【轨道交通智能化】智能车站的实践与思考---韩志伟

　1. 铁路建设最新成就
　　人类社会发展已经进入智能、智慧化时代，人工智能在各个领域都取得惊人的成果，近年来智能技术在铁路也有不同的应用。研究智能技术在未来车站的发展，是铁路建设面临的重要课题。
　　近十年来，我国的铁路飞速发展，基础网络逐步形成，服务水平明显提升，创新能力显著增强，对促进经济社会发展、保障和改善民生、支撑国家重大战略实施、增强我国的综合实力和国际影响力发挥重要作用。截止2016年年底，全国铁路总里程达到12.4万公里。其中高铁已经达到2.2万公里。伴随着铁路的快速发展，铁路车站也作为服务社会的窗口和城市门户，越来越受到社会各界的广泛关注。在2016年年底，我国建成车站1103座，其中高铁车站676座，省会级综合交通枢纽车站63座。对于铁路客站建设，中国铁路总公司编制了《铁路旅客车站设计指南》，同时出版了《当代铁路旅客车站理论探索》，《铁路客站的细部设计》等专著作为理论指导，初步形成一套完整的理论体系。同时，近几年客站综合交通枢纽建设取得了新的突破。例如已经开通运营的深圳福田站和天津于家堡站以及正在建设中的北京丰台站：福田站是连接将来的通往香港的纯地下车站，长35米，总共有5条轨道交通引入；于家堡站也是全地下车站，总共建筑体量最大跨度是120米，是单跨螺旋结构；即将要开工建设的丰台站是车场高架的立体车站，也是世界上最大立体化的、最大节约利用土地的一座车站，充分展现了铁路客站建设的最新成就。
　　2. 铁路车站智能化发展现状
　　随着互联网技术飞速发展，21世纪已经进入智慧化时代，传统生活方式都在产生巨大的变化，铁路这几年也推出网络售票、网络订餐等一些智能化服务。总的来看，我国铁路受历史背景和国情所限，一直以来给旅客以买票难、体验差一些根深蒂固的消极影响。随着铁路的快速发展，网络购票、自助服务，还有高端高铁网上订餐等服务的推出，旅客对铁路的形象也逐渐发生了改变。如表1所示，目前新建的高铁车站和既有铁路车站在智能化水平上存在差异，不同的地区铁路的智能化程度存在不平衡。

　　3. 提升车站智能化水平手段
　　为了缩小车站的智能服务能力与旅客的需求的差距，全面提升铁路车站智能化水平是铁路车站建设的首要任务。总体来讲，铁路智能化发展目是通过智能系统的整合、集成、应用全面提升铁路车站的智能化水平。首先要使车站变成智能建筑，其次要使车站能为旅客提供更加安全、便利、温馨、舒适、快捷、周到的服务。同时要提升车站的智能化维护水平、延长建筑的使命寿命、节省运营成本。具体实施手段如下：首先，全面提升车站的智能基础设施；其次，利用车站大数据全面提升旅客的出行体验，例如根据对车站大数据的分析，针对旅客的出行习惯、个人喜好等推出个性化的需求信息，推进进出车站提供更加安全便利的信息服务；然后，利用最新的科技成果，提供智能化自动式服务，安全快捷的完成各种车站的管理；最后，充分利用移动便携式智能设备，为不同旅客提供多样化、个性化的服务需求。
针对车站智能化的实践途径，可以从智能设计、智能建设、智能运营、智能服务以及智能维护这五大方面展开。
3.1 智能设计
　　设计是工程建设的灵魂，车站建设经过多年的发展，也逐步进入智能设计时代。目前车载中FAS/BAS系统已经得到普遍的应用，BIM技术也正在铁路客站推广应用。另外仿真技术也在大型的车站设计中推广使用，未来智能设计就会把车站设计引领到新的高度。例如兰州西站和的BIM技术。在兰州西站的设计过程中，从设计初期，建立了整个借助BIM模型，这个模型整个对施工工艺、设备安装、后期的维护管理进行全过程的控制。目前整个车站建成交付运营以后，包括所有的设备更换，甚至灯泡的更换，都能够有效的通过BIM模型得到有效控制。图1是已建成的兰州西站的实景图。

图 1 兰州西站实景图

　　而丰台站是座规模40万平米的中国交通枢纽车站，车站引入了地铁10号线和16号线，东西两侧分别连通三、四环，采用东进东出，西进西出的车流组织模式。底下地面是普速车场，候车在两层车场中间。高速车场在最上面一层，总共是6台12线，中间是旅客候车层，地面是普速车场，总共11台20线，整个车站规模是17台32系。同时地下也有三层，地下负一层是地铁的交换层，负二层是地铁站停层，负三层是地铁站台层。

图 2 丰台站设计模型

基于这个车站的复杂性，图2是采用客流模拟仿真技术，对进入车站的旅客行为习惯，进行智能化模拟设计建立的模型。其中蓝色代表服务水平最优，红色代表服务水平最差，中间依次。通过建立这么一个仿真模型，可以清晰的判断出车站能够给旅客提供的服务水平，同时进一步对服务相对比较薄弱的环节进行优化。同时，通过对客站的消防性能化、环境舒适度研究，把丰台站努力打造成一个智慧性的新一代铁路旅客车站。
3.2 智能建设
　　车站可以通过智能管理BIM技术和实时监控技术来全面提升车站的智能化施工水平。同时也在标准化、装配化方面做了一些尝试。例如重庆西站建设中使用的钢结构、混凝土同时推广现在目前国家提倡的装配式技术。同时在中小型客站的建设中推广装配式技术，例如车站雨棚等。
3.3 智能运营
　　车站运营期间的智能化管理是全方位的。铁路方面计划从6个方面推进智能化管理水平。第一是基于BIM工程的全寿命管理平台；第二是车站设备的智能监控平台；第三是车站智能、节能管理系统；第四是车站智能综合视频监控系统；第五是车站垃圾密闭式智能运输系统，例如在丰台站建设过程中增加了车站密闭式垃圾管道输送系统，将车站垃圾通过密闭式管道输送清理；第六是车站智能安全监控及应急指挥系统。具体构成如表2所示。

3.4 智能服务
通过基础设施的提升、大数据的建立、最新科技成果的应用，使旅客感受到个性化、智慧化的服务。针对智能服务方面，主要是下面的六大系统构成：一是基于人脸识别的自动实名制校验系统；二是旅客同步安检系统；三是车站WIFI及站内导航系统；四是智能求助系统和旅服集成平台；五是电子票自动检票设备应用；六是大件行李自助寄存和托运系统。具体构成如表3所示。

3.5 智能维护
　　车站维护是保证车站全寿命周期运营良好的重要保证。大型客站中推广结构健康监测技术，可对站房结构安全进行实时监测，监测内容主要包括：应力监测、振动加速度响应监测、风压监测、风速监测等。例如宁波站，在车站中在一些结构受力最大的地方，增加了它的变形监控、运行监控、风监控以及温度监控系统，能够及时地监控车站的健康状况和运营状态。
4. 展望
　　在智能化程度越来越高的今天，旅客对铁路车站也提出了更高的智能服务需求，目前，车站的智能化水平与旅客需求还有一定差距。正如同十九大报告里所提到的“我国社会的主要矛盾已转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间的矛盾”一样，车站智能化的工作任重而道远。未来铁路车站将不断采用各种智能技术，通过智能设计、智能建造、智能运营、智能服务、智能维护等多方面，全力推进智能车站的发展，打造全面的“智能车站”，为满足旅客智能出行的需求做出不懈的努力。

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