【行业案例】(智慧轨道)长沙五一广场站 —— 以数字孪生树立城轨智控新标杆

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五一广场站是长沙地铁1号线与长沙地铁2号线的换乘车站,是长沙市最繁华的地铁车站,地上即为五一广场商圈,有着非常庞大的出行客流。

转型诉求

2021年5月1日,长沙轨道交通最高日客运量为285.12万乘次,其中五一广场站为全市客流第一的站点,极高的客流强度对站点场景、设备、安防、管理制度等各方面都是无时无刻巨大的挑战,形成了五一广场站运营管理的巨大压力。

为了缓解这个压力,长沙市轨道交通集团相关用户决定打通当前站点分散的数据孤岛,并利用数字化技术还原全要素的三维场景,通过场景孪生构建、场景设备管控模拟和车辆调度机制等模拟,对站点的乘客出行态势进行监控及仿真推演,帮助管理人员验证不同状态下的管理措施,辅助管理人员在异常应急事件发生时的分析决策,更高效率的完成安全运营服务。

创新应用场景

在传统的地铁站信息化管理中,人们多集中于理论研究和历史经验的帮助,在利用计算机进行大数据分析时,研究内容也是分别针对人、设备、场景和制度进行分析和判断。国家十四五规划纲要明确提出加快数字化发展,需要我们将交通枢纽运营管理的服务、条件、环境和人群,利用数字化的技术手段联系起来,而数字孪生技术可以有效的将现实世界与仿真世界数据相连,利用虚拟的仿真世界来辅助和验证各种管理机制的合理性和可行性,提高地铁站点的管理能力和应急响应能力,间接帮助地铁站提高了行人乘客的进站、乘车、通行的体验。

五一广场站孪生智控服务平台是面向地铁站运营管理的综合型解决方案,通过数字孪生技术对地铁站的运营数据进行信息融合和可视化表达,对地铁站的实际运行情况进行监控和显示,使整个地铁站的运营机制实现数字化升级,提高站内运营管理的效率,并对站内的安全运营实现全线监控和精准布防。

平台基于51WORLD的AES全要素仿真场景进行定制开发,生成与地铁站全站及周边环境1:1的场景模型,形成数字孪生的基础状态。在此基础之上基于SuperGUI前端框架实现地铁站运营数据的可视化显示开发。采用本地接入地铁站综合监控系统的接口数据,驱动孪生场景实现实时可视状态的运行监管,并通过云端服务,对用户自定义配置的各项场景约束条件和客流生成规划进行计算和结果推送。

平台主要通过实时数据和仿真数据,驱动孪生场景实现场景状态的信息、设备运行的信息和客流变化的信息,进行同时同步同场景监控,这三种信息满足数字孪生场景动态化发展和数据驱动的需要,因此平台设计为实时监控和仿真推演两种模式来提供运营管理服务。实时监控用于显示地铁站当前运行情况及整站信息的动态变化,通过监控异常信息,判断地铁站的运营状态是否安全正常,通过监控地铁站的运营数据,判断有可能发生的潜在威胁,这些信息统计的结果以二三维结合的方式综合显示,使地铁站实现数字化升级。仿真推演用于地铁站安全运行与管控机制演练和验证,通过既定条件的设置,可以对地铁站客流拥堵的应急预案进行仿真推演,结合数字孪生的地铁站场景,来验证该预案的可行性和可靠性,提供辅助决策的思路和建议,使地铁站应急管理能力得到智能化的提升。

平台的优势之一就是着重设计和研发的行人客流仿真技术。近年来在交通枢纽站这样的公共场所,行人有着明显的密集、从众等不确定性和极高的安全隐患。为了提高乘客服务和安全管理的水平,平台将仿真技术应用于运营管理上,通过日常的推演分析来辅助管理制度进行升级,有助于决策者更好地设计和改进枢纽站的设备设施、环境布局和管理措施,使枢纽站等同类型场景能为乘客提供更安全的出行环境和舒适的个性体验,对于现实世界、数字世界的结合和前瞻应用具有极高的研究意义和前景。

数字化转型价值

长沙市轨道交通集团孪生智控服务平台的应用价值主要体现在以下两个方面:

一个是通过数据融合,打破数据孤岛,联合物联网技术,识别和分析站内设备及客流的状态,对地铁站当前运行情况进行监显并异常告警,实现数据驱动孪生场景,一张图监控全站运行状态,提高全站综合监管水平。

另一个是通过客流智能仿真技术,对地铁站客流进行推演,模拟车站不同条件下的不同容客压力,可用于地铁站异常事件突发时的客流疏散演练,使其管控机制更具现实指导意义,使地铁站应急响应的能力得到提升。

当前社会中,人是连接世界的纽带和核心,同样对于数字孪生世界来说,数字世界创造的价值最终归口也将是服务于人。本案例基于轨道交通地铁站进行行人的研究和设计,通过研究现实社会下人在地铁站中的各种反应和变化,模拟其在数字化的地铁站中的行为活动与建筑、机器等之间的运行关系,从而判断地铁站管理措施合理性。客流仿真技术首先利用人流的群体性活动对整个地铁站的运营策略加以模拟和验证,提供地铁站的管理人员应对不同突发状况时的人流疏散和站点管控的方案,对日常管理和应急管理具有指导性建议和辅助决策的能力。

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