軌道交通發(fā)展日漸網(wǎng)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(wǎng)狀或者正在向網(wǎng)狀發(fā)展，需要更高效、更全局視角的線網(wǎng)化智慧運營。隨著智慧城市的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術的廣泛應用，基于移動大數(shù)據(jù)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(shù)字化蜂窩網(wǎng)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(jù)《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(shù)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(wǎng)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(wǎng)狀或者正在向網(wǎng)狀發(fā)展，需要更高效、更全局視角的線網(wǎng)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(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)標準化、業(yè)務協(xié)同化，進而演進至大數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jù)由A 線換乘到B 線人數(shù)作為依據(jù)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(shù)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(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)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(jù)缺乏實際的數(shù)據(jù)支撐。
三、運營商的優(yōu)勢和機會點
營商作為天然大數(shù)據(jù)企業(yè)之一，擁有的數(shù)據(jù)相對于互聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)
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(shù)據(jù)獲取成本低：不需要對網(wǎng)絡做任何改造就可以獲取客流數(shù)據(jù)
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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)具備用戶覆蓋度高、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)智慧軌交方案
基于運營商大數(shù)據(jù)的智慧軌交解決方案是以數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡為基礎，基于室內蜂窩高精度定位、運營商大數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)提供給定位能力開放網(wǎng)元，定位能力開放網(wǎng)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。客流人群被定位時，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(shù)據(jù)分析
在平臺層，定位能力開放網(wǎng)元從基站獲得用戶實時測量數(shù)據(jù)，計算位置，上報給大數(shù)據(jù)平臺。大數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。
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(shù)據(jù)的智慧軌交解決方案為軌交提供 “點、線、面”的立體數(shù)據(jù)評估，結合周邊無線基站的數(shù)據(jù)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(wǎng)絡及基礎信息服務提供商，企業(yè)沉淀了大量的價值數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括用戶基礎通信屬性數(shù)據(jù)、基站網(wǎng)絡等信令數(shù)據(jù)、用戶訂購消費數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡行為數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)等等。近年來，運營商也在加大對大數(shù)據(jù)的投資建設，如何讓運營商大數(shù)據(jù)平臺及數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)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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