荣获国家科技进步二等奖1项、中国专利优秀奖2项、全国优秀工程勘察设计一等奖5项等多项奖励；拥有授
权发明专利14项；主（参）编9项国家和地方标准；出版专著10部，在国内外核心期刊发表学术论文30余篇。
2023年是广州地铁设计研究院成立30周年。广州地铁设计研究院用实实在在的成绩描摹出30年的光阴：共承接了111条城市轨道交通线路总体总包设计项目，包含地铁、轻轨、城际轨道交通、现代有轨电车、自动导轨系统、中低速磁悬浮等多种制式，运营通车里程超过1000公里；设计了600多座车站以及500多公里各种不同工法的隧道；完成了国内行业多个“第一”：第一条最高时速120公里的地铁线路、第一条直线电机牵引的地铁线路、第一条无人驾驶的城市旅客自动运输线路、第一条采用超级电容供电的现代有轨电车线路、第一条实现公交化运营的160km/h全地下市域快线、第一个超高层地铁上盖城市综合体；2020年10月登陆A股市场，成为国内第一家上市的地铁设计企业。
30年，是总结：背靠我国轨道交通初步到高速发展的大环境，广州地铁设计研究院沉淀、积累、成长为国内城市轨道交通综合设计实力最强的企业之一，能够在全球范围内提供完备、系统的城市交通综合解决方案。30年，是新起点：站在智慧与绿色融合发展的全新赛道，广州地铁设计研究院积极布局“设计+数字科技”新发展模式，以数字化技术为工具和载体，开辟建立智能化、绿色化并行融合发展的格局。
在轨道交通智慧化、绿色化方面，广州地铁设计研究院取得了哪些突破和进展？未来的规划是怎样的？勘察设计在工程建设中起到龙头作用，如何做到设计-施工-运营-城市融合发展？如何看待行业发展面临的困难和挑战？针对这些问题，《世界轨道交通》杂志采访了广东省工程勘察设计大师，广州地铁设计研究院股份有限公司董事长、执行总工程师农兴中。
用“适度超前”的理念进行智慧设计
在国家鼓励创新、各种新技术发展逐步成熟、人民群众追求更好的生活、企业减员增效持续发展、产业迭代更新绿色发展等时代背景下，“智慧城轨”和“绿色城轨”成为整个轨道交通行业的重点研究课题。
在智慧城轨建设方面，广州地铁设计研究院可谓“硕果累累”。农兴中告诉记者，公司秉持“适度超前”的理念进行智慧设计，围绕轨道交通智能运行平台和智慧乘客服务、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、智能运维安全和智慧网络管理八大体系，开展工程探索和实践。
广州轨道交通18号线、22号线，深圳轨道交通20号线一期工程等都是广州地铁设计研究院智慧城轨建设的代表作。其中，广州地铁18号线是国内首条满足地铁服务水平的全地下160km/h市域快线，设计中大量创新，实现多项国内首创：首次在地铁线路中采用基于工业互联网与物联网的轨道交通操作系统穗腾OS2.0；首次在160km/h市域快线采用刚性接触网供电系统和单相组合式同相供电技术；首次采用高速等级CBTC列车信号系统；率先采用大带宽光传送网络及云平台搭建通信系统，借助云计算、大数据、宽带无线通信等先进技术，综合运用多种手段为乘客及运营人员提供多维度、全息化的通信服务……这些新技术、新工法、新设备的应用，使得18号线成为国家级市域快速轨道交通示范线性线路。同时，广州地铁设计研究院还从智慧乘客服务、智慧行车组织、智慧调度指挥、智慧车站管理、智慧运营维护、安全保障及应急处置等六大方面对18号线进行了全方位的数字化、智慧化“包装”。乘客可以体验到无感过闸机、快速智慧安检、智慧客流疏导等服务，连公厕也配备智慧引导系统，提醒乘客目前厕所的排队情况。除了18号线，广州地铁22号线也是广州地铁设计研究院推进智慧地铁落地实施的典型案例。22号线配备了“最强大脑”，应用了基于工业互联网与物联网的轨道交通操作系统穗腾OS2.0，同时采用了大带宽光传送网络，借助云计算、大数据、宽带无线通信等先进技术，实现站内乘客信息动态发布系整合；搭建无感支付票务系统，构建在线集中式客服系统，通过多功能融合型客服终端设备，实现一站式自助服务；采用全高清数字视频系统，监控车站客流状况，实现智能巡站功能，构建动态场景化客运联控系统。
广州地铁设计研究院对智慧的追求是全方位的，从装备、施工、乘客服务到后期运维。在技术设备方面，研究不同运量的智能化新型轨道交通车辆，并构建超大容量、全分布式组网的新一代有线承载网络，搭建基于TD-LTE技术的无线通信系统，综合承载CBTC和集群调度。在乘客服务方面，利用生物识别、无感支付等新兴技术打造美好出行体验。比如聚合多平台出行服务内容，提供订制化出行解决方案；对日常峰谷、节假日、重大活动预测及动态监测，及时发布疏导信息；建立节能调控数据模型，根据外部气候条件、客流条件等，对通风空调设备进行精细化调控实现车站环境动态调控等。智慧工程方面，广州地铁设计研究院打造了集设计、建造、运维于一体的BIM数据协同管理平台，通过该平台支撑各专业全生命周期协同设计、建造和运维。在智能运维方面，以各机电系统在线监测系统和城轨云与大数据平台为核心，建立面向城市轨道交通车辆、轨道、供电、通号、机电等专业的设备全寿命周期维护管理服务功能，实现修前预测、修中监控、修后评定效果，以达到提升检修质量，降低运维成本的目的。除了上述以外，广州地铁设计研究院还积极推进将智慧化、数字化设计理念融入标准编制当中，为智慧轨道交通建设提供理论依据和技术基础。
依托新兴科技培育新的产业增长点
2020年3月，中国城市轨道交通协会发布《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，2022年8月再次发布《中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案》，成为行业建设“智慧城轨”和“绿色城轨”的纲领性和指导性文件。我国“智慧城轨”和“绿色城轨”建设有了行业顶层设计，进入新阶段。
站在新的赛道，广州地铁设计研究院也有自己的布局。农兴中表示，智慧城轨和绿色城轨是有机融合的，我们将布局“设计+数字科技”的新发展模式，以数字化技术为工具和载体，开辟智能化、绿色化并行融合发展的格局。
在此思路下，广州地铁设计研究院已将碳达峰、碳中和纳入公司发展战略规划，以节能降碳、提效降耗、采用清洁能源作为主攻方向，积极探索推进光伏发电、光储直柔技术、储能等相关技术的研究及应用。与此同时，他们还参与推进绿色轨道交通设计、评价标准的编制，引领行业节能创新发展。
2023年2月8日，由广州地铁设计研究院承担设计施工总承包的广州地铁三、五号线环控系统试点应用合同能源管理模式项目正式开工。这是国内轨道交通行业既有运营线路首次全线按能源费用进行托管型合同能源管理。项目采用自主知识产权的智能高效空调系统技术对已运营地铁进行环控节能改造，规划改造42个站点，改造后预计合同期空调系统内节省电量45256万kWh，合同期内平均节能率为41.5%，累计减少二氧化碳排放约45万吨。此次项目是广州地铁设计研究院IPO募投项目“智能超高效地铁环控系统集成服务项目”的产业化推广应用，具备良好的社会效益和市场前景，在行业内具有领先的示范作用。
目前，为了落实国家“双碳”战略、积极履行企业社会责任、推动行业绿色发展，广州地铁设计研究院开展了7个与“双碳”有关的科研，总投入超过1200万，包括新型供电系统方案研究、轨道交通的光储直柔研究、绿色低碳车站等课题，为打造全生命周期的绿色低碳轨道交通做好基础研究工作。
未来，公司将开展哪些具体业务以实现战略目标？农兴中透露，“我们将持续巩固轨道交通核心主业，逐步延伸产业链路，培育基于城市轨道交通的城市交通一体化解决能力。除了核心主业以外，我们还将加快发展TOD等业务，加强投入，壮大规模；扶植节能环保和数字科技等业务，择机孵化、产业化，形成新的增长点。目前和未来几年我们将培育发展以BIM为基础的工程数字技术，基于5G应用、大数据、人工智能的智慧地铁技术，轨道交通节能环保技术，轨道交通预制装配式技术等4个方向的创新业务。”数字科技方面广州地铁设计研究院将重点着力BIM技术和数据互联互通，实现生产过程和生产管理过程的数字化，对内打造全周期生产管理系统平台；基于BIM技术和标准化、参数化设计，形成一定程度的智能设计、智能审图能力并产品化输出；参与工程及运维数字化建设，为建设过程及运维提供数字化手段及智慧管理、运维平台服务；参与数字城市、智慧城市相关工作，提供地下工程管理平台、地铁线网安全运行预警平台等服务。
通过将5G、大数据、云计算、物联网等新兴技术与设计的融合，广州地铁设计研究院致力更好地履行“提升城市品质，设计美好未来”的使命，成为我国乃至世界轨道交通综合技术服务领跑者。
从“理念”和“技术”着手探究可持续发展
当前我国城市轨道交通建设成本高企，而运营客流差异显著，很多城市客流效果不理想。在运营收支比过低、人工成本越来越高的背景下，城市轨道交通的可持续发展逐渐成为行业的关切。“其实，城市轨道交通可持续发展的症结就在投入大、收入少，两者不成比例。”农兴中说，以广州为例，第一轮建设规划批复线路的平均造价指标约3.6亿元/公里，到第三轮建设规划时，这个数据已经达到8.5亿元/公里。并且随着规模的持续增长，单位公里造价指标还在不断上涨。除了投资巨大，城市轨道交通的能耗也大、后期运维成本高。根据《城市轨道交通2021年度统计和分析报告》，2021年全国城轨交通平均每车公里运营成本为23.6元，平均每车公里运营收入为13.27元，全国平均运营收支比为68.7%，整体来看入不敷出的情况较为普遍。考虑到还本付息、设备更新改造等资金压力会随着运营里程增加而增大，轨道交通可持续发展形势严峻。此外，市域快轨网络层次缺失、部分线路间换乘距离过长，城市轨道交通与对外交通衔接不畅、对外集散功能和效率受限等也是可持续发展面临的问题。
结合我国城市轨道交通的发展现状和广州地铁设计研究院的实践经验，农兴中提出从理念和技术两方面着手，解决上述问题，促进可持续发展。“理念上，要充分理解轨道交通与城市发展的关系。轨道交通是城市交通体系的组成部分，与其他基础设施一并构成城市交通骨架。轨道交通建设与城市发展需要形成良性循环，实现共同成长。”所以在规划时要注意：一是与城市发展相协调，契合走廊需求，以提升运营效益为出发点，合理选择线路路由；二是匹配线网功能定位，提升线路建设整体性价比，合理控制线路长度；三是与环境协调匹配，合理选择敷设方式，降低工程造价；四是合理布局场段位置，减少运营空跑，降低牵引能耗和运营成本。
记者了解到，为提高城市轨道交通规划编制的科学性，广州地铁设计研究院开发了基于多源数据的智慧规划平台（iPan），探索规划从模糊决策、经验决策向大数据和信息平台支持下的科学精准决策转变，构建轨道交通规划和前期研究的新模式。平台基于数字孪生技术和人工智能算法模型，可用于城市轨道交通线网规划、建设规划、可行性研究以及各类前期专项规划、TOD开发研究等，未来将进一步融合大数据、云计算、虚拟仿真、AI等技术，将应用场景进一步延伸。
除了规划理念，轨道交通的降本增效离不开技术加持。以5G、大数据、云计算、物联网为代表的信息技术的高速发展，为实现轨道交通的可持续发展提供了助力。目前，广州地铁设计研究院重点实施和推进的有三种。（1）基于BIM的轨道交通全生命周期协同一体化设计技术。以最长生命周期对象为基准，研究土建、机电设备、建造及运维成本等综合因素影响下的一体化设计技术，通过一体化设计技术的成本权衡及优化控制方法，实现轨道交通系统综合成本降低、环境友好、系统能效提升等能力。（2）运用大数据分析设计技术。利用人工智能大数据分析能力，跟随城市规划变化、地面公交系统发展、轨道交通网络的变化等要素，迅速准确地挖掘获取关键信息，掌握客流发展的内部规律，为城市轨道交通规划、设计、运营调度、票务清分、乘客服务、安全运维保障等做出科学决策提供坚实的基础。（3）全息感知精准服务技术。通过对乘客数据的智能分析，实现乘客属性的精准定位，主动提供与之匹配的服务信息推介服务，实现便捷精准乘客服务。通过多维度全息感知、设备物联网化、智能系统融合等实现全景管控车站管理。
勘察设计的精髓在“人”
设计是先导和灵魂，是轨道交通线路建设的奠基和根本。那么，勘察设计的精髓是什么？“我觉得勘察设计的精髓在于‘人’。”农兴中谈到，首先工程建设项目从本质上来讲是一种产品，最终面向的是用户，服务于人。创造美好舒适的用户环境应该是整个勘察设计行业的初衷，国家“十四五”规划纲要中也提出了要“推进以人为核心的新型城镇化战略”。其次，工程建设项目要求勘察设计者的心血投入，通过“人”的责任与担当来确保设计落地，确保质量安全，提升工程品质，通过“人”的创新来推进整个行业发展，这更加突显了“人”的重要性。
基于此，广州地铁设计研究院高度重视人才培养。30年的精耕细作和市场拓展，历练出1900多名专业技术人才。目前公司拥有全国工程勘察设计大师、国务院特殊津贴专家、全国勘察设计行业科技创新带头人、广东省工程勘察设计大师、广东省杰出工程勘察设计师等一大批行业领军人才，教授级高级工程师职称人员超过50人。
“作为勘察设计大师，您怎么定义设计的作用？怎么理解设计与施工-运营-城市融合发展？”农兴中向记者阐述，设计-施工-运营-城市融合发展是多层次、多维度的发展。首先要强调设计和城市的融合发展，这要求设计的前瞻性。要结合城市上位规划，对工程建设项目进行系统性的研究，使之布局合理、规模适宜、投资经济，使之能够嵌入城市发展的脉络。其次强调设计和施工的融合发展，这要求坚持目标导向、问题导向、结果导向原则。勘察设计者要站在“设计为施工服务”的视角，以全局思维统筹考虑工程建设，加强现场技术指导，加强质量管理体系建设。再者强调设计与运营的融合发展，这要求设计的主动性。适应安全、智慧、耐用的运营要求，必须进行调查分析、强化设计回访等重要环节，在做到满足基本需求的前提下，慢慢转变为用设计理念引导运营需求。
如何从设计角度解决行业挑战？
目前，我国轨道交通网络已经基本形成，轨道交通从规模化发展向高质量发展转变，面临的主要挑战也随之改变。农兴中说：“以前的主要矛盾在于如何通过快速建设扩大线网规模，现在的主要矛盾体现在如何推进智慧化、绿色化，如何使各种制式有效衔接，提高线网利用率。这些都需要设计观念的转变。”
智能化需求与数字化技术有效融合的难题
首先是乘客、运营、维修对轨道交通更智能化、更智慧化新需求与5G、大数据、云计算等信息化、数字化技术高速发展如何有效融合的难题。比如，从AFC的卡式车票到移动支付/手机支付，再到无感支付；从过安检的人物分检到人物同检；从站务管理的复杂操作到可视化、一键响应操作；从人工维修/故障修到主动在线监测应用实现状态修、预防修及主动运维等。
他介绍：“目前我们围绕轨道交通数字化转型开展了多个城市智慧地铁研究和项目示范工作，倡导场景化设计，并将通过进一步参与产品研发、系统集成及运维来提升设计水平，把从梳理需求到工程设计发展到全过程服务，通过数字化手段来满足乘客、运营、维修对轨道交通更智能化、更智慧化新需求。”
碳达峰任务艰巨
在国家碳达峰、碳中和的战略决策下，轨道交通作为城市用电的最大用户，必须快速度、大力度实现提前达峰，任务十分艰巨。在农兴中看来，轨道交通绿色低碳转型需要实现绿色低碳规划设计、绿色低碳建造、绿色低碳运营及绿色低碳管理经营。倡导绿色低碳设计，广州地铁设计研究院成立领导挂帅的专责小组，投入大量科研经费研究线路节能、绿色车站、照明节能、供电节能、空调节能及能源管理系统等，不断升级装配式建造技术，推广电动化施工机械，并在工程设计中倡导光伏、氢能等绿色可再生能源最大化应用，助力轨道交通绿色低碳转型。
“四网融合”存在技术和管理壁垒
提高轨道交通的服务水平，实现轨道上的都市圈，必须推动干线铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通“四网融合”。“但是‘四网融合’对技术是巨大挑战。我们需要打破铁路、城际和地铁间的行业壁垒，实现技术及管理的融合。”农兴中补充：“实现这两者的融合，从设计环节来看，需要注意几点。首先，要把四个层次的规划衔接在一起，变成多层次、一体化的一张网，保证各层次线路之间的衔接通畅、换乘便捷。要将多网融合的要求和预留条件应用到相关线路设计中。其次，都市圈出行需要更快速、更高频次的列车服务，需要采用快慢车设计、小编组灵活运营、直通跨线运营等新技术新方法，为都市圈高效出行奠定基础。最后，都市圈出行也要实现‘一票通达’，要打破运营企业不同、支付方式不同所带来的障碍，通过后台的清分模型实现‘一张票’服务。”
在推动“四网融合”方面，广东省走在了全国的前列。省政府已明确由广州、深圳分别牵头开展广州都市圈、深圳都市圈的城际铁路建设、投资、运营和管理工作，目的就是要推动粤港澳大湾区的“四网融合”，打造结构合理、换乘高效、共建共享的世界级的轨道交通网络。在此发展趋势下，广州地铁设计研究院再次担当重任，目前正在全力推进互联互通、灵活编组、列控系统多网融合（地铁、市域、城际铁路）的研究和应用，促进轨道上的大湾区更加便利通达。
结语
采访最后，记者问到：“设计院成立30周年，您有什么感想和企盼？”农兴中笑谈：“我的愿望很简单，希望以庆祝设计院成立30周年为契机，加强大家的凝聚力，一起奋斗再出发，以更优质的服务和更高的设计水准，为中国乃至世界轨道交通发展做出更大贡献。”
简单却并不容易。
不忘来时路，奋起新征程。期待广州地铁设计研究院持续为行业输入惊艳之作。