軌道交通發(fā)展日漸網絡化、差異化，面對日益增長的大客流，運營安全風險仍在不斷提高，運營管理面臨巨大的壓力與挑戰(zhàn)。大中型城市的地鐵線路已經形成網狀或者正在向網狀發(fā)展，需要更高效、更全局視角的線網化智慧運營。隨著智慧城市的發(fā)展，互聯(lián)網、大數據、物聯(lián)網等新技術的廣泛應用，基于移動大數據的智慧軌交運營將成為智慧城市管理信息化水平的標志之一。運營商建設的室內數字化蜂窩網絡，具備“線不動、點不增”、向5G 平滑演進的能力，隨著5G 的來臨，室內蜂窩定位的精度將提升到1 米，將推動行業(yè)創(chuàng)新，改善乘客感受，提高運營管理效率，共同推動我國智慧軌交運營的健康可持續(xù)發(fā)展。
背景
城市軌道交通具有大容量、集約高效、節(jié)能環(huán)保等突出優(yōu)點，是大城市公共交通系統(tǒng)的骨干，也是城市綜合交通運輸體系的重要組成部分，對城市發(fā)展起著支撐和引領作用。近年來，我國城市軌道交通快速發(fā)展，在滿足人民群眾出行需求、優(yōu)化城市結構布局、緩解城市交通擁堵、促進經濟社會發(fā)展等方面發(fā)揮了越來越重要的作用。從某種程度上說，城市軌道交通的運行水平決定著城市公共交通的服務質量，城市軌道交通的運行秩序直接影響大城市社會與經濟系統(tǒng)的運行秩序。
近年來中國城軌交通進入快速發(fā)展新時期，運營規(guī)模、客運量、在建線路長度、規(guī)劃線路長度均創(chuàng)歷史新高，根據《中國城市軌道交通年鑒（2017）》統(tǒng)計，截止2017 年末，國內共34個城市開通城市軌交并投入運營，開通軌交線路165 條，運營線路長度5033 公里，線路和里程數同比增長20% 以上，增長速度前所未有。城軌交通發(fā)展日漸網絡化、差異化，面對日益增長的大客流，運營安全風險仍在不斷提高，運營管理面臨巨大的壓力與挑戰(zhàn)。大中型城市的地鐵線路已經形成網狀或者正在向網狀發(fā)展，需要更高效、更全局視角的線網化智慧運營，比如一個已有五條線路的城市，新開通一條線路，新線帶來的影響是哪些，哪些車站可能會帶來人流的突發(fā)增長，需要哪些提前準備的措施。諸如此類，都需要基于歷史數據和實時數據進行復雜的分析并給出應對的措施?，F(xiàn)有運營管理中的客流監(jiān)測滯后、客流預測準確率低、共享時效性差等痛點制約了智慧運營的進一步發(fā)展，運營呼喚信息系統(tǒng)更加高精準性、高實時性、數據標準化、業(yè)務協(xié)同化，進而演進至大數據智能分析，實現(xiàn)智慧化運營。
一、應用場景
目前，城市地鐵均已建成了各類軌道交通信息系統(tǒng)，如：自動售檢票系統(tǒng)AFC、軌道交通清分系統(tǒng)ACC、控制中心OCC 等，但當前系統(tǒng)數據存在15分鐘以上延遲而且無法準確獲知乘客的乘車軌跡，在面對部分線路已經出現(xiàn)了高峰時段列車擁擠、客流滯留的問題時，提高軌道交通的網絡化運營效率就成為當前急切需要解決的難題。為解決ACC、AFC 系統(tǒng)數據時效性差、無法跟蹤軌跡的問題，結合運營商信令點、線、面的數據特點，從眾多應用場景中提煉出了四大核心場景。
地鐵站臺站廳客流監(jiān)控
為保障乘客人身安全，提升乘客乘車體驗，避免造成客流大量積壓導致交通癱瘓，地鐵客運保障部門需要實時關注各地鐵站站臺、站廳、換乘通道等重點區(qū)域人群流量分布特征情況，通過對地鐵站內全區(qū)域的人群熱力圖，可以直觀的展現(xiàn)各區(qū)域的人群流量分布情況，為地鐵運營中的安保及乘客疏導工作提供決策支撐。
地鐵站內換乘客流分析
地鐵換乘站一般是地鐵線路中乘客最密集，人流量最大的站點，針對地鐵換乘站的換乘客流進行統(tǒng)計分析，如可根據由A 線換乘到B 線人數作為依據參考，為地鐵運營通過調整發(fā)車頻次、增加運力等手段避免造成客流大量積壓導致交通癱瘓，起到疏散誘導作用。
地鐵進出站客流監(jiān)控
上下班高峰期或商業(yè)、景點等沿線地鐵站，進出站的人數較多，地鐵客運保障部門需要實時關注進出站的客流量，如發(fā)現(xiàn)客流量異常等突發(fā)情況以便及時采取應急預案，通過對地鐵進出站進行實時的客流統(tǒng)計，客運保障部門可以及時掌握進出站客流信息，并可根據客流增長趨勢提前預警，指導地鐵線路的運力評估及高效運營。
地鐵精準清分清算
一般城市地鐵會涉及多條線路，這些線路分別由不同的地鐵運營公司在運營，運營公司間存在線路分帳的情況，目前的方式主要通過地鐵的刷卡數據來進行用戶的軌跡還原，無法準確獲取客戶進入地鐵站后在地鐵內的換乘路線，借助移動的手機信令數據可以獲取用戶的完整軌跡信息，從乘客出門、到達地鐵車站、進入地鐵、到達售票區(qū)、進入站廳、站臺候車、列車上、地鐵出站這一完整的過程。通過還原出真實的換乘路線，可以為地鐵運營公司進行線路的精準清分結算提供重要參考。
圖1 地鐵精準清分清算
二、面臨的問題和挑戰(zhàn)
設備投資維護費用高，監(jiān)控范圍有限
針對站臺站廳的客流量監(jiān)控，需要全方位無死角進行，傳統(tǒng)攝像頭方案采購設備及后期維護成本高昂且較難實現(xiàn)全區(qū)域覆蓋，會有監(jiān)控盲區(qū)、統(tǒng)計交疊區(qū)。
乘客換乘軌跡識別技術難度高
對站內換乘客流分析缺乏科學手段，通過攝像頭、WiFi 等方案無法獲取用戶的換乘軌跡，即從A 號線還是B 號線換乘到C 號線的。
閘機統(tǒng)計高時延
通過閘機對進出站人數的統(tǒng)計分析，時延較長，無法在運營系統(tǒng)中實時反映進出站客流情況。
清分清算不精準
通過地鐵的刷卡數據來進行用戶的軌跡還原，無法真實獲取客戶進入地鐵站后在地鐵內的換乘路線，以最短路徑法作為清分清算的統(tǒng)計依據缺乏實際的數據支撐。
三、運營商的優(yōu)勢和機會點
營商作為天然大數據企業(yè)之一，擁有的數據相對于互聯(lián)網企業(yè)、金融企業(yè)及其他企業(yè)而言，具有如下優(yōu)勢，使得其大數據具有相當高的應用價值和潛力。
l 用戶規(guī)模大：移動用戶市場占有率高，用戶規(guī)模大
l 覆蓋范圍廣：所有信號覆蓋區(qū)域均可作為客流分析的目標區(qū)域
l 連續(xù)性高：針對客流可計量連續(xù)性的軌跡數據
l 實時性強：可實時統(tǒng)計目標區(qū)域客流量信息，分析客流群體特征情況
l 分析維度全：針對目標區(qū)域人群能夠形成多維度群體畫像
l 數據獲取成本低：不需要對網絡做任何改造就可以獲取客流數據
室內蜂窩定位的亮點
業(yè)界所有室內高精度定位技術中，蜂窩定位的最大優(yōu)勢是實時性高、用戶無感知、能唯一標識用戶，這對于客流量統(tǒng)計場景最為適用，是其他定位技術無法比擬的。
大數據優(yōu)勢
地鐵處于跨越式發(fā)展階段，隨著地鐵管理需求的持續(xù)升級，傳統(tǒng)的客流管理系統(tǒng)，無法做到流量的實時監(jiān)控和預測，不能有效提供更人性化的乘客服務、便捷的商業(yè)服務以及更全面的延伸服務，影響到地鐵的智慧運營。與傳統(tǒng)的客流統(tǒng)計技術相比，運營商大數據具備用戶覆蓋度高、數據準確性高、定位精度高、能夠獲取運動軌跡、實時性高、成本低的優(yōu)勢，能滿足地鐵方實時性高、預測性準的需求。
表1 客流量統(tǒng)計技術對比
注：該表來自愛立信
四、運營商5G+大數據智慧軌交方案
基于運營商大數據的智慧軌交解決方案是以數字蜂窩網絡為基礎，基于室內蜂窩高精度定位、運營商大數據，結合軌交行業(yè)特征，突破傳統(tǒng)服務模式，拓展全新服務渠道，提供系統(tǒng)化綜合軌交運營解決方案，創(chuàng)造面向5G 演進的智慧軌交系統(tǒng)框架，提供最優(yōu)服務，創(chuàng)造更多的利潤空間。
圖2 大數據智慧軌交方案 注：該圖來自中興通訊
感知層—精準位置感知
在感知層，將原始定位數據上報給平臺層。通過多個分布式微功率基站對同一用戶的信號強度進行測量，將測量數據提供給定位能力開放網元，定位能力開放網元通過三角場強、指紋定位等先進定位算法，實現(xiàn)5~7 米的高精度定位?？土魅巳罕欢ㄎ粫r，能夠達到無感知的效果。未來5G 定位的精度將提升到1 米。
平臺層—用戶位置大數據分析
在平臺層，定位能力開放網元從基站獲得用戶實時測量數據，計算位置，上報給大數據平臺。大數據平臺獲得客流位置、路線等相關信息，結合用戶畫像，進行客流分析，并向應用層推送客流分析數據。
1、功能技術特點：
l 通過用戶（手機）作為唯一標識；
l 客流人群被定位時，達到無感知的效果；
l 基于上行場強的三角定位、指紋定位原理，保證定位的精確性，精度在5-7 米；
l 實時性：2 秒。
2、統(tǒng)計分析功能：
l 進站、出站客流統(tǒng)計；
l 站臺、站廳實時客流監(jiān)控；
l 換乘客流統(tǒng)計；
客流密度分析。
應用層—智慧軌交應用
基于運營商大數據的智慧軌交解決方案為軌交提供 “點、線、面”的立體數據評估，結合周邊無線基站的數據統(tǒng)計，對周邊客流進行預測，在應用層為地鐵提供地鐵站臺、站廳實時客流監(jiān)控、實時斷面客流監(jiān)控、地鐵站周邊客流進站預測、地鐵精確清分清算等價值應用，實現(xiàn)智慧運營。
五、運營商的價值
運營商作為通信網絡及基礎信息服務提供商，企業(yè)沉淀了大量的價值數據，這些數據包括用戶基礎通信屬性數據、基站網絡等信令數據、用戶訂購消費數據、網絡行為數據、位置數據等等。近年來，運營商也在加大對大數據的投資建設，如何讓運營商大數據平臺及數據產生價值、使能政府及行業(yè)是運營商面臨的普遍問題及訴求。通過智慧軌交項目建設，運營商可以為行業(yè)軌交客戶提供高精度、高價值、低延遲的數據服務。地鐵是典型的客戶集中度高、業(yè)務流量大場景，為運營商提供優(yōu)質的4G網絡服務既能實現(xiàn)較好的投資效益，又可有效提升運營商的品牌形象。通過助力城市智慧軌交建設，樹立行業(yè)標桿，發(fā)揮示范效應，踐行企業(yè)社會責任，提升運營商品牌價值。
來源：規(guī)劃家洞察
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