【軌道交通智能化】智能車站的實(shí)踐與思考---韓志偉

　1. 鐵路建設(shè)最新成就
　　人類社會(huì)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入智能、智慧化時(shí)代，人工智能在各個(gè)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(guó)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(qiáng)，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、保障和改善民生、支撐國(guó)家重大戰(zhàn)略實(shí)施、增強(qiáng)我國(guó)的綜合實(shí)力和國(guó)際影響力發(fā)揮重要作用。截止2016年年底，全國(guó)鐵路總里程達(dá)到12.4萬公里。其中高鐵已經(jīng)達(dá)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(huì)的窗口和城市門戶，越來越受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在2016年年底，我國(guó)建成車站1103座，其中高鐵車站676座，省會(huì)級(jí)綜合交通樞紐車站63座。對(duì)于鐵路客站建設(shè)，中國(guó)鐵路總公司編制了《鐵路旅客車站設(shè)計(jì)指南》，同時(shí)出版了《當(dāng)代鐵路旅客車站理論探索》，《鐵路客站的細(xì)部設(shè)計(jì)》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(shí)，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(yùn)營(yíng)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(tái)站：福田站是連接將來的通往香港的純地下車站，長(zhǎng)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(tái)站是車場(chǎng)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(jì)已經(jīng)進(jìn)入智慧化時(shí)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)。總的來看，我國(guó)鐵路受歷史背景和國(guó)情所限，一直以來給旅客以買票難、體驗(yàn)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(gòu)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(duì)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)?？傮w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(shí)要提升車站的智能化維護(hù)水平、延長(zhǎng)建筑的使命壽命、節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本。具體實(shí)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(yàn)，例如根據(jù)對(duì)車站大數(shù)據(jù)的分析，針對(duì)旅客的出行習(xí)慣、個(gè)人喜好等推出個(gè)性化的需求信息，推進(jìn)進(jìn)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(dòng)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(dòng)便攜式智能設(shè)備，為不同旅客提供多樣化、個(gè)性化的服務(wù)需求。
針對(duì)車站智能化的實(shí)踐途徑，可以從智能設(shè)計(jì)、智能建設(shè)、智能運(yùn)營(yíng)、智能服務(wù)以及智能維護(hù)這五大方面展開。
3.1 智能設(shè)計(jì)
　　設(shè)計(jì)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(jìn)入智能設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)中推廣使用，未來智能設(shè)計(jì)就會(huì)把車站設(shè)計(jì)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(jì)過程中，從設(shè)計(jì)初期，建立了整個(gè)借助BIM模型，這個(gè)模型整個(gè)對(duì)施工工藝、設(shè)備安裝、后期的維護(hù)管理進(jìn)行全過程的控制。目前整個(gè)車站建成交付運(yùn)營(yíng)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(shí)景圖。

圖 1 蘭州西站實(shí)景圖

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

圖 2 豐臺(tái)站設(shè)計(jì)模型

基于這個(gè)車站的復(fù)雜性，圖2是采用客流模擬仿真技術(shù)，對(duì)進(jìn)入車站的旅客行為習(xí)慣，進(jìn)行智能化模擬設(shè)計(jì)建立的模型。其中藍(lán)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(gè)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(shí)進(jìn)一步對(duì)服務(wù)相對(duì)比較薄弱的環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，通過對(duì)客站的消防性能化、環(huán)境舒適度研究，把豐臺(tái)站努力打造成一個(gè)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(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)來全面提升車站的智能化施工水平。同時(shí)也在標(biāo)準(zhǔn)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(shí)推廣現(xiàn)在目前國(guó)家提倡的裝配式技術(shù)。同時(shí)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(yùn)營(yíng)
　　車站運(yùn)營(yíng)期間的智能化管理是全方位的。鐵路方面計(jì)劃從6個(gè)方面推進(jìn)智能化管理水平。第一是基于BIM工程的全壽命管理平臺(tái)；第二是車站設(shè)備的智能監(jiān)控平臺(tái)；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(yùn)輸系統(tǒng)，例如在豐臺(tái)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(gè)性化、智慧化的服務(wù)。針對(duì)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(shí)別的自動(dòng)實(shí)名制校驗(yàn)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(tái)；五是電子票自動(dòng)檢票設(shè)備應(yīng)用；六是大件行李自助寄存和托運(yùn)系統(tǒng)。具體構(gòu)成如表3所示。

3.5 智能維護(hù)
　　車站維護(hù)是保證車站全壽命周期運(yùn)營(yíng)良好的重要保證。大型客站中推廣結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，可對(duì)站房結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括：應(yīng)力監(jiān)測(cè)、振動(dòng)加速度響應(yīng)監(jiān)測(cè)、風(fēng)壓監(jiān)測(cè)、風(fēng)速監(jiān)測(cè)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(yùn)行監(jiān)控、風(fēng)監(jiān)控以及溫度監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時(shí)地監(jiān)控車站的健康狀況和運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。
4. 展望
　　在智能化程度越來越高的今天，旅客對(duì)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(bào)告里所提到的“我國(guó)社會(huì)的主要矛盾已轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)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(yuǎn)。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(jì)、智能建造、智能運(yùn)營(yíng)、智能服務(wù)、智能維護(hù)等多方面，全力推進(jìn)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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