城轨智慧车站的实现途径研究_刘晗冰.pdf

智能交通NO.02 2023116智能城市 INTELLIGENT CITY城轨智慧车站的实现途径研究刘晗冰1 陈文杰1*奚弘之2（1.上海工程技术大学，上海 200000；2.浙江中控科教仪器设备有限公司，浙江 杭州 310000）摘要：文章从地铁车站现存困境出发，以建设与发展城市地铁交通为核心，提出智慧车站理念，深入探讨地铁智慧车站的实现方式、设计体系以及面向乘客、车站、安防等问题的解决途径。以智慧车站的智能化、绿色化、人性化、数字化等优势，适应城轨交通的规划发展趋势。关键词：城轨交通；智慧车站；智能运营管理；服务人性化中图分类号：F572 文献标识码：B 文章编号：2096-1936（2023）02-0116-03DOI：10.19301/ki.zncs.2023.02.034Research on the realization of urban rail smart stationsLIU Han-bing CHEN Wen-jie Xi Hong-zhiAbstract:Starting from the existing difficulties of subway stations,the paper puts forward the concept of smart stations with the construction and development of urban subway transportation as the core,and deeply discusses the implementation methods,design systems and solutions of passengers,stations,security and other problems of subway smart stations.With the advantages of intelligence,greening,humanization and digitalization of smart stations,it adapts to the planning and development trend of urban rail transit.Key words:urban rail transit;smart station;intelligent operation management;humanized service1地铁车站运营困境信息整合方面，各系统独立运转，结构化数据和非结构化数据分立，形成了信息孤岛。各专业数据缺乏业务方面的整合与协同；数据维护方面，没有建立成熟的设备管理和维护的大数据体系。设备的健康管理体系和全生命周期管理能力有待提高，维修过程数据没有得到足够重视；运维管理方面，高度依赖人工巡检和人工管理1。这与信息整合和数据维护方面的不足有直接关联。由于专业数据的整合力度有限，车站信息透视化程度不足，人工作业方式仍具有主导作用；在节能和优化控制方面，受各类外部因素影响，智能算法引入机制还需完善，节能应用领域的提升空间较大；安防能力方面，缺少安防集成和智能化应用，地铁未来安全保障瓶颈愈发明显；乘客服务方面，对大客流、突发事件和应急处理等方面缺少预案指导。2智慧车站实践为了减缓地铁车站运营困境，适应新时代城市轨道交通发展，“智慧”车站建设理念逐渐推广。智慧车站不局限于智能化，也包含了对城市轨道交通车站主体和客体的创新演绎，智慧车站主体是轨道交通的乘客，客体是车站和车站设施。智慧车站的具体功能包括智能客服、智慧安检、智慧引导、智慧问讯、智慧车站管理、智慧运维、大数据处理等。“智慧车站”典型案例包括上海地铁10号线新江湾站、上海地铁1号线汉中路站、上海地铁16号线回南路站、广州地铁21号线天河智慧城站等。现有的智慧车站建设思路包括面向运营、减员增效。如通过设备状态、历史数据和专家库等类型的综合信息，借助信息化集成手段实现设备联动、收稿日期：2022-11-17作者简介：刘晗冰，研究方向为交通运输。通信作者：陈文杰，硕士，研究方向为轨道交通。基金项目：高水平智慧轨道产业学院建设（项目编号：0240-A1-8949-21-01010108）；上海工程技术大学大学生创新项目（项目编号：cx2110007）引用本文：刘晗冰,陈文杰,奚弘之.城轨智慧车站的实现途径研究J.智能城市,2023,9(2):116-118.智能交通NO.02 2023117智能城市 INTELLIGENT CITY自动巡检和故障预警等；面向乘客，便捷出行。如无感进出站、智能导乘和安防等；面向运营，智慧管控。如客流疏导、行为分析和智能调度等。目前的智慧车站建设仍然处于探索阶段，不同地铁运营公司对“智能”的理解程度表现不一。文章对智慧车站体系进行画像，为城市轨道交通车站发展和优化提供重要参考。3智慧车站设计体系智慧车站设计原则如图1所示。智慧车站作为对未来车站的发展趋势，设计原则按优先级划分为安全运营、高效管理、舒适节能、便捷出行。安全运营表现为设备故障预防和快速定位维修、突发事件感知和处置以及安防处置等。高效管理表现为车站整体信息可视化、车站运行自动化、人员功能复合化以及多面性评价。舒适节能表现为车站环境参数（如体感温湿度、二氧化碳、照度等）变化的敏感性以及人性化控制，完整的智能体系应能够有效控制节能效果。便捷出行表现为车站导乘、售检票和安检智能化。根据原则勾勒出智慧车站的整体构架，即信息全面感知、信息展示和应用。信息感知来源于人、设备和环境。人员信息以乘客、车站工作人员、第三方委派人员为主。设备和环境信息以综合监控，传感器、电子信息牌、WiFi探针等2-3。4智慧车站的解决方案与实现智慧车站设计体系针对乘客、车站管理、车站安防和客流智能分析等四方面配置解决方案。4.1乘客面向乘客的解决方案包括售检票、客服终端、服务机器人、站台和车厢拥挤度显示、进站列车信息显示、车站指引显示、站内导航等内容。通过建立大数据共享服务器平台，结合手机App等方式，向乘客实时传递车站以及其他出行信息，使乘客在车站的活动集中在互联网端或局域网端，减少人为干预，降低运维成本。售检票方面，将传统票务业务实现线上自动化，包括车票信息查询、补票、更新票、多种支付方式开通等便捷服务方式，未来可向生物识别领域进行功能拓展，实现免证审核和无票入站等内容，如人脸、指静脉识别等。客服终端方面，设置人机交互界面，提升并行处理能力。通过设置机器问答和人工客服等选项，满足不同乘客的问询需求。以问询服务为信息介入端口，将复杂的重复性乘客咨询内容，由远程视频服务或机器人提供，如出入口、车次运营时间、周边咨询、延误证明等。4.2车站管理车站管理解决方案包括大客流、突发事件（如火灾等应急场景的设备联动）、一键开关车站、室内外环境监测以及风机、扶梯、空调机组、照明等设备的运维管理和节能控制、机房巡检、移动站务App等。为了优化车站管理，可以建立必要的数据优化模型、预测模型等，向车站工作人员和乘客提供可视化信息，提升管理效率。以车站一键开关为例，实现多设备多终端的智能化调节，简化操作方式，如通风、照明、闸机、售检票机、空调机组、广播系统、PIS系统、电梯扶梯等。通过优化辅助模型，提高管理措施的安全度和可靠性。开关车站自动化过程是车站全面自检的过程。开关设备的启动和关闭条件、时间、状态、动作描述、报错、预警、视频和图片信息均由监控面板调度，实现多系统集成互联，形成统一完善的人机界面。对于巡检有困难的区域和设备，可由巡检机器人进行周期巡检，并将数据、图片、视频等信息上传至数据库，降低人为因素干扰，缓解人力配置问题，推动无人值守运维管理系统落地。配备移动工作终端和移动站务App，实现远程视频监控、远程服务求助响应、远程设备开关、设备状态检测及报警管理、应急现场指令接受、移动票务处理、广播操作、导引屏控制等。智慧车展运行过程中，获取的设备状态信息以及车站内外环境信息，经过数据描述、诊断分析、预测分析等操作，反馈成为车站的“智慧”运维依据，通过模型加工，实现车站设备的优化控制、节能减排、全生命周期管理以及故障预警和诊断等功能。4.3车站安防乘客方面，建立进站安检系统、站内抽检、视频监控、身份识别、电子巡查系统等功能。为应对地铁大客流通行能力，智慧车站可将“无感安检”运行模式与乘客画像信息相结合，建立安全模型和图1智慧车站设计原则智能交通NO.02 2023118智能城市 INTELLIGENT CITY数据库，进行分级安检和报警过滤。智慧车站安防体系应集成视频监控系统、入侵报警系统、门禁系统、访客管理系统以及电子巡查系统等，实现视频联动、自动智能分析、关键点（如车控室、站台轨行区）入侵报警、异常识别报警等功能，保障乘客安全；站内设备方面，设置设施设备感知监测系统。自动对设施设备进行监控，实现设施设备故障时自动报警、分析、维护、上传反馈等工作。如城轨车站连锁系统，系统数据采集接口为连锁继电器，轨道列车运行周转量大，继电器承受压力同步上升，可以设置继电器自动防护监测系统。4.4客流分析客流分析的解决方案应实现车站客流实时监测和预测，功能主要包括车站客流分布、进站列车乘客分布、客流量信息、车站综合数据看板、专家库等。车站瞬时大客流预警可以通过视频自动识别、WiFi探针、进出站闸机记录、二氧化碳浓度、红外线热成像等方式获得数据。根据所获数据，绘制车站3D或2D客流热力图、分布图、流线图，估算客流人数、断面密度、拥挤度、人群流动量和流动方向，建立客流分析与预测功能同步的可视化系统，根据不同时间、区间、环境构建不同的分析与预测模型。向乘客提供车站、车厢拥挤度等数据；向运营人员提供分析与预测数据，提高车站的服务质量和运营效率。车站内除大客流场景外，还有火灾、事故、应急救援、反恐等多种客运联动场景。结合客流数据、环境数据和设备运行数据，精准能触发预案，支持设施联动、场景联动、站务决策、紧急疏散等。客流分析需要从宏观整体精确到微观个人。通过人脸识别、人体特征识别、行为识别、票卡I以及手机MAC地址等信息实现运动对象的智能跟踪，对乘客进行聚类、异常判断和预测4-5。智慧车站解决方案与实现方向如图2所示。5结语智慧车站代表了现代城市轨道交通车站的发展趋势，是智慧轨道交通网络的重要部分。通过综合考量各城市地铁建设的地理条件、经济规律、乘客需求等因素，不断完善智慧车站各种功能，为乘客提供安全便利舒适的乘车环境。建设智慧车站的信息安全、技术安全以及资金、产权等问题还需要进一步研究。参考文献1 康建全.城市轨道交通智慧车站建设探讨J.中国高新科技,2021(12):65-66.2 沈强,王征.有线无线融合的城轨可视化调度研究J.铁路技术创新,2019(6):6-16.3 蔡玉萍,方漫然,张亦然.南京地铁智慧车站建设探索与思考J.城市轨道交通,2021(9):25-27.4 魏仁辉,贾拴航.城市轨道交通智慧车站建设策略J.时代汽车,2021(13):185-186.5 李和平.地铁车站个性化智慧服务平台建设J.交通世界,2019(20):19-20.图2智慧车站解决方案与实现方向