数智赋能城轨运营:创新路径、实践探索与未来展望

目录

1. 引言:城轨发展新阶段与数智化转型必然性

2. 数智赋能城轨运营的核心路径与实践图谱

2.1 路径一:构建以数据为驱动的精准化、预见性运营决策体系

2.2 路径二:研发与应用行业级人工智能大模型,重塑生产与服务流程

2.3 路径三:打造“轨道+”智慧出行生态,实现一体化协同服务

3. 当前面临的挑战与关键对策

4. 总结与展望


摘要:在全球城市化进程加速与数字技术革命的交汇点,中国城市轨道交通行业正经历从规模扩张向高质量发展的深刻转型。面对持续增长的运营里程与客流压力,传统的依赖人力和经验的管理模式已难以为继。本文系统探讨了以大数据、人工智能、物联网等为代表的数智技术如何深度赋能城轨运营。文章首先剖析了行业转型的宏观背景与核心驱动力,继而构建了数据驱动决策、AI大模型重塑业务流程、跨制式交通智慧协同三大核心赋能路径,并结合北京、青岛、南宁等地的前沿实践案例进行实证分析。最后,论文指出现阶段面临的数据孤岛、技术应用不均衡及安全风险等挑战,并从顶层设计、技术攻关、生态构建等维度提出对策与展望,旨在为行业的高质量、可持续发展提供理论参考与实践指引。

关键词:智慧城轨;人工智能;大数据;运营优化;数字化转型

1. 引言:城轨发展新阶段与数智化转型必然性

城市轨道交通作为现代都市的“大动脉”与“生命线”,其发展水平直接关系到城市运行效率与居民生活品质。截至2024年底,中国内地累计有58个城市投运城轨交通线路,总里程超过1.2万公里,且“十四五”期间年均新增运营里程预计超过1000公里-1。如此庞大的网络规模与持续的建设速度,标志着中国城轨行业已全面转入“建设运营并重、以运营为主导”的新阶段-5。然而,规模的快速扩张也同步带来了运营成本居高不下、安全管控压力剧增、服务品质提升遭遇瓶颈等严峻挑战-1-7

在此背景下,以数据为关键生产要素,以人工智能为核心驱动力的数智化转型,不再是锦上添花的选项,而是行业破解发展难题、培育新质生产力的必然选择。2024年2月,国家数据局等17部门联合印发《“数据要素×”三年行动计划(2024—2026年)》,明确将交通运输列为重点赋能领域,为行业数智化转型提供了强有力的政策指引-1。数智化并非简单的技术叠加,而是通过数据贯通、智能算法与业务场景的深度融合,实现对运营管理、乘客服务、设备维护等全链条的重塑与优化,最终达成降本、增效、提质、保安的核心目标。

2. 数智赋能城轨运营的核心路径与实践图谱

数智技术对城轨运营的赋能是全方位的,其核心路径可归纳为以下三个层面,并在全国多个城市的创新实践中形成了丰富的应用图谱。

2.1 路径一:构建以数据为驱动的精准化、预见性运营决策体系

传统城轨运营高度依赖人工经验与固定时刻表,难以动态响应瞬息万变的客流与网络状态。数智化的首要任务是将分散的“数据孤岛”整合为可感、可知、可分析的“数据资源池”,进而实现从“经验驱动”到“数据驱动”的决策模式变革。

实践案例:北京地铁双井站——大客流智慧管控“样板间”
作为日均换乘量接近4万人次的大客流换乘站,北京地铁双井站面临巨大的安全与服务压力-2。其试点上线的“视频智能综合分析应用系统”,通过对既有监控视频的AI升级改造,实现了对站内客流的实时、精准感知与预测-4。该系统具备三大核心能力:

  1. 实时感知与预警:系统自动统计各区域客流密度与行进速度,并首创三级预警机制。例如,当摄像头可视范围内乘客达40-60人时自动触发三级报警,通知工作人员现场疏导-2-6

  2. 协同联动与智能限流:系统能同步联动7号线与10号线的车站控制室,一旦换乘通道客流超标,可自动启动双线协同限流,从单点应对升级为网络化协同-2

  3. 历史比对与主动调配:系统具备历史客流比对功能,若实时客流较日常同期增长超过10%,将提前预警,使人力、物资等资源的调配更加主动和“心中有数”-4

此外,该系统还将数据智能延伸至精细化服务与安全防控领域,如自动识别乘客摔倒、主动发现携带婴儿车或轮椅的乘客以提供帮助、监测人物分离物品以防遗失等,实现了运营安全与人文关怀的双重提升-2-4

2.2 路径二:研发与应用行业级人工智能大模型,重塑生产与服务流程

通用大模型在专业性、实时性和可信性上难以满足城轨垂直领域的严苛要求-7。因此,研发具有行业知识的专用大模型,成为深化数智赋能、解决复杂系统问题的关键突破。

实践案例:青岛地铁——城轨行业首个人工智能大模型
2025年4月,由青岛地铁牵头研发的我国城轨行业首个人工智能大模型正式发布,填补了行业空白-5。该大模型采用了“1个大模型+18个智能体”的混合专家架构,并非追求单一模型的“全能”,而是通过大模型作为“总调度”,协同调用针对供电、车辆、机电等不同专业场景训练的“专家智能体”-7。这种设计实现了从通用智能到专业智能的跨越。其应用成效显著:

  • 效率与成本双优化:在青岛地铁6号线的试点中,该体系使运营效率提升超过40%,生产作业流程缩减超过60%,成本降低超过30%-7。预计到2028年全部线路开通后,年运营成本可节省超10亿元-5

  • 场景深度覆盖:大模型及其智能体已赋能设备智能维修、故障应急处置、智慧乘客服务等多个场景。例如,在应急指挥中,大模型可快速学习应急预案,辅助生成处置方案,极大缩短决策时间-7

2.3 路径三:打造“轨道+”智慧出行生态,实现一体化协同服务

城轨效能的最终体现,在于其作为城市公共交通骨架,能否与公交、慢行等其它交通方式无缝衔接,构成一个高效、便捷的整体出行系统。数智技术是打通各系统壁垒、实现一体化协同的“黏合剂”。

实践案例:南宁——“轨道+公交+慢行”一体化智慧出行
南宁市以人工智能技术为核心,构建了全国首创的“地铁+公交”协同智慧调度系统,成为城市出行的“智慧大脑”-8-10。该系统的核心在于数据融合与智能决策:

  • 动态协同调度:AI算法实时汇聚地铁列车位置、公交车辆GPS、实时客流、路况等多维数据。例如,系统可根据高铁到站信息预测地铁1号线南宁东站的客流激增,并提前调度周边公交线路加密班次,实现“高铁-地铁-公交”的链式接驳-10

  • 服务生态延伸:以“南宁轨道一码通城”APP/小程序为载体,整合了地铁、公交、区域响应式“的巴”、共享单车、充电桩查询乃至周边消费优惠等多种服务,实现了“一码通行、一码生活”-8-10。其创新的区域响应式“的巴”,通过AI整合区域内出行需求、智能派单,平均候车时间仅5-8分钟,有效解决了“最后一公里”难题-10

表:国内典型城市数智赋能城轨运营实践对比

实践城市核心举措关键技术/系统主要成效赋能焦点
北京智慧车站试点视频智能综合分析系统实现大客流精准预警与协同限流;主动服务特殊乘客-2-4单站精细化运营与安全管理
青岛行业大模型研发“1+N”混合专家型城轨大模型运营效率提升>40%,作业流程缩减>60%,成本降低>30%-7全系统生产流程智能化重塑
南宁一体化出行生态“地铁+公交”协同调度系统;MaaS平台核心区公交接驳覆盖率91.51%;“的巴”平均候车<8分钟;实现一码通城-8-10多制式交通网络协同与服务延伸
成都智能装备应用智能巡检机器人、激光清洗技术车辆检修机器人故障检出率达98%;激光清洗提升维护环保性与效率-9运维环节的自动化与智能化替代

3. 当前面临的挑战与关键对策

尽管数智化转型已取得显著成果,但作为复杂的系统工程,其在推进过程中仍面临一系列深层次挑战。

  1. 数据壁垒与“孤岛”问题依然突出:不同线路、不同系统(如信号、供电、车辆)间信息化架构不统一,导致数据标准各异、共享困难,制约了数据要素价值的充分释放-1

  2. 技术应用“点高面低”,发展不均衡:个别标杆项目技术先进,但全行业、全网络的应用普及率和深度不足,中小型地铁公司受资金、技术人才所限,转型步履维艰-1

  3. 新型基础设施的安全风险:云计算、物联网等新基座的分布式部署,在提升灵活性的同时,也带来了网络攻击面扩大、数据安全防护难度增加等新型安全隐患-1

针对上述挑战,未来需从多维度协同发力:

  • 强化顶层设计与标准统一:行业层面需加快制定统一的数据标准、接口规范与信息安全体系,为数据的跨系统流通与共享奠定基础-1

  • 倡导“共研共建共享”生态模式:借鉴青岛地铁联合19家单位组建“人工智能联合创新体”的经验-7,鼓励业主单位、科技企业、科研院所形成创新共同体,避免重复研发,降低单个企业的转型门槛与风险。

  • 坚持“业务牵引、价值导向”原则:技术应用必须紧扣运营成本、安全、效率、服务等核心业务痛点,通过科学的投资回报分析,优先部署价值场景,确保数字化转型的实效性。

4. 总结与展望

数智化转型是中国城市轨道交通行业应对未来挑战、实现高质量发展的战略抉择。从北京双井站的“站级智能”,到青岛的“系统级智能”,再到南宁的“网络级智能”,实践表明,数智赋能正沿着从点至线、从线至网的路径纵深发展。其核心价值在于,通过数据与智能算法,将城轨这一巨型复杂系统变得可感知、可分析、可预测、可控制。

展望未来,数智赋能城轨运营将呈现三大趋势:一是深化融合,人工智能、数字孪生、北斗导航等技术将与城轨业务实现更紧密的“基因级”融合;二是泛在延伸,智能应用将从运营环节向规划、建设、装备制造等全产业链延伸,并可能向园区、港口等相似封闭场景输出能力-7;三是以人为本,技术的终极目标将更加聚焦于提升乘客出行的获得感、幸福感与安全感,构建更有温度、更富韧性的智慧出行生活圈。

总之,数智化是一场深刻的产业变革。它要求城轨行业不仅要进行技术升级,更需要在组织架构、管理流程、人才体系和产业生态上进行系统性重构。唯有坚持创新驱动、协同共进,方能驾驭数字浪潮,推动中国城轨事业驶向更加智慧、高效、绿色的未来。

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