智慧城轨
作者简介：凌景文（1985—），男，高级工程师
凌景文
（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）
摘 要：随着地铁基础设施的大力建设及其客运量的增长，构建先进的交通信息基础设施，开展智慧地铁的总体规划具有重大意义。文章首先从交通强国和智慧城轨发展的背景出发，论述发展智慧地铁的必要性，接着叙述长沙智慧地铁规划目标与总体规划方案，然后立足建设管理、运营维护管理、企业管理、经营管理 4 大业务，聚焦智能车站管控客服、智能运输组织、智能列车运行、智能运维系统、智能技术装备、智能能源系统、智能基础设施管理、智慧网络管理，具体部署智慧应用的落地实施，并分别从平台建设和上述 8 个体系的方面阐述长沙特智慧地铁的应用方案。关键词：智慧地铁；智能运维系统；城轨云；大数据平台；长沙中图分类号：U231 1 研究背景视频客服系统
2019年，中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》[1]，要求大力发展智慧交通，推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合；推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施；构建综合交通大数据中心体系，深化交通公共服务和电子政务发展。
2020年3月，中国城市轨道交通协会（以下简称“中城协”）发布《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》 [2]，指出智慧城轨建设的重要性。实现智慧城轨建设的战略目标是“两步走”的过程：2025年中国式智慧城轨特基本形成，跻身世界先进智慧城轨国家行列；
2035年进入世界先进智慧城轨国家前列，中国式智慧城轨乘势领跑发展潮流。
我国轨道交通行业关于智慧地铁的研究和实践近年来进入快速发展的阶段。上海[3]、广州[4]、青岛[5]、北京等地开展了全面和深入的研究工作。
2020年7月，长沙市人民政府下发《长沙市推进新型基础设施建设三年（2020—2022年）行动计划》[6]，提出到2022年，全市基本构建高速、移动、泛在、安全的新一代信息通信网络基础设施，实现5G 、大数据、人工智能、工业互联网、区块链等新技术全面融入城市生产生活。
长沙地铁远景规划14条普线与4条快线，线网总规模为 890 km ，打造“环+放射”、三横一纵的网络结
3ku构。截至2021年，长沙地铁运营线路6条，运营里程 161 km ，如图1所示。2020年日均客运量为121.15万人次。2021年5月1日长沙地铁创造了285.12万人次的客运量记录，客流强度达到1.99万人次/km （不含磁浮），在全国排名第一。随着客运量的增加，智慧地铁的建设及应用也日趋重要。针对智慧地铁的研究能有效推动地铁向更高层次发展。
2 规划目标
长沙智慧地铁规划遵循“包容、可靠、超前、可持续发展”理念，打造切合长沙地铁主营业务和集团企业发展的战略，接轨国家政策导向及行业技术动向，依托云计算、大数据、物联网、人工智能等先进技术，集数据感知、综合管控、应急响应、人性化服务于一体，具备安全性、实用性、便捷性、经济性和可扩展性的智慧地铁生态。长沙智慧地铁按近、中、远3期实施。各阶
段的标志与具体任务如下。
近期（2020年—2025年）：该阶段以建成2号线西延2期、6号线1期（含线网指挥中心NCC ）、7号线1期等一批示范性工程为标志，完成长沙地铁第3轮建设规划所有线路有关智慧城轨应用的项目实施和经验总结。主要目标为建成城轨云与大数据中心、智慧车站典型示范车站，实现较为完整的智慧业务体系功能，形成成熟的具有长沙特的智慧地铁建设标准，实现中城协2025年智慧城轨目标。
中期（2025年—2035年）：该阶段以建成2035年长沙地铁线网为标志，基本完成以长沙特智慧地铁为标准的长沙地铁建设和运营，达到世界先进智慧城轨水平，实现中城协2035年智慧城轨目标。
远期（2035年—2050年）：该阶段智慧地铁向更高层次迭代、演进，人工智能普遍应用于智慧业务体系并趋于成熟，全面实现长沙地铁的智慧建设、智慧运营、智慧企
AR空间定位管、智慧经营。
3 总体规划
长沙地铁总体上按照“构筑1个平台、搭建3层架构、立足4大业务、围绕8个体系”的要求编制长沙智慧地铁建设蓝图，如图2所示。
图1 长沙地铁运营线路示意图
图2 长沙智慧地铁建设蓝图
注：API 表示应用程序接口；SCADA 表示数据采集与监视控制系统；BAS 表示建筑自动化
系统；FAS 表示火灾报警系统。
智能
车站
管控石棉布规格
客服
智能
运输
组织
智能列车运行
智能运维系统
智能技术装备
智能能源系统
智能
基础
设施
管理
智慧
网络
管理
建设管理
运营管理企业管理经营管理技术中台业务中台数据中台服务中台API 网关计算资源池
存储资源池网络资源池
安全资源池
通信系统门禁系统
车辆AFC 系统
供电系统信号系统站台门电扶梯
轨道
踢踏舞鞋监控系统SCADA FAS
BAS 感知层
交警制服平台层
PaaS
IaaS
SaaS
业务层
图3 城轨云与大数据平台架构
4 智能供电系统关键技术路线图
智能基础设施管理
智能基础设施管理包括构建基础设施建筑信息模
智能管理系统、基础设施 BIM 智能运维系统
施BIM智能管理系统主要
智慧设计[9]、基于BIM的智
地理信息系统）（案例如图5所示
BIM +成本中心、BIM +物联网
BIM +三维建造智慧验收等应用场景
所示。
基础设施 BIM 智能运维系统主要目标是实现在
模型基础上对人、机、物（土建结构）
通过移动互联，进行实现智慧运维。
智能网络管理
长沙智慧地铁智慧网络管理主要按照智能建设网智能企业网络管理和智能资源开发管理进行
长沙轨道集团为加强在“工程建设、运营管理
企业管理”方面的信息化建设，已于
图5 BIM+GIS在长沙地铁2号线西延二期的应用
图6 智能基础设施架构图
数据服务、应用服务、运维服务和安全服务。
信息化体系建设实体架构[11]由“四横三纵”
”为基础设施服务层、平台服务层、数据服务层应用服务层；“三纵”为能力主体、云管理体系、
障体系。长沙轨道集团在工程建设、运营管理、经营管企业管理等方面进行统筹规划，以达成合理建设高效工作、精准管理、科学决策的目标，最终实现信息化建设全面涵盖企业业务，有效支撑企业一体化管理
结语
智慧地铁建设可以改善乘客出行体验，提高地铁科
同时可为地铁运营提供更为智能的车站客服管控
指挥系统和运输组织决策系统，实现列车智能运提升运维系统的智能化程度，融入更多的智能技术提高节能效率，提升网络安全管理效果和整体智慧水平。智慧地铁的建设还能实现较为完整的智慧业务体系功能，打造长沙特的智慧地铁建设标准，更好地指导智慧地铁的建设，实现智能基础设施建设，支持智慧城市的建设。
参考文献
新华社.中共中央国务院印发《交通强国建设纲要[J].中华人民共和国国务院公报，2019（28）：5-10.
中国城市轨道交通协会.中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要[J].城市轨道交通，2020（4）：8-23.
刘纯洁.上海智慧地铁的研究与实践[J].城市轨道交通研究，2019，22（6）：1-6.
张森，朱志伟，湛维昭，等.广州市“智慧地铁
豫公网安备41160202000603
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