城市轨道交通智能车站功能探讨

张锐锋

广州新科佳都科技有限公司

摘要：随着新一轮信息化时代到来，在城市轨道上建立智能车站已经是一种必然的发展方向。本文从运营管理、设备维护、乘客服务等几个角度对目前城市轨道车站进行了较为全面的梳理，进而对其服务要求进行了深入的研究，以助力城轨车站实现安全运营、便捷乘运和灵活管理的有效整合，提高运营服务质量与水平。

关键词：城市轨道交通；智慧车站；运营管理；设备运维；乘客服务

前言：随着物联网技术、5G技术和人工智能技术的飞速发展，我国城市轨道交通系统也纷纷在城市轨道交通领域开展了智能化的工程，智能化的运营是降低劳动强度和提高运营效率的重要保证，最终实现车站无人值守达到区域化管理的目标。

1、 运营管理面临问题及业务需求

车站运营服务，主要划分为运营前、运营中和运营后3个阶段。在运营前，启动前期的准备工作和启动实施。站内运行的前期工作包括：站内巡视、施工作业注销确认、设备测试等，并在设备运行中心确认车站电力、环控等系统运行良好、运行计划正确。在发车前，确认站台门、照明系统、电扶梯、自动售检票机、PIS等设备和系统功能状态正常。

在营运中，行车调度中心主要承担列车的上线运行，完成发布的指令，实时监控列车的运行状况及乘客数量的变动、适时地对铁路运输能力进行协调。设备调度中心主要是对电力系统、火灾报警系统、环境及装备监测系统进行实时监测，并与各站点总控室共同完成对各系统进行调试指令的发布。在此之后，站内的总指挥员按照调度指令监控火车及装备的运转，由车站站务员监控实时的乘客流量，并进行乘客的组织、交接工作，监督各站点的设备运转。当发生紧急情况时，站内工作人员与指挥中心协调处理，并及时撤离乘客，确保乘客的生命财产。

在营运后，车站工作人员会安排乘客出站，并关闭车站。开始按照申请工作计划，在车站内实施设备检修、票务清单、环境清洁等工作。

1.1存在问题

对以上几种经营模式进行了分析，结果表明：客运组织、设施设备控制与维护、突发事件应急处理、与车辆协调协调是其经营的重要组成部分。企业的经营和经营中有以下几个问题。

1.1.1以人工作业为主的经营模式

大量的人工操作，存在作业缺失遗漏的风险。例如站内巡视、设备控制、开关站、客流监测、客流疏导、施工请销点等，都需要耗费很多的人力，尤其开关站运行阶段需开展繁琐的设施设备控制、信息确认等工作。这种情况下存在人为失误偶然性，有确认工作和执行工作缺失的风险。

1.1.2车站的自动感测能力不足，导致作业和经营工作的效率低下，无法对紧急情况作出反应。

在管理上，存在管理上的难点，如疏导、限流、诱导等方面的问题，使得管理工作很难提高。紧急情况和安全事件的侦测水平有待提高，例如：突发停电、火灾、设备故障、乘客意外受伤、爆炸、投毒、纵火、生物化学攻击等突发事件的侦测，在遵循运营程序的同时，还得依赖工作人员的经验，未能及时侦测、应变。

1.2业务需求

1.2.1需要引进智能工具。

减少工作人员劳动强度，简化工作内容，以智能的方式达到规范化和数字化，最终向智能化方向发展，减少人工操作的偶然性失误。

1.2.2状态实时全息感知需求。

包括实时监控乘客流量、监控设备设施、发现突发事件等。

1.2.3远程智能管理要求。

主要包括设备控制、客流控制、调度传达与配合、开关站、应急指挥等，以克服人力控制压力大、效率低的问题。

1.2.4主动识别安全风险。

突破被动的突发事件，加强对危险的预测和识别。

2、 设备运维方面面临问题及业务需求

地铁车站设备系统专业众多，设施设备数量庞大，设备维护的内容也有很大差别。根据目前的维修流程，从状态检测、诊断决策、维修处置三个层面对维修服务的工作进行了梳理，并对其中较为复杂的故障维修和计划维修业务进行了细致的梳理和剖析，如图 2、图 3所示。

图1面向设备运维的业务内容

图2故障修业务流程

图3计划修业务流程

2.1面临问题

设备维护方案主要有设备状态检测、诊断和决策、下达作业单和处理等，设备运行中遇到的问题有以下几个。

2.1.1智能化程度低

设备监测包含常规人工检测、计划性定期检测、局部在线检测三种检测方法，但多以人工操作为主，数字化和智能水平低，造成劳动强度大、效率低、容易出错等问题。

2.1.2诊断方式不能满足地铁车站设备的运行需求

目前对设备状况的研究多集中在对设备的失效次数和种类的统计上，对监测资料的深入挖掘与剖析，而对其进行判断的方法也多是以人工判断其失效的程度和种类，已无法适应车站设备的可靠、安全和经济的要求。

2.1.3效率低，统筹困难，可靠性差，

检修方案以“计划修 + 故障修”为主，以人工方式制定检修方案、人工发放工单、员工现场施工处理，并以书面形式进行记载。工作流程中大部分依赖于人工操作，导致效率较低，统筹难度大，可靠性差。

2.1.4过度维修或维修不足

检修问题规划中的维护问题，存在着对车站设施过分维护或维护不足的问题，导致了对资源的极大消耗。

2.2业务需求

2.2.1智能操作需求

以自动化设备取代了现场的人力操作模式，打破了各个体系之间的隔阂，建立了连接，减少了工作流程中的人为连接，改进操作的稳定性。

2.2.2智能感知需求

通过视觉、红外、雷达、超声波、图像分析等技术，实现对设备运行状况的即时监测和设备的自我诊断信息收集，提高智能状态监测和故障处理效率。

2.2.3状态修理要求。

深入地发掘设备的状况数据，对其恶化的影响及演化的特征进行深入的挖掘，对设备的全寿命周期进行优化检修，使之从以经验为依据的故障诊断决策转向以资料支持的智能决策。

3、乘客服务方面面临问题及业务需求

乘客的服务内容和程序，包括进站前、进站、乘车、出站、出站后5个阶段。

3.1面临问题

3.1.1信息交互手段相对单一

客户服务的交流通道受限乘客在进出站和转车过程中遇到问题时，往往要到人工接待处去，解决问题的速度较慢，并且交流方式比较简单。只有人工问询回答，同时增加了工作人员的工作量。

3.1.2在大流量情况下，安全保障方式及技术设备有待提升

安全检查方式由安全设施所控制，制约着安全工作的有效性和乘客的使用感受。尤其是在交通高峰时段的大流量情况下，难以满足安全、舒适、便捷、无感出行等安全、舒适、便捷的智能交通要求。

图4乘客服务方面的内容

3.1.3 出行导向服务的精度不高，使其服务质量有待提高。

3.2业务需求

3.2.1快捷无感的进出站业务

它包含入站智能导航、动态地图标识、高效安检、无感的进站安检，减少排队时间，提高乘客出行的效率。

3.2.2客服服务的即时和有效

包含了在线服务的迅速反应和便捷的线下服务，以及通过视频分析和实体智能机等拓展客户服务途径。

3.2.3提供准确的资讯。

主动标识，多系统平台之间的相互联系，以达到准确的指引。

4、智慧车站功能建设

通过对智慧车站的需求进行了分析，从智慧运营管理、智慧维护、智能服务三个角度对其功能构建进行了深入的探讨。

4.1智慧运营管理

智能车站运营管理平台，利用该系统配置的一体化监视器，可以实时地显示车站客运管理、设备运管和运营状况，并与车站内部客运组织、运营管理、乘客服务等业务进行整合，并能够实时监测车站运营管理业务，为车站运营管理服务、提供车站能耗统计和趋势、客流统计和趋势、车站运营指标分析等智能经营与经营管理的职能构建。

4.1.1信息显示

智能车站运行管理平台能够将从综合监控ISCS系统中获取各种信息（包括信息点、视频、文档、报表、图片、运行图等）按照调度工作的工作流程，对其进行过滤、筛选、分类、组合、同步显示，并在综合监测屏幕上显示出各种信息。

(1) 设备管理信息

以重要的机械设备和电气设备为基础，以分区的形式展示各个站点的立体图形，并支持比例放大。展示重要机电设备、消防设备的状态，按下相关设备，即可展示设备名称、编号、状态等，展示站台设备、通风空调设备、电梯扶梯的完好率，具有目前失效装置的状态统计，并以图表形式呈现目前的状态。

（2）客运管理信息

展示乘客进出车站的累积流量资料，给出了进出车站的实时流量和累积流量的分布，以及各站点高峰、山谷乘客流量的统计指标（最高、最低、平均）和时段分布，实现站点分区的实时客流和分区累计客流，并给出了客流统计图（如热力图、路径图、立体效果图）。

(3)能耗管理信息。

以图表形式表示各站点的实际能源消耗和规划能源消耗，并以棒图、饼图等图形直观地展示了各分项的主要能源消耗（按专业、设备类型）之间的相互影响。

4.1.2交通流量的监控和预报

运行控制平台根据事先设定的门限，对乘客进行预警。针对早晚高峰期间各站点的客流情况，站内的工作人员在一定时间内，对站点进行适当的引导，确保了客流的组织与疏导。在确定重要路段的客流流量、排队长度到达临界点后，利用视频信号和声音信号通知站务人员，由调度员利用PIS和电台进行客流导向，指导乘客从最短的路线上上车。

4.1.3车站智慧化应急管理

(1)大流量经营的组织与管理

设置了一个固定的流量峰值，并进行了相应的调度。在各个广播区域内播放事先记录的安全警告，将事先录好的安保视频插入到PIS的站点屏幕上，在车站大厅设置摄像机的预设置位置作为乘客密集区，在高峰时段，监控系统会将预先设置的位置调整为预定位置，并在车控室控制台上依次进行巡回放映，根据交通高峰期乘客对交通的需求，对公交站环控制的运营方式进行优化。在提醒工作人员疏散乘客的同时，将车站的乘客状况信息发送给调度控制中心。

(2)车站突发事件的处理

在发现火情时，系统会自动开启并发出声音和灯光警报，由值班主任人工确定后，FAS系统会开启防火控制，并将灭火装置与专业的灭火装置连接起来。BAS系统完成了消防指令，对整个站点进行了开锁，在各个电台区域内播放了事先录好的紧急撤离通知，在PIS的站点屏幕上播放了撤离录像，打开应急灯光，打开所有的闸门，控制垂直电梯迫降在首层。

(3) 乘客异常行为应急管理

在某一地区发生特殊情况（例如：禁区报警、可疑物品遗留报警、长期滞留报警、客流量突变报警、图片不正常等），该监控中心可以为值守人员提供相应的影像信息，以便快速处理。

对多用途电能计量数据、功率参数、装置状况进行实时监测，对数据进行分级分类，按户存储。通过对水表的智能化使用进行采集、统计、分析，可以对各站点的日常用水量、灭火用水量进行统计分析。以各种形式（表格、柱状图、曲线图等）来表示各个装置的能源消耗情况，并可为同一受控装置在特定时段内，同一受控装置在同一时段内的能源消耗作比较图，从而产生一个可视化的比较图或报告；可根据时段（小时，日，月，年）统计各装置在各时段的耗电及电费。在地铁站台公用区域和站台的空调水系统中，采用了节能控制和能源消耗管理，并对其进行制冷控制，并对各个装置的能耗进行统计分析，完成节能控制柜对设备的监控以及能耗的管理。

结束语：随着科学技术的不断发展，智慧化的功能需求也将随之变化，不同时期对“智慧”将赋予不同的意义。智慧车站的发展将逐步由站务人员减员到应急值守，最终实现车站区域化管理的目标，中间车站只安排应急值守人员，达到减员、降耗、节资的要求，提高运营效率，降低企业的运营成本。

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