上海轨道交通10号线新江湾城智慧车站建设探索

马伟杰

(上海地铁第一运营有限公司，200003，上海//高级工程师)

2014年8月上海轨道交通10号线投用全自动驾驶功能，列车以全自动运行的模式(自动唤醒、自检、出库、驾驶、停站、报站、开关门、折返、回库、洗车、休眠等)，实现了理想的运营计划安排,缩短了行车间隔,提高了运营服务水平和系统运能。全自动运行系统在提供高效、自动化服务的同时具有高度的可靠性和安全性。

根据全自动运行系统的管理经验，智能运维系统开发基于车站运维管理场景,利用现有自控系统，开发车站智能化管理平台，实现更加全面、智能的运维应用，从而提高车站运营效率及服务水平。

智慧车站系统涵盖了设备管理、客运管理、生产计划监控、应急指挥及车站站务管理等功能。该系统启用后车站现场所有的生产、服务信息都将集中到车控室进行显示、分析和处理，指挥现场作业的命令亦将从车控室发送至车站各个岗位，有效地提升了车站乘客服务水平及综合管理能力。

1 上海轨道交通10号线新江湾城智慧车站总体策划

结合采用全自动运行系统的车站运营场景，设计智慧车站的总体功能，具体实现车站态势全感知、客运服务智能化和人员管控精细化，全面支持多职能队伍的建设，实现岗位复合和减员增效。一方面确定车站运营需求，定义车站管理内容，明确运营场景，并以车站各岗位作业内容为引导，转换车站智能化需求；另一方面梳理现有的技术支持，如系统设备和大数据支撑，以及车站现有的工作流程、台账记录、岗位标准和预案文本等，并从车站运营管理、设备管理和人员管理智能化以及故障联动、消防联动、大客流应急联动需求进行梳理，并从人员布岗作业、信息流转和设备联动三方面确定功能需求和系统配置。

上海轨道交通10号线新江湾城站是全自动驾驶线路的终点折返车站,车站配置综合监控系统,并且正在进行多职能队伍建设，非常适合进行智慧化升级。以该站作为试点车站，利用车站的综合监控及其子系统，新增辅助分析系统，对各类数据进行梳理和综合再建模，开发更加全面、智能的运维应用，全面提高车站的运营效率及服务水平。

2 智慧车站需具有的典型功能

智慧车站需要一颗智慧的大脑，将相关的系统进行整合。对新江湾城站的综合监控系统(ISCS)进行了升级，形成了新江湾城站的综合运管平台(ISCS-SOM)，如图1所示。ISCS-SOM可实现场景化控制、车站设备专家管理及智能乘客服务等功能。

图1 新江湾城智慧车站ISCS-SOM系统架构图

通过将SVG(可缩放矢量图形)嵌入集成系统平台，实现车站日常设备运行、客运管理、人员管理等信息的处置和监视。通过将各集成和互联系统的信息进行整合，提供一个友好、完整、统一的人机界面。

2.1 运营场景设置和系统联动

采集车站日常运营、应急处置等场景中车站设备和人员的联动需求，制作成为车站预设场景。按照车站运营场景划分，联动功能可分为车站开/关、低峰客流、高峰客流、大客流应急及车站设备定期检测维护等部分。当满足场景触发条件时，智慧车站系统将自动启动或者停止相应设备，并提示员工布岗位置，以及实时显示现场客流信息等。

2.2 车站状态全息感知和智能控制

在全站范围内增设智能感知设备的手段，实现全息感知现场信息的同时，识别车站设备的运行状态(场景)及环境信息，以做到车站日常运行条件的精细化掌控。

采集和记录车站典型区域测试点的温度、湿度及二氧化碳浓度等环境监测数据。汇总ISCS采集的车站及所辖区间机电设备(通风空调系统设备、空调水系统设备、给排水设备、智能照明、电梯、自动扶梯、自动卷帘门、VRV(变制冷剂流量)空调系统)的运行状态和故障报警信息，从而实现对被控设备各种模式的自动控制。

根据车站环境监测数据和控制策略，实现对车站通风空调系统设备和空调水系统设备运行模式的切换控制和运行频率调节，在满足乘客舒适性要求的条件下，可降低设备能耗及提高经济效益；通过对空调冷水阀的开度调节，实现风系统与水系统的联动控制，从而降低车站综合能耗。

统计车站和区间设备的累计运行时间，并根据设备保养要求，对设备的维护保养提供建议提示。根据有关机电设备的平均使用时间，实现主备用设备的自动切换运行，从而延长此类设备(如各种水泵等)的使用寿命。

2.3 智能乘客服务

在新江湾城站公共区设置旅服机器人。旅服机器人利用机器人的深度学习、人脸识别等人工智能解决方案实现车站内智能导览、智能讲解、智能应答及智能导航；通过机器人在地铁站内辅助人工提供服务，可实现全天候客服，进一步提升地铁站服务的便利性、可靠性与规范性。以设置在车站站厅与出入口结合部、站厅付费区的显示终端为载体，向乘客发布各类运营服务信息(如车站出入口信息、周边环境与公交接驳信息、列车服务信息、换乘方案及票价、乘客须知、旅游信息等)，实现与乘客的信息查询交互，引导乘客以更高效、更便捷的方式出行。紧急情况下，车站的电子导引系统能快速接收OCC(运营控制中心)或车站综合监控工作站发布的紧急信息，保证了发布的快捷性。

2.4 智能视频分析

智能视频分析系统可分析乘客行为。当乘客在视频内出现了摔倒、拥挤、大客流、异常行为等状态时，系统会自动发出报警。车控室监控工作站收到报警信息后，自动弹出相应视频和报警，根据系统预设自动启动语音广播，并向操作员提示建议措施。智能视频分析系统包括站台客流密度分析、旅客摔倒分析、扶梯口拥堵分析、自动扶梯运行监测分析、异常事件实时提示及智能语音播报等功能。例如,站台客流密度分析是通过视频信息对站台人员密度进行分析，从而判断站台区域人数情况，并根据配置的基数来得到当前站台的客流密度。

2.5 智能维护专家

ISCS-SOM构建了车站受控对象(电力及机电等设备)维护管理数据库，实现了对受控对象设备的全信息管理；对海量数据进行开发，通过数据挖掘、数学建模、大数据分析及机器学习等手段，完成对设备风险控制、设备运行参数优化及系统稳定性分析等操作，为设备的动态维护和故障原因判别提供了智能辅助手段。同时配置了单兵维保功能，该功能中多职能队伍随身佩戴集实时视频、音频摄录、照相录音及蓝牙定位等功能于一体的单兵装备，通过建立远程视频对讲，实时将图像传输至车站和OCC，使OCC人员能与多职能队伍通过实时沟通指导故障排除工作。

2.6 智能布岗

建立以时间轴拓展的任务管理系统，对车站各岗位人员采取任务化管理模式，通过系统下达可执行、可传达、可确认的任务，岗位人员接收信息后明确当天工作内容、完成时间及完成地点等，便于作业精细化管理，从而提高劳动生产率。

3 ISCS-SOM架构

建设新江湾城智慧车站，对车站ISCS进行了升级，成为新江湾城站的ISCS-SOM。ISCS-SOM采用B/S(浏览器/服务器)结构和TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)。根据业务划分不同，将ISCS-SOM分别部署在生产网和管理网，两者通过单向隔离网闸进行互联，详细架构如图2所示。

图2 ISCS-SOM架构图

ISCS-SOM的硬件分为两层：

1)就地监视控制级。包括原ISCS监控涵盖的子系统硬件，以及为支撑改造后的ISCS-SOM应用需要安装的摄像机、通信管理机、传感器及表计等前端感知设备。

2)ISCS-SOM管理级。包括原ISCS服务器等硬件，以及为实现ISCS-SOM应用需要的服务器、工作站及通信接口设备等后端集成分析设备。

ISCS-SOM软件分为3层：

1)数据接口层。包括原ISCS接口软件，以及符合新接入子系统要求的接口软件。上述软件专门用于数据采集和协议转换，主要由通信接口设备完成。

2)数据处理层。用于实时对历史数据进行管理，该层主要由车站原ISCS服务器处理数据，且新增数据处理业务通过实时数据库和关系数据库提供ISCS-SOM的应用功能。

3)人机接口层。用于处理人机接口，该层主要由操作终端进行操作，对原有ISCS界面进行合理规划和整合，实现场景化车站运营的日常使用功能。该层通过系统服务器获取数据，然后在操作站显示的人机界面上完成各种操作。

ISCS-SOM网络基于原车站ISCS网络进行扩充，新接入智能照明、冷机节能管理、智能视频分析、智慧水务及环境监测等子系统。ISCS-SOM网络由局域层和现场层组成。

1)局域层。车站级局域网为冗余的100 Mbit/s交换式工业以太网，且符合IEEE 802.3标准，采用TCP/IP协议；车站级骨干网采用千兆工业以太网交换机，分别配置千兆以太网接口和百兆以太网接口。

2)现场层。即各子系统执行层面上的网络，采用工业控制以太网络。

4 结语

新江湾城智慧车站的建成应用，将大大提高车站的管理服务水平，更加契合全自动驾驶时代对车站建设的要求。随着后续ISCS-SOM运行数据及经验的积累，将进一步推动城市轨道交通车站的智慧化建设。