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1、智慧升级5G智慧地铁建设方案20201.1 轨道交通智能化1.2 驱动创新应用升级一、智慧地铁发展背景1.1地铁交通智能化1目前,中国大陆及港台地区城市地铁运营规模列世界第一。已成为世界最大的城市地铁交通建设市场。地铁总里程将超过万公里。拥有地铁的城市从2005年的8个增加到2020年的45个。100%区域 1 国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)1.1轨道交通智能化1轨道交通智能化系统是智能交通、智慧城市的重要组成。规划纲要明确指出,“高速轨道交通系统”和“智能交通管系统”优先发展。轨道交通智能化系统是现代轨道交通发展的必然趋势。20192020年迎来轨道智能化系统项目集
2、中验收,将在更大范围建设中应用和普及。1.2 驱动创新应用升级人工智能云计算物联网5G网络设施创新应用数据集环境数据政府及企业运营数据个人及家庭活动数据eMBB增强型移动宽带eMTC增强型移动宽带URLLC增强型移动宽带 5G网络为新基建底层技术。带来整个信息基地设施的革命性升级。构建强有力网络基础设施平台,将会产生新的海量数据,驱动未来更丰富的创新应用趋势。一.网络设施基础平台:5G网络和人工智能、云计算、物联网将会构成新的网络基础设施。二.数据集:通过5G网络发掘和输入更多的环境数据、政府及企业的运营管理数据、个人及家庭活动数据,海量数据将通过大规模的云服务应用在环境应用、政府运作、个人生
3、活领域,催生更多的新社会运作模式。三.创新应用:最有潜力的应用特征有三个:1、增强型移动宽带(eMBB):提供理好的移动数据连接,带来固定无线接入和传统固定宽带竞争。2、超可靠低延迟通信(uRLLC):应用在实时性要求高的医疗、工业、应急指挥等领域发挥关键作用。3、海量机器通信(mMTC):应用在覆盖范围和大量连接能力的智能电网和智慧城市等领域。5G2.1 地铁的智慧需求与挑战2.2 智慧+5G助力地铁运营转型升级二、5G时代地铁运营智慧转型运营安全:地铁是由人员、设备、管理和环境组成的一个复合的、多层次的运营安全系统,超大客运量常态化在不断考验车站总体的安全治理能力。客流不仅冲击重要换乘车站
4、,同时使新线和旧线运能不匹配的矛盾突出。截至2019年12月31日,中国内地已开通城轨交通线路长度共计6730.27千米,其中,地铁5187.02千米;轻轨255.40千米;单轨98.50千米;市域快轨715.61千米;现代有轨电车405.64千米;磁浮交通57.90千米;APM10.20千米。(数据来源:中国城市轨道交通协会。)庞大的客流量对于车站运营质量提出了更高的要求。需要考虑如果借助逐步升级的数字化视频体系,实现广泛、连续实时、跨站协同的智慧运营管理。2.1 地铁的智慧需求与挑战乘客服务:在城市化加速、客运压力加大的时代,城市市民不断追求更安全、更便捷、更智慧的交通出行方式,以及个性化
5、服务和丰富的多元性乘坐体验。乘客在轨道交通出行的过程中,依然会存在移动互联网需求,而且移动互联网的需求会与当前技术的发展保持同步,可能会涉及视频点播/直播、视频通话、视频会议、视频监控等大视频业务。需要考虑在轨道交通人员密集环境下,特别是乘客在列车车厢内,如何满足公众移动通信的需求。需求需求&挑挑战战运运营营安全安全乘客服乘客服务务运运维维保保障障设备运行强度大,维保人员工作量增加,夜间维护窗口时间短。车辆运维保障平均人车比0.6智能运维建设为抓手,综合先进的自动化控制技术,智能化分析技术和系统集成技术,改造提升传统车站监控系统的技术等级,激活信息数据连接能力,提升智能地铁数据分析和决策能力。
6、降低人工服务和人工操作频次,提高车站客运、设备、人员管理能力2.12 智慧+5G助力地铁运营转型升级1、升级视频监控技术,由模拟转向数字技术,构建基于云计算视频服务平台,纳入各类人工智能技术,提升视频应用效能。2、检查整站厅层、换乘通道乘客流向情况展示,结合客流拥挤程度与车站地理空间,实时反映全站客流分布、行进速度、拥挤程度(流速图),展示乘客流向和密度情况。3、实现全智智慧管控,加强按线路或区域跨站协同运营管理,实现全业务、全场景、智能识别、实时化、全局化的管理和控制。1、通过智能购票、语音互动智能查询终端、智能客服应用的智能语音服务,提升车站管理效能,减少乘客困扰、降低站内服务成本、提高乘
7、客出行体验。2、未来可延伸各类智能客服、室内导航、精准推荐、自助服务、无感通行(过闸)等创新服务与体验升级1、加强车辆运维业务的数据协同,以车地无线监测分析系统和车轨旁在线检测系统为终端应用,达到“车人”数据联通,从而在业务层支持运维保障。2、实现车辆的实时监视、异常排故、故障分析、日检维护,最终优化流程、辅助决策、降本增效、保障运营安全稳定。3、实现 面向设备的自动诊断和故障预警,提升车站设备的管理效率和客流组织、客流导引。1、运营安全管理解决方案2、车站乘客服务解决方案3、运维保障升级解决方案 5G为代表的新一代信息技术的融合和应用,是未来轨道交通发展、应对特大城市公共交通运营保障需求的重
8、要手段。地铁及车站的运营、服务与保障具有客流量大、数据并发高、跨站点协同、实时性要求高、数据分析复杂等特征与挑战。3.1 基于5G的地铁智慧运营3.2 三大场景九大应用的总体架构三、基于5G的智慧地铁运营服务体系建设3.1、基于5G的智慧地铁运营服务体系建设基于5G网络高宽带技术,建立“车-地”通信高速通路,实现车载信号数据下载、车载视频数据存储等关键业务应用;信托5G网络广连接特性,对信号、通信、机电、供电、车辆、工务等多专业设备统一管理,实现跨专业的故障诊断、数据分析管理等创新应用;引入5G网络低延技术,将人工智能和计算能力前置,实现信号处理、列车控制的实时处理,对地铁列车无人驾驶等创新应
9、用提供支持。基于5G高速入网的车载视频系统进行无线传输;满足高速转储需求,调整上行增强型接入基站配置(时缝配比7:3);适配5G网络演进功能技术特性,后期可兼容无缝接入网络切片技术等应用;边缘计算节点实现对视频和列车运行数据的快速处理;实现对车载信号数据的全量下载、车载视频数据的实时传输;城市轨道交通智慧运营云平台提供深入分析处理、管理控制和可视化展示等功能;3.1.1高宽带(eMBB)支持全专业智能运维基于5G接入网实现物联采集平台的广连接数据采集;实现全专业设备的统一设备状态视图管理,构建网络全专业关键设施设备在线监测知识图谱,利用GIS视角、网络视角、线网图视角、BIM视角呈现路网全专业
10、关键设备设施状态及指标;包括宏观网络级、中观枢纽级、微观车站级。跨专业结合部的故障诊断及预警分析,梳理信号车辆结合部、信号工务结合部、信号供电结合、通信供电结合部、通信车辆结合部、机电供电结合部、车辆工务结合部的设备和数据关系,实现跨专业结合部的故障诊断及预警分析,排除结合部盲区风险隐患。设备全生命周期健康管理,汇聚设备从出厂到报废的全生命周期维护数据,形成设备动态履历,并连续生成设备健康值,为设备维护计划决策提供依据。城市轨道交通智慧运营云平台实现数据整合,实现全专业整合的大数据规律分析等功能。3.1.2广连接(mMTC支持全专业智能运维)基于5G低时延技术,实现AI能力前置,对车辆、线路运
11、营运维联动管理提供支持。建立一套根据运维数据对列车运行及故障处理事态可预测、可快速自动决策的机制。通过全专业运维数据的智能分析,动态生成应急预案、动态预测故障延时、影响范围、实现可靠、安全的运营交互联动。城市轨道交通智慧运营云平台将人工智能和计算能力前置、提供对信号处理、列车控制的实时处理,后续可对地铁列车无人驾驶、车站机电设备自动运行、火灾等突发事件应急响应等创新应用提供支持。3.3.3低时延(uRLLC)支持全专业智能运维 采用5G技术构建智慧地铁运营体系的无线网络通道,构建从基础设施层、能力平台层到智慧应用层的一体化平台构架,实现智能感知、智能联动、智能分析的能力,支撑上层运营、服务、运
12、维三大智慧场景及其中九大应用,用数据驱动安全、效率、效益和服务的提升。3.2三大场景九大应用的总体架构三大场景九大应用4.1智慧运营场景 4.2智慧服务场景 4.3智慧维保场景四、智慧地铁应用场景一、基于大数据的客流态势分析应用综合地铁列车信号数据、列车称重数据、ARC清分数据、电信信令数据、监控视频数据和移动高清视频数据等多数据源,通过5G高宽带网络实现数据传输,基于数据中台技术进行汇总和综合 分析,实现对地铁厅站的客流感知预警等态势分析应用。应用内容:1.结合BIM的站厅站台客流实时热力图,反映客流拥挤情况。2.进入站馆客流热力图,反映场馆整体客流情况。3.进入站馆客流导流示意图,展示当前
13、场馆导流情况。4.根据历史数据进行常态分析,实现全天客流趋势,对地铁运营客流进行15分钟后的预测和预警。4.1智慧地铁运营场景二、基于高清二、基于高清视频视频的客流疏的客流疏导应导应用用根据多个车站及主要人群集散地(比如站点)周边不同的客流场景,及时给出调整客流组织和行车策略的建议,高效的进行大客流的疏散。实现客流与列车的动态调整联合指挥。通过掌握实时客流及预测大客流场景和列车动态运行情况,为地铁运营执行大客流应急预案,实现客流疏散引导等服务。应用内容:1.高清视频5G实时直播地铁出入口外蓄客排队情况。2.站务人员通过5G-AR眼镜实时回传站厅站台关键区域客流情况。3.指挥长在大屏接收站务人员
14、佩戴的5G-AR眼镜回传视频,观察应急预案的执行情况和效果,并实时下达调整指令。4.根据入口的排队情况,触发应急预案通知引导客流。三、三站三线联动运能优化应用根据运营策略和实时客流数据,跟踪交路配比、每个交路车辆对数、运行间隔及备车数量等配置。如果发现客流和运营策略不匹配的情况及时预警,并给出相应的调整建议,供网调决策后下发线路调度执行。针对大客流场景,实现列车调度、行车组织等预案执行,实现相关的三站三线联动和运能优化。应用内容:1.实现三线ATS行车信息,结合运行图和车辆稳重信息,计算运能。2.显示三站的客流与三线运能匹配情况,给出相应的策略提示。3.预设早晚高峰、平峰时期的交路配比,包括交
15、路车辆对数、运行间隔以及备车数量,根据客流和运能匹配情况,及时预警,并给出相应的调整建议,供网调决策后下发线路调度执行。优化应用疏导应用分析应用运运营场营场景景4.2 智慧服务场景服服务场务场景景一、全一、全5G覆盖覆盖建立基于建立基于5G和云服和云服务务的乘客体的乘客体验验区,提供包括高速网区,提供包括高速网络络下下载载体体验验,高清,高清视频现场视频现场直播等服直播等服务务。通。通过过在在车车站站站站厅层设厅层设置乘客置乘客5G体体验验区,区,对对比手机使用比手机使用4G信号下信号下载载与与连连接接5G下下载载两者的网速差距,两者的网速差距,让让乘客体乘客体验验5G的大的大带宽带宽、代延代
16、延迟迟特点。特点。应应用内容:用内容:1、5G覆盖情况合覆盖情况合图图。2、5G设备设备工作情况工作情况3、5G网网络络速率速率实测实测。三、基于三、基于5G的客服机器人的客服机器人构建基于构建基于语语音音识别识别、视频问询视频问询、人、人脸识别脸识别、体感交互、室内定位和、体感交互、室内定位和导导航航视觉视觉等多种智能人机交互能力的本体系等多种智能人机交互能力的本体系统统,在覆盖区域布在覆盖区域布设设地地铁铁客客户户机器人,基于人机器人,基于人脸识别脸识别、AI技技术术,结结合合5G高速网高速网络络,实现对实现对地地铁铁乘客的交互式智能化乘客的交互式智能化服服务务。应应用内容:用内容:1、地
17、、地铁铁客服机器人通客服机器人通过过5G获获取互取互联联网数据,支持与地网数据,支持与地铁铁乘客的交互乘客的交互应应用。用。2、地、地铁铁客服机器人通客服机器人通过过5G获获取云端的人取云端的人脸识别脸识别、AI等分析能力,支持与地等分析能力,支持与地铁铁乘客的智能化服乘客的智能化服务务。二、出行二、出行辅辅助助结结合地合地铁线铁线路数据,路数据,实时实时运运营营数据和数据和历历史数据,史数据,经经分析分析处处理后,理后,为为地地铁铁乘客提供前往乘客提供前往目的地的最佳地目的地的最佳地铁铁路径建路径建议议,以及,以及预测预测的通行的通行时间时间。应应用内容:用内容:提供从当前提供从当前车车站到
18、目的地的最佳地站到目的地的最佳地铁铁路径建路径建议议,包括所需地,包括所需地铁铁票价和票价和预测预测通行通行时间时间。全5G覆盖出行出行辅辅助助客服机器客服机器人人3、5G-AR辅辅助助车车站巡站巡检检利用利用5G网网络络大大宽带宽带、低、低时时延的特性,通延的特性,通过过5G-AR眼眼镜镜,对车对车站工作人站工作人员员的巡的巡检检工作提供工作提供支持,将第一支持,将第一视视角高清角高清视频视频信息信息发发送到指送到指挥挥中心,提高运中心,提高运营营工作效率。工作效率。应应用内容:用内容:1、扫扫描描5G-AR眼眼镜镜回回传视频传视频信息(如二信息(如二维码维码等),分析等),分析处处理后推送
19、理后推送AR信息帮助工作人信息帮助工作人员进员进行故障行故障诊诊断和断和处处理。理。将将5G-AR眼眼镜视频传镜视频传送送给给后端后端维护专维护专家,以家,以实时对讲实时对讲的方式指的方式指导现场诊导现场诊断和断和处处理疑理疑难问难问题题。4.3 智慧维保场景维维保保场场景景1、5G-AR辅辅助机器人巡助机器人巡检检巡巡检检机器人通机器人通过过一个自主运行的机一个自主运行的机动动平台,搭平台,搭载载多多组组高性能高性能监测仪监测仪器,器,对对站内站内设备进设备进行全覆盖行全覆盖监监控,可减少控,可减少“智能化巡智能化巡检检”所需要的固定式所需要的固定式传传感器和感器和仪仪器的安装数据,无需大量
20、布器的安装数据,无需大量布线线、改造、改造现现有开有开着柜,在降低着柜,在降低综综合运合运营营成本的同成本的同时时,提高运,提高运营营管理水平。管理水平。5G高高带宽带宽网网络络支持机器人支持机器人对对地地铁线铁线路、路、隧道、供隧道、供电设备电设备和其他和其他设备设备的自的自动动巡巡检检。应应用内容:用内容:1、实现实现机器人巡机器人巡检检的的实时监实时监控和数据回控和数据回传传,提升自,提升自动动巡巡检检的工作效率和后台分析能力。的工作效率和后台分析能力。2、针对针对系系统统内数据分析判断某些内数据分析判断某些间间隔需要重点巡隔需要重点巡视视的的进进行特殊巡行特殊巡检检。2、5G高高带宽车
21、带宽车地通信地通信提升提升轨轨交公共安全,通交公共安全,通过过建立网建立网络车络车地通信的高速通路,地通信的高速通路,实现实现列列车视频车视频高速存高速存储储和和实时监实时监控。基于控。基于5G的的车车地地视频转视频转存方案依托存方案依托5G无无线线网网络传输络传输,实现车载视频监实现车载视频监控的控的车车地地转转存需求;基于可存需求;基于可视视化管理化管理界面,支持存界面,支持存储统储统一的管理功能,能一的管理功能,能够实现转够实现转存存视频视频的的统统一管理,降低管理成本,提高管控效率。一管理,降低管理成本,提高管控效率。应应用内容:用内容:1、通、通过过5G实时实时高清高清视频监视频监控
22、,控,对车厢对车厢内的各种突内的各种突发发事件、事件、违违法行法行为为的即的即时时响响应应,提升,提升轨轨道交通的公道交通的公共安全。共安全。2、在、在场场站内通站内通过过5G网网络络高速下高速下载载完整列完整列车监车监控控视频视频,供地面,供地面视频视频管理系管理系统进统进行存行存储储和分析和分析处处理。理。5.1 网络建设布局建议5.2产业发展建议5.3 数据价值挖掘建议五 智慧地铁发展建议5 智慧地铁发展建议3、数据价、数据价值值挖掘的建挖掘的建议议基于5G网络的海量数据实时采集和交互,让深层次的大数据分析与应用,在未来地铁运营与服务领域挖掘更丰富的数据价值。1、安全层:关注信息基础设施
23、的设备安全、架构安全与交易安全。2、效率层:关注面向空间运营的高效、以及面向系统升级的敏捷与持续。3、创新层关注公共交通枢纽、人流聚集与流通节能中涉及到的安全、管理、服务等业务创新、技术创新与模式创新。4、价值层:关注面向服务企业的商业价值、空间人流与服务对象的用户价值、以及面向重大事件运行保障和优化的社会价值。5、影响力层:通过协调数据展现,从多个层级表现数据价值及价值带动下的行业领先实践与社会影响力。2、产业发产业发展建展建议议在5G全面商用化、智慧城市进行下一轮发展快车道的背景下,需要轨道交通产业的各参与方进一步协同促进产业的智能化升级。在此过程中,地铁运营主体、政府机构、行业协会及运营
24、商、通信服务商、软件服务供应商为代表的企业 共同参与,激活亲一代信息技术在地铁运营服务中的支撑作用。1、加强规范体系:进行一步升级城市轨道交通5G网络及智能化系统的标准化、规范化、弥补规范缺失问题,创新智慧地铁体系建设,强化智能系统安全。2、建设地铁大数据体系。制定面向地铁运营与服务的大数据库建设标准,加强多源数据采集与共建共享,畅通信息交换渠道。3、扩展智慧服务平台覆盖。在实践过程中逐渐延展智慧服务平台在车站、线路及其它公共交通的覆盖,打通横向的数据协同;同时基于智慧服务平台,进一步推进、鼓励新一代智慧技术在智慧地铁的应用,推动创新形态的变革.。1、网、网络络建建设设布局建布局建议议结合对5
25、G商业应用和项目实践,根据各类场景业务进行5G网络需求评估。基于客流量、用户激活比、业务占空比,以及业务速率需求计算容量,结合不同站点、事件(比如活动)等个性需求,需要做可调度的容量设计,突发大流量需求时进行小区分裂,同时综合考虑业务、用户发展并预测未来3-5年的业务需求,满足一资助部署、长期演进的建设目标。智慧地铁未来展望六、智慧地铁未来展望建设一个智慧高效的交通运输系统,是构建未来智慧城市的重要组成部分。随着5G的来临,精准定位、海量数据协同、实时智能分析等支撑能力成为可能,基于5G技术的轨道交通智能运营服务体系,将在传统地铁到智慧地铁发展过程中,为智慧出行和智慧运营提供越来越多的价值应用。帮助地铁实现人员的一岗多能,打破瓶颈,助力轨道交通行业的可持续发展。未来地铁的运营和服务,将从实现多源数据采集与自由流转的数字化、逐渐升级到数据价值流动的智能化以及进一步创造经济和社会价值的智慧化的三化升级路线,最终实现新技术、新生态合作共赢下的业务智能联动、资源智慧匹配。6、智慧地铁未来展望谢 谢汇报人:XXX
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