智慧城轨建设作为城轨交通行业绿色发展的主要驱动力量，可对城市交通运营效率、乘客体验等带来较大提升，且其关联市场正处在高速增长阶段。但智慧城轨在建设落地过程中的数据收集、数据安全、数据流通等环节面临诸多难题，这极大影响了智慧城轨建设在全国的推广。本文基于智慧城轨建设的主要需求，对其落地难点进行梳理总结，并提出相关建议。
我国智慧城轨发展现状
近年来智慧城轨建设的重要性不断提高，成为行业关注的重点，被视为引领城轨交通行业绿色发展的主要驱动力量。2020年3月，中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》提出：“2025年形成中国式智慧城轨特色，跻身世界先进智慧城轨国家行列；2035年中国式智慧城轨乘势领跑发展潮流。”该文件将智慧城轨的建设目标设立为跻身世界前列，并强调将“城轨云”打造为全行业智慧城轨支撑平台。2022年8月，中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案》提出：“以智能化技术装备为基础，有效支撑城轨行业绿色低碳发展，智慧城轨建设为绿色城轨提供强大创新动力。”该文件的发布表明智慧城轨建设已从蓝图规划阶段转为具体执行阶段。
我国智慧城轨交通市场规模巨大，且仍处在高速增长阶段。《2023—2029年中国智慧城市轨道交通行业市场经营管理及投资前景预测报告》显示：2022年我国智慧交通市场规模已达3519.8亿元，增速为24.79%；智慧城轨交通市场规模约为360亿，增速为20%。由此可见，智慧交通与智慧城轨交通市场均处于高速增长阶段，而智慧城轨交通市场仅占前者10%左右，具有广阔的市场空间。
在政策支持的大背景下，智慧城轨建设如火如荼。目前，智慧城轨建设范围不局限于乘客服务、列车运行等生产活动，目标不局限于提高整体运营效率，重点在于打造一个自主可控、功效完备、技术领先、安全可靠、可持续发展的城轨云与大数据平台，如承载了智慧乘客服务、智能运输组织、智能能源系统、智能列车运行、智能技术装备、智能基础设施、智能运维安全、智能网络管理等系统与服务的综合平台。公开资料显示，近年来我国“城轨云”项目从管理云、单专业云等逐渐发展为承载城轨全业务的线网、线路云，2023年8月线网/线路云项目数量增速同比去年增长近100%，远超其它类型项目，该变化反映了智慧城轨建设重心的转变。
智慧城轨建设主要需求
一是智慧城轨应嵌入安全生产、内部管理、外部服务等业务，并能大规模收集、处理生产经营活动中的各类数据，实现数据可视可控，建成信息化底座。数据采集与治理是城轨行业数字化转型的第一步。其数字化转型应详细梳理城轨整体业务，设计针对行车、票务、站务、内部管控等业务的数据治理解决方案。同时，将已采集的数据与实际业务相关联，保证数据可视可控，以便决策者能快速、准确地掌握相关业务实际情况。因此，数据采集、治理与可视化是信息化建设的关键，而信息化建设是智慧城轨建设的核心和基础，是数字化转型的前提条件。
二是应规范行业数据，提高数据价值，保证各级数据安全。城轨业务蕴含的海量数据（如经济生产运行数据、公民出行数据、地理信息数据等），是城轨业务全面创新和发展的重要资源。但绝大多数原始数据的价值较低，需要进行清洗、提炼等标准化处理以提高数据价值。同时，由于智慧城轨建设带来的风险敞口扩大，高价值数据更要注意安全防护，避免关键数据泄露。数据规范和风险防范分别为数字化转型提供了数据价值提升、数据正常流动的必要条件。
三是应推动数据多向流动，合理利用数据价值，深入挖掘数据资源，促进业务扩展创新。在做好数据收集、规范之后，对大量高价值数据的有效利用是重中之重。应加快推动高价值数据在各业务、各层级之间的充分流动，数据在业务系统之间的流转能力是城轨信息化系统的重要保障。同时，数据应切实服务于业务，发挥数据本身价值，有效支持城轨智慧业务的创新研究。此外，还应基于数据本身，开展智慧城轨业务的拓展及创新。数据的流动、合理利用是智慧城轨高效运行的保证，对数据资源的挖掘是智慧城轨业务创新拓展的抓手。
智慧城轨建设的主要难点
智慧城轨行业有其特殊性，一些特定场景对技术水平有较高要求。如车载监控场景，作为城轨运营过程中的重要数据来源，列车车载监控系统存在多重标准，其数据收集过程也会受到噪声、所处环境的影响。这意味着该场景的解决方案必须兼具数据采集、信息分析、综合监控等功能，且能在列车本身大型化、体系化、封闭生态的背景下，克服系统与运行环境不兼容、硬件设备标准限制等难题。再如灾备场景，城轨行业对乘客安全与业务连续性有较高要求，在面临紧急状况时，灾备系统不仅要保证乘客的人身安全，还要缩短业务中断时间，保证城轨运营收益。这意味着该场景的解决方案需要克服城轨系统地理空间范围较大、各业务系统彼此独立、灾备场景复杂多变等问题，保证智慧城轨各个模块之间的业务连续性、数据一致性。
智慧城轨在汇集海量数据的情况下，对防范网络攻击提出了较高要求。一方面，城轨各类业务上云解决方案一般为IaaS、PaaS和SaaS的组合，这种上云模式扩大了网络攻击目标的范围。上云前行车、内部管控等关键城轨系统独立运行，基本与外部网络物理隔离；上云后内部管理、外部售票等多系统/平台打通整合，导致关键业务系统对外暴露风险增加。另一方面，城轨系统上云后涉及大量系统间的数据交互，安全防护从原来的系统级细化到业务级，甚至模块/虚拟机/容器级，防护复杂度大幅提升。在当前网络攻击手段多样化、形式复杂化的形势下，智慧城轨建设面临的网络安全风险不断增加。
智慧城轨建设的难点还在于内部数据壁垒的打通，如何正确合理利用数据、发挥数据本身价值、引导城轨交通行业升级，这些都是难点所在。这些问题可分为两部分：一是智慧城轨的组成极为复杂，包含列车运营系统、外部票务系统、轨道监控系统、信息存储系统等部分，可大致归为内部调度运营、外部客户服务两类系统。不同系统之间的数据结构、存储方法、处理机制均不相同，直接导致各个系统难以集成到同一平台上。二是多个系统产生不同类型的数据，这将进一步增加信息利用的难度，并引发诸如系统内哪些数据需要共享、不同类型信息如何协同、多类信息如何分析等难题。智慧城轨建设必须使内部系统在数据层面完成协同统一，才能真正发挥数据价值。
智慧城轨建设的对策及建议
首先，整体解决方案应面向智慧城轨的特殊性进行垂直化、有针对性地进行改进优化。一是深入了解城轨行业业务流程，协同城轨行业企业对各业务系统进行体系化梳理，在满足行业标准及要求的前提下，打通各系统的数据生产、采集、分析、管理流程，实现资源、业务、数据的统一管理、监控和运维。二是探索适配城轨车站运行环境的软硬一体终端设备，通过轻量化云平台、软硬协同、云边协同等技术，优化车站侧边缘计算能力，降低整体成本。三是通过引入容器、微服务等云原生技术，构建弹性敏捷、稳定可靠的城轨云平台支持业务运行，采用“线网-车站”二级部署架构，制定完备的灾备方案，考虑利用“线网-车站”互为灾备的方案，在保持业务连续性、数据一致性的前提下，尽可能实现成本控制。
其次，重点关注智慧城轨系统上云后的安全能力建设。一是开展基础设施层建设时充分考虑网络安全防护能力，在满足“等保2.0”“关保”等要求以外，构建“线网-车站-列车”端到端网络安全防护体系，提高网络系统安全管理效率与应急处理能力。二是应用层尽可能明确各系统业务边界，引入“零信任”、安全容器、网络可视化等新型安全技术，通过对业务系统间“东西向”“南北向”信息流的安全管控与防护，以及面向业务上线、运行、故障等全流程建立完整运营运维体系，保证城轨业务的安全稳定。
最后，借助数据治理与运营、人工智能的引入，深度挖掘城轨运行过程海量数据的价值潜力。基于城轨云提供的一体化云平台底座实现数据互联互通，结合智能摄像头、智能闸机、传感器等终端设备，可针对载客情况、人流走向、行车数据等实时监控信息，实现车辆运营调度、运行状态监测、客流峰值预测等城轨运营情况分析，提升城轨运营效率。与此同时，探索AI大模型赋能城轨行业的应用场景，利用好城轨行业每日采集的海量数据信息，提升运维的自动化能力。总之，提升运营与调度的自动化、智能化水平，不仅能够降低城轨运营成本，还能优化乘客出行体验。
