基于大數據分析的地鐵信標數據統計分析研究

于恒?李佳樹?李煥玲

摘要：基于大數據分析思想，通過下載運營電客車每天運行的車載日志，基于.NET平臺，利用C#語言、SQLite數據庫編寫統計分析系統，對鄭州地鐵1號線信標未讀取（丟失）數量進行統計分析。利用該統計分析系統可對信標丟失數量進行統計并儲存于數據庫中，通過數據的積累，應用大數據對單個列車或單個信標的運行狀態進行趨勢評估分析，提前發現性能狀態不良的靜態信標，提前處理，實現優質化運營。本文研究成果對靜態信標使用年限、設備老化規律的研究具有重要借鑒意義。

關鍵詞：大數據;靜態信標;信標讀取鏈路;趨勢分析

引言

靜態信標主要為列車提供定位及誤差校準服務，列車定位的建立及站臺精確停車都依靠讀取靜態信標來實現，靜態信標對列車正常運行有著至關重要的作用，靜態信標工作狀態的好壞直接影響列車運行的質量。

鄭州地鐵1號線全線信標數量接近800個，設備數量大、分布廣，工作狀態監測困難。通過研究，結合C#語言及SQLite數據庫開發信標讀取自動分析系統，利用每天列車運行車載日志，自動導入系統進行信標丟失篩選儲存，通過數據積累匯總，運用大數據分析思想，完成對信標丟失的確實分析，及時發現工作狀態不良的信標。

一、大數據應用的背景和內涵

大數據（big data），指無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。最早提出大數據時代到來的是全球知名咨詢公司麥肯錫。麥肯錫稱：“數據，已經滲透到當今每一個行業和業務職能領域，成為重要的生產因素。人們對于海量數據的挖掘和運用，預示著新一波生產率增長和消費者盈余浪潮的到來。”

城市軌道交通行業亦是如此，且伴隨發展勢頭穩步加快，行業科技水平持續走高，“互聯網+城軌”已經從理念落實到實踐，以大數據為基石的統計分析工作，將在很大程度上影響到城軌行業在快速健康發展期中的走勢。

然而，礙于種種原因，至今我國城市軌道交通行業的數據統計工作開展得并不理想。基礎數據的部分缺失，削弱了統計數據的分析價值，也在很大程度上致使從業經驗甚至行業感覺成為不可或缺的參考。事實上，在大數據時代，基于城市軌道交通行業的每一條數據，都應該聚合為行業發展的智庫，以數據分析為主導的決策，也許能發揮出更大、更好的功效，包括但不限于咨詢、建設和運營，更覆蓋著城軌裝備的全生命周期[1]。

二、大數據分析的作用

（一）統計分析的作用

數據分析一般可分三個步驟：一是收集數據;二是整理數據;三是分析數據。最后一步分析數據，就是在數據面前，將隱藏在背后的信息和價值挖掘出來，數據分析對于大數據來說是最重要的，因為大數據的最終目的是轉化為價值信息，讓大數據會說話，準確反饋問題，同時找準問題突破口，提供有效決策[2]。而列車每天運行會產生海量日志數據信息，對這些海量日志數據經過“大數據”分析，將產生大量價值信息，將這些價值信息進行系統分析、形成統計分析報告，不但可以反映所有信標的工作情況、存在問題，另一方面也可以根據歷史數據反映出信標工作狀態的趨勢變化，并尋求一種規律，為設備的維護保養及更換提供數據支撐。

（二）大數據遇到的困境

在目前的統計分析工作中，運用大數據資源還有許多困難，如無配套信息系統、數據信息不全、技術力量匱乏等問題，主要表現在無配套的大數據統計信息系統[2]。

以鄭州地鐵1號線為例，目前鄭州地鐵1號線全線共計接近800個靜態信標，每天上線運營列車接近40列，按照現行的統計方法，需要單獨一人負責，全天人工進行數據統計，在統計過程中極易因為人工失誤導致數據準確性下降。整個統計工作耗時、耗力且準確性低，不能很好地為后續分析工作提供幫助。

三、信標自動讀取分析系統概述

基于大數據分析思想，鄭州地鐵通過下載地鐵電客車每天運行的車載日志，利用C#語言及數據庫自行開發一款信標讀取自動分析系統，對鄭州地鐵信標未讀取（丟失）數量進行統計分析，減少人工統計帶來的不良影響。并利用該統計分析系統可對信標丟失數量進行統計并儲存于數據庫中，通過數據的積累，應用大數據對單個列車或單個信標的運行狀態進行趨勢評估分析，提前發現性能狀態不良的靜態信標，提前處理，實現優質化運營。

（一）系統架構

開發此套系統要保證它具有高度的智能性、集成性，首先是對功能需求進行收集，具體功能需求如下：

①日志一鍵導入、處理，以動畫代替處理過程;

②實現單個日志處理和批量日志處理，靈活實現切換，節省操作時間;

③管理平臺界面需要顯示豐富的信息;

④軟件集成度高，節省繁瑣操作過程，實現更加快捷、方便的操作體驗;

⑤實現數據庫存儲調用，并可根據需求單獨篩選，篩選結果可以柱狀圖、折線圖等按照需求進行排列，更好實現趨勢分析。

（二）程序及數據庫設計

程序設計基于.NET平臺，采用C#語言開發，根據需求功能進行程序設計。

信標自動讀取分析系統采用SQLite數據庫，SQLite是一款輕型的數據庫它占用資源非常的低。它能夠支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系統，同時能夠跟很多程序語言相結合。

通過程序將列車日志信息導入到數據庫中并按照數據庫字段進行存儲，目前數據庫中除了列車丟標信息，還有14個字段，分別存儲其他不同的日志信息，可以為后續分析提供數據支持。

（三）界面編制

信標讀取自動分析系統主要包括兩個界面：主體界面、數據查詢界面。

主體界面包括圖表區、狀態區、功能區、屬性區。可實現下列功能：

①導入過程中狀態顯示;

②車次號、日期、總丟標數、最高丟標數量、最高丟失信標的名稱;

③導入數據情況可在圖表區以柱狀圖進行顯示。

數據查詢界面包括查詢條件區、選項區、走勢區、功能區。可實現下列功能：

①可選定查詢條件（日期、車次號、信標名稱）;

②可自由對查詢結果顯示方式進行更改;

③可實時顯示數據庫存儲數量，并可對導入的數據進行智能去除重復數據，提高準確率。

總結

隨著大數據的應用與發展，實現城市軌道交通的信息化，將是未來城規轉型發展的方向。深入挖掘統計數據信息，靈活應用大數據資源，構建數據采集存儲—數據整合—分析計算—數據發布—數據應用的全新統計流程，進而搭建數據高度融合的統計信息化平臺，對提高統計分析質量具有重要作用。而做好統計分析工作，是推動城市軌道交通信息化發展的基礎。統計分析離不開大數據，城市軌道交通信息化建設離不開大數據應用，只有充分利用好大數據資源，才能有效發揮統計分析工作在實際生產中的重要作用。

參考文獻：

[1]王博.大數據時代更要用活行業數據[J].城市軌道交通，2015-12-15

[2]王卓.靈活應用大數據、提高統計分析質量[J].交通規劃與管理，2018-01-15.