黨的十九大對(duì)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)作出重大戰(zhàn)略部署，提出推動(dòng)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，在創(chuàng)新引領(lǐng)、綠色低碳、共享經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域培育新增長(zhǎng)點(diǎn)、形成新動(dòng)能，明確提出建設(shè)“智慧社會(huì)”。根據(jù)北京市委、市政府工作部署，當(dāng)前和今后一段時(shí)間，北京市主要工作任務(wù)包括：著力抓好組織實(shí)施新總規(guī)、疏解非首都功能推動(dòng)京津冀協(xié)同發(fā)展、全力籌辦好冬奧會(huì)“三件大事”，建設(shè)“四個(gè)中心”、“國(guó)際一流的和諧宜居之都”。
軌道交通的智慧化，是促進(jìn)軌道交通與城市發(fā)展有機(jī)結(jié)合的有力抓手，對(duì)于實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。北京“智慧地鐵”致力于打造面向乘客、面向服務(wù)的智慧地鐵，有助于加強(qiáng)軌道交通技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)，進(jìn)一步提升北京軌道交通行業(yè)服務(wù)管理水平，實(shí)現(xiàn)北京軌道交通高質(zhì)量發(fā)展，推進(jìn)智慧軌道交通產(chǎn)業(yè)布局。經(jīng)過50年的發(fā)展，截止2018年底，北京軌道交通已建成線路22條，運(yùn)營(yíng)里程636.8?km。工作日日均客運(yùn)量超過一千萬人次，客流量全國(guó)排名第一，高峰在線車組720列，走行公里176萬km，承擔(dān)每日公共交通50%以上的乘客出行任務(wù)，成為市民出行首選的公共交通方式。目前北京軌道交通進(jìn)入快速建設(shè)期，北京軌道交通在建及規(guī)劃建設(shè)線路里程位列全國(guó)第一，已經(jīng)進(jìn)入信息化、多制式軌道交通的運(yùn)營(yíng)階段，網(wǎng)絡(luò)化集中管理需求顯著。北京軌道交通的建設(shè)進(jìn)程中，伴隨著既有線路設(shè)備老化等問題，新建線路和既有線改造線路工程同時(shí)開展、同步進(jìn)行。隨著城市經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，市民對(duì)城市交通的出行需求也體現(xiàn)出差異化，供需矛盾日益突出，“公交慢、地鐵擠、開車堵”等問題日益突出。北京軌道交通目前存在著整體發(fā)展不均衡、不充分的突出問題，在乘客服務(wù)、調(diào)度指揮、運(yùn)營(yíng)組織、管理模式等方面存在一系列問題亟待解決。
一是目前雖已在前端運(yùn)營(yíng)上實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)，但尚未全面建立起“以人為本”的服務(wù)管理理念，服務(wù)設(shè)施智慧化程度不高，與軌道交通的快速發(fā)展和乘客日益增長(zhǎng)的需求不相匹配，各個(gè)運(yùn)營(yíng)、建設(shè)主體“各自為戰(zhàn)”，未形成統(tǒng)一的乘客服務(wù)體系，缺乏合力。二是目前雖已建立路網(wǎng)級(jí)調(diào)度指揮中心，但尚未建立起“以乘客為中心”的調(diào)度指揮及運(yùn)營(yíng)管理理念，缺乏主動(dòng)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)隱患的手段，行車與客流匹配的數(shù)據(jù)分析支撐不足，行車組織靈活調(diào)整能力需進(jìn)一步提升。三是尚未建立起“全網(wǎng)一體化管控”的設(shè)備系統(tǒng)管理理念，缺乏設(shè)備狀態(tài)感知和故障預(yù)警的技術(shù)手段，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施全生命周期的監(jiān)測(cè)管理能力不足，未形成設(shè)備管理、運(yùn)維的綜合管理體系。不同線路業(yè)務(wù)系統(tǒng)未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，功能需求互不相同，導(dǎo)致建設(shè)成本居高不下。四是在建設(shè)初期采用一線一批，一批一建的方式，信息系統(tǒng)隨用隨建，缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，存在信息孤島嚴(yán)重、基礎(chǔ)設(shè)施分散、網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)等問題；業(yè)務(wù)應(yīng)用缺乏統(tǒng)一部署、數(shù)據(jù)缺乏集中管理。五是北京軌道交通存在多家建設(shè)、運(yùn)營(yíng)主體，產(chǎn)業(yè)環(huán)境與國(guó)內(nèi)其他城市存在差異，缺乏科研開發(fā)、裝備制造、建設(shè)實(shí)施、運(yùn)營(yíng)管理的統(tǒng)籌考慮，亟待建立產(chǎn)業(yè)全鏈條整合機(jī)制，提升協(xié)同創(chuàng)新能力。北京“智慧地鐵”發(fā)展的原則和目標(biāo)
基于智能軌道交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通運(yùn)輸體系中各種要素——如人、車輛及設(shè)備設(shè)施、環(huán)境等——進(jìn)行全面感知、泛在互聯(lián)、協(xié)同運(yùn)行，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)終端、社交網(wǎng)絡(luò)等新一代信息技術(shù)，結(jié)合人工智能、知識(shí)工程技術(shù)等，建設(shè)具有一定自組織能力、判斷能力、創(chuàng)新能力、持續(xù)進(jìn)化的先進(jìn)軌道交通，打造——倚“臉”出行、依“人”運(yùn)營(yíng)、以“云”支撐、一“腦”決策的首都“智慧化名片”，使北京軌道交通成為國(guó)際一流、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的智慧軌道交通。
堅(jiān)持導(dǎo)向、創(chuàng)新引領(lǐng)堅(jiān)持“以人為本”的“價(jià)值導(dǎo)向”， 基于“問題導(dǎo)向”與“目標(biāo)導(dǎo)向” 結(jié)合，以“滿足人民群眾美好出行需求，實(shí)現(xiàn)北京城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展”為目標(biāo)，找準(zhǔn)痛點(diǎn)、斷點(diǎn)、梗阻點(diǎn)，明確途徑和方法，全面推動(dòng)智慧地鐵建設(shè)。充分考慮“大、云、物、移、智”等先進(jìn)信息技術(shù)，規(guī)劃可擴(kuò)展的智慧化體系架構(gòu)，靈活支撐業(yè)務(wù)和管理發(fā)展，兼顧近期建設(shè)線路的可實(shí)施性；大力支持自主創(chuàng)新，著力提升創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化率。統(tǒng)籌謀劃、協(xié)同推進(jìn)立足“京津冀”國(guó)家戰(zhàn)略，著眼首都發(fā)展大局和軌道交通行業(yè)發(fā)展全局，開展頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)同的先進(jìn)軌道交通打下基礎(chǔ)。根據(jù)主要目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)，制定和完善相關(guān)配套政策措施，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)推進(jìn)智慧地鐵行動(dòng)，確?！爸腔鄣罔F”順利實(shí)施。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、分期實(shí)施統(tǒng)一智慧化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，包括應(yīng)用、互聯(lián)互通、信息安全、管理運(yùn)行等標(biāo)準(zhǔn)，完善北京軌道交通行業(yè)智慧化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，保障建設(shè)和管理合理有序。考慮北京市軌道交通建設(shè)整體布局和投資規(guī)劃，結(jié)合新建線、既有線改造進(jìn)程，按照急用先行、由點(diǎn)逐面的原則確定實(shí)施路線。打造基于多系統(tǒng)融合的全出行鏈智慧乘客服務(wù)、基于多維感知的智能車輛/設(shè)備運(yùn)行、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多專業(yè)綜合精準(zhǔn)智能車輛/設(shè)備維護(hù)、以項(xiàng)目管理為核心的智慧建設(shè)、涵蓋列控系統(tǒng)、車輛裝備的智慧制造的5類智慧地鐵應(yīng)用體系。建設(shè)覆蓋指揮中心、新建線、在建線、既有線改造的4類智慧地鐵示范工程。構(gòu)建軌道交通行業(yè)數(shù)據(jù)中心、行業(yè)云平臺(tái)、基礎(chǔ)承載網(wǎng)3類智慧地鐵基礎(chǔ)平臺(tái)。最終形成涵蓋應(yīng)用、基礎(chǔ)支撐、信息安全等方面的一套智慧地鐵標(biāo)準(zhǔn)體系。
打造一張北京智慧軌道交通藍(lán)圖，通過運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、視頻圖像監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警監(jiān)測(cè)等信息采集的全覆蓋，從“人、機(jī)、環(huán)”3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)感知，依托有線承載網(wǎng)、無線接入網(wǎng)為各智慧應(yīng)用提供數(shù)據(jù)傳輸通道，建設(shè)基于云架構(gòu)的軌道交通數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)軌道交通各種大數(shù)據(jù)的分析和挖掘，打造智慧乘客服務(wù)，智能車輛/設(shè)備運(yùn)行，智能車輛/設(shè)備維護(hù)，智慧建設(shè)，智慧制造5類應(yīng)用，建設(shè)涵蓋規(guī)劃建設(shè)、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、資產(chǎn)維修維護(hù)、安全保障全鏈條的集態(tài)勢(shì)感知、輔助決策、調(diào)度指揮為一體的智慧軌道交通大腦，如圖1所示。
通過整合軌道交通行業(yè)內(nèi)各個(gè)信息服務(wù)渠道，搭建路網(wǎng)統(tǒng)一、多維度的乘客服務(wù)平臺(tái)，為乘客提供全出行鏈的便捷服務(wù)及增值服務(wù)，為調(diào)度指揮管理提供有力的數(shù)據(jù)支撐，對(duì)行業(yè)實(shí)施有效的監(jiān)督及評(píng)價(jià)，形成政府及行業(yè)協(xié)同的服務(wù)鏈條，打造便捷的智慧乘客服務(wù)，實(shí)現(xiàn)基于多系統(tǒng)融合的全出行鏈智慧乘客服務(wù)應(yīng)用體系。通過對(duì)乘客的狀態(tài)感知，實(shí)現(xiàn)客流預(yù)測(cè)及監(jiān)視，并對(duì)乘客進(jìn)行誘導(dǎo)信息發(fā)布；升級(jí)路網(wǎng)調(diào)度指揮中心，接入客流數(shù)據(jù)，通過多維度顯示行車、客流等信息實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)全貌監(jiān)視；通過預(yù)測(cè)客流定制行車組織方案，實(shí)現(xiàn)列車編組靈活調(diào)整以及基于互聯(lián)互通的跨線運(yùn)營(yíng)，提升客流與運(yùn)能的匹配能力；建立路網(wǎng)級(jí)設(shè)備管控中心，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備集中監(jiān)視、全程管控；研究單專業(yè)多線路管控（MSCADA、MFAS、MBAS）模式，形成高效應(yīng)急處置統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，打造基于多維感知的智能車輛/設(shè)備運(yùn)行應(yīng)用體系。建設(shè)企業(yè)級(jí)維護(hù)平臺(tái)，整合運(yùn)維信息，通過大數(shù)據(jù)分析，不斷優(yōu)化運(yùn)維資源配置，提升維修維護(hù)過程中的管控能力，支撐從“計(jì)劃修”、“故障修”向“狀態(tài)修”、“預(yù)測(cè)修”轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)維修維護(hù)過程可管可控；建立列車智能維護(hù)系統(tǒng)，對(duì)列車關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷及預(yù)警；將設(shè)備狀態(tài)信息與資產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，確保賬實(shí)相符，打造基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多專業(yè)綜合精準(zhǔn)智能車輛/設(shè)備維護(hù)應(yīng)用體系。以工序分解、進(jìn)度控制為主線，投資管控為基礎(chǔ)，施工管理為根本，調(diào)試移交管理為目標(biāo)，質(zhì)量安全管理為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)期合同、資產(chǎn)、安全、項(xiàng)目計(jì)劃、進(jìn)度、投資、質(zhì)量等與項(xiàng)目管理相關(guān)的信息化管理體系，打造以項(xiàng)目管理為核心的智慧建設(shè)應(yīng)用體系。建設(shè)基于5G技術(shù)車車通信的列控系統(tǒng)，提高列車運(yùn)行效率，提升系統(tǒng)可靠性，減少設(shè)備配置；新建軌道環(huán)境主動(dòng)感知系統(tǒng)，對(duì)軌道運(yùn)行區(qū)域入侵障礙物進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)預(yù)警和及時(shí)應(yīng)對(duì)處置；新建車內(nèi)環(huán)境智能控制系統(tǒng)，對(duì)車廂內(nèi)廣播音量、溫濕度、照度等智能調(diào)節(jié)，提升乘客的乘坐舒適度，打造涵蓋列控系統(tǒng)、車輛裝備的智慧制造應(yīng)用體系。統(tǒng)籌軌道交通數(shù)據(jù)，建設(shè)軌道交通行業(yè)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)軌道交通各種大數(shù)據(jù)的全面采集和有機(jī)整合，在一個(gè)平臺(tái)上同時(shí)為政府部門提供交通行政監(jiān)管與科學(xué)決策服務(wù)、為軌道交通相關(guān)企業(yè)提供數(shù)據(jù)共享并提供相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)、為乘客提供軌道交通信息和多元個(gè)性化服務(wù)、為其他交通業(yè)務(wù)應(yīng)用提供一體化數(shù)據(jù)支撐。統(tǒng)一建設(shè)軌道交通云平臺(tái)，最大限度優(yōu)化利用資源，發(fā)揮信息化基礎(chǔ)設(shè)施效能。云平臺(tái)向各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、完善的安全防護(hù)及上述資源相關(guān)的運(yùn)行維護(hù)等服務(wù)。云平臺(tái)系統(tǒng)安全架構(gòu)采用安全生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部管理網(wǎng)、外部服務(wù)網(wǎng)3網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)間隔離、網(wǎng)內(nèi)防護(hù)”的統(tǒng)一防護(hù)。優(yōu)化軌道交通有線承載網(wǎng)及無線承載網(wǎng)，為各智慧應(yīng)用提供數(shù)據(jù)傳輸通道，綜合承載涉安及非涉安業(yè)務(wù)，保證列車控制信息、乘客服務(wù)信息、車載視頻圖像的下發(fā)和上傳，并研究5G技術(shù)在軌道交通中的業(yè)務(wù)應(yīng)用。依托新建線路工程，實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧乘客服務(wù)、智能車輛/設(shè)備運(yùn)行、智能車輛/設(shè)備維護(hù)等方面全方位智慧化工程示范應(yīng)用；依托改造線路工程，實(shí)現(xiàn)智能車輛/設(shè)備維護(hù)等方面的部分智慧化升級(jí)工程示范應(yīng)用；依托指揮中心升級(jí)工程完成智慧地鐵路網(wǎng)級(jí)示范，對(duì)乘客、車輛運(yùn)行、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、車站設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)安全等狀態(tài)全面感知，建設(shè)數(shù)據(jù)中心、云平臺(tái)、基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)3類智慧地鐵基礎(chǔ)平臺(tái)，構(gòu)建多模式、全覆蓋的智慧地鐵統(tǒng)一管理體系。
統(tǒng)一應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)、信息安全標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)體系，形成一套智慧軌道交通標(biāo)準(zhǔn)體系，支撐智慧地鐵相關(guān)業(yè)務(wù)有序發(fā)展。
通過對(duì)乘客溝通、乘客感知及指引、乘客宣傳、智能安檢及售檢票等方面的能力提升，為乘客提供多系統(tǒng)融合的全出行鏈智慧乘客服務(wù)系統(tǒng)，提升軌道交通服務(wù)能力，增強(qiáng)乘客獲得感。通過多線路行車調(diào)度共用大屏、成網(wǎng)設(shè)備調(diào)度集中、各線機(jī)房集中設(shè)置，實(shí)現(xiàn)未來線路的調(diào)度指揮整合，調(diào)度管理集約化，提質(zhì)增效。通過整合和運(yùn)用分析運(yùn)維信息，不斷優(yōu)化運(yùn)維資源配置，支撐維修從“計(jì)劃修”、“故障修”向“狀態(tài)修”、“預(yù)測(cè)修”的轉(zhuǎn)變。通過車車通信、列車靈活編組等新技術(shù)手段的應(yīng)用，提高列車運(yùn)行效率、提升系統(tǒng)可靠性。通過搭建軌道交通行業(yè)云平臺(tái)，提高資源利用率，提高設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性。通過建設(shè)軌道交通行業(yè)數(shù)據(jù)中心，整合軌道交通行業(yè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)，為多元化乘客服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。
同時(shí)，通過對(duì)“智慧地鐵”的創(chuàng)新發(fā)展探索及實(shí)踐，集中軌道交通行業(yè)投資規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理企業(yè)、設(shè)計(jì)院、科研院所、高等院校、裝備制造企業(yè)的核心技術(shù)資源，構(gòu)建優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，協(xié)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研、用等資源，統(tǒng)籌推進(jìn)北京軌道交通的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，提高裝備制造產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力，推動(dòng)創(chuàng)新應(yīng)用成果轉(zhuǎn)化及落地，促進(jìn)行業(yè)裝備制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提升行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
本文基于對(duì)軌道交通全生命周期各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求的研究分析，以北京“智慧地鐵”為例，提出智慧乘客服務(wù)、智能車輛/設(shè)備運(yùn)行、智能車輛/設(shè)備維修、智慧建設(shè)、智慧制造5類智慧地鐵應(yīng)用體系，建設(shè)覆蓋指揮中心、新建線、在建線、既有線改造的4類智慧地鐵示范工程。構(gòu)建軌道交通行業(yè)數(shù)據(jù)中心、行業(yè)云平臺(tái)、基礎(chǔ)承載網(wǎng)3類智慧地鐵基礎(chǔ)平臺(tái)。最終形成涵蓋應(yīng)用、基礎(chǔ)支撐、信息安全等方面的一套智慧地鐵標(biāo)準(zhǔn)體系的“5431”的北京智慧軌道交通藍(lán)圖，滿足軌道交通各類業(yè)務(wù)應(yīng)用及創(chuàng)新發(fā)展的要求，體現(xiàn)了先進(jìn)技術(shù)水平，對(duì)軌道交通智慧化建設(shè)具有較好的參考和借鑒價(jià)值，對(duì)于智慧軌道交通規(guī)劃、建設(shè)、實(shí)施具有比較大的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
