大數據在鐵路機務系統中的應用

李金城

摘要：在大數據時代背景下，鐵路也進入了大數據時代，為了更好的解決鐵路在運行過程中出現的一些統計的數據分散，統計滯后等問題，需要繼續構建數據高度融合的鐵路統計信息化平臺。在大數據時代背景下，為了更加適應鐵路大數據統計的相關需求，完美解決現階段鐵路統計存在的各種問題，同時提升鐵路統計的服務水平，我國鐵路公司通過計劃和組織，將對鐵路業務系統和各個專業統計分析系統進行充分的調查和研究，并提出統計信息化平臺的總體規劃，并搭建基于數據倉庫技術的平臺運行。本文主要通過簡要介紹鐵路機務系統應用大數據技術的重要性，以及大數據在鐵路機務系統中的應用，希望相關部門及研究人員有幫助。

關鍵詞：大數據;鐵路機務系統;應用

1鐵路機務系統應用大數據技術的重要性

目前，很多鐵路基層的管理者對于大數據的認識還不夠充分，只是被動地接受大數據技術，而鐵路運輸行業面臨著公路運輸、航空運輸和水陸運輸等的激烈競爭，只有加強鐵路機務系統的信息化建設，才能促進鐵路運輸經濟的健康可持續發展。一方面，信息化建設對于鐵路企業的決策有著重要的影響。大數據技術的應用既可以改變市場結構以及消費觀念，促使鐵路企業更加快捷地應對變化的市場，也可以幫助決策者獲得更多的市場信息，增加溝通交流的機會，提高決策的科學性和合理性，還可以極大地提高決策的有消息和執行的效率。另一方面，大數據技術應用對于鐵路企業的組織結構變化有著重要的影響，可以促進鐵路企業的組織結構向扁平化方向發展，變得更加靈活和有效。

2大數據在鐵路機務系統中的應用分析

2.1智能傳感技術應用

智能傳感層應用射頻識別（RFID）、視頻采集、傳感器等技術，涵蓋車載各子系統（包括網絡控制系統、主輔變流控制系統、空氣制動系統、無線重聯控制系統、列車監控系統、走行部監測系統、視頻監視系統、列尾及錄音系統等），實現對機車車輛、部件及環境的基礎數據采集、控制與診斷，覆蓋多種被檢測對象（如機車車輛環境、主變流器、輔助變流器、空氣管路、線路信號、走行部、視頻及語音系統等）。

2.2智能網絡

車載數據的采集主要依托與機車控制網絡、機車信息網絡數據融合來實施，支持以太網通信、現場總線、LTE專網通信以及車載WiFi等。另外，車載智能網絡可記錄原始數據、特征數據、狀態評估和故障診斷結果，實現車地數據傳輸服務，提供車載云平臺與地面數據集成與處理平臺的信息交互。

2.3智能應用

針對鐵路機務工作的需求，利用數據資源和數據分析平臺，在該系統應用層面實現各種應用功能，包括遠程監視與下載、故障診斷與預警、智能分析與管理、機務檢修與管理、電子票、電子地圖、電子履歷、軟件遠程更新、檢修工單輔助生成、檢修工位預排、故障調查分析、人員信息管理、視頻監視、優化操縱及能量管理等。各智能應用系統統一調用地面數據集成和處理資源，并通過云服務平臺向用戶提供服務。

2.4大數據助力機車走行部PHM應用

機務車載大量的數據，目前主要實現了簡單的狀態告警，并沒有給出針對性的建議，需要人工打開系統靠個人經驗去分析下一步應該做什么。目前，大多數系統都還處于“半自動”狀態，仍然需要大量的人工操作和分析。機車走行部健康智能管理系統，改變了上述的數據分析現狀，實現了車載走行部數據的深度挖掘。機車走行部健康智能管理系統，面向的用戶主要分為三類：機車檢修人員、數據分析人員和機務段管理人員，他們的需求分別如下：

（1）機車檢修人員：通過機車走行部狀態信息和監測數據的分析結果和建議，做出相應的檢修決策和計劃;

（2）數據分析人員：具備數據完整性查詢功能，能夠從不同維度查詢到配屬機車走行部的歷史數據和檢修信息，結合自身經驗以及系統分析結果，給出更加合理的檢修建議;

（3）機務段管理人員：可以直觀有效的對各線路機車走行部健康狀態進行跟蹤，及時處理各類問題，確保安全。

基于以上需求，機車走行部健康智能管理系統主要實現了如下三個方面的功能：

（1）盡量減少人工分析，降低數據分析人員專業性要求，提高分析準確度，自動分析本趟數據，有報警時給出處置建議;

（2）建立機車走行部數字孿生模型，反映機車走行部當前的健康狀態，定期深度分析歷史數據，預測機車走行部各部件壽命;

（3）提供決策支撐依據，為制定門限值提供依據，如根據車型、速度等級分階段設置溫升門限值，并為周期保養提供支撐依據。

2.5大數據助力實現走行部“狀態修”

大數據系統可以完成對軸承、齒輪、踏面等關鍵部位的健康狀態評估，用來輔助支撐維修計劃的制定和調整，也就是通常所說的“狀態修”。利用剩余壽命預測模型描述診斷對象全壽命周期，同時考慮診斷對象當前健康狀態，對診斷對象的剩余使用時間、剩余使用里程進行判斷，給出預測結論，輔助現場開展備品備件、維修計劃等工作。修程修制的優化是一個循序漸進的過程，走行部PHM的應用為優化走行部的修程修制提供科學的依據和切實可行的方案。雖然，在短時間內很難評估走行部PHM所能帶來的經濟效益，相信隨著應用的逐步深入，會逐步提升運維效率，減少不必要的維修計劃，降低運維成本。

2.6ICT基礎設施應用，助力機輛智能運維快速落地

ICT是指信息和通信技術。ICT是實現現代計算的基礎設施和組件。無論是效率提升還是修程修制的優化，都是基于新技術實現對數據更加高效的采集、更加智能的分析或者更加深入的挖掘。而為了更好地“駕馭”這些新技術，需要一個平臺對各種數字化技術能力進行統一管理，這就是“ICT基礎設施”的重要價值體現。融合多種技術，實現信息資源和能力的按需調用，降低對技術駕馭的復雜度。從過去一個應用需要從多個組件能力分別獲取，變成現在通過平臺能力整體打包封裝，基于業務應用優化組合，統一接口，按需調用。最終實現融合數據、標準統一，實現數據高效共享，構建彈性擴展、統一協同的數據底座、持續沉淀數據資產。

3提升大數據在鐵路機務系統中應用的策略

（1）要做好網絡安全管理，構建安全的網絡系統，采用網絡系統安全部件技術，并建立相關的法律標準，保障機務系統內部數據不受外部因素的威脅。（2）要采用安全的操作系統技術，也可以采用安全部件技術，增強操作系統的安全性。機務系統的操作系統安全模型最好采用MAC模型，既不準上讀也不準下寫，對于需要高信息安全的領域中用戶，可以選擇B類安全標準的數據庫，增強數據庫的安全級別。（3）要采用信息安全技術和信息安全策略，做好信息安全管理工作，保護數據庫的安全。（4）要保證系統運行環境的安全性，重視日常環境安全、設備安全和媒體安全，采取實體安全策略，同時做好突發事件的環境安全保護，應對突發事件運行安全策略。（5）還要通過組織與行政的安全管理來規范人的思想意識和行為，從而保障機信息系統的安全，同時，還要制定出各種規章制度來加以約束和維護。

4結束語

隨著我國大數據建設的全面推進和迅猛發展，鐵路機務系統在大數據應用方面也一定會不斷取得創新性的豐碩成果，應用大數據平臺不斷推動鐵路機務向數字化、智能化的方向轉型升級。

參考文獻：

[1]王同軍.中國鐵路大數據應用頂層設計研究與實踐[J].中國鐵路，2017（01）：8-16.

[2]史天運，馬小寧.鐵路大數據平臺總體方案及關鍵技術研究[J].鐵路計算機應用，2016.

[3]馬小寧，李平，史天運.鐵路大數據應用體系架構研究[J].鐵路計算機應用，2016.

[4]莊紅男.大數據驅動的鐵路統計綜合信息體系研究及應用[D].北京交通大學，2016.

[5]陳敏偉.大數據技術在鐵路貨運電子商務系統中的基本應用研究[D].西南交通大學，2015.