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智慧地铁需求分析及功能规划研究

发表时间：2021/7/28 来源：《中国科技信息》2021年9月上作者：马佳芸

[导读] 智慧地铁发展成为未来的主流发展形势，其搭载AI技术、大数据分析技术，通过数据的集成分析，合理配置地铁线路、车辆资源，以解决人、车、路分配不均衡的问题，缓解客流压力，提高地铁运营服务的效能。

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摘要：智慧地铁发展成为未来的主流发展形势，其搭载AI技术、大数据分析技术，通过数据的集成分析，合理配置地铁线路、车辆资源，以解决人、车、路分配不均衡的问题，缓解客流压力，提高地铁运营服务的效能。为此，文章从智慧地铁的功能定位和构成出发，以调度平台集成技术为着力点，重点解析其技术内容和发展趋势，为智慧地铁建设提供理论支撑。
关键词：智慧地铁;路网资源;优化配置;客流
        一、智慧地铁的功能定位与构成
        智慧地铁是以乘客出行需求的个性化服务为主导，面向不同区域、不同运量的需求，依托大数据分析技术、人工智能技术及网络共享技术，在原有的全自动运行系统基础上，将已有的运行功能拓展至智能调度、智能车站、智能车场、智能运维及无人驾驶等功能[1]，以此提升车站、调度和运维管理的智慧化水平，为实现地铁交通全线路、全范围车辆的智能化、网络化的运营控制。当前，智慧地铁建设正在加速推进，关于其功能构成，结合实践和主流研究方向，主要包含以下几个方面：地铁大数据平台、地铁运行智能监测技术、地铁智能调度技术和地铁智慧软件开发。其中，大数据平台是智慧地铁的基本构成，可为智能监测技术、智能调度技术等提供数据支撑，通常，融合大数据的清洗、合并与共享等核心技术，用来进行乘客流量的分析、车流及运输量等数据的实时共享[2];智能监测技术是运行传感技术、人工智能AI技术、可视化技术等实时监控客流量、车辆运行状态等数据，以便在出现大规模客流或车辆运行故障时发出异常预警;智能调度技术以人工智能、大数据分析技术、数据共享技术为基础支撑，通过人、车流量的实时监控、追踪，合理调配车辆运行路线、速率和运量;智慧软件开发依赖智能监测技术、智能调度技术进行开发，是智慧地铁整个运营系统的核心支撑。上述各部分相互作用、彼此互补，共同推进智能地铁的建设和运行，从而促进线路、车辆及运行资源的优化配置，在为乘客提供安全、有序出行需求的同时，也可提高地铁的运行效率，控制成本。
        二、智慧地铁调度平台集成技术的设计目标
        目前，智慧地铁建设过程中面临的首要问题是客流的拥挤、车流客流匹配不均，要解决这些问题，根源在于调度平台集成技术，其能够根据不同线路地铁客流需求，进行车辆资源的最优匹配。以往的地铁运行量、时刻表是根据既定的客流量数据以及运行经验设定，严重忽略了客流量的随时变动性，而地铁调度平台集成技术将地铁运行系统平台与数据监测、采集、大数据分析、数据共享、人工智能AI技术等融合为一体，可基于视频在线监测客流量的变化，进而优化调配各线路的运行车辆，实现车辆需求与供给的最优配置，解决因人车匹配不均造成的客流拥挤或资源浪费问题。结合实践，智慧地铁调度平台技术主要依赖于以下两种智能算法，实现人车资源的最优匹配。
        2.1 地铁客流时空模式挖掘算法
        近年来，随着城镇居民数量的不断激增，交通拥堵、无序的问题已经成为困扰人们出行的最大难题，为此，缓解城市交通压力的基本方法就是准确把控乘客出行的时空规律性。针对此，可通过与智慧地铁运营系统、管理终端等的数据连接，实时采集车辆运量及客流量信息，利用大数据挖掘技术对乘客日常的出行刷卡数据进行分析，预估乘客出行的模式、路径和时间，得出客流在时空上的分布规律，通过时空模式的挖掘，可进一步对站点客流预测算法进行研究，预测不同时间各站点的客流量，以准确调配运力资源、进行高峰及拥堵分流的应急协调，更好地满足乘客出行需求。
        2.2 地铁车辆运行时刻表的优化算法
        列车运行时刻表的优化设计可确定相邻列车进站前后时间、运行前后位置及速率等内容，是节省乘客等待时间、减少客流大量拥挤的基础和前提。为此，在时刻表的智能算法设计中，可根据乘客刷卡记录、出行时间方式预测及客流实时监测，在随机性和不确定性的基础上，以全程线路中人车资源的最优匹配为目标，以客流量为模糊变量，构建最小等待时间、最优调配效率的多目标优化模型[3]，通过模型的求解，便可得出最优的时刻表，由此设定最优的车辆运行图，可为列车运行及乘客出行提供更优质的服务。
        三、APP可以根据发送推动内容，实现绿色出行。

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        3.1智慧地铁电子商务
        在信息技术的广泛应用和经济市场不断发展的两把利剑作用下，传统地铁行业的模式已不能适应现代地铁的发展潮流，智慧服务平台的产生将会带动地铁的动态、多维度、全方位发展，其快速发展基于互联网平台的在线商务功能，相信地铁出行者对地铁电子商务的需求与日俱增。
        电子商务功能旨在服务地铁乘客的前提下，获得一定的商务利益。电子商务可以在地铁中得到应用，可以实现乘客的绿色出行、方便乘车等内容，主要电子商务的主要内容有广告，相关产品的销售，相关旅游产品的推行等，电子商务的出现不仅仅方便市民朋友，还可以拉动相关经济增长，一举两得。
        先关的电子商务可以通过大屏幕信息展示该站点的相关美食、旅游、住宿、交通等重要信息，刺激二次消费，并且带来更大的方便性。
        3..2特殊旅游站点信息系统
        特殊旅游站点的信息系统可以方便外地参观乘客快速查询想去景点，使得旅游的出行效率大大提高，在车站设置相关查询站点终端，并且在站点设计导向标示，路线告示，该方案的设立涉及到相关嵌入式硬件设备，相关的接口包含有自动售票系统等。
        建设包括景区站点地理信息、安全监控系统、客流、交通、环境保护等景区站点基本信息数据库，开发特殊旅游站点信息系统，实现地铁站内浏览站点经典概况，购买电子门票等功能，并且能在地铁的嵌入式硬件设备公布景点概况信息图片和视频、旅游文化信息和文化背景、景点天气预报、穿衣指南，虚拟体验，住宿预订等公共服务信息。在景区站点提高信息化和智能化的应用。
        3.3惠民便民服务通道
        惠民便民服务通道旨在建立一项具体可行的通道环境，为城市地铁出行的人民提供各种便民政策，加强地铁内的通信、金融、医疗、生活、银行服务类的设施，加大相关的惠民服务产品，比如，地铁卡、一日卡、三日卡、月卡、年票、老年人优惠通道和政策、小商品消费优惠券等。该项惠民便民服务通道的建立，提高亲民力度，提升地铁的绿色出行便利性。
        3.4安全保障服务体系
        安全保障服务体系，包含实施当地地铁相关的法规、安全标准等，大力建设相关设施，机制的安全法规，保证人类出行的安全。该系统涉及到公共信息发送，社会治安保障体系等，为乘客的出行提供安全保障，主要的接口内容有视频监控系统、公安无线网络等。
        3.5 行政管理服务通道
        行政管理服务通道主要是指规范地铁市场秩序、强化地铁的管理。同时还提供地铁从业者教育培训、地铁消费者保障服务等，积极倡导文明地铁、绿色地铁。该行政管理服务通道涉及到云计算，大数据分析，互联网应用的相关内容，使得地铁的运营人员能够积极的参与到行政管理体系中，加大安全督导人员的执法力度，保障每一个地铁出行人员的合法权益不受侵害，并且设置有紧急报警和装置，使得城市地铁的旅客在发生危险情况下第一时间发出求救信号，为文明地铁、绿色地铁的顺利实施保驾护航。
        结语
        推动智能绿色地铁的建设，智慧服务平台为绿色地铁的实施提供了广阔的前景，具有较高的推广价值，堪称为惠民，便利的信息化工程，为城市绿色地铁的建设做好了重要的基础。
参考文献：
[1]乔海燕.关于构建旅游公共信息服务系统的思考[J].中南林业科技大学学报（社会科学版），2012（2）：27-29.
[2]张凌云.智慧旅游：个性化定制和智能化公共服务时代的来临[J].旅游学刊，2012（2）：3-4.
[3]吕和发，张宝敏.澳大利亚的旅游信息服务[J].桂林旅游高等专科学校学报，2002（13）：80-82.