【軌道交通智能化】智能車站的實踐與思考---韓志偉

　1. 鐵路建設(shè)最新成就
　　人類社會發(fā)展已經(jīng)進入智能、智慧化時代，人工智能在各個領(lǐng)域都取得驚人的成果，近年來智能技術(shù)在鐵路也有不同的應(yīng)用。研究智能技術(shù)在未來車站的發(fā)展，是鐵路建設(shè)面臨的重要課題。
　　近十年來，我國的鐵路飛速發(fā)展，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)逐步形成，服務(wù)水平明顯提升，創(chuàng)新能力顯著增強，對促進經(jīng)濟社會發(fā)展、保障和改善民生、支撐國家重大戰(zhàn)略實施、增強我國的綜合實力和國際影響力發(fā)揮重要作用。截止2016年年底，全國鐵路總里程達到12.4萬公里。其中高鐵已經(jīng)達到2.2萬公里。伴隨著鐵路的快速發(fā)展，鐵路車站也作為服務(wù)社會的窗口和城市門戶，越來越受到社會各界的廣泛關(guān)注。在2016年年底，我國建成車站1103座，其中高鐵車站676座，省會級綜合交通樞紐車站63座。對于鐵路客站建設(shè)，中國鐵路總公司編制了《鐵路旅客車站設(shè)計指南》，同時出版了《當(dāng)代鐵路旅客車站理論探索》，《鐵路客站的細部設(shè)計》等專著作為理論指導(dǎo)，初步形成一套完整的理論體系。同時，近幾年客站綜合交通樞紐建設(shè)取得了新的突破。例如已經(jīng)開通運營的深圳福田站和天津于家堡站以及正在建設(shè)中的北京豐臺站：福田站是連接將來的通往香港的純地下車站，長35米，總共有5條軌道交通引入；于家堡站也是全地下車站，總共建筑體量最大跨度是120米，是單跨螺旋結(jié)構(gòu)；即將要開工建設(shè)的豐臺站是車場高架的立體車站，也是世界上最大立體化的、最大節(jié)約利用土地的一座車站，充分展現(xiàn)了鐵路客站建設(shè)的最新成就。
　　2. 鐵路車站智能化發(fā)展現(xiàn)狀
　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，21世紀已經(jīng)進入智慧化時代，傳統(tǒng)生活方式都在產(chǎn)生巨大的變化，鐵路這幾年也推出網(wǎng)絡(luò)售票、網(wǎng)絡(luò)訂餐等一些智能化服務(wù)?？偟膩砜矗覈F路受歷史背景和國情所限，一直以來給旅客以買票難、體驗差一些根深蒂固的消極影響。隨著鐵路的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)購票、自助服務(wù)，還有高端高鐵網(wǎng)上訂餐等服務(wù)的推出，旅客對鐵路的形象也逐漸發(fā)生了改變。如表1所示，目前新建的高鐵車站和既有鐵路車站在智能化水平上存在差異，不同的地區(qū)鐵路的智能化程度存在不平衡。

　　3. 提升車站智能化水平手段
　　為了縮小車站的智能服務(wù)能力與旅客的需求的差距，全面提升鐵路車站智能化水平是鐵路車站建設(shè)的首要任務(wù)。總體來講，鐵路智能化發(fā)展目是通過智能系統(tǒng)的整合、集成、應(yīng)用全面提升鐵路車站的智能化水平。首先要使車站變成智能建筑，其次要使車站能為旅客提供更加安全、便利、溫馨、舒適、快捷、周到的服務(wù)。同時要提升車站的智能化維護水平、延長建筑的使命壽命、節(jié)省運營成本。具體實施手段如下：首先，全面提升車站的智能基礎(chǔ)設(shè)施；其次，利用車站大數(shù)據(jù)全面提升旅客的出行體驗，例如根據(jù)對車站大數(shù)據(jù)的分析，針對旅客的出行習(xí)慣、個人喜好等推出個性化的需求信息，推進進出車站提供更加安全便利的信息服務(wù)；然后，利用最新的科技成果，提供智能化自動式服務(wù)，安全快捷的完成各種車站的管理；最后，充分利用移動便攜式智能設(shè)備，為不同旅客提供多樣化、個性化的服務(wù)需求。
針對車站智能化的實踐途徑，可以從智能設(shè)計、智能建設(shè)、智能運營、智能服務(wù)以及智能維護這五大方面展開。
3.1 智能設(shè)計
　　設(shè)計是工程建設(shè)的靈魂，車站建設(shè)經(jīng)過多年的發(fā)展，也逐步進入智能設(shè)計時代。目前車載中FAS/BAS系統(tǒng)已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用，BIM技術(shù)也正在鐵路客站推廣應(yīng)用。另外仿真技術(shù)也在大型的車站設(shè)計中推廣使用，未來智能設(shè)計就會把車站設(shè)計引領(lǐng)到新的高度。例如蘭州西站和的BIM技術(shù)。在蘭州西站的設(shè)計過程中，從設(shè)計初期，建立了整個借助BIM模型，這個模型整個對施工工藝、設(shè)備安裝、后期的維護管理進行全過程的控制。目前整個車站建成交付運營以后，包括所有的設(shè)備更換，甚至燈泡的更換，都能夠有效的通過BIM模型得到有效控制。圖1是已建成的蘭州西站的實景圖。

圖 1 蘭州西站實景圖

　　而豐臺站是座規(guī)模40萬平米的中國交通樞紐車站，車站引入了地鐵10號線和16號線，東西兩側(cè)分別連通三、四環(huán)，采用東進東出，西進西出的車流組織模式。底下地面是普速車場，候車在兩層車場中間。高速車場在最上面一層，總共是6臺12線，中間是旅客候車層，地面是普速車場，總共11臺20線，整個車站規(guī)模是17臺32系。同時地下也有三層，地下負一層是地鐵的交換層，負二層是地鐵站停層，負三層是地鐵站臺層。

圖 2 豐臺站設(shè)計模型

基于這個車站的復(fù)雜性，圖2是采用客流模擬仿真技術(shù)，對進入車站的旅客行為習(xí)慣，進行智能化模擬設(shè)計建立的模型。其中藍色代表服務(wù)水平最優(yōu)，紅色代表服務(wù)水平最差，中間依次。通過建立這么一個仿真模型，可以清晰的判斷出車站能夠給旅客提供的服務(wù)水平，同時進一步對服務(wù)相對比較薄弱的環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。同時，通過對客站的消防性能化、環(huán)境舒適度研究，把豐臺站努力打造成一個智慧性的新一代鐵路旅客車站。
3.2 智能建設(shè)
　　車站可以通過智能管理BIM技術(shù)和實時監(jiān)控技術(shù)來全面提升車站的智能化施工水平。同時也在標準化、裝配化方面做了一些嘗試。例如重慶西站建設(shè)中使用的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土同時推廣現(xiàn)在目前國家提倡的裝配式技術(shù)。同時在中小型客站的建設(shè)中推廣裝配式技術(shù)，例如車站雨棚等。
3.3 智能運營
　　車站運營期間的智能化管理是全方位的。鐵路方面計劃從6個方面推進智能化管理水平。第一是基于BIM工程的全壽命管理平臺；第二是車站設(shè)備的智能監(jiān)控平臺；第三是車站智能、節(jié)能管理系統(tǒng)；第四是車站智能綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)；第五是車站垃圾密閉式智能運輸系統(tǒng)，例如在豐臺站建設(shè)過程中增加了車站密閉式垃圾管道輸送系統(tǒng)，將車站垃圾通過密閉式管道輸送清理；第六是車站智能安全監(jiān)控及應(yīng)急指揮系統(tǒng)。具體構(gòu)成如表2所示。

3.4 智能服務(wù)
通過基礎(chǔ)設(shè)施的提升、大數(shù)據(jù)的建立、最新科技成果的應(yīng)用，使旅客感受到個性化、智慧化的服務(wù)。針對智能服務(wù)方面，主要是下面的六大系統(tǒng)構(gòu)成：一是基于人臉識別的自動實名制校驗系統(tǒng)；二是旅客同步安檢系統(tǒng)；三是車站W(wǎng)IFI及站內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)；四是智能求助系統(tǒng)和旅服集成平臺；五是電子票自動檢票設(shè)備應(yīng)用；六是大件行李自助寄存和托運系統(tǒng)。具體構(gòu)成如表3所示。

3.5 智能維護
　　車站維護是保證車站全壽命周期運營良好的重要保證。大型客站中推廣結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)，可對站房結(jié)構(gòu)安全進行實時監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容主要包括：應(yīng)力監(jiān)測、振動加速度響應(yīng)監(jiān)測、風(fēng)壓監(jiān)測、風(fēng)速監(jiān)測等。例如寧波站，在車站中在一些結(jié)構(gòu)受力最大的地方，增加了它的變形監(jiān)控、運行監(jiān)控、風(fēng)監(jiān)控以及溫度監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時地監(jiān)控車站的健康狀況和運營狀態(tài)。
4. 展望
　　在智能化程度越來越高的今天，旅客對鐵路車站也提出了更高的智能服務(wù)需求，目前，車站的智能化水平與旅客需求還有一定差距。正如同十九大報告里所提到的“我國社會的主要矛盾已轉(zhuǎn)化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分發(fā)展之間的矛盾”一樣，車站智能化的工作任重而道遠。未來鐵路車站將不斷采用各種智能技術(shù)，通過智能設(shè)計、智能建造、智能運營、智能服務(wù)、智能維護等多方面，全力推進智能車站的發(fā)展，打造全面的“智能車站”，為滿足旅客智能出行的需求做出不懈的努力。

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