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特别呈现|上海申通地铁:智慧地铁让城市实现更多可能

2019年08月21日 12:10 来源于 财新网
用上海申通地铁集团(以下简称“申通地铁”)信息管理中心主任金涛的话来说:“申通地铁做出的改变,不仅仅是把技术加入了设备,而是把自主权,还给了每一个出行者。”

  上午9点,肖萧所乘坐的高铁准时抵达了上海虹桥火车站。能否顺利搭乘地铁到达目的地,是他来到上海需要解决的第一个问题。通过扫描地铁站宣传板上的二维码,他在手机里下载安装了Metro大都会APP,点击 “乘车”菜单,一键跳到过闸二维码,仅需不到1秒钟的时间就完成了扫码进站。

  其实,不只是手机扫码入闸,乘客在APP上还可享受到站点查询、出行导航、失物招领等多重服务。数字化应用为上海地铁出行带来了智慧地铁线路的赞誉,其背后是云计算、大数据、生物识别等技术的广泛运用,这些都极大地提升了轨道交通的便捷性。用上海申通地铁集团(以下简称“申通地铁”)信息管理中心主任金涛的话来说:“申通地铁做出的改变,不仅仅是把技术加入了设备,而是把自主权,还给了每一个出行者。”  

申通地铁已开通运营17条线路(包括磁悬浮),运营里程705公里

       城轨网络飞速发展,数字化转型正当其时

  如今,地铁成为一座城市现代化的标志之一,承载着城市最大的人口流动。据中国城市轨道交通协会发布的统计报告指出,截至2018年底,中国大陆地区共有35个城市开通城市轨道交通运营线路185条,运营线路总长度5761.4公里。地铁线路在各个城市延伸的同时,围绕地铁的数字化转型也在同步进行,智慧地铁正在改变着城市的基础设置构建模式,同时也让城市出行有了更多选择和可能。

  申通地铁拥有全球线路最长的城市轨道交通系统。截至2019年6月,申通地铁开通运营了17条线路(包括磁悬浮)、415座车站,运营里程705公里,工作日日均客运量超过1000万人次。根据《上海市城市总体规划(2017-2035年)》,未来申通地铁线路将增加至24条,车站总数超过600余座,运营规模超过1000公里。

  轨道交通网不断扩大的同时,申通地铁数字化转型的步伐也始终走在全国前列。自动售检票系统(AFC)、乘客信息系统(PIS)、列车自动控制系统(ATC)等数字化产品全面提升了申通地铁数字化水平。近年来,申通地铁更是积极探索智慧地铁的建设,已在智慧建设、智慧运营、智慧维保等领域创新实践多个项目,旨在进一步提高安全、效能、效率和服务水平。

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   2019北京国际城市轨道交通展览会,上海申通地铁展位

  智慧地铁持续发力,综合性能全面提升

  保障轨道交通运营安全、降低运行成本、提高工作效率、提升乘客服务水平是申通地铁建设智慧地铁的价值诉求。据金涛主任介绍,申通地铁旨在2020年前打造智慧地铁1.0,在信息化与自动化融合的基础上,构建智能感知、智能联动的能力,用数据驱动安全、效率、效益和服务的提升。2020年以后进一步完善数字地铁应用,实践知识图谱、深度学习等AI技术,进一步开发开放,实现智慧地铁2.0。

  智慧地铁的构想较为宏大,建设过程并非一蹴而就,这背后是一套完整的建设路线图。金涛主任介绍道,申通地铁搭建的智慧地铁建设路线包括自动化和信息化执行、数字地铁、智能地铁、智慧地铁四个层次。自动化和信息化执行是申通智慧地铁建设的第一层次,通过对设备进行自动化控制和组织流程管理信息化,形成并积累基础数据;数字地铁是以执行层为基础沉淀而成,数字地铁的数字化既包括设施设备的物理功能原始属性,也包括设施设备执行过程中发生的动态变化;智能地铁是第三层次,实现了自动化的设备联动互控、信息化流程联动和自动化设备与信息化流程的两化融合,形成丰富的互通和智能联动;通过自动化和信息化执行、数字地铁、智能地铁积累的大量历史数据和知识数据,第四层次智慧地铁则以实现方案推演为基础的,实时报警、主动干预以及AI人机协作业务化。

  通过智慧地铁数字化建设,申通地铁在安全质量、成本效益、能力效率、乘客服务水平等方面均实现了显著的提升。安全方面,通过智慧的视觉探头记录关键设备质量状态变化,系统可以提前对设备可能出现的质量问题进行干预,大幅提高了安全水平:与普通线路相比,申通地铁信号转辙机平均无故障次数提升2.3倍,故障数量相比下降81.4%;车载设备平均无故障距离是普通线路的2.14倍;车辆平均故障间隔从0.499万列公里/故障增加到0.548万列公里/故障,提升9.82%。能力效率方面,人机协作的模式有效地提高了员工工作效率,以车站开关站为例,实现一键开关站后(部分设备未接入),站务人员开站时间从90分钟减少到35分钟左右,完成全部设备接入后,将进一步减少至10分钟左右。乘客服务方面,乘客的出行规律和乘车习惯等数据被捕捉,成为地铁提升服务的重要依据。

申通地铁与普通线路的信号转辙机及车载设备故障率比较

 智慧地铁的建设成果离不开技术、业务和应用多层面的协作和突破,在技术层面,申通地铁部署应用了新华三等厂商前沿的数字化技术和解决方案,与城轨交通场景深度融合,有效助力了轨道交通的智慧升级。

  基础设施作为支撑,集团云是关键布局

  基础设施架构层对智慧地铁的建设极其重要。申通地铁建设智慧地铁的实施架构是“1+3”的架构体系,“1”是底层的基础设施架构层,包括云、大数据、物联网等技术,“3”代表了在基础设施之上构建的智慧建设、智慧运营、智慧维保3个主体业务群。

  集团云是智慧地铁技术架构的重要组成部分,是建设智慧地铁的关键布局。在全国范围内,申通地铁率先搭建城市轨道交通综合云平台,汇聚了集团计算资源、网络资源、安全资源、数据资源,构建了统一的数据分析平台与标准化的信息业务运行环境,开创了以云实现综合管理的先河。申通地铁集团云汇聚17条地铁线路产生的关键数据,用于集团关键业务及指标的核心分析平台、高级数据分析平台、智能分析驾驶舱及数据共享服务平台,有力支撑了智慧地铁的建设进程,引领城轨数字化建设实践。

  申通地铁认为集团云的建设必须要把技术基础做扎实,因此在选取云厂商时对云架构的要求很明确,第一是稳定,第二是可线性持续发展,并可以和其他云平台、虚拟化的资源实现高效的纳管。通过前期全面的调研,申通地铁选择了新华三作为集团云服务提供商,全面采用新华三H3Cloud城轨融合云解决方案。基于业界主流的开源OpenStack平台,新华三为申通地铁定制的云服务平台提供了各种IT标准接口,构架灵活,扩展性、开放性、兼容性强,良好满足了申通地铁集团云建设和可线性持续发展的要求。

  大数据技术是智慧地铁依赖的另一核心技术,而集团云的建设有力提高了申通地铁数据集中管控能力,推动申通地铁运营管理由业务驱动向数据驱动方向发展。申通地铁将大数据技术划分了五个阶段:业务数据化、指标分析、数据挖掘分析、预测、方案推演。当前,申通地铁大部分业务已经开展到了前三层,分析和挖掘历史数据,掌握规律并做出预测,下一步重点即是实现预测和方案推演。基于已挖掘的规律和监测的数据做实时报警和预测告警,地铁运行将更加智能,如异常波形的出现意味着设备未来可能出故障,地铁工作人员在发现异常波形时即可进行提前干预以减少障碍。未来,申通地铁还要将大数据推向AI阶段,使用电脑推演方案,对基于人的业务流程起到优化和提升作用。

  智慧地铁未来可期,让出行实现更多可能

  智慧地铁发展将对乘客出行、行车调度、设备维修等多方面形成深刻影响。依托于智慧地铁,未来乘客乘地铁将不局限于以出行为目的,系列生活场景将延伸至地铁,“地铁+生活”成为常态。依托于智慧地铁,未来行车调度将以机器人与人之间的人机协作调度的形式进行,地铁调度将更加优化。“现在,我们地铁执行的都是既定运行服务,未来或将根据需求动态定制,乘客按需拼地铁将成为可能。”金涛主任展望着智慧地铁可以个性化服务的未来场景。

  过去,上海市建设智慧地铁的探索已积累了一些经验,对于其他城市智慧地铁的建设可提供一定的参考。对此,金涛主任建议,找到适合自身城轨特点的价值观对建设智慧地铁非常重要,可以借此指导集团相关投资和技术应用。申通地铁也较为重视相关概念的梳理,系统地梳理了与智慧有关的业务体系并建立了逻辑概念。另外,申通地铁较为关注平台架构的一体化,推动资源共享。

  随着城市化的不断深入,人口密度持续增长给交通带来了更大的压力。以数字化转型改善商业运作和公共服务,已经成为行业内的普遍共识。人工智能、大数据、高清视频、云计算、物联网、移动互联等这些技术,给整个城轨系统带来了革命性的变革,也推动了智慧地铁系统本身结构的变化。未来的智慧地铁将循着数字化、智能化、信息化的技术方向,向综合服务的地铁网络转型,打造安全高效、智慧智能的交通系统,让城市生活实现更多可能。

  相信,未来各市场参与方在已有架构上深度合作,以智能数字平台为基础,开展智慧地铁应用的创新,将进一步加速智慧地铁建设进程,促进交通行业数字化转型向纵深发展,助力我国从交通大国迈向交通强国!

行业洞察:

上海申通地铁集团信息管理中心主任 金涛

  “从数字化到智慧化发展,全部是基于集中的数据处理和计算。通过数字化和信息化,乘客变成地铁体系中的信息元素,可以与其他信息元素互动,提升乘客服务水平和地铁运营水平。

  关于信息化带来的安全问题,随着技术发展和时代发展,信息安全更多依赖于安全意识的提升。”

  ——金涛 上海申通地铁集团信息管理中心主任 

  

版面编辑:张芳芳
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