大数据在铁路机务系统中的应用

李金城

摘要：在大数据时代背景下，铁路也进入了大数据时代，为了更好的解决铁路在运行过程中出现的一些统计的数据分散，统计滞后等问题，需要继续构建数据高度融合的铁路统计信息化平台。在大数据时代背景下，为了更加适应铁路大数据统计的相关需求，完美解决现阶段铁路统计存在的各种问题，同时提升铁路统计的服务水平，我国铁路公司通过计划和组织，将对铁路业务系统和各个专业统计分析系统进行充分的调查和研究，并提出统计信息化平台的总体规划，并搭建基于数据仓库技术的平台运行。本文主要通过简要介绍铁路机务系统应用大数据技术的重要性，以及大数据在铁路机务系统中的应用，希望相关部门及研究人员有帮助。

关键词：大数据;铁路机务系统;应用

1铁路机务系统应用大数据技术的重要性

目前，很多铁路基层的管理者对于大数据的认识还不够充分，只是被动地接受大数据技术，而铁路运输行业面临着公路运输、航空运输和水陆运输等的激烈竞争，只有加强铁路机务系统的信息化建设，才能促进铁路运输经济的健康可持续发展。一方面，信息化建设对于铁路企业的决策有着重要的影响。大数据技术的应用既可以改变市场结构以及消费观念，促使铁路企业更加快捷地应对变化的市场，也可以帮助决策者获得更多的市场信息，增加沟通交流的机会，提高决策的科学性和合理性，还可以极大地提高决策的有消息和执行的效率。另一方面，大数据技术应用对于铁路企业的组织结构变化有着重要的影响，可以促进铁路企业的组织结构向扁平化方向发展，变得更加灵活和有效。

2大数据在铁路机务系统中的应用分析

2.1智能传感技术应用

智能传感层应用射频识别（RFID）、视频采集、传感器等技术，涵盖车载各子系统（包括网络控制系统、主辅变流控制系统、空气制动系统、无线重联控制系统、列车监控系统、走行部监测系统、视频监视系统、列尾及录音系统等），实现对机车车辆、部件及环境的基础数据采集、控制与诊断，覆盖多种被检测对象（如机车车辆环境、主变流器、辅助变流器、空气管路、线路信号、走行部、视频及语音系统等）。

2.2智能网络

车载数据的采集主要依托与机车控制网络、机车信息网络数据融合来实施，支持以太网通信、现场总线、LTE专网通信以及车载WiFi等。另外，车载智能网络可记录原始数据、特征数据、状态评估和故障诊断结果，实现车地数据传输服务，提供车载云平台与地面数据集成与处理平台的信息交互。

2.3智能应用

针对铁路机务工作的需求，利用数据资源和数据分析平台，在该系统应用层面实现各种应用功能，包括远程监视与下载、故障诊断与预警、智能分析与管理、机务检修与管理、电子票、电子地图、电子履历、软件远程更新、检修工单辅助生成、检修工位预排、故障调查分析、人员信息管理、视频监视、优化操纵及能量管理等。各智能应用系统统一调用地面数据集成和处理资源，并通过云服务平台向用户提供服务。

2.4大数据助力机车走行部PHM应用

机务车载大量的数据，目前主要实现了简单的状态告警，并没有给出针对性的建议，需要人工打开系统靠个人经验去分析下一步应该做什么。目前，大多数系统都还处于“半自动”状态，仍然需要大量的人工操作和分析。机车走行部健康智能管理系统，改变了上述的数据分析现状，实现了车载走行部数据的深度挖掘。机车走行部健康智能管理系统，面向的用户主要分为三类：机车检修人员、数据分析人员和机务段管理人员，他们的需求分别如下：

（1）机车检修人员：通过机车走行部状态信息和监测数据的分析结果和建议，做出相应的检修决策和计划;

（2）数据分析人员：具备数据完整性查询功能，能够从不同维度查询到配属机车走行部的历史数据和检修信息，结合自身经验以及系统分析结果，给出更加合理的检修建议;

（3）机务段管理人员：可以直观有效的对各线路机车走行部健康状态进行跟踪，及时处理各类问题，确保安全。

基于以上需求，机车走行部健康智能管理系统主要实现了如下三个方面的功能：

（1）尽量减少人工分析，降低数据分析人员专业性要求，提高分析准确度，自动分析本趟数据，有报警时给出处置建议;

（2）建立机车走行部数字孪生模型，反映机车走行部当前的健康状态，定期深度分析历史数据，预测机车走行部各部件寿命;

（3）提供决策支撑依据，为制定门限值提供依据，如根据车型、速度等级分阶段设置温升门限值，并为周期保养提供支撑依据。

2.5大数据助力实现走行部“状态修”

大数据系统可以完成对轴承、齿轮、踏面等关键部位的健康状态评估，用来辅助支撑维修计划的制定和调整，也就是通常所说的“状态修”。利用剩余寿命预测模型描述诊断对象全寿命周期，同时考虑诊断对象当前健康状态，对诊断对象的剩余使用时间、剩余使用里程进行判断，给出预测结论，辅助现场开展备品备件、维修计划等工作。修程修制的优化是一个循序渐进的过程，走行部PHM的应用为优化走行部的修程修制提供科学的依据和切实可行的方案。虽然，在短时间内很难评估走行部PHM所能带来的经济效益，相信随着应用的逐步深入，会逐步提升运维效率，减少不必要的维修计划，降低运维成本。

2.6ICT基础设施应用，助力机辆智能运维快速落地

ICT是指信息和通信技术。ICT是实现现代计算的基础设施和组件。无论是效率提升还是修程修制的优化，都是基于新技术实现对数据更加高效的采集、更加智能的分析或者更加深入的挖掘。而为了更好地“驾驭”这些新技术，需要一个平台对各种数字化技术能力进行统一管理，这就是“ICT基础设施”的重要价值体现。融合多种技术，实现信息资源和能力的按需调用，降低对技术驾驭的复杂度。从过去一个应用需要从多个组件能力分别获取，变成现在通过平台能力整体打包封装，基于业务应用优化组合，统一接口，按需调用。最终实现融合数据、标准统一，实现数据高效共享，构建弹性扩展、统一协同的数据底座、持续沉淀数据资产。

3提升大数据在铁路机务系统中应用的策略

（1）要做好網络安全管理，构建安全的网络系统，采用网络系统安全部件技术，并建立相关的法律标准，保障机务系统内部数据不受外部因素的威胁。（2）要采用安全的操作系统技术，也可以采用安全部件技术，增强操作系统的安全性。机务系统的操作系统安全模型最好采用MAC模型，既不准上读也不准下写，对于需要高信息安全的领域中用户，可以选择B类安全标准的数据库，增强数据库的安全级别。（3）要采用信息安全技术和信息安全策略，做好信息安全管理工作，保护数据库的安全。（4）要保证系统运行环境的安全性，重视日常环境安全、设备安全和媒体安全，采取实体安全策略，同时做好突发事件的环境安全保护，应对突发事件运行安全策略。（5）还要通过组织与行政的安全管理来规范人的思想意识和行为，从而保障机信息系统的安全，同时，还要制定出各种规章制度来加以约束和维护。

4结束语

随着我国大数据建设的全面推进和迅猛发展，铁路机务系统在大数据应用方面也一定会不断取得创新性的丰硕成果，应用大数据平台不断推动铁路机务向数字化、智能化的方向转型升级。

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