在城市轨道交通由增量扩张转向存量提质、土地与物业开发收益不确定性增强和长期运营压力上升的背景下,“建轨道就是建城市”成为从轨道建设集中期到运营期转型的城市治理命题。本文以深圳轨道交通30年发展实践为线索,基于第一手资料质性访谈与案例分析方法,探讨轨道交通如何嵌入城市空间组织与治理过程,并转化为城市建设能力。基于深圳不同时期典型轨道交通与城市发展阶段的对应关系,梳理轨道交通在公益定位、线网组织、站点功能与协同实施中的作用机制,并进一步分析“建轨道就是建城市”模式的运行逻辑。研究发现,轨道交通的城市价值并非直接来源于线路规模或沿线开发收益,而是通过可达性提升、空间结构重组与多部门协同逐步实现的;这一模式运行的关键在于公共投入形成的空间增值回流与利益共享机制,而非单纯的市场化开发行为。面向存量发展阶段,轨道交通继续“建城市”的重点应从规模扩张和开发收益导向,转向稳定运营期既有网络效率提升、站城空间城市更新与公共服务再强化。
为破解城轨人工智能(artificial intelligence, AI)技术突破与产业价值释放之间的断层难题,推动行业新质生产力培育与高质量可持续发展,基于学术文献、技术专利及行业问卷数据,采用“感知→决策→执行”技术逻辑,立足新质生产力内涵,针对城轨AI应用落地零散、要素配置滞后、知识转化不足等现实问题,提出“链式递进、内外双驱、场景落地、深度升级、螺旋上升”的城轨AI落地总体框架。首先,提出城轨AI落地也遵循“技术革命性突破→生产要素创新性配置→产业深度转型升级”的递进式发展规律;其次,构建了生产要素创新性配置的内外双驱路径,实现全要素配置效能提升;最后,构建了“场景筛选—场景培育—场景开放—深度升级”的产业转型路径。研究表明,高质量的城轨领域知识库是破解城轨AI技术落地瓶颈的重中之重;数据要素是生产要素创新性配置的核心要素;从1到N的场景扩展路径,是城轨AI从技术突破向产业价值释放的必由之路。
随着城市轨道交通线网规模持续扩大和运营场景日益多元,客流需求呈现出更复杂的时空特征,对列车运行组织和客流管控等提出更高要求。短时客流预测是城市轨道交通运营管理的重要基础,人工智能方法凭借较强的时空特征提取能力,已成为提升预测性能的重要手段。本文围绕人工智能驱动的城市轨道交通短时客流预测方法展开综述。首先,从预测场景、预测对象、数据基础、预测方法和评价指标5个维度构建任务分析框架;其次,梳理预测模型发展脉络;再次,面向进出站客流、起讫点(origin-destination, OD)客流、断面客流、多类型客流协同预测以及以轨道交通为骨干的多模式交通预测等任务,总结相关研究进展和主要挑战;最后,从大语言模型、可信可解释预测、端到端预测优化一体化框架以及世界模型等方面展望其未来发展方向。研究结果表明:城市轨道交通短时客流预测研究正由单一客流类型、单一精度评价和单一预测任务,逐步转向多源感知、多类型协同与多指标评估融合发展;未来研究将进一步聚焦通用适应性、不确定性感知、可信风险评估、决策导向预测以及世界模型驱动的动态推演,构建面向复杂运营场景的一体化智能预测推演体系,以支撑城市轨道交通精细化运营决策。
为深入探讨我国地铁从战备辅助向现代化都市引擎转型的技术演进逻辑与自主创新路径,系统梳理我国地铁轨道结构60多年的发展历程。以钢轨与无缝线路、扣件、道岔、整体道床及减振轨道结构5大关键组成部分为主线,系统阐述其技术发展情况:除根据项目需求逐步采用高速铁路钢轨相关的技术外,结合地铁小半径曲线多、过载频率高的特点,在小半径、道岔等地段采用耐磨性好的钢轨;扣件呈现百花齐放态势,形成以DT、ZX、WJ等系列扣件为代表的标准图体系,且设计技术、制造工艺方面持续取得进步;道岔从沿用国铁标准逐步发展到适配地铁工程建设需求的以城轨系列等为代表的标准图体系;整体道床确立以混凝土长枕埋入式为主的标准体系,并发展出预制装配化技术等新型道床结构;减振轨道结构形成涵盖从扣件、轨枕到道床类减振的多元化技术体系。展望未来,轨道结构技术将在设计、施工、运维及运营线改造等方面得到持续发展,中国地铁技术标准也将逐步走向国际化。
针对中国海外城市轨道交通基建市场开拓历程、市场特征与现实挑战尚需系统梳理的问题,聚焦2005—2025年中国企业在海外开工建设的城市轨道交通基建项目,对项目数量、分布国家、线路里程、建设状态、区域格局、项目制式及发展阶段进行全面统计,并进一步分析中国企业海外城轨市场版图的形成过程、发展演化轨迹及主要问题。在此基础上,从区域布局、产业链延伸、风险防控、融资模式、成本管理、规则标准和技术人才储备7个角度提出系统性解决方案,包括按区域潜力实施分层精准市场布局,打造TOD“城轨+沿线综合开发”复合型出海生态,搭建国别分级、前置预警的地缘风险防控体系,创新多边金融、站点物业反哺的多元自偿融资模式,建立属地化基准数据库并落地全生命周期成本管控机制,注重规则标准的“软联通”,以及强化自动驾驶、智能运维等核心技术与国际化人才储备。研究结果表明,2005—2025年,中国企业已在全球五大洲21个国家建设55条城轨线路,建成与在建总里程达984.2 km,海外市场空间在地理上高度集中于东南亚、西亚北非及撒哈拉以南非洲3大板块,项目制式以大运量地铁为主;其发展经历了萌芽探索、“一带一路”驱动及向高质量发展转型3个阶段,并呈现出从土建承包向全产业链输出、从短期运维向长期特许经营演进的特征。同时,当前中国企业海外城轨项目仍面临项目推进受阻、投标失败率显著上升、局部亏损等问题。总体来看,中国海外城轨产业正处于由粗放规模扩张向可持续价值输出转型的关键窗口期,亟须通过精准市场布局、复合开发模式、风险前置管控、多元融资机制、全生命周期成本控制、规则标准衔接以及核心技术和人才体系建设,提升海外城轨项目的综合竞争力与可持续发展能力,从而更好服务“一带一路”设施联通和全球交通合作命运共同体建设。
针对目前轨道交通线网优化模型存在理想化假设、现实约束刻画不足的问题,且精确算法、智能启发算法、深度强化学习3类主流求解方法各有计算、稳定性、泛化等短板,基于2015年至2025年相关文献数据,系统论述城市轨道交通线网优化模型与方法的研究进展。首先构建线网规划问题的分类框架,从规划场景、建模形式与求解方法3个维度对问题进行归纳。然后在优化模型方面,梳理单目标向多目标优化的发展路径,归纳效率、成本、公平性及韧性等多维目标体系的演化特征,并进一步总结初始线网生成模型与既有网络扩展优化模型的主要研究进展与建模思路。在求解方法方面,对比分析精确算法、元启发式算法以及深度强化学习方法的发展特点,重点阐述基于马尔可夫决策过程(MDP)的线网序贯决策建模思路。结果表明:当前各类优化模型普遍存在结构性缺陷,落地应用价值受限,脱离工程实际,难以完整刻画换乘、运力、时变客流等现实约束,并提出可通过构建大规模网络混合优化框架、供需协同统一模型、多制式协同优化理论、低碳可持续优化体系及数字孪生驱动的动态决策模型五大方向完善相关研究。
针对传统节点-场所模型难以充分刻画轨道交通车站实际客流活力及其出行情景差异的问题,引入活力维度构建节点-场所-活力模型,用于识别城市轨道交通站域类型及其情景差异。以西安市211座轨道交通车站为研究对象,综合轨道交通网络拓扑结构、车站设施供给、接驳交通、建成环境、人口活动、兴趣点(point of interest, POI)功能设施及小时级起讫点(origin-destination, OD)客流等多源数据,构建涵盖节点、场所和活力三维度的评价指标体系,采用组合赋权方法确定指标权重,并利用高斯混合模型识别工作日和国庆长假情景下的站域类型,分析不同情景下站域类型的转换特征。结果表明:西安市轨道交通车站节点、场所和活力得分总体呈现“中心城区高、外围线路低”的空间格局,国庆长假情景下部分车站活力集聚程度明显增强;站域可划分为枢纽综合型、站城协调型、活力响应型、场所承载型和基础培育型5类,其空间分布呈现“中心集聚—外围分异”的圈层特征;工作日与国庆长假情景下站域类型整体保持稳定,211座车站中有192个站域类型不变,占比91.00%,19座车站发生转换,占比9.00%,站域类型转换主要发生在场所承载型与基础培育型之间,并主要分布于二环以外区域。研究结果可为轨道交通站域功能优化、外围车站培育、公共交通导向开发(transit-oriented development, TOD)模式下的差异化建设和精细化运营管理提供科学依据。
为深入探讨市域快速轨道(简称市域快轨)与地铁等轨道交通系统在客流的分布规律上的差异,并进行科学合理的评价,基于《城市轨道交通运营指标体系》(GB/T38374—2019)与中国城市轨道交通协会2025年度统计数据,系统界定客运强度与客流密度的指标内涵与适用边界,分析市域快轨在出行空间、时间、需求等方面的运营特征。以全国22座城市34条已运营市域快轨线路及多条典型地铁线路数据为例,开展量化实证研究。研究表明:2025年全国市域快轨所属中运能系统平均客运强度仅0.18万人次/(km·d),远低于地铁0.73万人次/(km·d),而客流密度达2.46万人次·km/(km·d),运输效率被低估;市域快轨平均运距普遍大于30 km,这是两类指标评价偏差的核心因素;客流密度更能够匹配市域快轨长距离运输的功能定位,客流密度指标对中心城区较短运距的地铁同样适用,但因地铁平均运距较短,客运强度与客流密度高度正相关。在系统梳理现有研究的基础上,提出以客流密度为核心、兼顾平均运距与时空收敛效益等多维度的市域快轨评价框架,并通过理论、实证与综合效益3个层面验证其客观性,提出四方面优化建议,为都市圈轨道交通规划审批、运营考核与高质量可持续发展提供理论支撑与参考。
为梳理虚拟编组技术在轨道交通运输组织领域的研究进展,明确其在列车运行计划优化与运行调整中的应用现状及未来发展方向,对近年来国内外相关文献进行综述。基于运营与服务视角,以2022—2025年发表于Web of Science、Scopus、IEEE Xplore及中国知网等数据库的42篇代表性文献为研究对象,对开行方案编制、时刻表优化、时刻表与车底周转一体化优化,以及列车延误调整、中断持续阶段调整和中断恢复阶段调整等研究进行归纳与比较分析。结果表明:虚拟编组通过缩小列车运行间隔和支持动态重联/解编,能够显著提升线路通过能力与运力配置灵活性;在运行计划优化方面,研究已由单一时刻表优化逐步发展为时刻表、停站方案、交路及车底周转的一体化优化;在运行调整方面,虚拟编组可有效提高中断场景下的运输组织韧性与客流疏解效率。当前研究仍存在一体化程度有限、复杂网络场景考虑有限、多策略协同机制缺乏以及全过程中断调整研究欠缺等问题。未来应重点关注时刻表—停站—交路—车底协同优化、行-调-控一体化建模、多策略协同调整、全过程中断调整以及深度强化学习等智能优化方法在虚拟编组场景下的应用,为虚拟编组技术在轨道交通运输组织中的深入应用与工程实践提供理论参考和方法指导。
为提升城市轨道交通列车运行的安全性,抵御极端气候条件下带来的列车运行风险,克服传统依赖轮轨黏着的制动方式效能大幅降低的不足,针对城市轨道交通频繁启停、工况复杂,特别是雨雪极端天气影响的特点,研究高悬挂磁轨制动器在紧急制动工况下的振动产生机理与动态响应规律。基于“电磁吸附-摩擦制动”的工作机制,通过模拟雨雪天气对线路的影响,识别出其振动特征。建立“制动装置—转向架—车体”振动传递路径,通过三轴加速度传感器采集不同工况下的垂向与横向振动数据,结合平稳性与稳定性指标对车辆运行安全性及舒适性进行量化评估。研究结果表明:在雨雪天气湿轨工况时,高悬挂磁轨制动器振动加速度峰值小于2.5 m/s2,振动通过转向架—车体传递,对车载电子设备使用寿命影响较小;高悬挂磁轨制动器制动模式对车辆运行平稳性几乎无影响,通过增加磁轨制动对保障城市轨道交通在各类复杂气象条件下高速、安全、舒适运营具有重要工程价值。