文：于增，梁樑，梁材，林飛，喬磊丨北京軌道交通路網(wǎng)管理有限公司

為深入貫徹國家“交通強(qiáng)國”的發(fā)展戰(zhàn)略，落實(shí)《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》要求，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)，提升軌道交通行業(yè)服務(wù)管理水平，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通高質(zhì)量發(fā)展，推進(jìn)智慧軌道交通產(chǎn)業(yè)布局，打造——倚“臉”出行、依“人”運(yùn)營、以“云”支撐、一“腦”決策的智慧軌道交通，本項(xiàng)目聚焦智慧軌道交通產(chǎn)業(yè)布局中面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務(wù)體系及其關(guān)鍵技術(shù)，從乘客信息服務(wù)和乘客交互服務(wù)兩方面進(jìn)行研究。

基于智慧乘客服務(wù)理念，本項(xiàng)目創(chuàng)新研究面向乘客全出行鏈的乘客信息感知技術(shù)、信息融合發(fā)布技術(shù)、一體化召援技術(shù)、智能路徑推薦技術(shù)、智慧票檢和智慧安檢一體化技術(shù)、智慧列車技術(shù)，搭建智慧乘客服務(wù)中心平臺以及乘客信息服務(wù)和交互服務(wù)的多個專業(yè)系統(tǒng)，為乘客提供出行規(guī)劃、無感快速進(jìn)站、舒適乘車、出行求助、服務(wù)評價等服務(wù)內(nèi)容，形成乘客服務(wù)的管理閉環(huán)，進(jìn)一步提升乘客出行的便捷性和舒適性，提高城市軌道交通的服務(wù)質(zhì)量，提高乘客滿意度。

一、建設(shè)目標(biāo)

本項(xiàng)目落地北京市軌道交通指揮中心及北京地鐵11 號線西段（冬奧支線）工程進(jìn)行應(yīng)用，從乘客信息服務(wù)和乘客交互服務(wù)兩方面進(jìn)行研究，總體建設(shè)目標(biāo)如下：

一是構(gòu)建全面的APP 移動服務(wù)能力和感知能力，為用戶提供多場景個性化的服務(wù)。二是融合PIS、電子導(dǎo)向、PA、APP、熱線、微博等乘客服務(wù)信息和服務(wù)手段，實(shí)現(xiàn)信息融合發(fā)布，提高信息發(fā)布效率和管控能力。三是研究路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、重大活動、突發(fā)事件場景下的精細(xì)化客流預(yù)測和客流動態(tài)調(diào)控技術(shù)，形成長效的、精度漸進(jìn)提升的常態(tài)客流預(yù)測方法。四是研究超大客流情況下的人臉識別算法和無感支付技術(shù)，構(gòu)建適應(yīng)國內(nèi)城市軌道交通樞紐站、重點(diǎn)換乘站、一般換乘站、及普通站的不同類型車站運(yùn)營特點(diǎn)的安檢票檢合一整體解決方案。五是研究建設(shè)智慧乘客召援服務(wù)系統(tǒng)，滿足乘客出行過程中的急難愁盼的求助需求。六是研究建設(shè)路網(wǎng)乘客呼叫中心系統(tǒng)，突破老舊的呼叫模式和工單管理方式，實(shí)現(xiàn)乘客在撥打服務(wù)熱線中的快速導(dǎo)航，提供乘客在咨詢問題時的知識庫集成服務(wù)。七是通過研究車載乘客綜合服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻智能分析、車內(nèi)召援求助、車內(nèi)環(huán)境感知和調(diào)節(jié)服務(wù)，保障乘客乘車安全，提升乘客出行體驗(yàn)。八是研究建設(shè)智慧乘客服務(wù)中心平臺，提升全面的乘客服務(wù)信息監(jiān)視、告警、處置、評估的閉環(huán)管理能力。

二、建設(shè)方案

（一）體系架構(gòu)

本項(xiàng)目面向乘客提供信息服務(wù)和交互服務(wù)，搭建全新的乘客服務(wù)應(yīng)用體系和多個專業(yè)系統(tǒng)平臺。首先建立乘客信息體系，研究基于該體系的信息服務(wù)能力，將乘客關(guān)注的各類信息高效快捷地觸達(dá)到乘客；其次關(guān)注乘客出行過程中的關(guān)鍵交互環(huán)節(jié)，例如智慧票務(wù)安檢服務(wù)、智慧列車服務(wù)，打造優(yōu)秀的出行體驗(yàn)；最后研究智慧乘客服務(wù)中心平臺，實(shí)現(xiàn)對上述能力和交互環(huán)節(jié)的整合、監(jiān)控和評估，形成乘客服務(wù)的管理閉環(huán)。

根據(jù)《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》要求，構(gòu)建了面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務(wù)應(yīng)用體系（圖1）。

圖1 面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務(wù)應(yīng)用體系

根據(jù)以上乘客服務(wù)應(yīng)用體系，確定智慧乘客服務(wù)建設(shè)的整體技術(shù)路線及技術(shù)框架（圖2）。智慧乘客服務(wù)系統(tǒng)整體分為4 層，包括感知層、數(shù)據(jù)層、算法層、應(yīng)用層。其中感知層實(shí)現(xiàn)對乘客信息的感知，數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)對乘客信息的加工和處理，算法層根據(jù)加工后的數(shù)據(jù)（召援、乘車、客流、環(huán)境等）實(shí)現(xiàn)客流預(yù)測、智能調(diào)節(jié)、出現(xiàn)路徑推薦等多種算法，提供給應(yīng)用層進(jìn)行使用，為乘客提供高質(zhì)量的乘客服務(wù)。

圖2 智慧乘客服務(wù)建設(shè)的整體技術(shù)路線及技術(shù)框架

總結(jié)乘客關(guān)注的信息，劃分為出行、運(yùn)營、增值3 大類以及32 個子類，構(gòu)成乘客信息體系（圖3）。基于以上乘客服務(wù)應(yīng)用體系、乘客信息體系、技術(shù)路線和項(xiàng)目建設(shè)步驟，分別研究和建設(shè)以下各專業(yè)智慧乘客服務(wù)系統(tǒng)：乘客信息服務(wù)各專業(yè)系統(tǒng)，包括智慧乘客服務(wù)APP、融合發(fā)布、智慧客流預(yù)測及調(diào)節(jié)；乘客交互服務(wù)各專業(yè)系統(tǒng)，包括智慧票務(wù)安檢服務(wù)一體化、乘客召援服務(wù)、乘客服務(wù)熱線、智慧列車；智慧乘客服務(wù)中心平臺，實(shí)現(xiàn)信息感知、信息匯聚、主動告警、突發(fā)事件處置、綜合指標(biāo)統(tǒng)計(jì)、評估分析等功能。

圖3 乘客信息體系

（二）主要科技創(chuàng)新點(diǎn)

1.面向乘客全出行鏈的乘客信息感知技術(shù)創(chuàng)新

研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：基于云架構(gòu)和大數(shù)據(jù)技術(shù)搭建乘客信息感知平臺，采用分層架構(gòu)、功能組件化、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)軌道交通行業(yè)生產(chǎn)和信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入，從根本上解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)中擴(kuò)展難、不靈活、重復(fù)開發(fā)等問題。

本項(xiàng)目融合10 種信息感知手段，實(shí)現(xiàn)了12 個專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合接入，為上層應(yīng)用提供了更為全面的數(shù)據(jù)支撐。

2.新一代智慧乘客服務(wù)信息融合發(fā)布技術(shù)創(chuàng)新

研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：面向PIS、PA、電子導(dǎo)向、APP、熱線、微博等信息服務(wù)手段，建設(shè)一體化信息融合發(fā)布平臺，實(shí)現(xiàn)乘客服務(wù)信息內(nèi)容的統(tǒng)一管理、發(fā)布通道的統(tǒng)一管理、信息發(fā)布的統(tǒng)一管理，提高地鐵智慧乘客服務(wù)綜合效能及信息發(fā)布管控能力。

國內(nèi)外技術(shù)對比：國內(nèi)包括北京、上海、廣州等地已開通城市軌道交通官方微博及官方公眾號，向乘客推送相關(guān)出行信息。國外包括東京、紐約等城市的地鐵大多依靠車站內(nèi)部多樣化的設(shè)備設(shè)施為乘客提供信息服務(wù)。

本項(xiàng)目首次將互聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布手段和傳統(tǒng)的地鐵信息發(fā)布手段相結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了信息發(fā)布的統(tǒng)一管理，又滿足了不同乘客的個性化信息需求。

3.跨網(wǎng)域中心一體化召援服務(wù)技術(shù)創(chuàng)新

研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：基于北京軌道交通生產(chǎn)業(yè)務(wù)云平臺，構(gòu)建求助問詢統(tǒng)一的、覆蓋全網(wǎng)的、快速便捷的乘客溝通機(jī)制和需求響應(yīng)服務(wù)機(jī)制，構(gòu)建跨網(wǎng)域語義理解和自動應(yīng)答乘客召援服務(wù)能力，解決乘客地鐵出行過程中急難愁盼的問題。

國內(nèi)外技術(shù)對比：國內(nèi)外現(xiàn)有的軌道交通乘客召援求助大多依靠緊急呼叫終端與車站值班電話進(jìn)行雙向語音通話，線路和路網(wǎng)中心無法對站內(nèi)發(fā)生的召援事件進(jìn)行有效感知及協(xié)調(diào)處置。

一體化召援服務(wù)技術(shù)首次將傳統(tǒng)的召援服務(wù)與互聯(lián)網(wǎng)召援服務(wù)進(jìn)行匯聚，實(shí)現(xiàn)了乘客召援多渠道統(tǒng)籌，以及召援服務(wù)集約化調(diào)度、分級處置的管理需求。

4.基于情景感知的智能路徑推薦技術(shù)創(chuàng)新

研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：依托列車運(yùn)行圖、封口、封站、中斷換乘、延長運(yùn)營、縮短運(yùn)營、以及各類影響乘客出行的事件信息，針對常態(tài)和突發(fā)事件不同場景，為北京軌道交通APP 系統(tǒng)進(jìn)行出行前規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐，同時在運(yùn)力運(yùn)量矛盾預(yù)警、換乘負(fù)荷預(yù)警、車站風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警時，主動更新出行路線，并及時發(fā)布客流誘導(dǎo)信息。

本項(xiàng)目采用基于情景感知的智能路徑推薦技術(shù)，根據(jù)乘客全出行鏈信息，針對常態(tài)情況和突發(fā)事件情況，結(jié)合乘客的個性化乘車需求，利用大數(shù)據(jù)、AI 等技術(shù)為乘客提供動態(tài)、實(shí)時、精準(zhǔn)的出行路徑查詢以及推優(yōu)服務(wù)。

5.基于人臉識別的票檢、安檢一體化技術(shù)創(chuàng)新

研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：研究基于云平臺的人臉識別票檢、安檢一體化技術(shù)，為乘客提供更快捷的安檢和多元票務(wù)進(jìn)站體驗(yàn)。包括北京地鐵無感支付及智慧安檢融合研究平臺，支持千萬量級人臉底庫；研究滿足超大客流下地鐵多算法人臉識別系統(tǒng)，人臉識別速度、準(zhǔn)確率均達(dá)到預(yù)期要求；研究面向超大客流的地鐵無感支付系統(tǒng)以及人臉識別模塊；研究人臉識別訓(xùn)練檢測系統(tǒng)以及多算法人臉識別平臺；研究安檢票務(wù)一體化試點(diǎn)設(shè)備和系統(tǒng)，確保實(shí)現(xiàn)綠通人員快速安檢過閘。

國內(nèi)外技術(shù)對比：目前國內(nèi)軌道交通業(yè)內(nèi)，部分城市已經(jīng)開始進(jìn)行無感支付過閘的試點(diǎn)工作，但乘客數(shù)量仍控制在百萬以內(nèi)；國外軌道交通領(lǐng)域，暫無關(guān)于人臉識別技術(shù)的應(yīng)用案例。

智慧安檢與票務(wù)系統(tǒng)融合方案具備千萬級人臉識別能力，基于13 萬測試集的人臉識別算法正確率指標(biāo)超過99.99%；基于人臉識別的無感支付系統(tǒng)，滿足業(yè)務(wù)交易精準(zhǔn)配對扣費(fèi)和前端乘客信息獲取需求。

6.智慧列車技術(shù)創(chuàng)新

研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：一是車門上下車計(jì)算技術(shù)：創(chuàng)新性使用3D 頭肩檢測、人像自動去重、熱力圖模糊識別、分色熱力圖等算法，適配地鐵車廂特有的低層高、大門寬的場景應(yīng)用；二是車廂異常行為分析技術(shù)：創(chuàng)新性使用語音識別、人體姿態(tài)識別多模態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)車廂內(nèi)乘客異常行為的檢測；三是車廂擁擠度計(jì)算技術(shù)：創(chuàng)新性使用俯視視角和全景魚眼視場下車廂擁擠度算法和清人清物算法的研究及應(yīng)用。

三、信息化產(chǎn)品選型

近年來隨著國家交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的大力推進(jìn)，國內(nèi)不少城市在智慧乘客服務(wù)方向進(jìn)行了探索研究，如廣州地鐵在票務(wù)安檢融合、自助客服設(shè)備、集中后臺客服等乘客服務(wù)環(huán)節(jié)有了積極探索，并在一些車站進(jìn)行落地驗(yàn)證。同時，世界各國面對不斷提高的乘客服務(wù)要求，都在大力推進(jìn)新興數(shù)字技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用，力圖提高運(yùn)行的可靠性和服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通智慧化。

本項(xiàng)目面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務(wù)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，基于全新的服務(wù)理念，采用云架構(gòu)技術(shù)，從乘客信息服務(wù)和乘客交互服務(wù)兩方面出發(fā)，進(jìn)行自主設(shè)計(jì)、自主研發(fā)、實(shí)際項(xiàng)目驗(yàn)證，在智慧乘客服務(wù)體系下搭建全出行鏈智慧乘客服務(wù)中心平臺和各環(huán)節(jié)不同專業(yè)智慧乘客服務(wù)系統(tǒng)，打造軌道交通乘客服務(wù)的北京模式。

四、信息化實(shí)施過程及應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容

（一）項(xiàng)目實(shí)施過程

本項(xiàng)目立足北京城市軌道交通乘客服務(wù)進(jìn)行建設(shè)，包含中心平臺和多個智慧化乘客服務(wù)專業(yè)系統(tǒng)，其中智慧乘客服務(wù)APP 和熱線系統(tǒng)相比其他系統(tǒng)的實(shí)施進(jìn)度略有提前，實(shí)施過程包括如下幾個階段：

2020 年底完成項(xiàng)目前期籌劃；2021 年1 月智慧乘客服務(wù)APP 和熱線系統(tǒng)完成需求分析，1 月至3月其他系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)需求分析；2021 年3 月智慧乘客服務(wù)熱線系統(tǒng)開發(fā)完成，月底開始上線試運(yùn)行；2021 年6 月智慧乘客服務(wù)APP 系統(tǒng)開發(fā)完成，月底開始上線試運(yùn)行；2021 年6 月完成智慧乘客服務(wù)中心平臺和融合發(fā)布、客流預(yù)測、票檢安檢一體化、召援、智慧列車等專業(yè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并啟動開發(fā)工作；2021 年10 月底智慧乘客服務(wù)APP 和熱線系統(tǒng)正式上線運(yùn)行；2021 年12 月中旬，智慧乘客服務(wù)中心平臺和各專業(yè)系統(tǒng)完成開發(fā)、測試，并在北京地鐵11 號線西段（冬奧支線）開通前組織進(jìn)行試運(yùn)行；2021 年12 月系統(tǒng)隨著冬奧支線的開通，正式在北京市軌道交通指揮中心和冬奧支線上線運(yùn)行。

（二）應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)容

智慧乘客服務(wù)體系及相關(guān)系統(tǒng)，從乘客視角和運(yùn)營視角兩方面進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，并應(yīng)用于乘客服務(wù)和運(yùn)營管理，內(nèi)容如下：

1.乘客視角

常態(tài)情況下，實(shí)現(xiàn)出行全鏈路乘客服務(wù)，包括出行前規(guī)劃、出行中伴隨、出站后接駁等全過程服務(wù)（圖4）；突發(fā)事件情況下，提前獲取運(yùn)營信息、突發(fā)事件提醒、繞行路徑推薦、交通方式改乘提醒等（圖5）。

圖4 智慧乘客服務(wù)體系及相關(guān)系統(tǒng)（常規(guī)）

圖5 智慧乘客服務(wù)體系及相關(guān)系統(tǒng)（突發(fā)事件情況）

2.運(yùn)營視角

從乘客服務(wù)運(yùn)營管理角度，期望豐富乘客信息的感知手段，增強(qiáng)乘客觸達(dá)和服務(wù)能力，提升處置效率，持續(xù)做好乘客服務(wù)的評估和優(yōu)化提升，形成管理閉環(huán)（圖6）。

圖6 運(yùn)營視角下智慧乘客服務(wù)體系及相關(guān)系統(tǒng)

五、信息化建設(shè)成效

通過本項(xiàng)目的研究和落地實(shí)施，面向乘客打造全出行鏈智慧乘客服務(wù)，切實(shí)提升出行全流程體驗(yàn)，在國內(nèi)首先建成了智慧乘客信息服務(wù)中心平臺，率先在北京市軌道交通指揮中心和冬奧支線落地應(yīng)用，為乘客提供智慧便捷的軌道交通出行服務(wù)。

（一）經(jīng)濟(jì)及社會效益

1.提供全新建設(shè)思路，推動智慧軌道交通創(chuàng)新發(fā)展。通過本項(xiàng)目打造了覆蓋乘客全出行鏈的智慧乘客服務(wù)體系，創(chuàng)新研究了包括信息感知、融合發(fā)布、一體化召援、智能路徑推薦、智慧票檢和安檢融合、智慧列車等多項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，由北京軌道交通生產(chǎn)業(yè)務(wù)云平臺提供硬件資源，共享統(tǒng)一的服務(wù)終端，相比傳統(tǒng)系統(tǒng)模式，建設(shè)成本降低約20%。項(xiàng)目成果的落地應(yīng)用，為智慧軌道交通發(fā)展提供了全新的建設(shè)思路，必將大大推動軌道交通事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

2.提升乘客出行體驗(yàn)，增強(qiáng)獲得感、幸福感。智慧乘客服務(wù)體系實(shí)現(xiàn)了乘客全出行鏈的信息服務(wù)和交互服務(wù)的深度融合，打破傳統(tǒng)的各自獨(dú)立單一服務(wù)模式，滿足乘客信息需求的個性化精準(zhǔn)匹配，實(shí)現(xiàn)信息交互渠道和交互手段的多樣化，及時解決乘客出行過程中的急難愁盼問題，進(jìn)一步提升了乘客出行體驗(yàn)，增強(qiáng)人民的獲得感、幸福感，也有利于社會的繁榮穩(wěn)定。

3.提升綠色出行的吸引力，助力國家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過智慧乘客服務(wù)體系的建設(shè)和項(xiàng)目的落地應(yīng)用，提升了乘客的出行體驗(yàn)，進(jìn)一步增強(qiáng)了居民對于軌道交通作為綠色低碳出行方式的吸引力，必將降低小汽車、地面公交等出行比例，間接減少因道路交通擁堵所產(chǎn)生的碳排放，助力國家實(shí)現(xiàn)“雙碳”生態(tài)效益目標(biāo)。

（二）知識產(chǎn)權(quán)及專利成果

通過本項(xiàng)目的研究及建設(shè)，取得軟件著作權(quán)1項(xiàng)；外觀專利成果4 項(xiàng)：北京軌道交通APP 軟件著作權(quán)登記證書；用于顯示屏幕面板的信息展示圖形用戶界面外觀設(shè)計(jì)專利證書（ZL202130628338.2）；用于顯示屏幕面板的信息展示圖形用戶界面外觀設(shè)計(jì)專利證書（ZL202130628624.9）；駕駛員行為分析設(shè)備外觀設(shè)計(jì)專利證（ZL202230211377.7）；乘客上下車計(jì)數(shù)器外觀設(shè)計(jì)專利證書（ZL202230229334.1）。

本項(xiàng)目結(jié)合城市軌道交通行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，按照《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》要求，為提高乘客服務(wù)的信息化、便捷化、舒適化、智能化水平，研究形成了面向乘客全出行鏈的智慧乘客信息服務(wù)體系，通過構(gòu)建全方位、多渠道融合、統(tǒng)一、便捷智慧乘客服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)乘客信息服務(wù)的重大轉(zhuǎn)變。相關(guān)技術(shù)后續(xù)將在新建和改造線路繼續(xù)推廣應(yīng)用，逐步形成智慧乘客服務(wù)的“北京模式”，助力實(shí)現(xiàn)城市軌道交通行業(yè)的智慧化升級，打造可持續(xù)自適應(yīng)成長的“智慧乘客服務(wù)體系”。