智慧城市轨道交通运营管理信息化建设研究

沈 峰

苏州市轨道交通集团有限公司 江苏 苏州 215000

随着城市人口的快速增长，城市交通需求不断增加，传统的轨道交通管理方式已经无法满足城市发展需求。智慧城市理念的兴起为轨道交通运营管理带来了新的机遇。通过信息化建设，可以实现轨道交通系统的智能化调度，进一步提升城市轨道交通的安全性、便捷性和舒适性，促进城市交通系统的发展。

1 智慧城市轨道交通运营管理信息化建设现状

智慧城市轨道交通运营管理信息化建设是一项新兴的研究领域，目前处于快速发展阶段。国内外许多城市已经开始尝试应用信息化技术来提升轨道交通系统的运营管理水平。目前，智慧城市轨道交通运营管理信息化建设主要涉及以下方面：一是调度管理，主要通过信息化技术，实现轨道交通系统的智能调度，包括列车调度、信号控制、客流预测等。二是安全管理，重点利用信息化技术实现轨道交通系统的安全监测、故障诊断、风险评估等功能，保障轨道交通系统的安全运营[1]。三是乘客服务，计通过信息化技术，提供个性化、定制化的乘客服务，如实时列车信息查询、智能导航、电子票务等，提升乘客出行体验。四是大数据分析，利用大数据技术对轨道交通系统进行分析和预测，优化轨道交通系统的运营管理和规划设计，并为城市交通决策提供数据支持。随着技术的不断进步和城市发展的需求，智慧城市轨道交通运营管理信息化建设还将有更大的发展空间和潜力。

近年来，我国地铁运营管理信息化建设速度显著加快。广州地铁和苏州地铁作为智慧城市轨道交通运营管理信息化建设的代表。在信息化系统建设的初期，它们引入第三方咨询公司进行总体的信息化规划。例如，广州地铁的信息化系统连续进行了3个五年规划，通过不断优化内部管理流程，确保了各系统建设的科学性和合理性。广州地铁在前期整体规划阶段，着重建立了数据通道，实现了数据的共享。这意味着新建的系统在后续的信息化系统建设阶段能够与老系统之间实现数据的有效调用，真正实现了信息的互联和互享。这也为信息化系统的可扩展性提供了有效的保证。又如苏州地铁2号线场段都安装全车360°动态图像监测系统采用“图像分析技术”、“模式识别技术”，自动采集运行地铁车辆车顶、车侧车体、车底(立体环绕360°车体)的高品质高清图像，通过图像特征匹配、模式识别技术自动识别车顶、车侧车体、车底关键部件缺失、变形等异常情况。通过信息化管理列车的修程，提升了工作效率和安全指数（如图1）。

图1 全车360°动态图像检测系统简图

通过实践经验，我们可以看到在智慧城市轨道交通运营管理信息化建设中，引入第三方咨询公司进行总体规划是一个重要的步骤。这有助于确保信息化系统的科学性和合理性，并为后续的系统建设提供了基础。同时，建立数据通道和实现数据共享也是至关重要的，它可以提高系统的整体效率和互联互通性，进一步推动智慧城市轨道交通的发展。本研究主要探讨的是运营管理中的调度指挥问题，旨在保障城市轨道交通的安全稳定运行。

2 智慧城市轨道交通运营管理信息化建设需求

相对城市轨道交通而言，信息化建设的主要目的是实现智慧调度，在安全要求下最大限度缩短早晚高峰车次间隔，满足人们出行需求。调度指挥是轨道交通系统中至关重要的环节，它直接关系到列车运行的安全、效率和准时性。因此，在信息化建设中，针对调度指挥管理的需求是非常迫切的。首先，需要实现智能化的列车调度系统[2]。传统的轨道交通调度往往依赖人工操作和经验判断，容易受到人为因素的干扰。通过引入信息化技术，可以建立智能调度系统，利用算法和模型来优化列车的运行计划，提高运行效率和准时性。这种智能调度系统可以实时监测列车运行状态，自动进行调整和优化，并能根据实时客流数据进行预测和分析，提前做好应对措施。其次，需要实现智能化的信号控制系统。信号控制是保障轨道交通运行安全的重要环节。传统的信号控制系统存在人为操作的限制和局限性，容易导致运行故障和事故。因此，需建立智能信号控制系统，实现自动化的信号控制和故障检测[3]。该系统能够实时监测信号设备状态，并能够根据列车运行情况自动调整信号控制策略，提高系统的安全性和可靠性。最后，需要实现智能化的客流预测和管理系统。轨道交通的客流量通常会出现高峰期和低谷期，对于调度指挥来说，合理预测和管理客流是十分重要的。通过信息化技术，可以利用历史客流数据和实时数据进行客流预测，并根据预测结果制定合理的运营策略，如增加或减少列车班次、优化运行图等，满足乘客的出行需求，提高运输效率。

3 智慧城市轨道交通运营管理信息化建设方案

3.1 系统架构

该系统的架构分为硬件层、功能应用层和逻辑层。在硬件层，部署一套可靠的服务器设备，用于支持系统的运行和数据存储。云电话和可视化调度指挥大屏也是硬件层的重要组成部分，它们提供了用户与系统进行交互和操作的界面和工具。这些硬件设备需要满足系统平台的基础硬件配置要求，确保系统的稳定运行和高效性能。在功能应用层，实现针对突发事件业务的操作和交互功能。用户可以通过功能应用层与系统进行实时通信和指挥，快速响应突发事件并进行应急管理。这一层面上，系统提供了一系列的应急管理功能，包括事件报警、资源调度、指挥决策等，以支持用户对突发事件的全面管理和应对。逻辑层是系统的数据配置和基础信息管理层。在这一层面上，系统负责对运营突发事件的类型、响应等级和应急人员等组织机构数据进行管理。系统通过合理的数据配置和信息管理，确保在发生突发事件时能够迅速准确地识别和响应，有效调度和利用各种资源，最大程度地减少损失并保障安全。

3.2 主要功能的实现

3.2.1 应急预案数字化管理功能的实现

智慧城市轨道交通调度指挥管理信息化系统是为了提升城市轨道交通运营效率和应急管理能力而设计的。在系统的建设过程中，应实现更高效、精确和快速的应急响应。在系统设计中应充分考虑各类突发事件和应急情况，并建立一套完善的应急预案。具体包括不同类型的突发事件、应急响应流程、资源调配方案等，以应对可能出现的紧急情况。预案中明确责任分工和沟通协调机制，确保各相关部门和人员能够有效配合和协同行动。在系统中引入数字化管理手段，将应急预案转化为可操作的数据和流程，实现对应急预案的全面管理和监控。例如，建立预案库，存储各类突发事件的应急预案，包括事件描述、应对措施、资源需求等信息。此外，在系统设计中注重信息共享和实时通信的功能。不同部门和人员之间可以快速分享和获取关键信息，从而实现更高效的应急响应。调度中心可以通过系统向相关部门发送紧急通知，调度指挥人员可以实时了解各个区域的运行情况，并进行及时调度和指挥。在系统设计中应考虑数据分析和决策支持的功能，对突发事件的发生和应急响应进行评估和优化。系统可以通过模拟和仿真功能，预测不同应急方案的效果，并为决策者提供参考。

3.2.2 应急处置流程要点建立

在系统建设过程中，明确应急处置流程的各个环节。应急处置流程包括事件发生通知、情报收集与分析、资源调配与协调、指挥决策与实施、后续追踪与评估等环节。每个环节有其独特的任务和职责，在系统中明确定义和规划。一旦发生紧急情况，系统应能及时接收并识别相关通知，如乘客报警、设备故障等。通知机制可以通过多种渠道实现，例如短信、电话、传真、邮件等，确保信息能够迅速传递到相关部门和人员。在系统中引入情报收集与分析模块。此模块负责收集、整理和分析与紧急情况相关的信息。通过数据采集和监控设备，系统可以获取实时的运行数据、视频监控等，从而为应急决策提供准确的情报支持[4]。同时，系统还可以与其他相关部门的信息系统进行集成，获取更全面的情报信息。最后，在系统中实现资源调配与协调功能。系统应能够根据事件的类型和紧急程度，自动或协助人工对各类资源进行调配和协调。资源包括人员、车辆、设备等，系统可以通过调度算法和优化模型，实现资源的高效利用和分配，满足应急处置的需要。

3.2.3 组织机构的建立及维护

完善的组织机构可以有效地协调各个部门之间的工作，提高工作效率和质量，确保系统能够稳定运行。在建设智慧城市轨道交通调度指挥管理信息化系统时，成立专门的项目组或者部门来负责整个系统的建设和维护。该部门应该由经验丰富的专业人员组成，包括技术人员、管理人员和运营人员等，以确保系统能够顺利运行。选定人员后，建立清晰的工作流程和责任分工，明确各个岗位的职责和任务，避免工作重复和疏漏。同时，建立完善的培训和管理体系，确保系统操作人员具备必要的技术和管理知识，并能够按照规定的流程和标准进行工作。在系统运行过程中，还需要不断地进行改进和优化，提高系统的运行效率和安全性。

3.2.4 调度指挥事件类型的划分

调度指挥事件类型的划分是为了更好地组织和管理轨道交通运营过程中的各种事件，并提供相应的解决方案。具体而言，可以将调度指挥事件分为紧急事件和常规事件两类。紧急事件包括突发故障、事故、恶劣天气等紧急情况，需要立即采取措施进行处理，以确保乘客和运营安全。常规事件则是指日常运营中的常见问题，如列车晚点、换乘调整、设备维护等，需要合理安排和协调。根据事件的性质和影响程度，可以进一步细分调度指挥事件类型。比如，可以将故障事件分为信号故障、电力故障、车辆故障等；将调度事件分为调整车次、临时限流、紧急停运等；将服务事件分为旅客滞留、运力不足、换乘疏导等。通过对事件类型的细分，可以更加精细化地进行调度指挥工作，提高处理效率和准确性。此外，可以根据事件的发生位置进行划分，如将调度指挥事件按照不同的站点或区域进行分类，使调度指挥系统更加针对性地处理事件，提供针对性的方案和决策。除了上述划分方式外，还可以根据事件的时序关系进行划分，将事件分为预测性事件和实时事件。预测性事件是指可以提前预测到的潜在问题，如高峰期客流预测、设备维护计划等；而实时事件则是指突发事件或即时发生的问题，需要快速响应及处理。

4 发展展望

4.1 全面实现移动手持终端的远程操控

随着移动技术的不断进步，移动手持终端将成为轨道交通调度指挥系统的重要工具。各级调度员和相关人员可以通过移动手持终端实现对轨道交通运营的实时监控和远程操控。苏州地铁在停送电工作中启用接触网可视化接地系统运作，通过技术手段远程、高效、安全的完成停送电，同时减少人员成本。因此，应鼓励和支持相关企业研发更加先进、功能更加强大的移动手持终端设备，提升其性能和稳定性。随着远程操控的实现，网络安全问题变得尤为重要。必须加强对移动手持终端的网络安全保护，包括数据传输加密、身份验证等措施，以防止不法分子进行恶意攻击和入侵。为实现全面的远程操控，需要建立稳定、高效的通信网络和数据传输系统。应全面采用高速宽带网络和5G等新一代通信技术，满足大量实时数据传输的需求。同时，还需要提供可靠的远程操控软件和应用程序，方便调度员和相关人员通过移动手持终端进行操作和指挥。考虑到技术进步对人员能力需求提升的问题，应加强对人员的培训和培养，提升其专业知识和技能，确保他们能够熟练操作移动手持终端，正确处理各类突发情况。

4.2 运营生产信息化系统与管理信息化系统相结合

在智慧城市轨道交通运营管理信息化建设的持续推进，调度指挥系统将与运营管理系统深度集成。在轨道交通运营过程中，车辆、乘客、设备等各种数据都会被实时采集和记录，这些数据可以为管理信息化系统提供丰富的信息基础。通过数据分析和挖掘，管理信息化系统可以更好地了解运营状况、预测运营趋势、制定运营策略，从而提升轨道交通运营的效率和质量。与此同时，管理信息化系统可以为运营生产信息化系统提供全面的管理支持。管理信息化系统可以涵盖轨道交通运营的各个方面，如人员管理、资产管理、设备维护等，可以提高轨道交通运营的整体水平。通过各类信息管理系统的集成，可以实现城市轨道交通运营的智能分析、智能诊断和智能决策等功能，从而提高轨道交通运营的自动化、智能化水平。

5 结束语

综上所述，本研究对智慧城市轨道交通运营管理信息化建设进行了全面而深入的探讨，揭示了信息化建设对轨道交通运营管理的重要作用。随着技术的不断进步和城市发展的需要，智慧城市轨道交通运营管理信息化建设将迎来更广阔的发展前景。相关部门和企业应积极投资和研发相关技术和系统，加强合作与创新，共同推动智慧城市轨道交通的发展，为城市居民提供更便捷、安全、高效的出行方式。