性化的服務體系，為軌道交通的可持續發展注入新活力。

3 結語

綜上所述，城市軌道交通的智能化運營管理系統是提升城市公共交通效率和服務質量的重要手段，也是實現綠色、智慧城市發展的關鍵路徑。通過智能監控、智能安防、智能資訊、智能售檢票等子系統的構建，以及數據整合、智能調度、乘客互動等領域的優化，軌道交通可以在保障安全的同時，大幅提升運營效率與乘客體驗。在未來發展中，軌道交通智能化應更加注重技術與管理的深度融合，以數據驅動為核心，充分發揮人工智能、大數據、云計算等前沿技術的潛力，實現從高速度向高質量的轉型升級。唯有如此，才能真正助力城市交通的高效運行，為人民的出行提供更加便捷、安全、智能的服務。

參考文獻：

[1]沈峰.智慧城市軌道交通運營管理信息化建設研究[J].城市建設理論研究（電子版），2024（8）：220-222.

[2]曹越.互聯網時代下城市軌道交通運營管理模式的創新構建研究[J].運輸經理世界，2023（18）：1-3.

[3]張國鋒，龔民，陳先寬.智慧城市軌道交通運營管理信息化建設研究[J].Electronic Communicationamp;ComputerScience，2023，5（4）.

[4]張猛，馬銀龍，王少英.城市軌道交通運營線路智能化施工管理系統設計[J].鐵路計算機應用，2024，33（1）：83-88.