面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務體系及其關鍵技術研究

文：于增，梁樑，梁材，林飛，喬磊丨北京軌道交通路網管理有限公司

為深入貫徹國家“交通強國”的發展戰略，落實《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》要求，加強技術創新引領，提升軌道交通行業服務管理水平，實現城市軌道交通高質量發展，推進智慧軌道交通產業布局，打造——倚“臉”出行、依“人”運營、以“云”支撐、一“腦”決策的智慧軌道交通，本項目聚焦智慧軌道交通產業布局中面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務體系及其關鍵技術，從乘客信息服務和乘客交互服務兩方面進行研究。

基于智慧乘客服務理念，本項目創新研究面向乘客全出行鏈的乘客信息感知技術、信息融合發布技術、一體化召援技術、智能路徑推薦技術、智慧票檢和智慧安檢一體化技術、智慧列車技術，搭建智慧乘客服務中心平臺以及乘客信息服務和交互服務的多個專業系統，為乘客提供出行規劃、無感快速進站、舒適乘車、出行求助、服務評價等服務內容，形成乘客服務的管理閉環，進一步提升乘客出行的便捷性和舒適性，提高城市軌道交通的服務質量，提高乘客滿意度。

一、建設目標

本項目落地北京市軌道交通指揮中心及北京地鐵11 號線西段（冬奧支線）工程進行應用，從乘客信息服務和乘客交互服務兩方面進行研究，總體建設目標如下：

一是構建全面的APP 移動服務能力和感知能力，為用戶提供多場景個性化的服務。二是融合PIS、電子導向、PA、APP、熱線、微博等乘客服務信息和服務手段，實現信息融合發布，提高信息發布效率和管控能力。三是研究路網拓撲結構變化、重大活動、突發事件場景下的精細化客流預測和客流動態調控技術，形成長效的、精度漸進提升的常態客流預測方法。四是研究超大客流情況下的人臉識別算法和無感支付技術，構建適應國內城市軌道交通樞紐站、重點換乘站、一般換乘站、及普通站的不同類型車站運營特點的安檢票檢合一整體解決方案。五是研究建設智慧乘客召援服務系統，滿足乘客出行過程中的急難愁盼的求助需求。六是研究建設路網乘客呼叫中心系統，突破老舊的呼叫模式和工單管理方式，實現乘客在撥打服務熱線中的快速導航，提供乘客在咨詢問題時的知識庫集成服務。七是通過研究車載乘客綜合服務關鍵技術，實現視頻智能分析、車內召援求助、車內環境感知和調節服務，保障乘客乘車安全，提升乘客出行體驗。八是研究建設智慧乘客服務中心平臺，提升全面的乘客服務信息監視、告警、處置、評估的閉環管理能力。

二、建設方案

（一）體系架構

本項目面向乘客提供信息服務和交互服務，搭建全新的乘客服務應用體系和多個專業系統平臺。首先建立乘客信息體系，研究基于該體系的信息服務能力，將乘客關注的各類信息高效快捷地觸達到乘客；其次關注乘客出行過程中的關鍵交互環節，例如智慧票務安檢服務、智慧列車服務，打造優秀的出行體驗；最后研究智慧乘客服務中心平臺，實現對上述能力和交互環節的整合、監控和評估，形成乘客服務的管理閉環。

根據《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》要求，構建了面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務應用體系（圖1）。

圖1 面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務應用體系

根據以上乘客服務應用體系，確定智慧乘客服務建設的整體技術路線及技術框架（圖2）。智慧乘客服務系統整體分為4 層，包括感知層、數據層、算法層、應用層。其中感知層實現對乘客信息的感知，數據層實現對乘客信息的加工和處理，算法層根據加工后的數據（召援、乘車、客流、環境等）實現客流預測、智能調節、出現路徑推薦等多種算法，提供給應用層進行使用，為乘客提供高質量的乘客服務。

圖2 智慧乘客服務建設的整體技術路線及技術框架

總結乘客關注的信息，劃分為出行、運營、增值3 大類以及32 個子類，構成乘客信息體系（圖3）?；谝陨铣丝头諔皿w系、乘客信息體系、技術路線和項目建設步驟，分別研究和建設以下各專業智慧乘客服務系統：乘客信息服務各專業系統，包括智慧乘客服務APP、融合發布、智慧客流預測及調節；乘客交互服務各專業系統，包括智慧票務安檢服務一體化、乘客召援服務、乘客服務熱線、智慧列車；智慧乘客服務中心平臺，實現信息感知、信息匯聚、主動告警、突發事件處置、綜合指標統計、評估分析等功能。

圖3 乘客信息體系

（二）主要科技創新點

1.面向乘客全出行鏈的乘客信息感知技術創新

研究內容及關鍵技術：基于云架構和大數據技術搭建乘客信息感知平臺，采用分層架構、功能組件化、協議標準化的設計思想，實現軌道交通行業生產和信息化系統的數據接入，從根本上解決了傳統數據采集業務中擴展難、不靈活、重復開發等問題。

本項目融合10 種信息感知手段，實現了12 個專業系統的數據融合接入，為上層應用提供了更為全面的數據支撐。

2.新一代智慧乘客服務信息融合發布技術創新

研究內容及關鍵技術：面向PIS、PA、電子導向、APP、熱線、微博等信息服務手段，建設一體化信息融合發布平臺，實現乘客服務信息內容的統一管理、發布通道的統一管理、信息發布的統一管理，提高地鐵智慧乘客服務綜合效能及信息發布管控能力。

國內外技術對比：國內包括北京、上海、廣州等地已開通城市軌道交通官方微博及官方公眾號，向乘客推送相關出行信息。國外包括東京、紐約等城市的地鐵大多依靠車站內部多樣化的設備設施為乘客提供信息服務。

本項目首次將互聯網信息發布手段和傳統的地鐵信息發布手段相結合，既實現了信息發布的統一管理，又滿足了不同乘客的個性化信息需求。

3.跨網域中心一體化召援服務技術創新

研究內容及關鍵技術：基于北京軌道交通生產業務云平臺，構建求助問詢統一的、覆蓋全網的、快速便捷的乘客溝通機制和需求響應服務機制，構建跨網域語義理解和自動應答乘客召援服務能力，解決乘客地鐵出行過程中急難愁盼的問題。

國內外技術對比：國內外現有的軌道交通乘客召援求助大多依靠緊急呼叫終端與車站值班電話進行雙向語音通話，線路和路網中心無法對站內發生的召援事件進行有效感知及協調處置。

一體化召援服務技術首次將傳統的召援服務與互聯網召援服務進行匯聚，實現了乘客召援多渠道統籌，以及召援服務集約化調度、分級處置的管理需求。

4.基于情景感知的智能路徑推薦技術創新

研究內容及關鍵技術：依托列車運行圖、封口、封站、中斷換乘、延長運營、縮短運營、以及各類影響乘客出行的事件信息，針對常態和突發事件不同場景，為北京軌道交通APP 系統進行出行前規劃提供數據支撐，同時在運力運量矛盾預警、換乘負荷預警、車站風險預警時，主動更新出行路線，并及時發布客流誘導信息。

本項目采用基于情景感知的智能路徑推薦技術，根據乘客全出行鏈信息，針對常態情況和突發事件情況，結合乘客的個性化乘車需求，利用大數據、AI 等技術為乘客提供動態、實時、精準的出行路徑查詢以及推優服務。

5.基于人臉識別的票檢、安檢一體化技術創新

研究內容及關鍵技術：研究基于云平臺的人臉識別票檢、安檢一體化技術，為乘客提供更快捷的安檢和多元票務進站體驗。包括北京地鐵無感支付及智慧安檢融合研究平臺，支持千萬量級人臉底庫；研究滿足超大客流下地鐵多算法人臉識別系統，人臉識別速度、準確率均達到預期要求；研究面向超大客流的地鐵無感支付系統以及人臉識別模塊；研究人臉識別訓練檢測系統以及多算法人臉識別平臺；研究安檢票務一體化試點設備和系統，確保實現綠通人員快速安檢過閘。

國內外技術對比：目前國內軌道交通業內，部分城市已經開始進行無感支付過閘的試點工作，但乘客數量仍控制在百萬以內；國外軌道交通領域，暫無關于人臉識別技術的應用案例。

智慧安檢與票務系統融合方案具備千萬級人臉識別能力，基于13 萬測試集的人臉識別算法正確率指標超過99.99%；基于人臉識別的無感支付系統，滿足業務交易精準配對扣費和前端乘客信息獲取需求。

6.智慧列車技術創新

研究內容及關鍵技術：一是車門上下車計算技術：創新性使用3D 頭肩檢測、人像自動去重、熱力圖模糊識別、分色熱力圖等算法，適配地鐵車廂特有的低層高、大門寬的場景應用；二是車廂異常行為分析技術：創新性使用語音識別、人體姿態識別多模態技術實現車廂內乘客異常行為的檢測；三是車廂擁擠度計算技術：創新性使用俯視視角和全景魚眼視場下車廂擁擠度算法和清人清物算法的研究及應用。

三、信息化產品選型

近年來隨著國家交通強國戰略的大力推進，國內不少城市在智慧乘客服務方向進行了探索研究，如廣州地鐵在票務安檢融合、自助客服設備、集中后臺客服等乘客服務環節有了積極探索，并在一些車站進行落地驗證。同時，世界各國面對不斷提高的乘客服務要求，都在大力推進新興數字技術在軌道交通中的應用，力圖提高運行的可靠性和服務質量，實現城市軌道交通智慧化。

本項目面向乘客全出行鏈的智慧乘客服務及其關鍵技術進行研究，基于全新的服務理念，采用云架構技術，從乘客信息服務和乘客交互服務兩方面出發，進行自主設計、自主研發、實際項目驗證，在智慧乘客服務體系下搭建全出行鏈智慧乘客服務中心平臺和各環節不同專業智慧乘客服務系統，打造軌道交通乘客服務的北京模式。

四、信息化實施過程及應用系統內容

（一）項目實施過程

本項目立足北京城市軌道交通乘客服務進行建設，包含中心平臺和多個智慧化乘客服務專業系統，其中智慧乘客服務APP 和熱線系統相比其他系統的實施進度略有提前，實施過程包括如下幾個階段：

2020 年底完成項目前期籌劃；2021 年1 月智慧乘客服務APP 和熱線系統完成需求分析，1 月至3月其他系統進行業務需求分析；2021 年3 月智慧乘客服務熱線系統開發完成，月底開始上線試運行；2021 年6 月智慧乘客服務APP 系統開發完成，月底開始上線試運行；2021 年6 月完成智慧乘客服務中心平臺和融合發布、客流預測、票檢安檢一體化、召援、智慧列車等專業系統的設計，并啟動開發工作；2021 年10 月底智慧乘客服務APP 和熱線系統正式上線運行；2021 年12 月中旬，智慧乘客服務中心平臺和各專業系統完成開發、測試，并在北京地鐵11 號線西段（冬奧支線）開通前組織進行試運行；2021 年12 月系統隨著冬奧支線的開通，正式在北京市軌道交通指揮中心和冬奧支線上線運行。

（二）應用系統內容

智慧乘客服務體系及相關系統，從乘客視角和運營視角兩方面進行設計開發，并應用于乘客服務和運營管理，內容如下：

1.乘客視角

常態情況下，實現出行全鏈路乘客服務，包括出行前規劃、出行中伴隨、出站后接駁等全過程服務（圖4）；突發事件情況下，提前獲取運營信息、突發事件提醒、繞行路徑推薦、交通方式改乘提醒等（圖5）。

圖4 智慧乘客服務體系及相關系統（常規）

圖5 智慧乘客服務體系及相關系統（突發事件情況）

2.運營視角

從乘客服務運營管理角度，期望豐富乘客信息的感知手段，增強乘客觸達和服務能力，提升處置效率，持續做好乘客服務的評估和優化提升，形成管理閉環（圖6）。

圖6 運營視角下智慧乘客服務體系及相關系統

五、信息化建設成效

通過本項目的研究和落地實施，面向乘客打造全出行鏈智慧乘客服務，切實提升出行全流程體驗，在國內首先建成了智慧乘客信息服務中心平臺，率先在北京市軌道交通指揮中心和冬奧支線落地應用，為乘客提供智慧便捷的軌道交通出行服務。

（一）經濟及社會效益

1.提供全新建設思路，推動智慧軌道交通創新發展。通過本項目打造了覆蓋乘客全出行鏈的智慧乘客服務體系，創新研究了包括信息感知、融合發布、一體化召援、智能路徑推薦、智慧票檢和安檢融合、智慧列車等多項應用技術，由北京軌道交通生產業務云平臺提供硬件資源，共享統一的服務終端，相比傳統系統模式，建設成本降低約20%。項目成果的落地應用，為智慧軌道交通發展提供了全新的建設思路，必將大大推動軌道交通事業的創新發展。

2.提升乘客出行體驗，增強獲得感、幸福感。智慧乘客服務體系實現了乘客全出行鏈的信息服務和交互服務的深度融合，打破傳統的各自獨立單一服務模式，滿足乘客信息需求的個性化精準匹配，實現信息交互渠道和交互手段的多樣化，及時解決乘客出行過程中的急難愁盼問題，進一步提升了乘客出行體驗，增強人民的獲得感、幸福感，也有利于社會的繁榮穩定。

3.提升綠色出行的吸引力，助力國家“雙碳”目標的實現。通過智慧乘客服務體系的建設和項目的落地應用，提升了乘客的出行體驗，進一步增強了居民對于軌道交通作為綠色低碳出行方式的吸引力，必將降低小汽車、地面公交等出行比例，間接減少因道路交通擁堵所產生的碳排放，助力國家實現“雙碳”生態效益目標。

（二）知識產權及專利成果

通過本項目的研究及建設，取得軟件著作權1項；外觀專利成果4 項：北京軌道交通APP 軟件著作權登記證書；用于顯示屏幕面板的信息展示圖形用戶界面外觀設計專利證書（ZL202130628338.2）；用于顯示屏幕面板的信息展示圖形用戶界面外觀設計專利證書（ZL202130628624.9）；駕駛員行為分析設備外觀設計專利證（ZL202230211377.7）；乘客上下車計數器外觀設計專利證書（ZL202230229334.1）。

本項目結合城市軌道交通行業發展現狀，按照《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》要求，為提高乘客服務的信息化、便捷化、舒適化、智能化水平，研究形成了面向乘客全出行鏈的智慧乘客信息服務體系，通過構建全方位、多渠道融合、統一、便捷智慧乘客服務體系，實現乘客信息服務的重大轉變。相關技術后續將在新建和改造線路繼續推廣應用，逐步形成智慧乘客服務的“北京模式”，助力實現城市軌道交通行業的智慧化升級，打造可持續自適應成長的“智慧乘客服務體系”。