關(guān)于大數(shù)據(jù)結(jié)合云計算和物聯(lián)網(wǎng)的智能鐵路信息系統(tǒng)的分析

摘要：在當(dāng)今信息時代，基于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)三大技術(shù)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展快速，且智能化應(yīng)用功能內(nèi)容豐富，這為各個行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新帶來了無限可能性。本文就結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算以及物聯(lián)網(wǎng)3項技術(shù)探討了當(dāng)前智能鐵路信息系統(tǒng)的構(gòu)建過程，希望以此有效強化我國鐵路系統(tǒng)，不斷提高系統(tǒng)的智能化、人性化運營操作水平。

關(guān)鍵詞：智能鐵路信息系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)；云計算；大數(shù)據(jù)；技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的云計算、物聯(lián)網(wǎng)智能鐵路信息系統(tǒng)可在其系統(tǒng)中實現(xiàn)對海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動采集與優(yōu)化，再整合鐵路系統(tǒng)中的所有重要IT資源促進子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)互動，形成智能鐵路大數(shù)據(jù)平臺。擁有如此技術(shù)背景的智能鐵路信息系統(tǒng)平臺在基礎(chǔ)設(shè)施利用率方面表現(xiàn)更高，同時它也一定程度上降低了云計算平臺及物聯(lián)網(wǎng)平臺的運營成本投入量。

一、信息時代三大技術(shù)的理論概述

所謂信息時代的三大技術(shù)就包括了大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它們作為新時代技術(shù)應(yīng)用類型具有著較高的智能化水平與應(yīng)用技術(shù)水平，在鐵路運輸系統(tǒng)中，三大技術(shù)也發(fā)揮了它們一定的功能作用價值。下文首先簡單介紹3種先進技術(shù)的基本理論。

（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)理論概述

如今是大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)技術(shù)本身所呈現(xiàn)的基本特征主要涵蓋以下4點：第一，它的數(shù)據(jù)量龐大，根據(jù)全球的不完全統(tǒng)計結(jié)果，某些大型跨國公司的日常經(jīng)營管理活動所能夠產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量龐大到要用EB量級進行統(tǒng)計核算；第二；大數(shù)據(jù)庫中含有豐富的數(shù)據(jù)種類，從簡單的文字處理數(shù)據(jù)到圖片、音頻、視頻、地理位置3D信息等等綜合數(shù)據(jù)形式多樣且豐富；第三，大數(shù)據(jù)的價值密度偏低，且每天會被新的數(shù)據(jù)所淹沒，因此對于企業(yè)組織與事業(yè)單位而言需要冷靜分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中所存在的有效價值；第四，大數(shù)據(jù)的處理速度較高，例如許多行業(yè)企業(yè)都會針對會計工作模式管理提出數(shù)據(jù)對比分析，快速精準呈現(xiàn)自身工作所需要的數(shù)據(jù)結(jié)果。這種對數(shù)據(jù)的快速處理效率并非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式可比擬。

（二）云計算技術(shù)理論概述

云計算技術(shù)本身整合了大量IT資源，是當(dāng)前IT資源整合的最有效方案。它其中就囊括了計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò)資源內(nèi)容，可結(jié)合平臺及軟件組織基于服務(wù)方式的用戶需求內(nèi)容。它確保用戶在沒有任何投資配置的情況下也能通過網(wǎng)絡(luò)租用各類IT服務(wù)內(nèi)容。云計算本身在用戶投資量面不高，但是其投資質(zhì)量相當(dāng)之高，如此就優(yōu)化了云計算的技術(shù)服務(wù)質(zhì)量。在本文總結(jié)看來，云計算的技術(shù)應(yīng)用特征優(yōu)勢就包含了以下5點：自助獲取服務(wù)內(nèi)容、隨時隨地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接、計算資源絕對透明化、平臺響應(yīng)快速并能夠靈活部署。當(dāng)然，云計算技術(shù)服務(wù)是計費的，它能夠做到對IT資源的量化基肥，這也為用戶使用IT資源節(jié)約了大量成本，目前基于云計算的IT資源基肥方式已經(jīng)出現(xiàn)，它基本實現(xiàn)了云計算技術(shù)在全球領(lǐng)域的商業(yè)化推廣。具體來講，基于云計算的架構(gòu)種類就包括了基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、平臺即服務(wù)PaaS以及軟件即服務(wù)SaaS。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)理論概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身擁有通信網(wǎng)絡(luò)與傳感技術(shù)兩大技術(shù)內(nèi)容，二者結(jié)合后可實現(xiàn)對物體、環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)的相互連接，隨后實現(xiàn)智能化控制。作為互聯(lián)網(wǎng)的橫向延伸，物聯(lián)網(wǎng)本身擁有3點技術(shù)特征：第一，它主要以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，強調(diào)物物相連保證，如此可保證前端與控制中心通信的基礎(chǔ)聯(lián)系作用；第二，它可實現(xiàn)對象識別，配合掃描技術(shù)、傳感器技術(shù)等等對物體進行高精度識別，獲取對象信息；第三，它的智能化、自動化特征明顯，且具有良好的自我反饋與智能控制特征，非常有利于智能鐵路信息系統(tǒng)的日常運輸技術(shù)操作過程[1]。

二、大數(shù)據(jù)結(jié)合云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能鐵路新系統(tǒng)應(yīng)用分析

我國鐵路信息化建設(shè)已經(jīng)發(fā)展多年，但其中行業(yè)企業(yè)在運輸調(diào)度、運輸生產(chǎn)、安全監(jiān)控與企業(yè)經(jīng)營等等多個方面依然還存在諸多問題亟待修正。例如其IT資源重復(fù)配置嚴重就導(dǎo)致了統(tǒng)一規(guī)劃問題的出現(xiàn)，IT資源在各個系統(tǒng)之間都存在不同程度的冗余現(xiàn)象，這導(dǎo)致整個鐵路智能系統(tǒng)在資源利用率方面表現(xiàn)較低，且出現(xiàn)了局部資源分配不均的不良現(xiàn)象。另外，系統(tǒng)本身存在嚴重的異構(gòu)性，且鐵路信息系統(tǒng)本身在數(shù)據(jù)備份與容災(zāi)體系方面建設(shè)不夠規(guī)范，它直接導(dǎo)致了各個系統(tǒng)之間接口搭接的不相統(tǒng)一互通，在數(shù)據(jù)交換方面出現(xiàn)了信息共享問題，系統(tǒng)建設(shè)及維護難度由此增大。

針對上述我國鐵路信息建設(shè)體系中所存在的諸多問題，本文也希望結(jié)合大數(shù)據(jù)云計算、物聯(lián)網(wǎng)這三大技術(shù)類型來實現(xiàn)鐵路線路聯(lián)通，確保鐵路整體的信息網(wǎng)絡(luò)互連暢通，提高鐵路信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的安全穩(wěn)定性。

（一）大數(shù)據(jù)及云計算技術(shù)在智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

在當(dāng)前的智能鐵路信息系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計算技術(shù)可融合使用，即依靠云計算技術(shù)的彈性分配與資源整合實現(xiàn)鐵路信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建。具體講下文就分析兩點技術(shù)應(yīng)用：

1技術(shù)響應(yīng)用戶需求

首先對鐵路智能信息系統(tǒng)中的硬件資源異構(gòu)性進行分析，實現(xiàn)對云計算技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的合理利用。首先，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)收集整合IT資源，其中有效屏蔽鐵路系統(tǒng)中各個硬件的資源異構(gòu)性問題，然后基于大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)對硬件資源內(nèi)容的有效共享，提高設(shè)備整體利用效率。然后再利用云計算技術(shù)對用戶需求進行有效響應(yīng)，并對各類資源進行彈性分配分析，最后利用彈性分配算法與單一拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建鐵路局域網(wǎng)絡(luò)通信拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建云平臺資源分配模型，選取最佳資源彈性分配方案。

2智能計算功能

其次為鐵路智能信息系統(tǒng)提供智能計算功能，構(gòu)建系統(tǒng)強大的計算能力體系。在該過程中，還需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集一線生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)，將人工智能計算運用于鐵路系統(tǒng)中，建立海量運輸數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)庫，進行大數(shù)據(jù)挖掘，洞察其中所有大數(shù)據(jù)內(nèi)容的存在規(guī)律及價值。與此同時，再利用云計算技術(shù)為鐵路運營管理者提供良好的決策支持，構(gòu)建基于云計算的出行一體化技術(shù)服務(wù)內(nèi)容。

智能計算功能支持下的鐵路信息系統(tǒng)擁有管理層、應(yīng)用層和計算層。其中的計算層就結(jié)合局域網(wǎng)內(nèi)的所有計算資源進行大數(shù)據(jù)整合，專門滿足用戶的不同計算資源調(diào)配需求，如此便可提高整個系統(tǒng)機群的利用效率。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用也非常廣泛，它能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的實時采集、功能傳輸優(yōu)化，形成智能鐵路信息系統(tǒng)的運輸生產(chǎn)大數(shù)據(jù)平臺，保證鐵路運輸服務(wù)及管理智能化。

舉例來說，它就建立了故障自診斷系統(tǒng)，可利用智能傳感器配合列車車輛關(guān)鍵部位對列車運行信息進行定期收集，其中專門針對列車制動系統(tǒng)、車速、軸溫檢測信息內(nèi)容，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳回系統(tǒng)對后臺算法監(jiān)測與數(shù)據(jù)異常情況進行分析，并對每一輛存在故障的列車車輛預(yù)警警告，盡早規(guī)避事故隱患，提高列車組整體的安全運輸水平[2]。

總結(jié)：

大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)三大技術(shù)在當(dāng)前智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用還是非常廣泛且到位的，它們共同建立了智能鐵路系統(tǒng)，滿足了系統(tǒng)本身的精確生產(chǎn)、指揮與安全運輸?shù)鹊裙δ?，實現(xiàn)了各個階段的大數(shù)據(jù)收集與存儲；而云計算技術(shù)則滿足了系統(tǒng)信息共享機制建設(shè)要求，充分利用大數(shù)據(jù)庫所獲取的生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)揮設(shè)備應(yīng)有能效，再配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高了鐵路信息系統(tǒng)的智能化、高效化運行水平。

參考文獻

[1]張晴焱.基于云計算和物聯(lián)網(wǎng)的智能鐵路信息系統(tǒng)探究[J].山西科技，2017，32（1）：81-84.

[2]張南，黃凱，王凱.蒙西至華中地區(qū)鐵路智能運輸信息系統(tǒng)研究[J].鐵道經(jīng)濟研究，2017（2）.

作者簡介：臧釗（1986.10-），男，漢族，河北石家莊，碩士研究生，中級工程師，研究方向：鐵路信息化建設(shè)及應(yīng)用，AI系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、云計算在鐵路各運輸專業(yè)的應(yīng)用。

（作者單位：中國鐵路北京局集團有限公司）