轨道交通中的人工智能与工业互联网应用_苏祺哲.pdf

Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月 307靠性。智能化列车的研制和开发，让列车基于相关系统具备了自主在线诊断和自主运行控制的能力，以灵活编组列车的方式来构建更科学的列车开行方案模型，并对能够控制列车的信号系统进行优化，有效提高了列车整体运行的稳定性。（2）在城市轨道交通数量不断增加的背景下，基于人工智能来满足对轨道交通进行网络化运营和管理的需求，主要以建立智能化的线网级调度指挥中心的方式，实现对轨道交通的运营调度，有效提高了轨道交通的运输组织效率2。（3）人工智能技术的应用，能够与BIM技术、云计算以及5G技术结合起来，通过构建在线监测、数据采集以及传输和存储平台的方式，有效提升了机电设备、车辆以及轨道设施的自动化检测水平，在一定程度上减少了轨道交通在运行中存在的故障问题。轨道交通人工智能的特点。基于现代社会的发展背景，将人工智能应用到轨道交通行业中，需要能够与整体的社会发展理念相符合。从整体上来看，轨道交通人工智能能够呈现出以下几个方面的特点：（1）应用了人工智能的城市轨道交通能够呈现出可持续发展的特点。各类节能设备和可再生能源技术的应用，有效降低了城市轨道交通在建设发展和运营中的能源消耗。同时，轨道交通发展中应用的智能化管理系统那个依赖数据挖掘技术，对轨道交通运行中产生的能耗数据进行采集记录和分析，推动城市轨道交通整体朝着更加节能的方向发0 引言产业变革是现代社会发展到一定阶段的必然趋势，在新的社会发展秩序和时代背景下，传统产业持有的技术、管理模式，以及发展理念都已经体现出明显落后态势。技术创新是产业变革和发展所依赖的主要内容之一，以智能化技术作为技术创新的主要方向，重点从轨道交通和工业互联网发展的角度，对智能化技术以及人工智能的应用进行分析，能够为当前我国的轨道交通和工业互联网产业变革和发展提供一定的思路。1 轨道交通中的人工智能轨道交通人工智能的发展现状。在轨道交通中应用人工智能，能够通过与信息化和大数据分析技术的有效结合来推动轨道交通管理、运营、维护、安全以及服务水平等多方面的有效发展。近年来，我国整体的高速铁路交通网络不断完善，客运线路、城际轨交等多种形式的轨道交通建设发展中都融入了智能化的管理系统，满足铁路系统内部信息高效传递的要求，提高了铁路系统整体的运作效率1。到2021年，我国城市轨道交通运营里程达到了8 708km，新增运营里程为1 168km，城市轨道交通运营车站共5 316座，轨道交通的客运量也从2015年的140.01亿人次增长到2021年的237.1亿人次。人工智能在轨道交通领域的应用，为轨道交通行业的发展带来了以下几个方面的转变：（1）人工智能技术的应用，大大提高了轨道交通系统运行的安全性和可作者简介：苏祺哲，深圳国家高技术产业创新中心；研究方向：工业互联网。收稿日期：2022-08-15；修回日期：2023-05-12。摘要：阐述轨道交通人工智能的发展现状，轨道交通人工智能的特点，探讨轨道交通中的工业互联网智能化技术应用，包括边缘计算平台、数据中心、技术中台、业务中台以及智慧应用的应用。关键词：人工智能，工业互联网，边缘计算平台，轨道交通。中图分类号：TP18，TP311.13，U239.5文章编号：1000-0755(2023)05-0307-03文献引用格式：苏祺哲.轨道交通中的人工智能与工业互联网应用J.电子技术,2023,52(05):307-309.轨道交通中的人工智能与工业互联网应用苏祺哲（深圳国家高技术产业创新中心，广东 518063）Abstract This paper describes the development status of rail transit AI and the characteristics of rail transit AI,and discusses the application of industrial Internet intelligent technology in rail transit,including edge computing platform,data center,technology platform,business platform,and intelligent application.Index Terms artificial intelligence,industrial Internet,edge computing platform,rail transit.Application of Artificial Intelligence and Industrial Internet in Rail TransitSU Qizhe(Shenzhen National High-tech Industrial Innovation Center,Guangdong 518063,China.)Application 创新应用308 电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月展，符合当前我国社会的可持续发展趋势3。（2）轨道交通人工智能以对数据的采集和处理作为对列车进行控制的主要依据。人工智能在轨道交通中的应用往往需要与大数据技术配合起来，依靠大数据来进行智能化的判断和决策。近年来社会整体的快速发展在推动轨道交通行业整体发展的同时，也进一步扩大了轨道交通的运输任务。为满足轨道交通健康发展，提高轨道交通运输效率的要求，需要以数据的采集和处理为基础，充分发挥各种数据信息在轨道交通智能化管理和控制中的作用价值，以数据的运营和管理来提升轨道交通的运营水平。（3）轨道交通人工智能具有更高效的管理模式，能够为轨道交通的乘客提供更高水平、多元化的服务。地铁是轨道交通的典型代表，人工智能在地铁中的应用，能够从地铁支付收费系统、地铁站数据统计、智能化管理调度系统的应用等方面，在提高地铁本身运营效率的同时，也能够为乘客的出行提供更多的便利。轨道交通人工智能的发展趋势。结合当前我国城市轨道交通的发展情况来看，城市轨道交通的快速发展与社会发展的大环境和国家政策的支持是分不开的。在未来的城市建设和社会发展过程中，城市轨道交通行业呈现出良好的发展前景。（1）国家十四五规划中明确规定与城市轨道交通相关的战略规划。（2）建设智慧城市目标的提出，为促进城市轨道交通的发展奠定了良好的环境基础4。从十四五现代综合交通运输体系的发展规划内容可以看出，未来一段时间内我国城市轨道交通的建设发展更加重视建设和运营，在规划轨道交通城市群建设的同时，以推动城际市域轨道交通建设向更多地区延伸的方式，逐步扩大城市轨道交通的发展空间。而在这个过程中，结合当前社会科学技术的发展情况，以建设智慧城市和推动轨道交通智能化发展为主要目标，将物联网、云计算、大数据、5G、AI等新技术应用到城市轨道交通智能化系统中，能够有效推动轨道交通的升级和发展。2 轨道交通人工智能的实例分析随着时代的发展和社会的进步，轨道交通作为一种更加便捷的出行方式，能够有效满足人们的出行需求。在轨道交通的发展中应用人工智能技术，已经成为当前城市轨道交通发展的主要方向和趋势。以深圳地铁为例，作为当前国内经济发展较快的城市之一，深圳在城市轨道交通行业的发展和技术应用方面一直处于国内领先的地位5。从深圳地铁的发展情况来看，智慧化的地铁管理和运营模式已经成为深圳地铁优化升级过程中呈现出来的显著特点。从乘客出行服务的角度，深圳地铁在与行业公司进行合作的过程中，通过地铁5G超宽带车地无线通信的方式，在地铁机场快线11号线的全部8节车厢安装40个高清摄像头，并与数据传输和AI图像识别的技术相结合，为乘客提供更加便捷的出行体验，帮助乘客解决在乘坐地铁过程中出现的物品丢失等问题，同时也能够以“刷脸”过闸机、基于拥挤度提示选择乘坐车厢等方式，为乘客提供更高质量的地铁服务。从保障地铁线路运行安全的角度，深圳地铁一方面注重各种自然灾害对地铁轨道交通正常运营的影响，以发展智慧地铁为主要目标，在与行业公司的合作中研发了一种智慧工地视频分析系统，能够依靠机器视觉、AI智能分析、5G技术和物联网等技术的融合应用，满足对地铁实际运行中的远程监控和风险预警要求，从而有效降低各种安全事故的发生概率，同时也能够对地铁工程现场进行更加科学化和智能化的管理，为地铁的日常巡检和故障维修工作提供更加科学准确的数据信息作为参考。从加强地铁运营管理的角度，基于地铁运营本身存在的客流量较大的特点，深圳地铁集团在建设和推动地铁优化升级的过程中，充分挖掘数据信息的作用和价值，以打造全球首个城轨沃土数字平台的方式，从地铁的智慧运维、智慧建设、智慧服务等方面来为乘客提供更多样化、更高质量的服务。例如，依靠这一数字平台，能够准确反映各个地铁站点的出入站人流量及流向，在获取到相应的信息之后进行大数据分析，以此来提升地铁旅客处理容量和提高应急事件的响应速度。同时，可视化技术的应用也能够实现地铁的智能化运维，实现全要素、全流程、全场景的数字化，让地铁为建设智慧城市和促进社会发展发挥更大的作用和价值。此外，近年来，深圳地铁致力于轨道交通的智能化发展，在对地铁相关的运营和管理技术进行研发的过程中，将城市轨道交通和道路交通、商业发展等进行了有效融合，以举办5G体验周活动的方式，向同行业和社会展示深圳地铁在多项轨道交通指挥应用方面的研究成果。例如，MetroBox作为一块综合分析展示平台，能够实现对地铁各项业务板块中的大数据进行可视化的管理，并满足及时对突发事件进行统一上报、各级部门联动响应等方面的要求；而全新的地铁站内外一体化导航服务，可以基于5G、蓝牙等新型定位技术提供的室内定位能力，以及GPS、北斗等室外导航能力，快速规划出贯通站内外的最优路径，从而实现高效的站内人流引导，解决了传统导航只能提供单一的站内或站外导航导致出行体验断层的难题。3 轨道交通中的工业互联网智能化技术应用 工业互联网为轨道交通行业领域和产业创新提供了一种更为便利的发展方式。在网络信息技术不断应用和发展的背景下，轨道交通产业的生产经营Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月 309需要依靠工业互联网来赋予产业创新和狙击的能力，以工业互联网来满足完善配套产业链的发展要求。结合我国现阶段轨道交通行业领域的发展现状，基于工业互联网智能化技术来推动轨道交通产业创新，主要通过构建城市轨道交通工业互联网平台的方式，在推动城市轨道交通运营服务体系智能化的同时，满足轨道交通行业的业务变革要求。当前我国城市轨道交通行业已经进入信息化建设和发展的阶段，网络化运营，在城市轨道交通行业的发展中取得了显著的效果。为了能够从整体上提高我国城市轨道交通产业的效率，从2020年开始，包括城市轨道交通产业在内的多个新基建项目被纳入国家的长远规划和发展战略当中。这些新基建领域都与工业互联网、大数据技术、5G通信等先进的科学技术有着密切的联系。其中，城市轨道交通行业的发展主要能够依靠工业互联网来实现智能化、数字化的产业发展要求。工业互联网主要是指以构建互联网平台的方式，将产业生产运营中涉及的设备、生产线、工厂、供应商以及产品和客户融合成一个整体，以跨设备、跨区域互联互通的方法，提高城市轨道交通行业的发展效率，推动轨道交通的智能化发展。之所以应用工业互联网来满足轨道交通的发展要求，最主要的原因就是城市地铁线路本身涉及的业务系统、专业知识和设备零部件种类和数量都比较多，工业互联网能够与大数据技术联系起来，实现对地铁运营过程中各种数据和系统的有效处理。轨道交通在工业互联网智能化技术方面的应用，主要体现在工业互联网平台的构建上。工业互联网平台能够基于工业互联网来满足城市地铁运营的数字化、智能化需求，以构建能够对海量数据进行采集和分析处理的服务体系的方式，依据工业互联网将地铁车站与设备状态、业务系统运行产生的数据联系起来，与生物识别、智能传感、在线状态监