中國鐵路大數據應用頂層設計研究與實踐

2023年12月13日發(作者：煙波浩渺)

-

中國鐵路大數據應用頂層設計研究與實踐

摘要：當前，在鐵路公司相繼建設的各類生產信息系統之間，彼此之間都是相互隔離的，很多有價值的信息都被隱藏在了大量的數據之中。基于我們在鐵路的安全管理方面的積累，將大數據的處理思路和挖掘的方式融入到我們的工作當中，從而構建出一個能夠進行集中化采集、進行智能化分析、進行可視化顯示的安全管理大數據分析平臺，為我們的鐵路安全管理工作提供了一個更加科學的數據支持和決策基礎。本文將詳細地闡述該平臺的設計要求、指數計算和預測的原理、主要功能的設計和實際使用結果。

關鍵詞：中國鐵路；大數據應用；頂層設計；研究與實踐

前言

伴隨著鐵路網規模的持續擴張，每天都會產生出許多的生產數據和安全信息。但是，現在，鐵路公司對于安全數據的使用和利用還比較滯后，它們還面臨著一些問題，比如:安全大數據的利用率低、智能化分析不高、分析結果展示不夠直觀等，這就導致了這些海量的安全數據無法被轉換成有價值的信息，進而為鐵路的安全管理提供更為優質的服務。怎樣才能借助信息手段來提升大數據的開發利用價值，怎樣才能對各種大數據進行高效地應用，為鐵路企業的安全管理提供準確的分析和決策支持，從而更好地對安全管理手段進行優化，從而提升安全管理效率，這是鐵路企業急需解決的問題，也是鐵路安全管理的迫切需要。

一、鐵路信號智能系統概述

在當前的大數據時代下，我國的鐵路工程也變得越來越智能化和數字化。鐵路信號檢測系統的使用，包括了列車監控和信號集中監控，就前者而言，該系統可以監控列車的運行，即收集列車運行中各個方向的數據。例如在火車上安裝行車記錄儀，對火車進行全程監控，并與火車進行實時通信，從而了解列車員的動向和情況。后者在鐵路信號系統中的應用，主要是對系統三級四層結構組成進行集中監控，即采集電纜、電源等設備的運行數據，獲得有關資料，并對其進行分析，從而及時發現列車故障隱患，進行維修，確保列車的安全和可靠運行。

二、大數據時代鐵路面臨的機遇

"大數據環境下的鐵路交通既面臨著新的發展機會，也面臨著新的挑戰。大數據是一種數據，它的數據容量大，種類多，訪問速度快，應用價值高，正在迅速發展成為一種新的、對海量、多來源、多形式的數據進行收集、存儲和關聯分析，并在此基礎上發現新的知識，創造新的價值，提升新的能力[1]。

（一）業務覆蓋全

我國鐵路的信息化建設起步較晚、發展較快、有良好的數據積累。高鐵大數據通過"勘察設計- T程-施工-聯調聯測試-運行維修"的全過程，覆蓋了"車-機-工-電-乘用車"的全過程，能夠為高鐵各個階段的運行和管理決策提供很好的支持。

（二）時空分布廣

鐵路大數據的來源是分布在我國18個鐵路局(公司)、600余個站段的全部機車、車輛和基礎設施上的各類傳感器，它的空間和時間都很廣泛，并且呈現出顯著的區域分布性。

（三）業務價值高

鐵路信息資源是關系到國家和人民生活的重要信息，是一種極具商業價值的信息。鐵路網絡售票數據、行車安全數據、設備狀態等數據，在建立服務型企業、保障人民生命財產安全方面，都有著十分關鍵的作用。

三、鐵路信號智能監測技術應用問題

（一）難以真正實現數據共享的問題 當前，鐵路信號系統的覆蓋面不斷擴展，加大了該系統在工作過程中的數據分享的困難，而如果不能做到真實的數據分享，工作人員就不能對鐵路系統的運行故障進行全面的分析，從而不能對設備的缺陷進行及時的檢測和維修。另外，由于不能進行數據共享，還會對列車與主基站的通訊造成干擾，導致調度工作的時效性和精確性受到影響，從而加大了列車在行駛過程中的安全性，進而對鐵路的安全性和穩定性產生不利的影響[2]。

（二）鐵路監測系統互聯性不足的問題

當前，在我國的鐵路信號監控系統中，普遍存在著一些問題，比如，數據互通性和信息相關性不高，這主要是因為，這個信號監控系統的核心就是一個信號集中監控系統，然而，因為它的一些終端和監測設備之間的相互連接性不強，導致了數據監控的綜合性不高，所以很難對故障進行精確的定位。

四、鐵路信號智能監測技術應用的完善對策

（一）解決監測數據共享問題

在鐵路信號系統中，數據監測中心發揮著的是數據實時共享的功能，它向每一輛火車和上面的部門提供了一個科學而又完善的數據信息，同時還向車上和地面監測系統等提供了一個全面的數據分析結果和一個完整的數據鏈，從而保證對列車的真實運行情況和各個路段的狀況有一個全面的了解。因此，鐵路監督部門應建立一個科學的信息共享體系，并對各種信息進行有效的歸類與分發，以達到有效地使用這些信息的目的。與此同時，也要強化交通管理平臺的數據共享功能，利用大數據技術的運用，提高對各種數據資料的整理和分析的效率和精度，深度挖掘出這些數據中的有用和有價值的數據信息，并對這些數據進行及時的發送和播報。

（二）構建監測數據集并加強數據互聯

在進行數據監測工作的過程中，包含了電務段從地面設備到車載設備，還有從單一設備到整體系統等方面的內容。所以，所采集到的數字量和模擬量都是非常巨大的，而且還有著各種各樣的類型。這就要求我們建立起一個監測數據集，對各個數據進行實時和全面的監控，建立一個事故預警系統，從而預防列車運行安全事故的發生[3]。

五、鐵路運輸企業信息化建設的發展動向

（一）生產信息化系統趨向一體化、自動化、智能化和節能

隨著智能化技術的發展，信息技術也在發展。經濟效益是一種可以增強系統安全性的綜合信息系統平臺，利用多種具體的、多系統的數據采集，構建出一個信息整合與交流的體系，從而對有關的企業的安全狀態和生產流程展開自動的監測、報警、應急處理，確保系統的安全性，并對其進行監視。例如，CBTC網絡信號系統能夠通過鐵路、火車等多個環節的協調、動態調節，使各環節之間能夠進行信息交互、互通。

（二）MIS逐步實現信息化、精細化、人性化和機動性

在大數據環境下，基于計算機的信息系統已經是信息科技的發展方向，要想提高信息科技的效能，就必須建立包括人力、財力、物力在內的信息信息體系，并將信息科技與信息科技有機結合。作業指令之類的作業信息系統傾向于將交通組織的要求具體化。在制定列車運行方案時，應充分考慮旅客的舒適性，充分發揮商業與公用線的優勢。利用信息化技術，對客流進行精細、精細的分析、預測與動態調控，提升客流的安全。本文從用戶的角度出發，構建了一種基于用戶體驗的旅游信息系統，并通過手機通訊技術實現了手機短消息的管理，信息與資源的交換為基本方法，以相關分析與預測為基礎，構建一個完整的數據結構，實現經濟運行、微觀組織與人性化服務、自動化、智能化與移動集成信息平臺。

六、結語

當前，我們國家的鐵路正處于高速發展階段，正在建設一張完整的國家鐵路網，并在"一帶一路"戰略的推動下逐步走向世界。然而，由于智能監控技術的發展和應用，導致了我國鐵路信號系統的監控系統存在數據共享、系統協調以及系統互聯等問題。因此，可以在大數據時代的基礎上，以建設大數據云平臺等戰略為基礎，同時也可以建立起一個監控數據的共享機制，并創建一個監控數據集等，從而提高數據的協調性，用標準化的操作來增強數據之間的聯系，從而促進了我國鐵路事業的戰略發展。

參考文獻

[1]王培馨.關于鐵路內部審計大數據應用實施的探討——以中國鐵路上海局集團有限公司為例[J].當代會計,2020(01):52-53.

[2]孫楠,劉永俊.大數據技術在中國鐵路智庫建設領域中應用的探討[J].鐵路工程技術與經濟,2018,33(06):1-4.

[3]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.

-