白 洋

（江苏建筑职业技术学院 交通工程学院）

一、“新基建”背景下的城市轨道交通发展背景

“新基建”一词，其含义是融入科技的新一代基础设施建设。在当今的智能经济时代，为落实国家全新的发展理念，吸收新一轮科技革命的标志性产出，为可持续性发展和远景目标构建出国家生态、数字、智能、高速转型的主体架构，实现新旧动能转换和经济结构并行的基本形态，从而需要架设符合现代化经济体系的基础性国家建设和基础设施建设。智慧交通作为一个重要的起点，是“交通强国”行业计划发展的先行者和拓基者。

城市轨道交通作为城市交通的重要组成部分，在新一代智能化发展方面，更要体现出“智慧化”特点，积极融合一系列先进技术，比如储能，实时供电，充电的模式，还有地铁轮轨的新材料应用，都有很多的技术创新之处，除此之外，列车自动运行和控制系统也有很多新技术的应用。这为城市轨道交通智能化发展奠定了良好的基础，现在大数据、物联网、云计算、5G 技术的快速发展，让城市轨道交通更加智能。

智慧城轨的主要目标是“三创建”，一是创建具有中国特色的融合集约的智能型轨道交通体系，以城市轨道交通全行业为基准布置实施。以智慧客运、智能设备、智慧行车、智慧安检、自动驾驶、智慧客服、智慧应急，以及智慧城轨新平台应用为载体，发挥新一代互联网技术对智慧城轨发展策略的引领作用。二是创建城市轨道交通行业新局面，发扬轨道交通行业涉及面广，专业统筹性强，体制机制完善的优势，大力发展包括5G、区块链、大数据、智慧物流和现代服务业。三是创建轨道交通行业内涵发展新策略，倡导城轨行业科技先导，鼓励原始、自发性专业技术创新和推广应用，在行业内打造一支基础好、能量祖的科研队伍。

作为后疫情时代的经济发展国之战略，城轨行业在“新基建”政策引领下，既要快速发展，又要质量、效益为先。作为一个系统性复杂体系，通过借助我国互联网行业的优势力量，集中关键领域进行突破。面对原有的技术层面条件，要敢破敢立，能力发现行业内的不足与落后之处，通过信息化手段加以优化和完善，从体制和机制上深化应用。同时关注城轨乘客的使用感受，吸收他们的意见建议，不要为了智慧城轨而进行智慧城轨。作为未来发展趋势的智慧城市建设的极其重要的数据来源，智慧交通也是智慧城市管理与其他智慧产业进行信息互换、资源共享和联合协同的主体，更是推动交通运输管理革新的重要路径和手段，是提升交通服务水平的有效方法，推动交通转型升级的重要支撑。交通信息管理的最终目的是达到客流的安全、快捷、高效、绿色出行的目的，为了实现这一目标，需要构建多源信息融合的智慧交通平台建设路径，同时也是促进交通运输转型发展必须遵循的规律和必须经历的过程。“新基建”下的智慧交通的发展方向如图1所示。

图1 “新基建”下的智慧交通发展方向

二、建立一平台：城市轨道交通安全隐患识别平台

建立安全隐患识别平台，通过视频+AI，智能识别危险行为，代替部分人工巡检，提升施工安全和管理效率。建立安全值守平台，通过大数据+AI 实现盾构掘进趋势预测和隐患识别，全面实时获取盾构状态。建立轨行区安全调度平台，通过人车定位和速度检测，结合融合通信和视频能力实现轨行区调度。建立应急和“三防”辅助管理与智慧平台，地铁三防事件的响应和处置，应急值守、应急预案、应急智慧、联动协同。将数据能、应用能、集成能和开发能多源融合，基于云平台，统一技术路线，消除数据孤岛，提升城市轨道交通领域的信息化建设水平。为凸显新一代信息技术的优势，应加大引进力度，从各个方面提升新技术在城轨领域的应用和深度融合。从现在到2035 年，轨道交通领域应率先建立起完善的新一代信息技术的应用体制和机制。将精细化作业，精细化客运，精细化客服，精细化行车管理等方面下大力气重点打造，以时不我待的精神铺开新技术应用，以新一代技术革命为契机，努力切入信息产业大发展的潮流中，在城市轨道交通行业领域深度覆盖，创建城市轨道交通信息中心和云平台，将城轨交通大数据多源融合，支撑信息科技跃进，从而完成与其深度融合。

如组建多渠道事件接报，语音融合调度，视频融合会商，监测周边发展态势，追踪事件发展轨迹，记录应急视频监控等的通信调度平台，可以将传感器、GPS、无人机、摄像头、AR 眼镜、电话、集群、短信、APP/视频、Email 等综合考虑。通过数据共享，打通业务系统数据壁垒，实现城轨交通建设施工与管理数据相融合，如统计分析数据中的智能视频分析、预警信息、考核排名、趋势分析等，以及智慧工地数据如环境、劳务、视频、设备、用电监测、轨行区数据等，应急资源数据如应急物资、应急专家、应急队伍、应急机构、环境与地理等，内部平台数据包括进度、安全、质量、投资、风险、隐患、盾构、线网、线路、工区和工点等。盾构隧道安全大数据应用中对施工掘进参数建议值进行预测，为施工经验不足的单位和工程公司提供借鉴，为高风险工程提供科学决策支撑，为盾构化无人掘进奠定基础；对隧道地表沉降建立分析预测，根据施工参数及工况对盾构施工近接穿越的地表沉降进行智能预测预警，从而降低各类重大穿越风险提升核心预警预测能力；对盾构姿态智能纠偏，防范因轴线控制不当导致的轨道调线等重大事故，同时提高成型隧道质量，预防质量事故。辅助盾构机辅助选型，防范因设备选型不当带来的施工风险，防范因开舱换刀时间不当带来的施工风险，为换刀提供决策支撑，施工异常争端预测，针对盾构施工常见问题，进行施工事故的提前防范。

应急和“三防”辅助管理与指挥，打通业务流程及资源，实现多部门高效协同。全局总览，信息汇聚，统一指挥将地铁建设参建单位、交警、医疗救护和消防抢险等联动协同，通信调度平台可将多渠道事件接报，语音融合协调，视频融合会商，周边态势，事件轨迹和视频监控，应急业务系统对接通畅：从事件上报，事件下发，任务指派到任务反馈；部门数据对接上：从气象数据，人员信息，车辆信息，物资资源到场所信息等，多元融合。通过数据共享，打通业务系统数据壁垒，实现建设施工与管理数据融合。打造地铁建设工程数据平台，进行统计分析数据，如只能视频分析，预警信息，考核排名，趋势分析等，智慧工地数据：如环境、劳务、视频、设备、用电监测、轨行区数据等；应急资源数据：应急物资、应急专家、应急队伍、应急机构、环境与地理等，内部平台数据：如进度、安全、质量、投资、风险、隐患、盾构、线网、线路、工区和工点等紧密结合，通过轨行区数据、劳务数据、设备与用电监测、环境监测、视频监控、一体化工程项目管理平台数据，安全管理平台数据等。

三、建立一张网：城市轨道交通动态资源协同及智能调度网络

基于5G 轨交专网打造轨交智慧化建设，围绕站、车、线三个维度建设专享、尊享网络应用。以智慧场站服务、轨交车地通信、轨交信息化云服务三大核心规划为依托，打造综合轨交以场站为“枢纽节点”，轨交车地通信为“传输网络”，生产管控信息化建设为“链接纽带”的综合轨道交通信息化升级体验。打造“站、车、线”轨交新业务，节点：场站，建立以客、货运场站为核心的信息化服务能力，连接：线路，建立围绕以线路巡检作业为核心的安全管控、作业协作、生产信息化能力，传输：列车，建立以轨交机车无线车地通信为核心的车载前后装服务能力。建设5G 轨交行业专网生态体系，以轨交行业通信网络升级为契机，依托新基建和轨交2035 建设纲要，推进轨交行业专网能力建设，构建5G 轨交行业生态体系。

开启5G 轨交专网的建设模式，5G 轨交专网采用中国移动BAF 多量纲商业模式，专网可灵活组合，延展多量纲，可快速规模化落地复制。“按单点菜”按需建设，目前已在22 省301个项目得到验证。5G 轨交线路及车站专网：B1+B2 模式，2.6G或700M 频段与4G E 频段混合组网。主推专享和尊享模式，通过QoS(5Q1)、切片、RB 资源预留等手段实现业务逻辑隔离，满足客户对网络速率、时延及可靠性的优先保障需求，提供无线网络增强覆盖。5G 轨交车内专网：采用B3 模式，4.9G 频段（100M）与4G E 频段混合组网。通过专项和尊享模式，为轨交构建专用的无线网络，提供高安全性、高隔离度的定制化建网服务。通过边缘计算基数，实现本地业务处理，满足数据本地化、超低时延等需求。其中的增值内容还包括：业务加速、业务隔离、本地业务保障、数据不出场、边缘节点、超级上行、用户专用接入、网络设计服务、网络优化服务、网络运维服务和重保服务等。

北京市通州区与河北省三河、大厂、香河三县市协同发展规划中提到“深入推进轨道上的城市建设，完善多层次的城市区域轨道快线（含市域铁路）、轨道普线、局域线等多层次的轨道交通网络。”这是极具代表性的积极融入“新基建”领域的信号，作为首都的重要区块，通州区与周边临近区域通过打造轨道干线相融合，加快站城一体化建设，为轨道交通进行新一代“科技革命”，将各种制式的轨道交通囊括其中统筹考虑，如轻轨、有轨电车和单轨电车等，从而带动一系列工程、技术进行大范围应用和相应创新，推动了产业和经济社会加速发展。

四、建立一朵云：智慧轨交高效云计算平台

利用移动云平台打造智慧轨交高效运行环境，建设云计算平台、自动化运维系统、信息安全系统，为实现智慧轨交打下坚实保障基础。基础设施层面：为轨交所有应用系统提供网络运行环境，云平台资源层面：为地铁大部分信息系统搭建共享的运行平台，提供统一的计算资源、存储资源以及统一的数据和服务总线；云服务体系层面：包括自动化运维体系建设、信息安全体系建设；标准化层面：根据国家相关标准系统的总体框架，建设云平台总体技术标准规范体系。如构建统一的客户端，容灾系统，进行容灾系统的分级管理，PC 端的自运维系统，将运维集成管理平台，进行运维管理，统一监护平台，进行运维流程管理。业务平台中的生产，旅服，物流，行政，交通等，云管理系统PaaS 层级包括服务管理引擎，应用管理引擎，数据管理引擎，IaaS 层级包括物理资源管理、虚拟资源管理。安全管理体系包括应用安全，数据安全和主机安全。

将轨交云网融合助理异构网络融合，专网安全升级，基于IT网络的开发方法，打造云计算与传输网、无线网从核心侧到边缘侧的有机融合基于云网融合的边缘云方案，使关键业务本地分流，核心数据不出局。网络安全防护中的LTE 终端鉴权机制，MEC 服务区域限制，端口隔离机制，物理隔离机制和加密传输机制。应用场景可以为5G 智慧轨交车站提供服务，只会车站整体解决方案提出在地铁、火车站等站场内的既有独立子系统基础上打造数据充分汇聚、高效管理的智慧化运营平台，列车自动化全面可控，客流信息实时反馈，精确调整，可视化预测，定量化指令与推送的一体化系统的可视化展示与运营管理。目标：保障地铁、火车站等站场内的既有独立子系统基础上打造数据充分汇聚、集中开放、安全有效。将一系列抽象、不具体的信息化指令转变为具体、形象的可感知图像，从而令车站运营人员和乘客有一种亲切感，而不是冷冰冰的与机器进行无感交流，使乘客有归属感，有宾至如归的感觉与体验的可视化展示与运营管理。打造更安全的运营：如设备故障快速感知，快速准确处置，大客流快速感知，快速准确处置，突发事件快速感知，快速准确处置；更高效的管理：车站运作状态可视化、运行自动化，作业过程标准化、步骤化、结构化，现场管理网格化——地盘式管理模式，人员技能复合化，业绩评估量化、指标化；更优质的服务，真实可感的地铁车站通勤环境，包括车站的体感温度、湿度和照明系统，乘客所需信息可轻松、省时地获取，行车准点率、兑图率逐年提升，乘客满意率在高位运行，打造更高级别的车站自主化服务，从而达到精简一线工作人员，提升车站智能化运营比重，节约运维开支。车站画像，乘客画像，更精准的服务，车站+的模式，打造车站生态圈。

五、结语

中国是全球唯一拥有完整产业门类的最大制造业国家，同时，也是全球最大的单一消费市场，中国有条件实现经济独立的内循环，从而使得中国经济得以相对正常地运行。发展轨道交通是最好的选项。将智慧城轨的一平台、一张网、一朵云多源融合，从而实现智慧城轨的五个基本功能：自主感知、分析诊断、自主决策、精准执行、自我学习。目标是在既有综合监控系统基础上打造车站智能化运行与运营管理系统，具备运行状态全方位精准感知、运行趋势智能化分析预判、信息指令一体化主动推送、运行规则拟人化自动进化功能，实现面向乘客的全方位体验，面向设备的全自动运行，面向站长的辅助性决策和面向事件的共治式联动。

中国已经入新阶段的发展时代，城市轨道交通的智慧城轨建设作为新基建的重要组成部分，交通强国战略的主要面向行业，中国智慧交通建设驶入快车道，加快推动大数据、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，对交通运输传统基建进行数字化、智能化改造和升级，实现人、车、路信息互联互通，促进各种运输方式融合发展，推动运输服务模式创新，最终建成安全、便捷、高效、绿色的现代综合运输交通体系。