大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用

姜子旺

摘? 要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市軌道交通已經(jīng)進(jìn)入到大發(fā)展時(shí)期，國(guó)內(nèi)城市軌道交通行業(yè)正迎來(lái)建設(shè)高峰，隨著北京軌道交通快速上漲的運(yùn)營(yíng)里程，運(yùn)營(yíng)管理難度及維護(hù)工作壓力也急驟增大，以往依靠人力投入緩解運(yùn)營(yíng)管理及維護(hù)壓力的方法顯得并不經(jīng)濟(jì)且不現(xiàn)實(shí)。文章以北京地鐵為例，主要分析了大數(shù)據(jù)技術(shù)在城軌運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用。結(jié)合目前城市軌道交通路網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)代化、智能化、信息化的要求，利用現(xiàn)代化信息手段對(duì)地鐵設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與智能診斷，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通領(lǐng)域設(shè)備狀態(tài)集中監(jiān)測(cè)、各專(zhuān)業(yè)設(shè)備信息融合挖掘的智能分析平臺(tái)，為政府部門(mén)提供必要的監(jiān)管參考，為地鐵運(yùn)營(yíng)方提高維修效率、實(shí)現(xiàn)故障預(yù)判、增強(qiáng)應(yīng)急處理和決策能力提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);軌道交通;運(yùn)營(yíng)管理;信息融合

中圖分類(lèi)號(hào)：U29-39? ?? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）05-0174-02

Abstract： With the development of the national economy， the urban rail transit has entered the big development period， the domestic urban rail transit industry is the construction peak， along with the rapid increase of Beijing rail transit operation mileage， operation management and maintenance work pressure also difficult rapid increase， ever rely on manpower alleviate the pressure of the operation management and maintenance of the method is not economic and unrealistic. Taking Beijing metro as an example， this paper mainly analyzes the application of big data technology in urban rail operation management， combining the construction of modern urban rail transportation network， intelligence， information requirements， making use of modern information means to monitor and control the subway equipment condition monitoring and intelligent diagnosis， implementing urban rail transit field equipment state monitoring， analyzing each major equipment of intelligent information fusion mining platform， so as to provide the necessary regulatory reference for government departments and provide basis of decision-making for the subway operators to improve maintenance efficiency and realize the fault forecasting as well as emergency treatment.

keywords： big data; rail transit; operation management; information fusion

1 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)狀

經(jīng)對(duì)全國(guó)各地城市軌道交通發(fā)展模式進(jìn)行調(diào)研，基本都處于單線(xiàn)建設(shè)、單線(xiàn)管理、單線(xiàn)維護(hù)狀態(tài)，同樣，單條線(xiàn)路中的各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)（如車(chē)輛、信號(hào)、通信、AFC、線(xiàn)路、供電、機(jī)電、FAS、BAS等）也為單獨(dú)管理、單獨(dú)維護(hù)的模式，并沒(méi)有形成集中監(jiān)測(cè)及城市軌道交通數(shù)據(jù)中心的概念，也沒(méi)有對(duì)軌道交通海量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集與挖掘利用[1]。

在現(xiàn)代軌道交通運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，每個(gè)專(zhuān)業(yè)設(shè)備的穩(wěn)定性都對(duì)整體運(yùn)營(yíng)水平起著不可估量的影響，而當(dāng)前地鐵各專(zhuān)業(yè)設(shè)備信息又相對(duì)獨(dú)立封閉、各專(zhuān)業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)量大、格式繁雜，這給政府監(jiān)管、運(yùn)營(yíng)管理及維護(hù)管理帶來(lái)了相當(dāng)?shù)牟槐恪?/p>

2 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理存在的問(wèn)題

北京地鐵近幾年深入開(kāi)展運(yùn)營(yíng)管理信息化工作，圍繞“規(guī)范、實(shí)時(shí)、安全、精益”的管理運(yùn)營(yíng)要求，全面建立了集中、統(tǒng)一、高效的現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)管理體系，支撐了運(yùn)營(yíng)管理業(yè)務(wù)持續(xù)健康的發(fā)展。但隨著各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)間的不斷融匯貫通，各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享，跨系統(tǒng)的多流程環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)監(jiān)控仍不全面，實(shí)時(shí)的、多維度的運(yùn)營(yíng)管理分析能力仍不足，亟待解決運(yùn)營(yíng)管理工作中的一些問(wèn)題，具體體現(xiàn)在：

2.1 各專(zhuān)業(yè)信息共享水平不足，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量有待提升

各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)（如車(chē)輛、信號(hào)、通信、AFC、線(xiàn)路、供電、機(jī)電、FAS、BAS等）為單獨(dú)管理、單獨(dú)維護(hù)的模式，造成各系統(tǒng)之間存在設(shè)備管理不對(duì)應(yīng)，信息不一致等數(shù)據(jù)問(wèn)題，未建立系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享中心，沒(méi)法全面掌握系統(tǒng)間的設(shè)備運(yùn)營(yíng)對(duì)應(yīng)情況。

運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工作存在多部門(mén)、時(shí)間久、工作繁瑣、數(shù)據(jù)量巨大等特點(diǎn)，缺乏搞笑的清查工具，導(dǎo)致各系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量管理工作積極性不好，維護(hù)不準(zhǔn)確、不完整、不及時(shí)，從而影響各系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致管理數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)失真，影響輔助決策水平的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。

2.2 各專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)監(jiān)控能力不高，存在監(jiān)管隱患

各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)（如車(chē)輛、信號(hào)、通信、AFC、線(xiàn)路、供電、機(jī)電、FAS、BAS等）均通過(guò)自身的管理軟件進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)控。并未形成多專(zhuān)業(yè)聯(lián)動(dòng)監(jiān)控。而且目前的信息技術(shù)及平臺(tái)只能通過(guò)定時(shí)抽取、推送等方式實(shí)現(xiàn)信息貫通，造成業(yè)務(wù)信息滯后，風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控不及時(shí)，引發(fā)業(yè)務(wù)安全風(fēng)險(xiǎn)和監(jiān)管隱患。隨著信息化的加快，如何進(jìn)行運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效防范運(yùn)營(yíng)管控風(fēng)險(xiǎn)，將是未來(lái)城軌運(yùn)營(yíng)管理工作的重點(diǎn)研究方向。

2.3 海量運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)挖掘能力不足，公司決策能力較低

傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析及處理技術(shù)因受限于目前處理平臺(tái)與處理技術(shù)限制，不能綜合實(shí)時(shí)、完整、客觀(guān)全面地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘利用，使得有利用價(jià)值的數(shù)據(jù)沒(méi)有辦法進(jìn)行充分的獲取，從而使公司無(wú)法做出科學(xué)的、正確的決策。以某下屬公司為例，公司線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)超過(guò)億條，而且以每年幾百萬(wàn)條的速度增加，使得當(dāng)前的運(yùn)營(yíng)管理信息計(jì)算和分析速度異常緩慢，僅僅查詢(xún)一條線(xiàn)路的一個(gè)專(zhuān)業(yè)的全面數(shù)據(jù)所需的時(shí)間就超過(guò)2個(gè)小時(shí)，且計(jì)算復(fù)雜、準(zhǔn)確性不高，還存在時(shí)效性較差、維度不全面等問(wèn)題。

3 城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理的對(duì)策

充分運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)，搭建“基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理信息平臺(tái)”，形成大數(shù)據(jù)平臺(tái)，進(jìn)行多線(xiàn)路多專(zhuān)業(yè)的深入挖掘，分析提供智能化決策支持，從而更有效的支撐多線(xiàn)路跨專(zhuān)業(yè)信息融合一體化應(yīng)用。

3.1 實(shí)時(shí)共享運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，將信號(hào)專(zhuān)業(yè)、線(xiàn)路專(zhuān)業(yè)、機(jī)電專(zhuān)業(yè)和車(chē)輛專(zhuān)業(yè)等系統(tǒng)中的運(yùn)營(yíng)指標(biāo)、延誤情況、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、精度監(jiān)測(cè)、故障統(tǒng)計(jì)、所屬線(xiàn)站、列車(chē)類(lèi)型、準(zhǔn)點(diǎn)信息等運(yùn)營(yíng)信息采集至統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，從而為數(shù)據(jù)質(zhì)量分析提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)源，按照設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系及聯(lián)動(dòng)規(guī)則，實(shí)時(shí)多維度分析系統(tǒng)間的信息一致性情況，為設(shè)備運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工作提供信息支撐，從而有效提升設(shè)備數(shù)據(jù)質(zhì)量[2]。

3.2 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各專(zhuān)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理全流程、可視化管控

通過(guò)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的城軌軌道交通運(yùn)營(yíng)管理各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控分析、關(guān)鍵信息及時(shí)預(yù)警分析等，建設(shè)全流程、可監(jiān)控、可視化的專(zhuān)業(yè)管理方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中的信息變動(dòng)的全過(guò)程監(jiān)控，提高運(yùn)營(yíng)管理效率，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 實(shí)時(shí)、高效對(duì)各專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備故障趨勢(shì)預(yù)判與預(yù)警，以減少或提前發(fā)現(xiàn)故障的產(chǎn)生，提升輔助決策智能化水平

軌道交通運(yùn)營(yíng)中重大事故的發(fā)生不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)給乘客帶來(lái)嚴(yán)重的災(zāi)難，影響乘客對(duì)軌道運(yùn)營(yíng)環(huán)境安全的信任評(píng)價(jià)，造成一定的社會(huì)負(fù)面影響。軌道關(guān)鍵設(shè)備，由于長(zhǎng)時(shí)間在高負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)行，其故障是在所難免的，開(kāi)展有效的數(shù)據(jù)挖掘工作，通過(guò)一系列計(jì)算模型在故障發(fā)生之前對(duì)可能發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)警，及早采取相應(yīng)的措施，可以降低故障發(fā)生率和故障嚴(yán)酷度，從而避免重大事故的發(fā)生，減少事故危害性，保證地鐵安全運(yùn)營(yíng)，保護(hù)乘客的人身安全，提升社會(huì)公共安全效益。

3.4 智能化分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通各專(zhuān)業(yè)關(guān)鍵設(shè)備養(yǎng)護(hù)維護(hù)的科學(xué)指導(dǎo)，以提高養(yǎng)維效率和精度

隨著城市軌道交通事業(yè)的迅速發(fā)展，城市軌道交通系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，原有的單線(xiàn)運(yùn)營(yíng)單專(zhuān)業(yè)獨(dú)立維修管理體系也要隨之改變，設(shè)備維修管理方式要向著統(tǒng)一化、科學(xué)化和智能化方向發(fā)展。軌道交通系統(tǒng)智能分析平臺(tái)建成后，融合多條線(xiàn)路多個(gè)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)設(shè)備信息，對(duì)設(shè)備整體運(yùn)行趨勢(shì)進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量狀態(tài)做到心中有數(shù)，依據(jù)運(yùn)行狀態(tài)制定合理維修計(jì)劃，使普查式計(jì)劃維修進(jìn)步到依據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)維修，引領(lǐng)軌道關(guān)鍵設(shè)備維修制度進(jìn)步，提高安全系數(shù)，避免過(guò)剩維修，提高運(yùn)營(yíng)維修管理水平。該項(xiàng)目搭建平臺(tái)將融合多專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)信息，可以實(shí)現(xiàn)故障類(lèi)型和故障位置的準(zhǔn)確判別，使維修工人在到達(dá)故障現(xiàn)場(chǎng)前，預(yù)先了解設(shè)備的故障信息和維修建議，提高整個(gè)維修過(guò)程的效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

在城市軌道交通快速建設(shè)的背景下，為快速適應(yīng)北京軌道交通的建設(shè)高潮，降低快速發(fā)展帶來(lái)的安全隱患、運(yùn)營(yíng)效率、服務(wù)質(zhì)量的影響，緩解單線(xiàn)建設(shè)、單線(xiàn)運(yùn)營(yíng)、單線(xiàn)維護(hù)模式所帶來(lái)的弊端，同時(shí)結(jié)合目前北京地鐵“平安、人文、高效、節(jié)約、便捷、創(chuàng)新”的要求，利用現(xiàn)代化信息手段對(duì)城市軌道交通各專(zhuān)業(yè)設(shè)備信息進(jìn)行收集、融合、挖掘、關(guān)聯(lián)、預(yù)警、可視化處理，最終形成一套可以面向政府監(jiān)管方、運(yùn)營(yíng)管理方、設(shè)備維護(hù)方等各軌道交通運(yùn)營(yíng)參與方提供集中化、專(zhuān)業(yè)化、深層次的定制內(nèi)容，并應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)維護(hù)組織工作當(dāng)中去，具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛華成.管理信息系統(tǒng)（第5版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[2][英]維克托·邁爾·舍恩伯格.大數(shù)據(jù)時(shí)代[M].浙江：浙江人民出版社，2012.