姜华
中国水利水电第四工程局有限公司
摘要：近年来，随着城镇化的不断推进、城市规模的不断增大，使得城市中人口数量显著增加，对城市公共交通系统的要求也越来越高。作为一种新型的交通工具，城市轨道交通具有运量大、快速、安全的优点，使其成为有效缓解城市交通压力的一种手段。
关键词：大数据时代；城市轨道交通；创新与发展
前言：《中国制造2025重点领域技术路线图》明确指出，轨道交通作为我国公共交通和大宗运输的主要载体，是我国高端装备“走出去”的重要代表。国家发改委指出，城市轨道交通示范应用是《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2015—2017年）》实施中的显著成效，并将城市轨道交通设备列为《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018—2020年）》九大重点支持领域之一。城市轨道交通作为一类重要的城市交通工具，从另一方面也体现了一个城市的发达与发展程度。
轨道交通数据指在城市轨道交通系统日常运营和运维过程中，以自动、主动或被动形式产生的包含结构化数据、半结构化数据和非结构化数据在内的数据。其来源广泛、种类众多、产生速度快，因此，是一种典型的大数据。如何管理、处理、分析、挖掘轨道交通大数据背后隐藏的知识，并将其服务于轨道交通工程的规划、勘查设计、工程施工、运营维护、决策支持等各个阶段，是一件极其重要的事情。
1轨道交通大数据
轨道交通大数据按照运营关联情况可以分为内部数据和外部数据。其中，内部数据包含基础地理数据、公共行业数据、属性数据、标准、规章、计划及指标数据在内的静态数据和包含专业数据（车务、车辆、工务、电务、机电、通号等）、客流数据、环境数据、安全数据、财务数据、资源配置信息、客运服务信息在内的动态数据组成。外部数据由气象数据、大型活动数据、公共交通数据、社会媒体数据构成。轨道交通大数据具有多源、异构、动态、时空的特点。
按照流转途径，轨道交通大数据的生命周期可以分为六个阶段。不同来源的轨道交通数据以自动、主动或被动的形式产生，通过传感器等设备进行采集和存储，地理上分散的轨道交通数据通过网络进行汇聚，经过数据集成、数据清洗等处理手段后存储在统一的数据中心，按照上层的业务需求对存储的数据进行处理和分析，最后将结果进行可视化，以服务不同的应用。
2轨道交通大数据典型应用
城市交通系统作为城市信息化程度较高的一部分，因其自身数据富集的优势，使得以数据为驱动的智能交通技术被广泛应用。而轨道交通大数据作为城市交通系统的重要组成部分，其在包括智慧城市、智能交通运输系统在内的诸多应用中被广泛应用。
2.1智慧城市
智慧城市作为全球范围内下一代城市发展的新理念和新实践，依托信息化建设基础，对城市部分数据进行实时、动态监测、分析、整合和利用，从而实现对城市的透彻感知。其构建的核心在于数据。目前，我国诸多发达城市都在构建智慧城市。轨道交通大数据作为交通大数据的一种，在构建智慧城市的过程中发挥着至关重要的作用。例如，深圳市通过汇聚全市的交通大数据，构建了“交通云”，实现了全面的17类数据的采集和共享，并通过大数据分析、挖掘手段，为全市的交通运输规划等业务提供了有效的决策支持。
2.2智能交通系统
城市轨道交通大数据可应用在智能交通系统构建上，具体包括统计分析、应急辅助决策、乘客出行诱导、客流量预测、调控管理方面。基于北京市轨道交通的现行方案，依托收集到的北京市轨道交通大数据，设计了基于大数据技术的城市轨道交通应急辅助决策流程。通过将上海市轨道交通大数据中的网络客流数据进行可视化，以挖掘网络客流时空变化特征和演变规律，从而在科学行车和客运组织方面向管理人员提供决策建议及依据。按照轨道交通大数据的生命周期，结合业务需求，利用大数据分析技术，设计了一套城市轨道交通自动化售票系统。青岛市通过构建“两地三中心”的大数据中心，实现了地铁大数据中心的建设，汇聚、管理全市的地铁大数据，以加强对地铁行业的管理和调控。
3城市轨道交通建设安全格式化管理分析
为了避免城市轨道交通建设中发生安全事故，保持其良好的建设状况及效果，则需要对这方面的安全格式化管理加以思考，并将相应的分析工作落实到位。在此期间，相关的安全格式化管理措施包括以下方面。
3.1完善安全管理体系并进行高效利用
建设单位在实践中应通过对城市轨道交通建设安全状况的分析及其要求的考虑，在自身丰富的实践经验、专业理论知识等要素的配合作用下，完善这方面建设中的安全管理体系，并对其进行高效利用，确保城市轨道交通建设方面的安全管理有效性。具体表现为：（1）建设单位需要在有效的安全管理方式、安全管理机制及管理工作的支持下，不断完善城市轨道交通建设方面所需的安全管理体系，给予相应管理工作开展方面科学指导，避免对轨道交通设施安全性能及人员安全等产生威胁。（2）当城市轨道交通建设安全管理体系逐渐完善后，建设单位及管理人员应对其进行高效利用，促使安全格式化管理作用下能够达到思想无懈怠、管理无空档、设备无隐患、系统无阻塞、质量零缺陷、安全零事故的目的，从而为城市轨道交通建设中的安全管理水平提升打下基础。
3.2细化安全管理流程并实施到位
所谓的安全格式化管理简单来说就是以不变应万变，以程序的标准化去管理，且在有效的规章制度、检查工作及手段等要素的支持下，为工程建设安全管理提供保障。在增强城市轨道交通建设安全管理效果的过程中，为了使相应的管理工作开展更具针对性、科学性，则需要建设单位不断细化这类工程建设中的安全管理流程，并将其实施到位予以应对。具体表现为：（1）结合城市轨道交通建设中的安全管理要求，应从可执行性、适用性等方面入手，设置好有效的安全管理流程，并在长期的实践中对其进行不断细化，拓宽轨道交通建设方面的安全管理工作思路，提高其管理效率。（2）当城市轨道交通建设中所需的安全管理流程逐渐细化后，建设单位在实践中应将其实施到位，并对这方面的管理流程实施过程加以控制，减少轨道交通建设中的安全问题发生，满足其安全管理方面的多样化需求。
3.3其它方面的安全管理措施
基于城市轨道交通建设中的安全管理，也需要考虑这些管理措施的配合使用：（1）建设单位应开展好专业强的培训活动，并将有效的激励与奖惩机制实施到位，不断强化管理人员的安全隐患，提高他们在城市轨道交通建设安全管理方面的专业能力，增强其管理过程中的专业性；（2）重视信息技术使用，将丰富的信息资源整合应用于城市轨道交通建设安全管理方面，为其管理工作进行中提供丰富的信息资源，逐渐提升这类工程安全管理信息化水平，并对建设单位的更好发展提供支持。
4以信息化助推城市轨道交通快速发展
4.1创新城市轨道交通整体结构
规范城市轨道交通全新运营结构，迎合轨道交通现状、发展方向、运营模式进行创新。具体做法如下：建立轨道交通网站；建设生产调控中心，服务中心；管理运营中心；保障乘客安全，完善运输指挥系统，增强安全保卫水准，改革企业管理模式，创新建设管理模式；建立内外部联动网络系统，加强安全生产系统网络建设；优化AFC和票务平台建设；完善建立大数据平台。
建立健全城市轨道交通整体运行结构，通过GIS、GPS、通信网络、大数据平台、云数据分析、资源数据库等完全的基础设备，全面服务于乘客使用、工作人员指挥、安保人员管控、企业人员维护、建设和运营的平衡等方面，重建生产调度中心、便利乘客中心、企业维护中心、城市轨道交通的网站，将以上所有应用于城市轨道交通建设、运行、维修、创新等各个阶段。
4.2制定科学合理的指导原则、整体规划
城市轨道交通实现信息化要在城市轨道交通制度化和城市轨道交通业务化的基础上完成，但由于目前我国城市轨道交通存在着一些弊端，所以要从以下几个方面进行完善：完善整体架构、提高运营水准、提高信息资源共通、完善基础设备、加大通信网络建设力度，做好安全管制、实现运营维护平衡、完善制度规范、实现建设管理统一运转。
为迎合目前城市轨道交通发展的变化，为实现我国城市轨道交通发展的新目标，新要求建设成为“互联网+城市地铁”，我国需要制定科学合理的指导原则、整体规划。比如在城市轨道交通建设中采用物联网（IOT）、大数据、GIS、移动互联技术等，实现轨道交通创新发展，实现信息技术和城市轨道运营同步发展，满足社会公众的需求，实现公众绿色出行的愿景，同时也能响应国家绿色出行的号召，轨道交通运营安全得到保障，为轨道交通运行提供大数据支撑，早日实现城市轨道交通数据化、智能化，推动地铁新经济的发展。
4.3构建信息化平台，实现大数据共享
企业的信息化离不开信息化平台的构建，大数据共享有利于信息流通、充分实现企业效益。要实现大数据共享，前提是要为数据建立统一流通标准，其次要确保数据信息安全，以防对乘客造成个人隐私信息的安全侵犯，对于大数据的应用，在世界范围内已经运用开来，城市轨道交通对于数据源也应该进行挖掘分析，通过对信息分析统筹，为系统更新提供数据支撑，通过积累用户数据建立信息共享平台，反过来可以为用户提供个性化定制、场景化应用，最大程度地开展信息共享，能够实现城市轨道交通的智能化信息化。
4.4构建统一举措，升级基础配置
当前城市轨道交通的运控管理模式由于既能提高运输效率又安全可控，所以是轨道交通行业一致认可的运输模式，要将信息化融入这一模式中去要做到：
（1）数据集中优化。将线路的计算管理设备进行精简，实现高效率精细化管理；充分利用大数据信息平台，将既有数据进行整合，简化层级，实现数据管理根据需求进行调度，提高数据的安全性；提高数据的整体调度水平和更新技术的水平。
（2）集中利用网络资源。对网络结构进行梳理整合，将同一层级的网络线路进行优化计算后，通过网闸的形式进行汇聚，在降低安全风险的同时，避免资源浪费。
4.5推进校企合作，建立实训基地，加强师资队伍建设
如重庆邮电大学移通学院前期已与合川区双槐电厂建立了良好的校企合作关系，并展开了多年的实质性合作。借助于双槐电厂，通过组织学生参观实习，加强了学生对专业知识融汇贯通，并已派遣多名教师前往电厂挂职锻炼，促进了教师的个人能力提升。同时，重庆邮电大学移通学院已与北京康吉森交通技术有限公司、重庆交控科技有限公司建立了校企合作关系，建设了轨道交通校外合作实训基地，由相关企业导师指导毕业生毕业设计和接收毕业生长期毕业实习。通过校企合作促进了双师型教师队伍的建设，提升了学生的自信心，提高了社会对学校和学生的认可度。
在轨道交通电气与控制专业建设过程中，结合专业群发展，应充分利用现有的资源，有效融合，让教师深入企业挂职锻炼，加快教师队伍的成长，对专业的建设有着关键作用。在专业教师师资力量还不完善的前提下，积极招聘专业教师的同时借助校企合作和实训基地内培已有教师，交叉培养教师队伍。在此基础上，应进一步建立铁路局或城市轨道供电段实习基地，补足缺口，完善轨道交通电气与控制专业的校企合作体系。
4.6打造轨道交通专业群，增加轨道交通信号控制类课程
随着铁路系统智能化、自动化、系统化、网络化发展进程越来越快，大部分铁路和所有的城市轨道交通均采用电力牵引，并配备列车运行控制系统对列车的安全进行保证。城市轨道交通已实现了自动驾驶，目前正在发展全自动运行系统，这也意味着以后的列车驾驶由电力进行牵引，由列车运行控制系统进行驾驶，可以不再需要人员参与。这就充分的融合了轨道交通电气化和轨道交通信号控制两大领域，因此在制定轨道交通信号与控制课程体系时，加入了“城市轨道交通供电系统”“电力电子技术”等轨道交通电气工程类课程，同时在制定轨道交通电气与控制课程体系时，也加入了“轨道交通列车运行控制系统”“铁路信号电磁兼容技术”“轨道交通列车运行控制系统实验”等轨道交通信号控制类课程。同时，也与车辆工程专业进行相互的交叉融合，培养复合型人才，充分利用专业群建设的优势，实现信息的互联互通，信息共享。
5轨道交通建设展望
针对轨道交通项目建设的实际问题，依托BIM系统强大功能，展望BIM在轨道交通行业前景。
5.1充分利用3D模型可视化带来的工程直观性、造价可控性
设计必须由二维向三维进步，实现BIM系统软件与工业产品设计PDM（ProductDataManagement）一样的应用。工程设计已由早期手绘图纸发展到计算机辅助设计（ComputerAidedDesign），但CAD的功能使用仅限于二维功能，大部分专业软件也是基于CAD研发，三维功能要么没有，要么不好使用。BIM系统软件既可视化，又可正确统计工程量。设计院的设计成果文件除蓝图外，还必须提供三维模型文件。施工人员只要按可视化的3D模型设计成果施工，做好质量控制、进度控制、安全控制、成本控制，做好本职工作就能轻松完成建设任务。
5.2整合设计和BIM资源，缩短BIM建模时间和设计费用支出
通过设计招标涵盖BIM系统设计，或者通过EC模式，建立直通高效的信息传输机制，减少信息传输时长，有效缩短建模时间。根据某城市招标结果，25个车站BIM设计费用达2000万，综合管线设计25站设计费用大概是800万，如果通过整合，可节约设计费用的25%以上。
5.3BIM系统设计平台搭建
对于工程而言，交互平台尤为重要，现阶段的交互平台已不仅局限于电话、邮件的信息传递，未来的交互平台应该以数据中心为平台、各终端为支点，辅助及时信息提醒的高效运行体系。设计上，通过协同设计建立统一的设计及交付标准，所有设计专业及人员在一个平台上进行设计，有效减少设计内部信息不畅导致的错、漏、碰、缺，真正实现所有图纸信息元的单一性，实现一处修改其他自动修改，提升设计效率和设计质量。
5.4BIM系统交互平台扩建
通过扩建BIM系统交互平台将工程五大责任主体并入系统，通过有效的数据流完成对工程全寿命周期的有效控制。做到设计有理可依，过程有据可查，工序衔接有序，施工全工程可视，质量全程管控，造价一目了然，运营维护周期预判，为轨道交通建设创造新的效率和价值。
6结语
总之，轨道交通项目建设，随着BIM系统软件的大力开发及应用，已经把设计从二维向三维设计推进；还应搭建BIM系统交互平台，实现轨道交通建设从二维向四维发展，将建设期内的设计、成本、施工有效的统一起来，给建筑行业注入新的活力，极大的提高效率。
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