城市群的概念是1957年由法國學者提出，主要指高度同城化和高度一體化的群體，城市群通過合理佈局，促進區域協同發展。黨的十九大報告中強調指出，要以城市群為主體，構建大中小城市和小城鎮協同發展的平衡格局。我國“十三五”規劃了19個城市群，東南西北中各有大型城市群，其中京津冀城市群、長三角城市群和珠三角城市群，按照世界級城市群的目標進行打造，現在正在籌備粵港澳大灣區的城市群。
城市群的發展需要在重要的核心城市和周邊節點城市間實現1到2小時的交通圈，軌道交通具有運量大、速度快、安全準時、環保等優點，自然成為城市群交通方式的骨幹方式。
接下來，我們看一下城市群中各種軌道交通的發展情況。
首先說一下高鐵。高鐵這幾年發展迅速，截至目前運營里程已達2.5萬公里，在2020年將實現運營里程3萬公里，覆蓋100萬人口的80%。
然後是城市軌道交通。這主要包括地鐵、輕軌、有軌電車等方式，這幾年也發展迅猛，主要是支撐中心城區和主城區的交通需求。從2010年到現在，城市軌道交通快速增長，北京和上海的運營里程已經超過600公里，這個數量和里程已經超過了東京的2倍。
市域鐵路是承擔中心城區和周邊組團以及周邊城鎮組團的通勤化、大運量的交通方式。2017年國家發改委發佈了文件，加快下一步市域鐵路的建設速度。所以，軌道交通的範圍，城市軌道交通以地鐵為主，主要適應於30公里以內的中心城市和主城區的需求，市域的範圍是160—200公里，主要滿足市區50—80公里的需求。面向未來城市群不同圈層的軌道交通需求，必須大力構建網絡化、層次化、高效率的多制式軌道交通系統。
我們可以看一下世界上比較發達的東京圈的軌道交通情況，有地鐵，有鐵路線（相當於國內市域鐵路），還有磁鐵。東京軌道交通的主要優勢是核心區和都市圈衛星城的聯繫線，它的主體不是地鐵，是磁鐵+城市線，超過2000公里的里程，地鐵只佔了300公里。
回顧一下我們軌道群的建設和管理，可以看到有以下幾個問題：區域總體的運能體現不充分，主要是進行一體化的優化、換乘不便捷，針對各種制式軌道交通的人群、設備和環境的預測感知不充分，全制式軌道交通的聯合應急響應和指揮缺乏。在出行方面，各種制式的票制相對獨立、安檢獨立、服務傳統，出行便捷方面不夠高效，沒有采用一體化的規劃，信息沒有進行充分融合，業務和決策沒有實現一體化的協同智慧和智能的統一管理。
接下來，我們看一下城市群的一體化與智能化發展的創新與突破。城市群軌道交通的智能化和一體化，絕不僅僅是信息的簡單集成和信息技術的簡單應用，而是應該以整體運輸為核心，實現運輸組織的協同化、安全保障的綜合化以及信息服務的智能化。
科技部非常重視城市群一體化與智能化的發展研究，“十三五”的先進軌道專項中佈局了相關項目，項目首先是實現多網四域功能一體化，主要面向城市軌道交通、高速鐵路，在時間、空間、信息間進行不同維度的關聯和相互轉換，結合運輸安全和服務保障等業務實現一體化的研究，構建多制式協同融合的高效的複合城市群交通網絡。
智能信息驅動的動態協同運營理念，主要是改變單制式單獨運營的方式，從信息的全息感知到整個智能的態勢推演，到實現閉環的管控，再到實現對旅客的全過程智能服務，通過這四個層次的研究實現多制式整體的網絡聯合和高效運營。兩個一體化加實時智能聯動的技術路線，就是通過構建一體化的體系進行規劃，打造一體化的系統裝備，最終實現各制式實時的聯動智能指揮。
攻克三大出行問題，主要包括出行需求擾動傳播規律、複雜網絡系統約束多目標優化和深度學習的大數據融合。在全局突破區域一體化的智能運輸組織的基礎上，最終落實到旅客出行的智能美好服務上。
過去各種制式都是按照固定的時間表來運行，而智能的運輸系統將通過交通大數據感知旅客的出行需求，通過動態決策和協同的調動組織，動態調整各種列車計劃，通過自動駕駛實時地執行這些運行計劃，根據旅客的偏好進行精準服務和智能交互，最終實現全過程的便捷出行。
全過程實現智能服務，包括全過程行程規劃、虛擬票務、換乘等，覆蓋旅客出行的全過程鏈。未來的區域一體化交通將實現虛擬票務的多場景應用，改變過去票制分離，出行不便捷的方式。從虛擬票務到一次全過程的行程規劃購票，到車站自動製作二維碼或者視頻識別的方式自動驗票，通過驗票實現全過程的行程自動規劃和修改，以及最後票務的結算，實現全過程出行的便捷和高效。整個研究將構建一體化的技術體系，研製形成符合交通運輸管理的智能控制系統，支撐區域軌道交通智能化和一體化的發展。
大家都知道，區域軌道交通中，雖然軌道交通是骨幹交通，但是要實現區域交通一體化必須結合公路、水運、出租個體交通聯合形成真正的全過程一體化交通，這就需要各方力量的支持和參與，共同攜手打造真正的區域智能交通一體化。
（作者系中國通號研究設計院集團信號研究設計院院長）
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