城市軌道交通大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用研究

宋大治，王 健，徐鐘全，劉光杰

（1．南京地鐵建設(shè)有限公司，南京 210017；2．北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；3．南京信息工程大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，南京 210044）

隨著近年來城鎮(zhèn)化的加快發(fā)展，城市人口數(shù)量在不斷增加，城市規(guī)模也在逐步擴(kuò)大。城市軌道交通以其運(yùn)輸人數(shù)量大、運(yùn)行速度快、安全程度高的優(yōu)勢(shì)，成為解決城市人口出行的重要手段。城鎮(zhèn)化的趨勢(shì)使得城市軌道交通的壓力也在逐漸加大，城市軌道交通如何適應(yīng)城鎮(zhèn)化的趨勢(shì)，利用更前沿的技術(shù)解決發(fā)展過程中遇到的問題是城市軌道交通建設(shè)中的重要挑戰(zhàn)。

國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》在大力推動(dòng)突破發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域中著重提到了先進(jìn)軌道交通裝備，指出“加快新材料、新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，重點(diǎn)突破體系化安全保障、節(jié)能環(huán)保、數(shù)字化智能化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，研制先進(jìn)可靠適用的產(chǎn)品和輕量化、模塊化、譜系化產(chǎn)品。”其中數(shù)字化智能化網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的在軌道交通領(lǐng)域的運(yùn)用和發(fā)展是構(gòu)建世界領(lǐng)先的現(xiàn)代軌道交通產(chǎn)業(yè)體系的關(guān)鍵因素。

城市軌道交通在運(yùn)營、運(yùn)維日常工作中會(huì)產(chǎn)生海量的用戶數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)來源眾多，種類各異，累積量大，更新頻繁，這些數(shù)據(jù)以自動(dòng)或主被動(dòng)的形式產(chǎn)生，形式包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，城市軌道交通數(shù)據(jù)是名副其實(shí)的大數(shù)據(jù)。如何利用這些軌道交通大數(shù)據(jù)從運(yùn)營、施工、決策、設(shè)計(jì)等方面來服務(wù)軌道交通，通過對(duì)軌道交通大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、加載、結(jié)構(gòu)化、清洗、處理、分析等手段來獲取關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)，這是線網(wǎng)指揮中心大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的重要要求。

1 城市軌道交通的數(shù)據(jù)特點(diǎn)

不同于其他方向的信息領(lǐng)域，城市軌道交通數(shù)據(jù)有4個(gè)明顯的特點(diǎn)。

1）數(shù)據(jù)生成符合一定的時(shí)序規(guī)律

城市軌道交通按照既定的計(jì)劃和方案來運(yùn)轉(zhuǎn)，每天都能產(chǎn)生符合時(shí)間規(guī)律的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)滿足一定的時(shí)間特征。

2）數(shù)據(jù)生成形式多樣

軌道交通數(shù)據(jù)來源于不同的業(yè)務(wù)，跨部門多用途，數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方式也各不相同。數(shù)據(jù)分布的異構(gòu)性使得非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)占絕大部分。

3）數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)

雖然數(shù)據(jù)生成形式多種多樣，但是數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)，其中一個(gè)系統(tǒng)中部分?jǐn)?shù)據(jù)的變化可能會(huì)引起或?qū)е铝硗庖粋€(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)。

4）數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新

城市軌道交通在日常運(yùn)營過程中，不間斷地產(chǎn)生各種數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刷新速度頻繁，更新速度快，累積量大。

通過分析可知，城市軌道交通數(shù)據(jù)有上述4個(gè)主要特點(diǎn)，類似于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。城市軌道交通數(shù)據(jù)符合大數(shù)據(jù)的主要特征，適用于大數(shù)據(jù)處理環(huán)境。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、清洗、加工分析，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通線網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心的合理建設(shè)和有效使用，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)決策提供直接的依據(jù)。城市軌道交通線網(wǎng)指揮中心的數(shù)據(jù)類型如圖1所示。

圖1 線網(wǎng)指揮中心數(shù)據(jù)分類Fig.1 Data classification of line networking command center

線網(wǎng)指揮中心數(shù)據(jù)來源廣泛、顆粒眾多、維度不同、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的特點(diǎn)，使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手段不能有效地發(fā)揮線網(wǎng)指揮中心的價(jià)值。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析問題等實(shí)際困難，有效提高線網(wǎng)指揮中心的數(shù)據(jù)地位，引導(dǎo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)健康有序發(fā)展，進(jìn)而提升城市軌道交通運(yùn)行效率和運(yùn)維安全。當(dāng)前，在國內(nèi)的部分城市中已經(jīng)有一些線網(wǎng)指揮中心引入了大數(shù)據(jù)技術(shù)并指揮城市軌道交通數(shù)據(jù)中心建設(shè)。但是，大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用還有待發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。

1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工作缺失

在當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心存在數(shù)據(jù)樣本缺失、數(shù)據(jù)維度不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)分析困難，缺乏對(duì)軌道交通數(shù)據(jù)的基本處理和分析統(tǒng)計(jì)工作。

2）數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊

由于在城市軌道交通行業(yè)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式等不一樣，數(shù)據(jù)規(guī)范性較差，數(shù)據(jù)前期準(zhǔn)備工作需要處理的問題較多。

目前，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)分別運(yùn)行，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間缺乏必要的通信接口或數(shù)據(jù)接口，這使得業(yè)務(wù)系統(tǒng)相對(duì)孤立，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間隔離導(dǎo)致信息孤島的情況。

2 城市軌道交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建

2.1 大數(shù)據(jù)總體架構(gòu)

基于自頂而下的數(shù)據(jù)資源構(gòu)建思想，城市軌道交通線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)主要包括3個(gè)部分，分別是基礎(chǔ)平臺(tái)、支撐平臺(tái)和數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)。其中基礎(chǔ)平臺(tái)由3部分組成，分別是數(shù)據(jù)集市、數(shù)據(jù)倉庫管理和資源數(shù)據(jù)庫。支撐平臺(tái)包含6個(gè)部分，分別是Hadoop大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、資源庫存儲(chǔ)、資源庫安全、資源庫規(guī)范、資源庫安全和資源庫目錄。數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)提供用戶接口，提供風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、決策支持和預(yù)警預(yù)測(cè)等服務(wù)。大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)Fig.2 Platform architecture of big data

數(shù)據(jù)資源池包括城市軌道交通運(yùn)營數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)和政府?dāng)?shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)形式包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過整理形成主體資源數(shù)據(jù)庫，以數(shù)據(jù)模型的形式保存。通過Hadoop大數(shù)據(jù)平臺(tái)的存儲(chǔ)、加載、清洗、轉(zhuǎn)換等流程來建立數(shù)據(jù)資源倉庫，進(jìn)而為業(yè)務(wù)系統(tǒng)決策、業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理和改進(jìn)提供依據(jù)。

城市軌道交通線網(wǎng)指揮中心大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)的基本目的是利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，并以此海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)具備預(yù)警決策、改進(jìn)支撐的大數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)，更好地促進(jìn)城市軌道交通健康有序發(fā)展。

2.2 基礎(chǔ)平臺(tái)

2.2.1 大數(shù)據(jù)資源介紹

1）數(shù)據(jù)分類

按照數(shù)據(jù)中心的功能和定位，包括指標(biāo)數(shù)據(jù)、路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)3大類信息資源的數(shù)據(jù)架構(gòu)如下。

本文通過實(shí)驗(yàn)表明，為心臟起搏器植入術(shù)患者提供綜合護(hù)理干預(yù)護(hù)理效果明顯，能夠有效的降低不良反應(yīng)的發(fā)生率[4]，提高患者的治療效果，主要原因有：通過為患者提供術(shù)前護(hù)理，降低患者在術(shù)中出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)事件，有利于保證患者的生命安全，通過為患者提供術(shù)后體位護(hù)理，向患者講解生活中注意事項(xiàng)，有利于加快傷口愈合速度，提高患者生活質(zhì)量[6]，通過為患者提供術(shù)后心理護(hù)理，有利于消除患者不良情緒狀態(tài)，增強(qiáng)患者對(duì)治療的信心，通過為患者提供術(shù)后飲食護(hù)理，增強(qiáng)患者營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，在一定程度上降低患者出現(xiàn)便秘的發(fā)生率，促進(jìn)患者舒適度[7]。

第一類是指標(biāo)數(shù)據(jù)：是在路網(wǎng)運(yùn)營數(shù)據(jù)倉庫基礎(chǔ)上為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的、具有可擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)支撐，包含了軌道交通內(nèi)部信息系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)、衍生數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)等。具體包括了運(yùn)營路網(wǎng)數(shù)據(jù)、運(yùn)營設(shè)備數(shù)據(jù)、列車運(yùn)行數(shù)據(jù)、列車時(shí)刻數(shù)據(jù)、工作日記與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。

第二類是路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：主要包括軌道交通相關(guān)的各類文件數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)路網(wǎng)數(shù)據(jù)和基本參數(shù)數(shù)據(jù)3個(gè)部分。具體包括地理信息數(shù)據(jù)、法規(guī)數(shù)據(jù)視圖、多媒體數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、列車數(shù)據(jù)、線網(wǎng)數(shù)據(jù)和站臺(tái)廳數(shù)據(jù)等。

第三類是系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)：主要包括用于支撐業(yè)務(wù)工具和業(yè)務(wù)方案的相關(guān)配置數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)資源數(shù)據(jù)。其作用是把來自于數(shù)據(jù)集市中的數(shù)據(jù)按照指標(biāo)、模型和算法進(jìn)行結(jié)果加工。最終在展現(xiàn)層中以報(bào)表、多維、儀表盤和查詢等方式進(jìn)行展現(xiàn)。

2）數(shù)據(jù)的來源

線網(wǎng)指揮平臺(tái)（NCC）采集各線路行車數(shù)據(jù)（ATS）、客流數(shù)據(jù)（ACC）、供電、風(fēng)水電等設(shè)備及運(yùn)行數(shù)據(jù)（ISCS）、能耗數(shù)據(jù)（EMS）、圖紙文檔及視頻、外部數(shù)據(jù)（包括氣象信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、公共服務(wù)部門數(shù)據(jù)）等，大量運(yùn)行數(shù)據(jù)日益呈現(xiàn)體量大、類型多、價(jià)值高等特征。數(shù)據(jù)量爆炸式的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)分析處理能力落后與數(shù)據(jù)快速增長(zhǎng)之間的矛盾將更加突出。隨著數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類型的不斷增多，也出現(xiàn)數(shù)據(jù)分析性能瓶頸、缺少數(shù)據(jù)分析挖掘的高級(jí)方法、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)尚缺乏有效利用等問題。在數(shù)據(jù)豐富性方面，利用信息化技術(shù)采集開放平臺(tái)、開源數(shù)據(jù)中心等多種來源的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容來豐富數(shù)據(jù)中心資源。在系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)用主題搜索技術(shù)充分挖掘公開互聯(lián)網(wǎng)信息資源，充實(shí)壯大數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)。

3）數(shù)據(jù)編排方式

城市軌道交通線網(wǎng)指揮中心大數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)來源于各不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的類型決定了數(shù)據(jù)的文件存儲(chǔ)格式，即為了便于快速檢索數(shù)據(jù)文件，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)編排也不盡相同。根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的形式不同，數(shù)據(jù)編排方式包括文本數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)、動(dòng)畫數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和網(wǎng)頁數(shù)據(jù)等。不同類型的文件以各自的形式存儲(chǔ)于大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。

2.2.2 主題資源數(shù)據(jù)庫

在建設(shè)目的上，主題資源數(shù)據(jù)庫應(yīng)滿足數(shù)據(jù)的完備性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性，且數(shù)據(jù)內(nèi)容面向不同的主題要求。數(shù)據(jù)通過主題資源數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)共享，在主題資源數(shù)據(jù)庫保存的數(shù)據(jù)文件可供多種不同類型的業(yè)務(wù)員系統(tǒng)使用。在建設(shè)主題上，根據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市軌道交通中的建設(shè)需求，可分為當(dāng)事人、路網(wǎng)、設(shè)備、行車、票務(wù)、渠道、起止、客流、清算、事件等主題。主題資源數(shù)據(jù)庫僅存儲(chǔ)相關(guān)主題的數(shù)據(jù)，其存儲(chǔ)內(nèi)容不應(yīng)隨業(yè)務(wù)系統(tǒng)而改變。主題資源數(shù)據(jù)庫承擔(dān)著各數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)共享的橋梁功能，避免了各數(shù)據(jù)集之間的冗余存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.2.3 數(shù)據(jù)資源倉庫

在大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)中，數(shù)據(jù)資源倉庫是主題資源數(shù)據(jù)庫的上層應(yīng)用，即數(shù)據(jù)資源倉庫從主題資源數(shù)據(jù)庫中抽取特定類型、形式、結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)文件，根據(jù)數(shù)據(jù)文件所在的主題形成數(shù)據(jù)資源集市，以便上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用。數(shù)據(jù)資源倉庫具有多種特點(diǎn)，包括基于主題性、定制性、時(shí)序性等。數(shù)據(jù)資源倉庫提供了使用者便捷獲取主題資源數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容的方式，便于其快速獲取相關(guān)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和關(guān)鍵決策，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的重要價(jià)值。數(shù)據(jù)資源倉庫是主題資源數(shù)據(jù)庫與上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的橋梁。

2.3 支撐平臺(tái)

為了便于數(shù)據(jù)倉庫資源高效、便捷的使用，建立城市軌道交通大數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)，設(shè)計(jì)采用Hadoop大數(shù)據(jù)架構(gòu)。支撐平臺(tái)是大數(shù)據(jù)架構(gòu)中不可缺少的組件，利用Hadoop大數(shù)據(jù)處理技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)資源倉庫并完成數(shù)據(jù)接口對(duì)接，Hadoop將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，異構(gòu)數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)處理，最終形成符合存儲(chǔ)需求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和形式，保存在數(shù)據(jù)資源倉庫中。城市軌道交通支撐平臺(tái)支持的數(shù)據(jù)類型包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

2.4 數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)

數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)是城市軌道交通大數(shù)據(jù)中心的重要組成組件，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)大數(shù)據(jù)中心的快速友好訪問，提供數(shù)據(jù)資源發(fā)布、數(shù)據(jù)資源搜索、數(shù)據(jù)資源聚合等用戶交互功能。數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)如下的功能。

1）建設(shè)集中式的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口，整合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法。

2）實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)資源管理和展示，數(shù)據(jù)資源包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)資源通過數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)展現(xiàn)給用戶。

3）利用Hadoop大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市軌道交通海量數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析，深入發(fā)掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。

4）利用訂閱/查詢組件實(shí)現(xiàn)城市軌道交通數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)用戶的資源需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訂閱、數(shù)據(jù)分發(fā)。

5）為便于決策系統(tǒng)和業(yè)務(wù)優(yōu)化系統(tǒng)及時(shí)準(zhǔn)確地獲取特定類型的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)根據(jù)數(shù)據(jù)功能規(guī)劃提供數(shù)據(jù)資源訪問接口。

6）為保證數(shù)據(jù)資源的完整性和準(zhǔn)確性，基于最小權(quán)限原則，數(shù)據(jù)資源UI平臺(tái)實(shí)現(xiàn)用戶角色權(quán)限管理功能，根據(jù)用戶角色來確定其訪問數(shù)據(jù)資源的權(quán)限，避免數(shù)據(jù)資源非法訪問。

3 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)解決的痛點(diǎn)需求問題

在城市軌道交通日常運(yùn)營過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)重點(diǎn)要解決的運(yùn)營方痛點(diǎn)需求包括服務(wù)質(zhì)量提升、安全運(yùn)行保障、系統(tǒng)節(jié)能、管理決策等。

1）服務(wù)乘客的質(zhì)量是城市軌道交通運(yùn)營的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)，服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的數(shù)據(jù)來源主要包括乘客評(píng)分和車輛客觀狀況。其中乘客以線上或者線下的方式提供乘客主觀乘車體驗(yàn)，車輛客觀狀況包括車輛的運(yùn)行時(shí)間、擁擠情況、環(huán)境情況等因素。大數(shù)據(jù)技術(shù)利用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)對(duì)乘客服務(wù)質(zhì)量做出客觀評(píng)價(jià)，基于評(píng)價(jià)體系對(duì)提高服務(wù)乘客質(zhì)量和改進(jìn)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

2）安全運(yùn)行是城市軌道交通運(yùn)行中最基本的要求。安全運(yùn)行主要是跟硬件設(shè)備信息和客流信息相關(guān)。硬件設(shè)備信息是指與硬件設(shè)備安全關(guān)聯(lián)的因素，這是用于判斷軌道交通安全性的重要指標(biāo)，大數(shù)據(jù)技術(shù)利用設(shè)備安全性指數(shù)進(jìn)行綜合分析判定，并對(duì)不安全的線路狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警和判定。客流信息是指影響客流量的關(guān)鍵指標(biāo)，如大型戶外活動(dòng)、突發(fā)緊急事件等可能會(huì)帶來巨大的客流量，客流量的激增顯著增加了城市軌道交通運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。利用大數(shù)據(jù)中心對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行預(yù)判和突發(fā)客流預(yù)警，依據(jù)預(yù)警給出突發(fā)事件預(yù)案，進(jìn)而避免城市軌道交通在面臨突發(fā)事件時(shí)不可預(yù)知情況的發(fā)生，提升城市軌道交通應(yīng)急運(yùn)營能力。

3）系統(tǒng)節(jié)能指標(biāo)也是城市軌道交通中一個(gè)十分重視的因素。利用Hadoop大數(shù)據(jù)技術(shù)分析系統(tǒng)歷史耗能數(shù)據(jù)、系統(tǒng)近期耗能數(shù)據(jù)、系統(tǒng)計(jì)劃耗能數(shù)據(jù)，給出系統(tǒng)耗能數(shù)據(jù)趨勢(shì)，并對(duì)數(shù)據(jù)分析發(fā)掘影響系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)指標(biāo)是否合理，進(jìn)而分析城市軌道交通運(yùn)營中提升系統(tǒng)節(jié)能指標(biāo)的關(guān)鍵因素并對(duì)可能出現(xiàn)的峰值用能進(jìn)行提前預(yù)判。從數(shù)據(jù)分析的角度實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和合理計(jì)劃用能。

4）數(shù)據(jù)資源支撐也是運(yùn)營方管理決策的主要依據(jù)。在管理決策時(shí)，運(yùn)營方以定性數(shù)據(jù)為依據(jù)來給出合理化判定。大數(shù)據(jù)技術(shù)利用數(shù)據(jù)資源支撐平臺(tái)中的數(shù)據(jù)，通過事先設(shè)定的邏輯規(guī)則發(fā)掘數(shù)據(jù)內(nèi)在的關(guān)聯(lián)關(guān)系和關(guān)鍵價(jià)值指標(biāo)，為運(yùn)營方管理決策提供實(shí)際數(shù)據(jù)支持。另外，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的可視化平臺(tái)能夠直觀地給出關(guān)注事件的趨勢(shì)和預(yù)警，便于精準(zhǔn)快速?zèng)Q策。

3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景

目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)在一些城市的軌道交通中已經(jīng)開展應(yīng)用，其在城市軌道交通運(yùn)營中發(fā)揮著重要的作用。依賴于大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展及其在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用理解，以及城市軌道交通面臨的痛點(diǎn)需求問題，對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市軌道交通中的以下應(yīng)用場(chǎng)景開展深入研究。

1）安全運(yùn)營管理：城市軌道交通運(yùn)營中，安全是第一要素。為了保證設(shè)備、乘客、運(yùn)行安全，依托于大數(shù)據(jù)技術(shù)在海量軌道交通歷史數(shù)據(jù)分析處理中的優(yōu)勢(shì)，對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行分析和預(yù)判，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的安全隱患，防患于未然。

2）日常運(yùn)營優(yōu)化：通過分析關(guān)鍵指標(biāo)、模擬運(yùn)行情況、預(yù)測(cè)客流量、指定行車時(shí)間路線計(jì)劃等手段，以日志數(shù)據(jù)、支撐平臺(tái)為輔助方法，為決策預(yù)警提供數(shù)據(jù)支持。通過對(duì)歷史場(chǎng)景的情況演練、分析和驗(yàn)證，指定應(yīng)急時(shí)間處理方案，提升運(yùn)營方的應(yīng)急處理水平。

3）提升經(jīng)營效益：通過分析能耗數(shù)據(jù)、資產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等成本因素，以高質(zhì)量服務(wù)和安全高效運(yùn)營為基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)在成本因素中各需求進(jìn)行綜合評(píng)估和判定，進(jìn)而制定節(jié)能減耗的方案。通過不斷優(yōu)化經(jīng)營手段，降低運(yùn)營成本。

4）管控安全建設(shè)：利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)城市軌道交通中安全建設(shè)數(shù)據(jù)的分析，來改進(jìn)施工計(jì)劃進(jìn)度、加強(qiáng)施工建設(shè)安全，實(shí)現(xiàn)安全建設(shè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從數(shù)據(jù)層面指引、管控安全建設(shè)。

4 結(jié)論

“云計(jì)算” “大數(shù)據(jù)” “互聯(lián)網(wǎng)+”等信息化領(lǐng)域的新興設(shè)計(jì)理念，在城市軌道交通快速推廣應(yīng)用。國內(nèi)眾多城市已開始構(gòu)建數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)應(yīng)用為一體的線網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)形成智能決策分析，助力城市軌道線網(wǎng)協(xié)同指揮，提供強(qiáng)有力的大數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。