aliee

1SH

2019年

地"#慧％.*

江志彬"，2陈菁菁'谷金晶"，2

（1.上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室,

201804,

上海；2.同济大学交通运输工程学院,

201804,

上海;

3.上海地铁第四运营有限公司,200071,上海//第一作者，副教授）

摘要从地铁智慧车站的需求出发，

剖析了智慧车站的内

涵和特征;从智慧设计和建造

、

设备智能检测和控制、客流智

能监测与预警预测、智能决策和智能服务等方面

，

探讨了智

慧车站的实践途径。提出智慧车站的目标是实现车站管理

与服务的数字化

、网络化、智能化、绿色化、个性化、人性化、

自助化和协作化，达到可测、可控、可阅读的目的，进而提升

地铁智慧化管理效率和服务水平，促进运营服务方式、

运营

组织方式和运营管理决策方式的转型升级。

关键词地铁；智慧车站；智能感知；智能决策；智慧管理

中图分类号U231.4

D0I：

10.16037//1007-869x.2019.09.002

ConnotationofSmartMetroStationand

PracticalApproaches

JIANGZhibin,CHENJingjing,GUJi/ing

AbstractAccordingtotherequirementsofsmartstation

,the

connotationandcharacteristicsofwhichaeanalyzed,theprac-

ticclapproachestosmartstationaediscusdfromaspectsof

smatdesignandconstruction

,intelligentdetection

andcontrol

ofequigment,intelligentmonboringandpre-waning

predictionofpasngeeflow,intelligentdecision-makingand

imattgoalofsmat

stationisto

eealieethedigitieation,

netwoeking,inteligence

,geeening,in­

dividuation,humanieation,lf-eviceandcola0oeationof

stationmanagementand

evice,aiming

atmeasuea0le,con-

teol

a0leandeeada0lepuepos,inoedeetopeomotetheteans-

foemationandupgeadingofopeeationevice,opeeationoegani-

eationandopeeationdecisionmakingmodes.

Keywordsmetro；smartstation；intelligentperception；in-

tlligent

decisionmaking

；wisdommanagement

Firrt-autaor

InfrastructureDurabilityandSystemSafety,201804,

Shanghai,China

新型智慧城市是贯彻落实创新、协调、绿色、开

放、共享发展理念，

推进新一代信息通信技术与城

市战略、规划、建设、运行和服务全面，

以

信息城市发展新'大

首次提出“智慧社会”，

明确了智慧城市发展的新

要求*1]'（智慧地铁”作“智慧社会”的一个重要

,地铁行、物联

、、大、地理信息（"信息技

术，推进信息技术与地铁业务深度融合，地

运营安全、提运输、提出行体验[2]'

作地铁,是地铁

服务社会和城市,、面出

行新目标

和提设设智面,全

面提升地铁智慧，是实现“智慧地铁”

O

目前针对“智慧”还没有明确的定义，有部

学者在智能设计*3+、智⑷、智服务*4咚

提出地铁智建设建与

,“智慧”、目和实有

进一'地铁智慧出

发，剖析智慧和特征;从智慧设计和建

造、设智能检测和控制、

客流智能监测与预警预

测、智决策和智能服务面探讨智慧实

1地铁智慧车站的需求与内涵

1.1地铁智慧车站需求

智慧是基于各类智信息技术的综合

应用,集架构、系统、应、管理及优化组一体,

具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策等综合智

慧能力，是人

、建筑和环境协调的整，实

了设计、建造、运营、服务、

“生产范式”向

上海市科学技术委员会课题资助项目（18DZ1201404）

•6•

第9期

“服务范式”的转变。智慧目标是实站

理与服务字化、、智、绿色化、个

性化、人性化、自助化和协作化,达到可测、可、可

阅读的目的。

智慧建设的核心目标是提理效率和

服务。随着我国地铁建设的快速推进和-

运营程不断深入，地铁结构的复杂程度

越来越高,大型换越来越多，客流增长速度快

且时空特征复杂多变，加上日常运营过程常面

临复杂的运营环境（如大客流、突发事件、恶劣天

气、

故

），导致理的难度越来越大。随着

地铁新的智能装备（如基于通信的列制

（CBTC）系统、无人技术等）、新监测（视

频、Wi-Fi嗅探、信令、蓝牙、红外等）、新的设计

与建造技术（建筑信息型（BIM）、技

术等）、新付（刷卡、付、付、

刷脸支付等）和新的信息技术（

、大、人

工智能、、全息感知、区块链等）勃发展,

地铁要向智慧转变。提

智慧可以达到、减员增效和提理与

服务目的,更重要的是可提

为

、安全、可靠、一体化和人性服务，提i

出行体验。

1.2地铁智慧车站的内涵和特征

传统与智慧析如表1所

示。智慧特征主要3面。

设施设备管理

表1传统车站与智慧车站的内涵差异分析

对比项目

传统车站

智慧车站

设计与建造

二维平面

+

三维设计

,导向,功能单一建筑可阅读数字化设计,设计与建造，功能非单一化,

自与信息，自制

+智+

立体感知

+智能融合+智能

制，

可实现全过程智

理，是可

服务，交通服务，还提、、服务；式

，强调验

、以人；智+协同服务，

强调与管理与

服

务，有

客运服务

安全管控

设备分割明显，多采用人控+机控,智能化

程

共性服务,单一交通服务，被动式服务，协同性

较差

监测手段主要依靠人员或设备,重在事后处置

自动

、实时、全面透彻的感知，强调与物、人与物、人与人的全面互联、

通

、，事向事前预警预测转

1）全面透彻的感知与控制。各类智能系

统和感知设备，智、感知环境、设

设、轨、列运行过程等，对感

知进行、分析和处理，促进各业务系

统和运行。智慧调各设施设

自制和有限条件下的自修复，强调运

营自和智。

2）决策。及理是一

开放的复杂巨系统，各类有线、无技术的

发展与

、人与、人与人全面

、通和，各类随时、随地、随需、随

应用提基件。每一、每一工

作人员、一列列、一设

信息，作智慧

“”大地增作为智慧城市自适

应系统信息、实时、随时随地提智

服务力。新一代全面感知技术的应用产生了

海，通过将“云”与“端”结，通过智，

实海、与分析；通过人

“智慧”参与，提决策和应i挥的

能力。

3）人

服务。是地铁服务，

出行不是出行，而是面、

、出行，要重新地铁服

务。智慧设计、建设和运营要

重以人、与、公与、社会协同的开

放创新空造以及公共与独特创

造，重出发，与，

公智慧。

2智慧车站实现途径

2.1基于BIM的智能设计和建造

结构与空间是智能设施建设和运营服务

基，进行设和建造时应

到人性化、有服务。

“BIM+”融合了BIM技术与地理信息系统（GIS）、

、、、实技术（VR）、激

光扫描、3D（）打印和数字化加工等技术，能够

实现项目全生命周期的信息共享，实精细化项目

理，节约投资，提工程管理，实资产

理清晰化,展现空人和艺术化。

1）智慧设计。设是工程建设的灵魂。智慧

-7-

:図H朗m聲芟iff醫]

2019年

设计可以通过BIM正向设计结合多项目、多专业系

统集台来实现⑸。新一代的智慧设计，可

通过BIM型直接生成设计图纸，即正向

设计。正向设计可以大大提高出图

，并第一

时间发现问题,提高设计质量。智慧设计可可

环境中真正实出行和企理，实

规划方案优化、场地仿真，同时可

线搬迁、道路翻交和装修设计。地铁承担着塑造城

市良、充当载使命,是传播城市文

脉、展城市风貌，，地铁空设

要充和艺术的品质，使空具场所

感、亲和感、地方感和历史感[5]o

2）智慧建造。建造过程的智有利于提升

建造和效率，如将BIM模型轻和移动互

、信息集成整合，可实现项目信息（PIP）*句。

PIP将设计、投资、进、现场、远程监控、监

系统整一起，对项目进度进行、

可风险预测，指导施工管理人员进行有

资源配置和施工质理。通过

PIP平台实现项目

信息的集成和，根本上提升BIM环

境项目管理能力，有降低工程建设安

全、质、环境与经济风险，进提高项目工程整体

理效益,如:通过BIM+GIP实导舱；

通过BIM+进度管理实现计划控制;通过BIM+

成本

中心实现投资管理;通过BIM++实现物料溯

源;通过BIM+远程监控实现风险管理;通过BIM+

激光扫描实现智慧验收。

2.2设施设备的智能检测、智能控制和高效整合

（包括车场）都安装了许多设施设备，各类

设应能实现自感知、

自检测、自制，并且

可以实现硬件设整合、设与管理：的

，如出入口卷帘制、进出站闸I

开关和方向控制、标志牌的智换和信息的自

新、照明系统的自动开关和调节、

自楼扶梯

运行方向和速制、空调和通风系统的智:

制等[7]o与人工操作相比，先进的自制系统

既可随时、随地、随、随设制需

，可约可观*讥同时，可源数

出发

，基于海量历史运营数据

流特征挖掘，结设施设备可靠性和养规

则与要求，驱式下进行设施设备

智运用决策，实设施设理理

向理、人工驱向驱智向

转变。

2.3客流状态的实时监测与预测预警

是服务要，对于客流的流

、流向和密实时监测是提运服务2

'智慧建设需要种检测技术（如

、、热敏、Wi-Fi、信、"，实场

景、流实时监测

，实各类

共享和及时传递。客流监测主要包括3个层次:从

宏观层面上，需要即时各、

各趟列流；观层面，需要即时

各不同出入口、不同换向

流

;观层面，需要即时流在不同区域

（如换乘通道、楼扶梯、向台）的流、密

、

流速

及人。同时，通过多种监

测技术，可预测上出

行轨迹，自行为及，实时

流预测和预警，提性化出行引

导、运营信息推服务。，可人群聚

集、边侵入、非法入侵流进行

安全监测，如实敏感或可疑人员踪

、

自运营异常事件和状态、自力瓶

颈等*+呵o

2.4智能决策

通过多源进行多层次组合优，结

大、、人工智能、交式探式、可

仿真技术，结、列、设设、交通

环境、天气监测，可实精细化

出行预测、承载能力分析、力：

实时、设设与人员智理调，

及

预警、应疏散决策、协同限流决策、

列运

行调整决策、信息智能发布、智导*II]O女口:通

过历史列车和客流全息感知，基于处理、分

析、、验和建过程，提出城市空间、交

通方式间、轨道交通线路出行特征信息;

和出行时空轨大提出

各类出行（通、通学、生、）时空规律

信息，结实时集流，精预测流和

流、大流的流向，列开行方案和

流组案的优化提’

2.5智能服务

智能服务的目标是提出行品质，达到

体面与出行的目的，面。

I）智能出行规划。基于出行的一规划，实

•8•

第9期

现跨线路与跨交通方式的一体化出行智能规划，如

实种交通方式（如公交、铁路、长、航空、

共享、共享）的服务信息、出行路径

规划、周边信息（如院、公、银行、设"查

，实出行的全流程定制化服务。

2）智与售检票。基于、智

卡、人脸新技术，实和检票

快速化'

3）快速安检。通过研发新的安检设备，实不

、式安检，同时实现不同交通方式的安

检一。也可通过设立实（如APP

实、刷脸）,建信用制度,实上

安全，常安检程序。

4）智问询。和问询服务，提

智能面、、感知、语音

、智翻智服人，以人、人

式

提供信息。

5）智导航。基于、多层次字地

图，实自助导航、智导、移动

人引导服务。

6）智检和现场勘测。如实现移动机器人

的智检、突发场智测（如

灾）。

7）工作人员智。

通过实时采集工

作人员和工作信息，实人员布岗

智能管理。

8）台智导。基于实时采集的列

、台流信息，可不同程度，

实现站台区智导。

9）智监测。通过上网行为

和字等信息,可及时地铁

热点和目运营，进服务质量和提

安全。

3结语

我国各城市地铁运营点是运

营安全、和质量，传统模式转向与新兴

技术，开着眼通过各种智技术提升

运营，推服务向精细化增值服务方向

发展，智慧正是重点发展方向。但要实

真正上的“智慧”，有长的路要走，

打破目通，更重要的是需

要重新服务，新，

务流程、管理流程上进行优化，达到“将乘

变，变成社区”的目的。

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（收稿日期:2018-07-20）

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