城市群轨道交通一体化及智能化发展

城市群的概念是1957年由法国学者提出，主要指高度同城化和高度一体化的群体，城市群通过合理布局，促进区域协同发展。党的十九大报告中强调指出，要以城市群为主体，构建大中小城市和小城镇协同发展的平衡格局。我国“十三五”规划了19个城市群，东南西北中各有大型城市群，其中京津冀城市群、长三角城市群和珠三角城市群，按照世界级城市群的目标进行打造，现在正在筹备粤港澳大湾区的城市群。

城市群的发展需要在重要的核心城市和周边节点城市间实现1到2小时的交通圈，轨道交通具有运量大、速度快、安全准时、环保等优点，自然成为城市群交通方式的骨干方式。

接下来，我们看一下城市群中各种轨道交通的发展情况。

首先说一下高铁。高铁这几年发展迅速，截至目前运营里程已达2.5万公里，在2020年将实现运营里程3万公里，覆盖100万人口的80%。

然后是城市轨道交通。这主要包括地铁、轻轨、有轨电车等方式，这几年也发展迅猛，主要是支撑中心城区和主城区的交通需求。从2010年到现在，城市轨道交通快速增长，北京和上海的运营里程已经超过600公里，这个数量和里程已经超过了东京的2倍。

市域铁路是承担中心城区和周边组团以及周边城镇组团的通勤化、大运量的交通方式。2017年国家发改委发布了文件，加快下一步市域铁路的建设速度。所以，轨道交通的范围，城市轨道交通以地铁为主，主要适应于30公里以内的中心城市和主城区的需求，市域的范围是160—200公里，主要满足市区50—80公里的需求。面向未来城市群不同圈层的轨道交通需求，必须大力构建网络化、层次化、高效率的多制式轨道交通系统。

我们可以看一下世界上比较发达的东京圈的轨道交通情况，有地铁，有铁路线（相当于国内市域铁路），还有磁铁。东京轨道交通的主要优势是核心区和都市圈卫星城的联系线，它的主体不是地铁，是磁铁+城市线，超过2000公里的里程，地铁只占了300公里。

回顾一下我们轨道群的建设和管理，可以看到有以下几个问题：区域总体的运能体现不充分，主要是进行一体化的优化、换乘不便捷，针对各种制式轨道交通的人群、设备和环境的预测感知不充分，全制式轨道交通的联合应急响应和指挥缺乏。在出行方面，各种制式的票制相对独立、安检独立、服务传统，出行便捷方面不够高效，没有采用一体化的规划，信息没有进行充分融合，业务和决策没有实现一体化的协同智慧和智能的统一管理。

接下来，我们看一下城市群的一体化与智能化发展的创新与突破。城市群轨道交通的智能化和一体化，绝不仅仅是信息的简单集成和信息技术的简单应用，而是应该以整体运输为核心，实现运输组织的协同化、安全保障的综合化以及信息服务的智能化。

科技部非常重视城市群一体化与智能化的发展研究，“十三五”的先进轨道专项中布局了相关项目，项目首先是实现多网四域功能一体化，主要面向城市轨道交通、高速铁路，在时间、空间、信息间进行不同维度的关联和相互转换，结合运输安全和服务保障等业务实现一体化的研究，构建多制式协同融合的高效的复合城市群交通网络。

智能信息驱动的动态协同运营理念，主要是改变单制式单独运营的方式，从信息的全息感知到整个智能的态势推演，到实现闭环的管控，再到实现对旅客的全过程智能服务，通过这四个层次的研究实现多制式整体的网络联合和高效运营。两个一体化加实时智能联动的技术路线，就是通过构建一体化的体系进行规划，打造一体化的系统装备，最终实现各制式实时的联动智能指挥。

攻克三大出行问题，主要包括出行需求扰动传播规律、复杂网络系统约束多目标优化和深度学习的大数据融合。在全局突破区域一体化的智能运输组织的基础上，最终落实到旅客出行的智能美好服务上。

过去各种制式都是按照固定的时间表来运行，而智能的运输系统将通过交通大数据感知旅客的出行需求，通过动态决策和协同的调动组织，动态调整各种列车计划，通过自动驾驶实时地执行这些运行计划，根据旅客的偏好进行精准服务和智能交互，最终实现全过程的便捷出行。

全过程实现智能服务，包括全过程行程规划、虚拟票务、换乘等，覆盖旅客出行的全过程链。未来的区域一体化交通将实现虚拟票务的多场景应用，改变过去票制分离，出行不便捷的方式。从虚拟票务到一次全过程的行程规划购票，到车站自动制作二维码或者视频识别的方式自动验票，通过验票实现全过程的行程自动规划和修改，以及最后票务的结算，实现全过程出行的便捷和高效。整个研究将构建一体化的技术体系，研制形成符合交通运输管理的智能控制系统，支撑区域轨道交通智能化和一体化的发展。

大家都知道，区域轨道交通中，虽然轨道交通是骨干交通，但是要实现区域交通一体化必须结合公路、水运、出租个体交通联合形成真正的全过程一体化交通，这就需要各方力量的支持和参与，共同携手打造真正的区域智能交通一体化。

（作者系中国通号研究设计院集团信号研究设计院院长）