基于鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理研究

王 喆，馬小寧，鄒 丹，王沛然，孫思齊

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 鐵路大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用創(chuàng)新中心，北京 100081）

隨著企業(yè)信息化不斷深入發(fā)展，數(shù)據(jù)對企業(yè)的價值愈發(fā)重要。瑞士達(dá)沃斯經(jīng)濟(jì)論壇的經(jīng)濟(jì)報告曾稱，數(shù)據(jù)是一種類似于貨幣或基金的新型資產(chǎn)[1]，尤其對于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，其數(shù)據(jù)資產(chǎn)的價值已遠(yuǎn)超企業(yè)其它資產(chǎn)價值之和。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，傳統(tǒng)企業(yè)汲取互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)驗，重視大數(shù)據(jù)對企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的推動作用，建立起數(shù)據(jù)采集、積累、分析、共享等管理流程，努力使數(shù)據(jù)資產(chǎn)成為企業(yè)重要的生產(chǎn)要素，以服務(wù)于企業(yè)整體戰(zhàn)略目標(biāo)。

1 鐵路數(shù)據(jù)資源及數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理現(xiàn)狀

1.1 鐵路數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀

中國國家鐵路集團(tuán)有限公司（簡稱：國鐵集團(tuán)）自2019 年掛牌成立后，作為市場經(jīng)營主體，實施貨運增量行動、客運提質(zhì)計劃、復(fù)興號品牌戰(zhàn)略3 項舉措，重視經(jīng)濟(jì)效益和投入產(chǎn)出，在規(guī)劃建設(shè)、運營生產(chǎn)中積累了大量得天獨厚的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)資源[2]。如何充分利用這些數(shù)據(jù)資源，挖掘數(shù)據(jù)潛在的價值，以提升客貨運服務(wù)質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益成為鐵路當(dāng)前重要課題。同時，海量數(shù)據(jù)資源也成為管理難題，如何有效地管理鐵路數(shù)據(jù)資源，將其轉(zhuǎn)化為對企業(yè)有價值的數(shù)據(jù)資產(chǎn)并服務(wù)于運營和決策是亟需研究解決的問題。

1.2 鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理現(xiàn)狀

（1）數(shù)據(jù)資產(chǎn)全貌尚未掌握：鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)龐雜，分散在200 多個國鐵集團(tuán)統(tǒng)一建設(shè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)及各鐵路局、客專公司自建的上千個業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及圖像、音頻、視頻、文本等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。雖已開展多次鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)調(diào)研，但調(diào)研范圍不一致，調(diào)研資料缺乏梳理，利用率不高，無法形成完整的鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)視圖，不利于企業(yè)制定數(shù)字化轉(zhuǎn)型相關(guān)戰(zhàn)略。

（2）數(shù)據(jù)內(nèi)部共享難題：鐵路信息系統(tǒng)繁多，系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享場景多樣[3]；此外，鐵路企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享審批流程復(fù)雜，一事一議，數(shù)據(jù)共享技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化較差、接口不統(tǒng)一等問題成為企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享的障礙，妨礙了數(shù)據(jù)價值的發(fā)揮。

（3）與外部數(shù)據(jù)交換不足：與其它行業(yè)（如銀行、電信運營商、電網(wǎng)等）相比，目前鐵路數(shù)據(jù)與外部數(shù)據(jù)的交換明顯不足；對外部數(shù)據(jù)的引入還比較有限，尤其亟需將氣象、地質(zhì)、社交媒體等數(shù)據(jù)與鐵路自有數(shù)據(jù)結(jié)合，以更好地支持輔助決策；另外，囿于對數(shù)據(jù)安全的擔(dān)憂和數(shù)據(jù)價值的認(rèn)識，對外提供鐵路數(shù)據(jù)的場景也極為有限。

（4）主數(shù)據(jù)規(guī)范推進(jìn)困難：鐵路主數(shù)據(jù)是描述鐵路基礎(chǔ)設(shè)施、客運服務(wù)、貨運服務(wù)、人員及機構(gòu)基本標(biāo)識或狀態(tài)屬性的數(shù)據(jù)[4]。國鐵集團(tuán)于2015 年建設(shè)了鐵路主數(shù)據(jù)平臺，已發(fā)布車站主數(shù)據(jù)、線路主數(shù)據(jù)、路局主數(shù)據(jù)、動車組主數(shù)據(jù)等主題數(shù)據(jù)，但目前仍有很多鐵路信息系統(tǒng)尚未接入鐵路主數(shù)據(jù)平臺，導(dǎo)致數(shù)據(jù)融合受限。

2 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理

鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理包括資產(chǎn)盤點、資產(chǎn)匯聚、價值提升、資產(chǎn)流通等重要環(huán)節(jié)。鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺提供了基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)管理服務(wù)，為數(shù)據(jù)應(yīng)用的開發(fā)提供多種接口和引擎。目前，基于平臺提供的數(shù)據(jù)存儲引擎、標(biāo)簽管理引擎、數(shù)據(jù)訪問接口、數(shù)據(jù)開發(fā)引擎、工作流引擎等平臺層技術(shù)工具，已實現(xiàn)數(shù)據(jù)登記、數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)質(zhì)量管控、數(shù)據(jù)分級管理、數(shù)據(jù)共享等一系列應(yīng)用，構(gòu)建起鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理應(yīng)用集合，其總體架構(gòu)如圖1 所示。

2.1 鐵路數(shù)據(jù)登記

圖1 鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理應(yīng)用總體架構(gòu)

鐵路數(shù)據(jù)登記是實現(xiàn)鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理的首要環(huán)節(jié)，包括資產(chǎn)調(diào)研表管理、數(shù)據(jù)資產(chǎn)內(nèi)容檢索、數(shù)據(jù)資產(chǎn)統(tǒng)計等功能，解決鐵路歷次數(shù)據(jù)調(diào)研獲取的調(diào)查研表的數(shù)字化管理問題。隨著全面調(diào)查和階段性日常調(diào)查工作的開展，可逐步完善鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)全貌。同時，數(shù)據(jù)登記也給每個鐵路應(yīng)用系統(tǒng)建立了數(shù)據(jù)資產(chǎn)卡片，是后續(xù)開展各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚的基礎(chǔ)。

在數(shù)據(jù)資產(chǎn)登記的基礎(chǔ)上，可對資產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，如結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)量（存量和增量）、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)量、網(wǎng)絡(luò)部署情況、數(shù)據(jù)庫類型等，從多個角度掌握鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)概況，為制定相關(guān)數(shù)據(jù)政策提供決策依據(jù)。

2.2 鐵路數(shù)據(jù)匯聚

鐵路數(shù)據(jù)匯聚是在鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)登記的基礎(chǔ)上，將業(yè)務(wù)系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)傳輸至鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的過程，包括接口方案制定、接口開發(fā)和接口調(diào)試等環(huán)節(jié)；匯聚至鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)是開展鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理的對象。

制定數(shù)據(jù)匯聚方案要綜合考慮數(shù)據(jù)的類型（結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化）和數(shù)據(jù)傳輸量的大小。鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺提供3 種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接入接口：RESTful 接口、FTP 傳輸和Kafka 接口，這3 種接口的特點見表1。

表1 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺提供的數(shù)據(jù)接入接口及其特點

鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的存儲架構(gòu)設(shè)計采用“數(shù)據(jù)湖”理念，即以所匯聚數(shù)據(jù)的原始格式存儲數(shù)據(jù)，對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)時，根據(jù)應(yīng)用需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。平臺中數(shù)據(jù)存儲方案要考慮數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)應(yīng)用場景需求（實時和非實時）。鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的存儲架構(gòu)集成多種存儲組件，如分布式文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、對象存儲等，能夠為鐵路數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理提供穩(wěn)定可靠的存儲設(shè)施，表2概括了各種存儲組件的特點及其適用場景。

表2 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺各類存儲組件的特點及其適用場景

2.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量管控

鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的鐵路數(shù)據(jù)來源廣泛，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集密度、數(shù)據(jù)規(guī)范、需求場景、質(zhì)量管理方面各不相同，對數(shù)據(jù)完整性、一致性、及時性、精確性有較大的影響[5]。

通常來說，數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升要從管理和技術(shù)2個方面開展管控工作[6]；管理方面的工作主要包括建立數(shù)據(jù)質(zhì)量管控組織、數(shù)據(jù)質(zhì)量問題發(fā)現(xiàn)和分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量考核等；技術(shù)方面主要依靠數(shù)據(jù)質(zhì)量度量規(guī)則管理和稽核工具。

在數(shù)據(jù)質(zhì)量管控方面，鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺提供質(zhì)量監(jiān)督角色設(shè)置、度量規(guī)則定義以及生成數(shù)據(jù)質(zhì)量報告等功能。此外，針對車站和線路字典數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查和稽核的工具，可將鐵路主數(shù)據(jù)平臺提供的主數(shù)據(jù)作為參考，對平臺上來自具體業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)主數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查，采用文本相似度分析和時間拉鏈等方法，查找并糾正車站和線路字典相關(guān)的數(shù)據(jù)問題，顯著提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查效率，車站字典數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查過程如圖2 所示。

2.4 數(shù)據(jù)分級管理

圖2 車站字典數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查過程示意

鐵路數(shù)據(jù)分級是在數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)上，采用明確、規(guī)范的方法評估數(shù)據(jù)的重要性和敏感度差異，確定各類數(shù)據(jù)的級別。數(shù)據(jù)分級有助于業(yè)務(wù)部門根據(jù)數(shù)據(jù)不同級別，以及數(shù)據(jù)在其生命周期所處的階段，確定需要采取的數(shù)據(jù)安全防護(hù)策略和管控措施，進(jìn)而提高業(yè)務(wù)部門對數(shù)據(jù)的管理和安全防護(hù)水平，確保數(shù)據(jù)的完整性、保密性和可用性[7]。依據(jù)鐵路數(shù)據(jù)重要性不同，劃分為公開、內(nèi)部、機密和國家秘密4 個等級，如圖3 所示。

圖3 鐵路數(shù)據(jù)分級示意

對于不同安全等級的數(shù)據(jù)，鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺采用對應(yīng)的安全管理策略。如在數(shù)據(jù)共享環(huán)節(jié)，公開數(shù)據(jù)采取無條件公開方式，數(shù)據(jù)申請者可直接獲取相關(guān)數(shù)據(jù)而無需審核。對于非公開數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)申請者提出的使用申請需要由對應(yīng)安全級別的審批部門審核。在數(shù)據(jù)存儲環(huán)節(jié)，內(nèi)部數(shù)據(jù)采用按需加密，機密數(shù)據(jù)采用全量加密的策略。涉及國家秘密的數(shù)據(jù)，鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺暫不考慮匯聚。

2.5 數(shù)據(jù)共享管理

依據(jù)與原始數(shù)據(jù)的關(guān)系，鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺中的數(shù)據(jù)可分為未加工數(shù)據(jù)和加工數(shù)據(jù)，針對這2 種數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)目錄和接口服務(wù)2 種數(shù)據(jù)共享方式。

數(shù)據(jù)目錄將未加工數(shù)據(jù)的摘要，包括數(shù)據(jù)說明、數(shù)據(jù)字段說明、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)更新頻率等，按照一定的分類方式整理形成數(shù)據(jù)目錄并發(fā)布。對于加工后的數(shù)據(jù)（一般針對定制化加工需求），則發(fā)布在接口服務(wù)中。數(shù)據(jù)使用者對數(shù)據(jù)目錄或者接口服務(wù)中的數(shù)據(jù)提出使用申請，申請被批準(zhǔn)后，可通過數(shù)據(jù)接口獲得所需數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺已經(jīng)在武清主數(shù)據(jù)中心部署，并針對京張高鐵主題，盤點和匯聚多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，支持智能京張高鐵的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。今后，將繼續(xù)完善鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的分級管理體系，完善數(shù)據(jù)質(zhì)量稽核算法，通過數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升來提高數(shù)據(jù)價值[8]，為鐵路各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合和廣泛共享奠定扎實的基礎(chǔ)。