智慧地铁
智慧地铁目前尚无公认的定义。一方面是因为不同的研究者从不同的维度进行考虑,对智慧地铁的认识不同;另一方面,智慧地铁本身正处于研究的起始阶段,近年来逐渐成为行业热点,其内涵也在不断的丰富和发展之中。
2020年3月,中国城市轨道交通协会发布《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》,阐述智慧城轨的内涵为“对应用云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术,全面感知、深度互联和智能融合乘客、设施、设备、环境等实体信息,经自主进化,创新服务、运营、建设管理模式,构建安全、便捷、高效、绿色、经济的新一代中国式智慧型城市轨道交通。”
2020年1月,上海地铁发布《上海智慧地铁建设与发展纲要》,指出智慧地铁的内涵为“智慧地铁是为保障地铁全局安全、提升服务质量、提高运输效率和改善经营效益,采用物联网、5G、云计算、大数据、区块链、人工智能等新兴信息技术,提升全息感知、实时分析、科学决策和精准执行能力,打造建设、运维、服务等资源智慧配置、业务智能联动的地铁运输及服务系统。”同时指出,智慧地铁特征可归纳为“SMART”,分别是状态感知(State perception)、数据管控(Data Management)、自动诊断(Automatic Analysis)、业务闭环(Round business)和持续进化(Tenacious evolution)。
2020年11月,北京地铁发布《首都智慧地铁发展白皮书》,指出智慧地铁“是指通过综合运用新的思想和理念,借助新一代的物联、通信、能源、材料、时空定位等赋能技术,以定制响应乘客、企业和政府等多元主体的需求为目的,在对地铁全过程、全系统、全要素进行透彻感知的基础上,建立的具有自组织能力、判断能力、创新能力、持续进化的新型地铁位移服务系统。”
《新时代城市轨道交通创新与发展》中,推进“数字化”和“智能化”方面,指出“利用互联网思维和技术对传统轨道交通进行重构和再造,打造全息感知的轨道交通体系,实现人、车、运行环境、设备、智慧调度之间的在线数据以前所未有的广度、深度和速度上进行交互与共享,营造每一处数据采集点感知全景交互的信息环境,最终形成‘管理和服务共融、线上和线下互动、需求和资源匹配’的开放互联的交通新业态、新模式,满足移动互联网的时代背景下个体精准化管控和社会公众一站式出行服务的需求”,从而阐述对智慧地铁的认识。
轨道交通行业其他研究者对智慧铁路或智慧轨道交通也提出了类似的概念。日本铁道综研于2000年提出的综合利用通信、信息技术构建未来日本IT铁路系统研究计划—CyberRail。该系统用以建立标准和通用的框架, 其基本理念在于旅行的个性化服务。2015年3月,欧盟发布《SHIFT2RAIL 战略总规划》,在车辆、行车组织、基础设施、乘客服务及货运等5方面开展数字化智能化创新,提出虚拟联挂/分解作业概念,彻底打破既有系统设计安全距离的概念等。2018年,英国铁路为了布局数字铁路未来规划,制定了数字铁路战略(Digital Railway Strategy),在移动通信数据互联、智能基础设施等领域布局。国内学者曾华燊提出,智慧轨道交通是人类社会对轨道交通发展趋势和运作模式的抽象,是轨道交通发展远景的宏观理念和建设目标。贾利民提出铁路智能自动化和铁路智能运输系统RITS,是集成了先进的信息处理技术、通信技术、控制与系统技术、计算智能与决策支持技术等,以实现信息采集、传输、处理和共享为基础,通过高效利用与铁路运输相关的所有移动、固定、空间、时间和人力资源,以较低的成本达到保障安全、提高运输效率、改善经营管理和提高服务质量目的的新一代铁路运输系统。
从上述分析可知,无论智慧地铁、智慧轨道交通、智能铁路等,在定义与内涵方面都包括技术、路径和目标3方面要素的考量:一是利用最先进信息、通信和控制等新一代技术;二是技术的应用和演进路径,从感知、互联、处理、决策和自主进化;三是技术应用的目的,实现更高安全、更好服务、更高效率和更好效益。
但这些定义,与传统行业的差异性尚没有充分凸显出来。笔者认为,智慧地铁与传统地铁显著的差异在于:
一是决策理性化。由于物联网、大数据、云计算等数字化新技术使得信息采集分析的完备性、充分性、时效性成为可能,利益相关方的不同需求体现更加精细精准,为实现需求管理、技术架构、功能分配和系统最优的快速科学决策奠定了坚实的基础;
二是演进自主化。由于人工智能加速发展,呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征,使得系统自身能够主动学习,通过与环境的互动相适,以最小的能量实现高效运转;
三是组织共生化。智能地铁以数字为纽带,突破传统企业管理的边界,必将带来参与其中的各方共生与协同,与乘客、供应商等相互作用、互为主体、共创价值,从单一运输走向综合服务,与之相匹配的组织管理需要相调适,组织面临变革。
太原市轨道交通2号线一期工程
该线路配备了我国首条基于云平台的自主化全自动运行系统,于2020年12月26日开通运营。
本质上,智慧地铁是一个人造巨复杂系统,实现系统功能按照人类预想的方向涌现,需要关注的是系统组成成分的卓越性、系统架构的科学性、系统规模的适度性,以及对环境的适应性;二是智慧地铁是相对的概念,仍在不断的发展和变化中,以历史角度来看,没有绝对智慧的地铁,只有更加智慧的地铁;三是需要考虑费效比,智慧地铁的终极目标应以更低的成本提供更好地服务,同时相互共生共创价值。
(上海上海申通地铁集团有限公司技术研究中心 刘加华供稿)
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