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中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要
四、建设目标
(一)总体目标
力争通过“两步走”实现智慧城轨建设的战略目标。
第一步:2025年,中国式智慧城轨特色基本形成,跻身世界先进智慧城轨国家行列。
实现的总体目标是:中国城轨行业的信息化、智能化、智慧化水平进入世界先进行列,重点智能化关键核心技术得到应用,智能化产业初具规模。一是智能服务设施和智慧服务手段广泛应用,乘客满意度明显提高。二是智能运输组织水平显著提高,运输效率进入世界先进行列。三是全行业能源系统初步建立绿色建设运维体系,节能率普遍提高,进入国际先进行列。四是自主化列车全自动运行系统成熟完善并大面积推广应用,互联互通取得重大突破,具有自主知识产权的全自动运行系统开始进入国际市场。五是自主化的技术装备研发制造能力大幅提升,部分关键核心技术进入世界先进行列,LTE-M综合承载广泛应用,5G+取得实质性的推广应用,通信技术进入世界领先行列。六是智能线桥隧技术管理体系建立,基础设施的数字化和智能化达到世界先进水平。七是建立完善的全生命周期智能运维体系,车辆、能源装备及信号等专业系统实现普遍应用,运营维护和安全保障水平跻身世界先进行列。八是健全网络级管理平台,发挥网络层级功能优势,企业网络化管理体系初步建立,运营效率、管理能力达到国际先进水平。九是中国标准的城轨XX大数据平台建设初具规模,和世界新兴信息技术同步应用。十是智慧城轨技术标准体系基本形成,部分关键技术标准走向世界。
第二步:2035年,进入世界先进智慧城轨国家前列,中国式智慧城轨乘势领跑发展潮流。
实现的总体目标是:中国城轨行业的智能化水平世界领先,自主创新能力全面形成,建成全球领先的智慧城轨技术体系和产业链。一是建成世界领先的智慧乘客服务体系,乘客出行便捷、舒适、畅行。二是智能运输组织能力显著增强,运输效率进入世界先进前列。三是全行业绿色建设运维体系更加完善并取得显著成效,普遍采用绿色能源技术,全行业能源系统节能率大幅提高,达到世界领先水平。四是区域全自动、互联互通列车运行系统广泛应用,智能全自动运行系统关键核心技术进入世界前列。五是自主技术创新创优能力强盛,拥有世界著名自主品牌,主要关键核心技术装备达到世界领先水平。六是基础设施资源集约共享,数字化、全生命周期应用水平大幅度提高,关键技术应用进入世界领先行列。七是智能运维安全保障体系健全完善,全行业运营安全和设备保障等指标达到世界领先水平。八是持续完善网络管理体系和平台,企业网络化管理体系健全完善,运营安全、服务品质和综合效益和网络化管理水平跨入世界前列。九是城轨云与大数据平台实现行业全覆盖、应用业务全覆盖,以城轨云为标志的新一代信息技术应用进入世界领先行列。十是自主化智慧城轨技术标准体系完备,关键技术标准纳入国际标准序列,形成以智慧城轨系列规范引领城轨行业的态势,总体水平处于国际引领地位。
(二)具体目标
在总体目标指导下,聚焦提高系统安全可靠性、提升网络生产效率、完善综合服务水平、提高社会效益和经济效益等目的,制定以下具体目标(量化目标详见附件1:智慧城轨实现目标和路径表):
智慧乘客服务:
2025年目标:智能售检票的实名制乘车、生物识别、无感支付、语音购票等普遍采用,各城市间乘车畅行无阻,智能票、检合一的新模式普遍应用;智慧车站的自动开关站、语音问询、信息服务、动态引导、环境调控等服务功能齐全;智能列车的信息服务温馨实用、个性化需求多样完善;紧急情况下智能管理、引导与应急疏散客流,乘客服务安全有序;智能线网运力服务精准匹配、安全、快捷、高效。
2035年目标:新兴信息技术和城轨乘客服务全面融合,建成无感进出站、舒适便捷乘车、安全正点通达、网内换乘高效、网外衔接顺畅、智慧服务覆盖的世界领先的智慧乘客服务体系。
智能运输组织:
2025年目标:基本建立面向城市轨道交通网络化运营的智能运输组织理论,部分都市圈、城市群实现轨道交通网络化运营;部分城市建成基于共享数据、智能设备、智能软件的网络化运输组织系统平台,实现客流分布的实时预测、运输计划的智能化编制、运力与客流的精准匹配;智能调度与应急指挥中心深度融合,初步建成智能化线网运输组织辅助决策系统;智慧车站技术装备及运控体系推广应用;部分城市实现市区城轨、市域快轨、城际铁路“三网融合”,运输效率和智能化水平进入世界先进行列。
2035年目标:以智能化辅助决策系统为核心,实现线网运输组织的预测精细化、管理信息化和决策智能化,实现都市圈、城市群轨道交通网络高效智能运转;在市区城轨、市域快轨、城际铁路“三网融合”的基础上,实现城轨交通与铁路、公交、航空等其他运输资源的优化配置、运力匹配和联动调度,有机融入国家现代化综合交通运输体系;运输效率和智能化水平进入世界先进前列。
智能能源系统:
2025年目标:构建自主化轨道交通能源系统智能装备产业链,电能质量优化控制技术得到全面推广;再生制动、新能源等能量综合管理与再利用技术得到广泛推广应用;建立能耗-客流实时耦合模型和能源“供-用”评价评估体系;设备状态监测技术深度应用,建立智能化的故障预警系统;建立以关键设备在线故障监测和诊断为基础的智能运维和能源系统设备健康管理标准并示范应用;全行业能源系统节能率普遍提高,进入国际先进行列。
2035年目标:形成自主化的轨道交通能源系统智能装备产业链,实现能源系统技术装备制造全面自主化;永磁牵引及制动能量反馈技术得到普遍使用;电能质量优化控制技术得到全面推广;智能能源系统技术装备标准和能源评价评估标准在国际同行业应用;智能化的能源系统运维体系全面推广;全行业能源系统节能率大幅提高,进入国际领先行列。
智能列车运行:
2025年目标:城轨全自动运行系统持续完善优化,智能化、标准化、系列化水平进一步提升;全自动运行系统应用范围进一步扩大;兼容不同信号制式、不同线路设备的跨制式通用列控系统研发成功并示范应用;与其他信号制式轨道交通的区域互联互通取得突破性进展;建成环境状态感知、多源传感信息融合、多目标自动决策、协同运行控制的自主化列车控制系统;自主知识产权的全自动运行系统进入国际市场。
2035年目标:市区城轨、市域快轨、城际铁路“三网融合”跨线运营的全自动运行列控系统技术成熟,实现区域内不同制式的轨道交通互联互通,车辆通用、跨线运行以及网络统一调度;全自动运行的关键核心设备批量应用,实现列车运行设备健康管理;自主知识产权的全自动运行系统在国际市场占有率逐步提升,智能自动运行核心技术进入世界前列。
智能技术装备:
2025年目标:实现城轨A型车、B型车、D型车智能化、简统化;应用新一代通信技术和人工智能技术,研制支持灵活编组和协同编队功能的车辆,实现运能运力的精准匹配;多制式中小运量新型城市轨道交通装备成熟运用;信号、牵引、制动等列车控制网络深度融合并广泛推广应用;开放式多网融合的列车网络及列车装备得到普遍应用,列车网络纳入城轨云网络安全等保体系;牵引、制动及车载网络等主要产品达到国际先进水平。LTE-M综合承载广泛应用;LTE-M与5GNSA组网在城轨通信网的融合取得突破进展;城轨通信技术达到世界领先水平。城轨装备制造业普遍采用先进的产品全生命周期管理、资源管理和制造执行系统,建成持续创新能力的创新体系,在主要领域推行智能制造模式;主持和参加部分国际标准修订,建成全球先进的现代化城轨交通装备产业链。
2035年目标:城轨车辆实现智能化、系列化、标准化;多制式中小运量新型城市轨道交通装备按需运用;列车控制系统与车辆控制的深度融合技术广泛推广应用,列车智能化水平跻身世界前列。实现下一代通信网络在城轨交通应用,建成新一代智能通信网络,城轨通信系统整体处于世界领先水平。全行业采用智能制造技术,主要关键核心产品达到国际领先水平;主导部分关键核心技术国际标准修订;建成全球领先的现代化轨道交通装备产业链,占据全球产业链的部分高端市场。
智能基础设施:
2025年目标:基本建立轨道、桥隧状态寿命及维护关键参数评估体系;构建智能化工务运行维护保障体系;初步安.建.成防智能化检测平台;初步建立振动噪声环境影响监测及智能化仿真分析平台;探索车辆、弓网、轨道、桥隧及环境多元耦合的综合评价分析平台;建设轨道、桥隧状态及振动噪声控制综合智能化管理平台,基础设施的运维数字化和智能化达到世界先进水平。
2035年目标:建立完善的轨道、桥隧状态寿命及维护关键参数评估体系;建成智能化桥隧维护保障体系与管控平台和振动噪声仿真平台;安.建.成防智能化检测平台;建成高度集成的接触网(轨)、轨道、桥隧及环境多元耦合的综合评价分析平台,智能基础设施关键技术应用进入国际领先行列。
智能运维安全:
2025年目标:车辆、能源、通信、信号等智能运维系统在全行业推广应用,日常检修效率和车辆整体可靠性达到世界先进水平;车辆运维行业技术标准和规范发布实施;建立基于大数据的线桥隧、通信信号以及机电设备等多专业设备智能运维体系和行业标准;基本建成列车调度指挥、运行控制、行车作业等关键系统安全保护和风险评估的标准化体系;建成与城轨交通客流特点相适应智能安检新模式;建成基于乘客行为分析和市政交通的综合应急管理系统;全行业运营安全和设备保障等指标达到世界先进水平。
2035年目标:覆盖城轨全行业的智能运营安全和综合运维体系全面建成;行业技术标准发布实施,部分技术标准进入国际标准体系;全行业运营安全和设备保障等指标达到世界领先水平。
智慧网络管理:
2025年目标:城轨企业网络化管理体系初具规模,目标计划能力、预测预警能力、执行监督能力、决策管控能力大幅提升。由“自然成某某”向“引导成某某”的主动式网络化发展理念取得行业共识;涵盖建设管理、运维管理、资源应用、应急管控等网络层级管理架构体系基本建立,涵盖策略策划、计划统筹、运行协同、资源调配、应急指挥、信息共享、规则制定、监管评估、服务指导、联动共治等功能。以城轨XX大数据平台为支撑,普遍采用企业资源管理和全生命周期资产管理系统;打造知识管理系统,完善应用VR/AR等虚拟现实技术的智慧培训体系;城轨企业的智能运维安全、智慧乘客服务及智能决策水平全面提升,建成准确高效管理、智能辅助决策的现代化企业,实现城轨行业的高质量发展。
2035年目标:建成完善的网络管理平台。全面覆盖建设管理、运维管理、资源应用以及其他基础支撑业务。企业网络化管理功能更加智能完善,与网络化管理需求高度匹配。企业网络化管理水平国际领先,网络综合效能位于国际前列,引领行业发展方向。
城轨云与大数据平台:
2025年目标:完善城轨云与大数据平台的体系建设和应用落地。新建城轨交XX市全部采用城轨云;已经建成城轨交通的城市在新建线路采用城轨云及在既有线设备更新升级时移入城轨云与大数据平台;全面完成城轨交通信息化顶层设计标准,形成中国特色城轨云标准体系。城轨云实现对城轨业务的全覆盖,数据共享平台与城轨网络安全体系同步建立;建成城轨云的城市,大数据应用达到世界先进水平。
2035年目标:城轨云成为全行业智慧城轨的支撑平台,网络安全全面达标;中国标准的城轨云走向世界;技术先进、数据准确、安全可靠的数据共享平台全面建成,大数据技术在城轨交通全行业深化应用,成为智慧城市的重要数据来源;城轨网络安全体系自主可控;以城轨云为标志的新一代信息技术应用进入世界领先行列。
中国智慧城轨技术标准体系:
2025年目标:中国智慧城轨标准体系基本完备,实现智慧城轨业务的全覆盖,支撑中国智慧城轨可持续发展;部分自主化关键核心技术标准在国际性标准体系中有所突破;以标准体系和部分关键核心技术标准助力中国技术装备走向世界;智慧城轨标准的整体性、先进性、采纳率在进入世界先进行列。
2035年目标:建成系统、完备的中国智慧城轨标准体系;关键性技术标准处于国际领先水平并形成国际标准,实现对全产业链“走出去”战略的全面支撑。
五、建设重点
(一)智慧乘客服务
创建智慧乘客服务体系,提高乘客服务的便捷化、舒适化、智能化水平。一是提升票务服务的智能化水平。引导推进基于实名制、个人信用体系的跨平台、跨场景乘车票务服务,利用生物识别、无感支付等多制式,提高售检票、乘车智能化水平。扩大基于可信乘车凭证互联互通范围,提高城市间乘车便捷度,丰富智慧城轨移动APP应用功能,提供多种出行、信息及生活服务;二是提供智慧出行咨询,聚合多平台出行服务内容,按乘客出行需求订制化提供多种出行解决方案。同时重点在交通枢纽、出行热点提供更细致服务。实时显示本站、邻站和换乘站客流动态、列车运行时刻,为乘客提供出行路径咨询及建议;三是研发智慧客流管理系统,对日常峰谷、节假日、重大活动预测及动态监测,及时发布疏导信息,为智慧运输提供可知、可调、可控的大数据管理应急处置解决方案;四是建立智能安检(防)系统。研究与城轨交通客流相适应的智慧安检探索票检、安检合一的新模式,采用视频监视、生物识别、人工智能等技术,实现“人”、“票”、“物”以及异常行为四合一核验,提高效率、安全和服务品质;五是研发智慧车站系统。实时提供车站全场景动态信息服务、显示列车到发时刻、乘客诱导、车厢拥挤度、前方换乘站客流等动态信息。提供车站出入口、服务设施位置,及地面建筑物等信息。实现车站的全息感知、自动运行、全景监控、自主服务及其与周边商业、公共服务设施的一体化信息共享及联动的应用。建立车站智能公共突发事件应急响应管控体系,完善公共突发事件(含卫生安全等)应急预案,在线网应急指挥中心的组织协调下妥善应急处置;六是智能环境动态调控,根据季节、温湿度、客流等变化自动调节温湿度,为乘客提供舒适环境;七是提升列车智能服务水平,实时显示列车运行区间、前方站到发时刻,基于乘客用户画像,为乘客提供可感知、有温度、个性化、推送式服务。
(二)智能运输组织
构建网络化智能运输组织体系和线网运营调度(应急)指挥中心,实现运能运量精准匹配、适应线网运输互联互通、乘客出行快捷便利、网络化运输组织高效的要求。一是建造集调度指挥和应急响应为一体的线网运营调度(应急)指挥中心(NOCC),构建基于云架构的路网数据中心,在数据层面进行信息共享,研究编制满足网络互联互通运营的技术规范,并研发相应的智能化系统;二是研发基于轨道交通网络多源客流数据融合的精准化计算、智能化分析、网络化运营的列车运行计划编制系统,实现网络客流的监测预警、网络运力资源的优化配置、运能运量的精准匹配和全自动列车运行的行车组织;三是研究重要交通枢纽的客流态势演变、客流协同管控以及综合交通协同调度,提高运输效率、保障行车安全;四是深化研究市区城轨、市域快轨、城际铁路“三网”运输功能定位及与铁路、民航、公交等多种运输方式之间的协调衔接,实现在城市主管部门协调组织下的公共交通资源的信息共享和协同运用。
在线网运营调度(应急)指挥中心,部署智能城轨线网运输组织辅助决策系统。一是在共享数据平台基础上与各专业系统数据共享,进一步完善实时监测、信息采集,实现多源数据的融合处理、各专业系统的数据共享以及数据挖掘分析;二是研究城轨线网智能运输组织优化应急响应以及智敏调整的模型、方法和技术体系;三是研究网络突发事件的产生及演变规律、智能应急处置方案的智能生成及触发、多种交通运输方式的协同处置,实现突发事件下的大客流快速、安全疏散,提高运输指挥和应急反应能力;四是构建基于多专业协同联动控制的线路智能综合调度应用;五是建立智能公共突发事件应急响应管控体系,完善社会公共突发事件(含卫生安全等)应急预案,以智能化手段组织指挥全线网实施应急处置。
构建面向乘客管理、设备联动、运行组织的智慧车站管控体系。研发线网大客流预警分析与监控系统、辅助决策系统、应急协调联动、高效能耗管理、环境质量管理及人员绩效管理等系统,实现车站行车及环境设备的自动/半自动运行、泛在感知和安全便捷的乘客服务,***值守和远郊车站无人值守的管理模式。
在实现车辆、供电、信号和轨道桥隧智能运维的前提下,开展正线停车,取消或减少列车专用停车场,大幅降低土地占用。
(三)智能能源系统
研发智能绿色城轨能源综合应用体系,使我国城轨能耗达到世界领先水平。一是构建交流中压环网与推广直流牵引网的双向变流技术,加快直流保护、直流配电开关关键部件的国产化开发应用进度,车站综合节能、可再生能源系统技术装备广泛应用;二是研究能耗-客流的耦合关系,建立能源系统动态模型。研究探索直接使用市电系统供电的方案,实现线网级能源调度,优化行车组织和节能运营图的应用技术规范,建立运营综合场景的能耗关联指标体系,实现智能化能源管理;三是积极推广永磁牵引技术,形成产业链;四是优化城轨能源系统设计理论方法,充分利用客流、车辆、信号、环境控制等综合信息建成性能先进的智能能源系统,通过示范工程引领,逐步在全行业应用推广,使我国城轨交通总体节能率大幅提高。
(四)智能列车运行
一是研发适用于互联互通的全自动运行系统。深化共线、跨线、越行等互联互通的全自动运行典型运行场景设计,研发互联互通全自动运行列车控制技术、多专业协同控制及应急联动技术。研究编制自主化互联互通全自动运行接口标准;二是实现不同制式的轨道交通信号系统互联互通、车辆匹配,实现市区城轨、市域快轨、城际铁路的“三网融合”;三是引入人工智能技术,提升列车智能水平、优化列车驾驶性能和适应性,从效率、节能、舒适性等目标综合优化,实现列车的最佳化运行控制;四是采用新一代车地通信及环境感知系统,加强列车对于行车空间及车上空间的信息感知能力,增强列车自主控制能力,提高轨旁设备利用率,减少轨旁设备,提升列车控制效率;五是采用灵活编组和协同编队技术,实现列车协同最优控制,提升运行效率和运营灵活度。六是推广列车运行设备健康管理技术。突破分级预警、快速重投、远程控制等关键技术,提高列车在异常事件发生时的快速自我愈合能力;七是完善、优化、推广列车全自动运行系统,建立中国标准的智能全自动列车运行体系。
(五)智能技术装备
研制适应不同运量和速度的地铁车辆及多种轨道交通制式车辆,研制智能化列车自主运行控制系统,提升线路运能,降低系统能耗。一是研制标准化A型车、B型车并形成量产,研究适应不同运量的其它智能化新型轨道交通制式的车辆。通过简统化、标准化、系列化提高车辆可靠性、可维修性,降低车辆全生命周期成本;二是研究集约型车辆网络基础平台。推进采用集约型综合承载、开放创新的列车信息网络,实现综合承载非行车安全等多种信息传输业务;三是研究全自动运行系统虚拟连挂的多列车协同编组技术;四是突破车辆控制和信息集成的一体化平台技术瓶颈,实现列车多专业系统深度集成,研究车辆的牵引、制动子系统与车载信号系统直接交互命令控制信息共享技术,提高列车运行控制精度和动态响应特性;五是研究基于模块化的车地和车车无线通信的一体化平台;六是研究客室智能调控系统,提升乘车环境的舒适度;七是研究轨行区障碍物检测系统,辅助车辆安全运行;八是研究车辆智能运维系统,实现车载各系统数据采集、预警、远程监视及诊断分析,为车辆智能运维系统提供数据,提高列车日常检修效率,提升上线列车整体可靠性,促进修程修制变革,降低列车运维成本。
构建智能通信平台。一是推进非行车安全信息车地通信向5G+融合演进,跟踪5G+技术的发展方向,形成5G+城轨产业生态,推动5G+技术在城轨的应用落地;二是研究超大容量、全分布式组网、智能流量分配的新一代有线承载网络,有力支撑云平台、大数据 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 保、边界防护、等保达标、安全确保”的策略,系统地采用可信安全与智能协同等技术,与城轨云同步规划、同步建设网络安全纵深防护体系,保障城轨云网及其承载应用持续稳定运行;五是扩大智能创新应用建设。助推大数据、人工智能在城轨交通的智能优质服务、智能运营指挥和智能运维管理等领域的深化应用。
(十)中国智慧城轨技术标准体系
围绕智慧城轨的建设目标,研究制定中国自主知识产权的技术标准体系。一是以需求为导向,加强政策研究,实行顶层设计,构建技术规范体系,形成系统全面、协调一致、经济合理、开放融合的标准体系,全面支撑和引领智慧城轨建设;二是着力研究编制一批关键核心技术标准,针对共享关键领域,形成从顶层管理、监督评估、运行应用、平台建设、数据融合到底层感知的系列化标准,指导智慧城轨建设项目的有序高质量开展;三是指导智慧城轨各个专业的信息化应用系统的研究、完善、迭代发展;四是主动对接国家主管部门和国际化标准组织,参与国际性标准制定,逐步实现智慧城轨技术标准的国际化;五是构建科学、合理、全面的智慧城轨等级划分与评价指标体系,针对智慧城轨的特点,制定一套评估模型与方法,不断迭代与推进智慧城轨的可持续发展。
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