文：徐金平丨寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)總監(jiān)、正高級(jí)工程

楊樹(shù)松丨寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司副總工程師、高級(jí)工程師

面對(duì)新形勢(shì)、新任務(wù)、新要求，寧波軌道交通以建設(shè)浙江省首條全自動(dòng)運(yùn)行線路5號(hào)線一期為契機(jī)，逐步形成具有寧波軌道交通特色的智慧城軌發(fā)展藍(lán)圖，以智慧城軌建設(shè)引領(lǐng)寧波軌道交通高質(zhì)量發(fā)展。

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起的背景下，隨著新一代信息技術(shù)與城市軌道交通業(yè)務(wù)融合進(jìn)程不斷加快，融合領(lǐng)域不斷拓展，融合程度不斷加深，智慧城軌應(yīng)運(yùn)而生。2020年3月，中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)（以下簡(jiǎn)稱：中城軌協(xié)會(huì)）編制發(fā)布《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》（以下簡(jiǎn)稱：《智慧城軌發(fā)展綱要》），推動(dòng)行業(yè)整體向智慧時(shí)代邁進(jìn)。建設(shè)智慧城軌已成為當(dāng)前行業(yè)的發(fā)展共識(shí)和發(fā)展趨勢(shì)。面對(duì)新形勢(shì)、新任務(wù)、新要求，寧波軌道交通以建設(shè)浙江省首條全自動(dòng)運(yùn)行線路5號(hào)線一期為契機(jī)，逐步形成具有寧波軌道交通特色的智慧城軌發(fā)展藍(lán)圖，以智慧城軌建設(shè)引領(lǐng)寧波軌道交通高質(zhì)量發(fā)展。

一、規(guī)劃智慧城軌發(fā)展藍(lán)圖，構(gòu)建軌道交通發(fā)展新格局

智慧城軌是交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)的戰(zhàn)略突破口，也是未來(lái)軌道交通行業(yè)的發(fā)展方向。寧波軌道交通秉承“提升城市品質(zhì)，締造幸福出行”的責(zé)任使命，按照“安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)”的發(fā)展目標(biāo)，以解決軌道交通行業(yè)難點(diǎn)痛點(diǎn)為目的，以實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求為導(dǎo)向，編寫(xiě)制定了《寧波軌道交通智慧城軌頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃》，并于2021年4月順利通過(guò)中城軌協(xié)會(huì)專家的評(píng)審。

《寧波軌道交通智慧城軌頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃》（圖1）作為指導(dǎo)寧波軌道交通5號(hào)線一期及后續(xù)線路智慧城軌建設(shè)的綱領(lǐng)性文件，打造了具有寧波特色的“1-3-5-8-N”智慧城軌發(fā)展藍(lán)圖，通過(guò)搭建1個(gè)寧波軌道交通云平臺(tái)，創(chuàng)建智慧乘客服務(wù)、智能能源系統(tǒng)、智能列車(chē)運(yùn)行等8大體系，實(shí)現(xiàn)N個(gè)智慧化應(yīng)用，統(tǒng)籌推進(jìn)新興信息技術(shù)與軌道交通業(yè)務(wù)的深度融合和應(yīng)用探索。

圖1 寧波軌道交通智慧城軌頂層設(shè)計(jì)規(guī)劃

5號(hào)線一期工程智慧城軌建設(shè)是寧波軌道交通對(duì)智慧城軌發(fā)展藍(lán)圖的一次實(shí)踐驗(yàn)證。5號(hào)線一期工程是浙江省首條按照GoA4等級(jí)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的全自動(dòng)運(yùn)行線路，也是由寧波軌道交通自主設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景、自主聯(lián)調(diào)聯(lián)試、自主組織試運(yùn)行的首條全國(guó)產(chǎn)化線路。在無(wú)經(jīng)驗(yàn)、無(wú)指導(dǎo)的情況下，經(jīng)過(guò)科學(xué)探索、創(chuàng)新實(shí)踐，寧波軌道交通打造以服務(wù)乘客為核心，集智能列車(chē)運(yùn)行、智慧車(chē)站、智能能源系統(tǒng)等技術(shù)設(shè)施于一體的浙江省第一條智慧城軌示范線路，全面提升系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化、自主化水平，在初期運(yùn)營(yíng)安全評(píng)審中受到行業(yè)專家高度評(píng)價(jià)。5號(hào)線一期工程的開(kāi)通運(yùn)營(yíng)代表著寧波軌道交通全面邁入5線并行的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化運(yùn)營(yíng)新時(shí)代。自2021年12月28日開(kāi)通以來(lái)，總體運(yùn)營(yíng)良好。

二、建設(shè)智能高效的軌道交通，構(gòu)建智能列車(chē)運(yùn)行新模式

寧波軌道交通5號(hào)線一期工程以全自動(dòng)運(yùn)行最高等級(jí)GoA4模式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，搭載的全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)由國(guó)內(nèi)廠商自主研發(fā)。在滿足全自動(dòng)運(yùn)行通用功能的基礎(chǔ)上，寧波軌道交通創(chuàng)新多項(xiàng)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，大幅度提升列車(chē)智能化程度、環(huán)境感知能力、故障自愈能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自主化運(yùn)行、智能化控制以及高效化精準(zhǔn)化的應(yīng)急處置，打造安全、高效、協(xié)同、韌性的軌道交通運(yùn)行系統(tǒng)。

研究攻克自主駕駛列車(chē)運(yùn)行關(guān)鍵控制技術(shù)，采用目前自動(dòng)化水平最高的GoA4運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喚醒、自檢、自動(dòng)洗車(chē)、自動(dòng)出庫(kù)、自動(dòng)精確停站、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、自動(dòng)發(fā)車(chē)、自動(dòng)回庫(kù)、自動(dòng)休眠、跳躍停車(chē)、蠕動(dòng)、車(chē)門(mén)/站臺(tái)門(mén)對(duì)位隔離、空開(kāi)自動(dòng)復(fù)位、遠(yuǎn)程控制等功能，滿足108項(xiàng)全自動(dòng)運(yùn)行場(chǎng)景應(yīng)用要求。研究探索了支持全自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)的列車(chē)障礙物主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合視頻、毫米波雷達(dá)等多傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行前方各種障礙物的主動(dòng)檢測(cè)，有效防止列車(chē)與人、軌旁障礙物、前方車(chē)輛碰撞的危險(xiǎn)發(fā)生。

研究應(yīng)用基于移動(dòng)互聯(lián)的大數(shù)據(jù)車(chē)輛智能運(yùn)維技術(shù)，覆蓋列車(chē)牽引系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)門(mén)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、走行部在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、弓網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等各大系統(tǒng)。在發(fā)生異常情況時(shí)第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)采集、分析運(yùn)行數(shù)據(jù)，為檢修模式升級(jí)提供技術(shù)支持。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，列車(chē)可自動(dòng)進(jìn)行故障診斷與自我修復(fù)，還可進(jìn)行遠(yuǎn)程隔離、遠(yuǎn)程復(fù)位、遠(yuǎn)程旁路，確保了列車(chē)可用性。

全面實(shí)現(xiàn)全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，用電子執(zhí)行單元取代計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖執(zhí)行層的采集/驅(qū)動(dòng)板和繼電接口電路方案，進(jìn)一步滿足了未來(lái)城市軌道交通聯(lián)鎖設(shè)備集成度高、安裝速度快、維護(hù)方便的使用需求。

創(chuàng)新智能調(diào)度技術(shù)，在5號(hào)線一期全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)基礎(chǔ)上，以行車(chē)安全為核心，實(shí)現(xiàn)包括智能編圖、智能列車(chē)批處理、智能小交路、智能回庫(kù)條件識(shí)別、火災(zāi)智能控制等功能，逐步從傳統(tǒng)計(jì)劃運(yùn)輸向智能運(yùn)輸轉(zhuǎn)變。同時(shí)將信號(hào)ATS與綜合監(jiān)控系統(tǒng)深度互聯(lián)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)工作站界面集成了信號(hào)ATS工作站界面，進(jìn)一步滿足運(yùn)輸計(jì)劃靈活調(diào)整、調(diào)度資源有機(jī)聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急處置科學(xué)高效的需要。

三、打造以人為本的軌道交通，構(gòu)建智慧車(chē)站服務(wù)新體系

車(chē)站作為乘客出行服務(wù)的窗口和載體，是智慧城軌中的一個(gè)重要智慧節(jié)點(diǎn)。寧波軌道交通堅(jiān)持“以人為本”的價(jià)值導(dǎo)向，通過(guò)深度挖掘車(chē)站服務(wù)管理的智能化應(yīng)用，構(gòu)建車(chē)站內(nèi)部“人、機(jī)、環(huán)”的全方位動(dòng)態(tài)感知、系統(tǒng)集成聯(lián)控、智能分析、提前預(yù)判、協(xié)同處置及移動(dòng)化操控的高度自運(yùn)轉(zhuǎn)模式，逐步實(shí)現(xiàn)“提升乘客服務(wù)體驗(yàn)，解決一線服務(wù)痛點(diǎn)，降低企業(yè)服務(wù)成本，提高乘客服務(wù)效率”的目標(biāo)。

智慧乘客服務(wù)方面，在5號(hào)線一期車(chē)站打造智慧客服中心，以乘客出行需求為核心，建立新型服務(wù)模式，為乘客提供智能票務(wù)處理、綜合資訊查詢、失物招領(lǐng)、智能乘客招援等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)站服務(wù)的自助化、智能化。手機(jī)端迭代升級(jí)“寧波地鐵”APP功能，為乘客提供更為全面的信息服務(wù)，且不斷嘗試增加微信、支付寶免密支付等新功能。構(gòu)建基于云架構(gòu)的多線路中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（MLC），不斷豐富互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)支付功能，為乘客出行提供更加多元、更加方便、更加快捷的服務(wù)。

車(chē)站智慧運(yùn)行方面，在車(chē)站既有綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)基礎(chǔ)上搭載智慧車(chē)站管控系統(tǒng)（圖2、圖3），深度結(jié)合全自動(dòng)運(yùn)行，構(gòu)建“乘客服務(wù)”“運(yùn)管調(diào)度”“智慧運(yùn)維”“智慧客流”等應(yīng)用，涵蓋車(chē)站三維圖形綜合數(shù)據(jù)展示、全自動(dòng)運(yùn)行數(shù)據(jù)與分析、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、智能視頻分析、智能環(huán)境控制（高效機(jī)房）、機(jī)房智能巡檢機(jī)器人及變電所智能化運(yùn)維等內(nèi)容，為車(chē)站人員提供更智能、更全面、更聯(lián)動(dòng)的運(yùn)營(yíng)管理，為乘客提供更友好、更實(shí)時(shí)、更智能的服務(wù)體驗(yàn)，為運(yùn)維管理提供更快捷、更全面、更詳細(xì)的實(shí)時(shí)設(shè)備現(xiàn)狀。同時(shí)，將智慧車(chē)站綜合數(shù)據(jù)展示屏嵌入綜合后備盤(pán)（integrated backup panel，IBP盤(pán)面）內(nèi)，為運(yùn)營(yíng)管理提供更快捷、更全面、更詳細(xì)的實(shí)時(shí)車(chē)站運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，提升車(chē)站運(yùn)營(yíng)管理工作的及時(shí)性和針對(duì)性。

圖2 寧波軌道交通智慧城軌管控系統(tǒng)-車(chē)控室

圖3 寧波軌道交通智慧城軌管控系統(tǒng)-人機(jī)界面

四、建設(shè)綠色低碳的軌道交通，構(gòu)建智能能源節(jié)能新示范

為全面貫徹“碳達(dá)峰、碳中和”重大戰(zhàn)略決策，進(jìn)一步落實(shí)《智慧城軌發(fā)展綱要》的建設(shè)目標(biāo)及重點(diǎn)任務(wù)，寧波軌道交通全面總結(jié)前期節(jié)能技術(shù)研究應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，以3號(hào)線二期、4號(hào)線、5號(hào)線一期工程為依托，以節(jié)能減排、綠色低碳、智能高效為目標(biāo)，構(gòu)建“供用管”一體的綜合節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新體系，打造“基于云平臺(tái)的智能能源系統(tǒng)節(jié)能示范工程”，為行業(yè)實(shí)現(xiàn)更高水平的節(jié)能減排，邁向綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展的道路輸出“寧波方案”。目前，該項(xiàng)目已被中城軌協(xié)會(huì)正式列為示范工程（圖4）。

圖4 “基于云平臺(tái)的智能能源系統(tǒng)節(jié)能示范工程”立項(xiàng)技術(shù)審查會(huì)召開(kāi)

“基于云平臺(tái)的智能能源系統(tǒng)節(jié)能示范工程”在城市軌道交通行業(yè)率先提出打造“供用管”一體的智能能源系統(tǒng)綜合節(jié)能技術(shù)體系。在供能側(cè)，全面采用國(guó)內(nèi)首創(chuàng)的架空接觸網(wǎng)結(jié)合專用軌回流技術(shù)、雙向變流牽引供電技術(shù)以及地源熱泵、光伏發(fā)電等綠色新能源技術(shù)，從能源輸送、能源轉(zhuǎn)換、能源結(jié)構(gòu)等多個(gè)角度挖掘節(jié)能潛力；在用能側(cè)，研究應(yīng)用車(chē)輛永磁同步牽引技術(shù)、車(chē)站通風(fēng)空調(diào)全局優(yōu)化技術(shù)、直流集中供電智能照明技術(shù)，從車(chē)輛牽引系統(tǒng)、車(chē)站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等多系統(tǒng)提升節(jié)能降耗水平；在管理側(cè)，研究構(gòu)建基于云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)的能源管理系統(tǒng)，以數(shù)字化管理手段，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的智能化、精細(xì)化管理。同時(shí)，將形成一套適用于智能能源系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為城市軌道交通建設(shè)和運(yùn)營(yíng)智能能源系統(tǒng)提供示范和依據(jù)。此示范技術(shù)將在第三期6、7、8號(hào)線建設(shè)中全面推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì)運(yùn)營(yíng)綜合能耗將下降25%。

五、謀劃可持續(xù)發(fā)展的軌道交通，構(gòu)建城軌治理新格局

智慧城軌建設(shè)不僅僅是技術(shù)變革，同時(shí)也是組織和管理模式的變革，更是發(fā)展理念的變革。為了進(jìn)一步適應(yīng)寧波軌道交通智慧城軌發(fā)展、數(shù)字化改革、多線建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)等新形勢(shì)新挑戰(zhàn)，在5號(hào)線一期開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后，寧波軌道交通主動(dòng)求變、科學(xué)謀劃，開(kāi)展組織架構(gòu)和治理模式的調(diào)整，以打造“軌道交通事業(yè)發(fā)展的主抓手、現(xiàn)代城市深度經(jīng)營(yíng)的主力軍、軌道產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建的主平臺(tái)”為戰(zhàn)略目標(biāo)導(dǎo)向，解決現(xiàn)有組織架構(gòu)和管理模式中不適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展需求的問(wèn)題，進(jìn)一步強(qiáng)化設(shè)計(jì)統(tǒng)籌、機(jī)電統(tǒng)籌、產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌和信息化統(tǒng)籌，建立與智慧城軌相匹配的管理體系，推進(jìn)運(yùn)營(yíng)治理體系和治理能力的現(xiàn)代化，進(jìn)一步增強(qiáng)寧波軌道交通發(fā)展動(dòng)力活力和可持續(xù)發(fā)展能力。

智慧城軌建設(shè)永遠(yuǎn)在路上。未來(lái)寧波軌道交通將持續(xù)發(fā)揚(yáng)“堅(jiān)韌、善為、創(chuàng)新、求精”的軌道交通精神，不斷總結(jié)和創(chuàng)新，將“數(shù)字化”基因真正融入寧波軌道交通業(yè)務(wù)支撐和生產(chǎn)運(yùn)行，在后續(xù)第三期建設(shè)規(guī)劃線路上續(xù)寫(xiě)智慧城軌的新篇章。