铁路行车组织数据分析系统的设计与实现

来源:用户上传      作者:

　　摘要：本文先在对象结构设计和数据结构设计相关方面，对铁路行车组织数据分析系统的设计结构进行总结，进而在数据提取、挖掘分析算法与实现技术相关基础上，分析和阐述铁路行车组织数据分析系统的实现技术。
　　[关键词]铁路行车组织数据分析系统设计
　　铁路运行是非常复杂的过程，列车运行时会受到各种因素影响。铁路行车组织是铁路运输中十分关键的构成部分，是铁路综合使用各项技术设备，对列车运行进行合理安排，以此实现乘客与货物运输的一种计划性工作。其工作内容主要有车站技术、车流组织、调度等相关方面的工作。从这些方面就可以看出，铁路行车组织是非常繁杂的工作。在信息技术和数字技术的发展下，铁路作为我国交通运输中的关键构成部分，其有必要将数据技术和信息技术使用在其中，建设行车组织数据分析的系统，以此让组织工作更加方便快捷。因此，对铁路行车组织数据分析系统进行研究有一定现实意义。
　　1铁路行车组织数据分析系统设计
　　在对铁路行车组织数据分析系统进行设计时，其中设计模块主要有以下几种：
　　1.1数据库功能
　　这个模块要考虑到行车组织的主要工作内容，将铁路的运行作为基础，将列车行驶、装卸和机车牵引的过程作为基础，设计数据存储模型。在其中需要兼顾到系统延展性，要将需要数据存储系统与架构作为基础，以此来使用不同的处理模式。
　　1.2对象和结构的设计
　　在行车组织系统的设计中，主要针对的对象是车站、区间和列车三个部分。其中的列车与区间是静止性的，而列车则是动态性的。在设计时，车站的类型相对发展，其重点在于明确信號灯、进路彼此之间关系。在这种情况下可以使用一个超类，也就是节点为道岔、信号灯以及轨道电路区段是父类。节点类具备的属性是节点标识号与节点类型码等。而进路则在设计中使用链表示。
　　1.3数据结构设计
　　列车、车站和区间三者之间的关系要在计算机中经过关系属性来呈现。就比如行车组织中最重要的调度而言，比如列车在计划达到（出发）时间和实际达到与出发时间，列车在车站使用的进路等。在设计数据结构时，要想明确谁是主线。若是车站是主线，则就能够确定经过某个城战所有列车与相关关系属性。而若是将列车作为主线，则就能够确定列车经过所有车站和关系属性。调度系统中，经过将列车与车站作为主线做好操作。
　　总之，系统在设计时要结合行车组织工作的实际内容进行，要确定好分析的对象，将实际工作的流程和内容融入到系统中。只有经过这种方式，才能够有效地提升系统设计质量，使其可以在铁路的组织工作中充分发挥作用，提升工作质量。
　　2铁路行车组织数据分析系统实现技术
　　对于整个数据分析系统而言，要想将其有效地使用在铁路行车组织工作中，系统还必须具备以下技术，才能够实现系统的价值，发挥其作用。
　　2.1数据提取
　　保障数据一致性是数据挖掘工作主要内容，同时也是数据抽取过程关键所在。就以系统中行车调度系统为例，其中数据字典经常使用了不一样的编码形式，比如车站字典在运输管理系统中使用了电报码方式，但是调度系统中却使用了独立的编码形式。因此在整个系统技术中，需要提供一种编码转化方式，以免出现不一致现象出现。在这其中，调度系统中数据通常会因为范围广而分解成单独单元来管理，比如列车运行线常常被划分成很多调度单元。在划分中，各个单元之间的联系被隔断，从而无法实现对列车的分析。乘客列车因为规律性和准时性的特点，可以进行运行线连贯和晚点统计。对运送货物列车而言，系统需要从中获得车次、计划达到和出发的时间等，然后依据计划台和行调台关系，使用此列车车次、始发站与到达出发时间在相关的系统中搜索列车信息。因为货物列车行驶路径和时间跨度都很大，所以匹配时会搜索2天内的所有数据。
　　2.2挖掘分析算法
　　此系统对数据的挖掘分析，主要目标在于使用历史数据，对列车、货车在行车组织中会发生的情况进行预测，并且对各个因素怎样影响结果的进行描述。所以，在其中可以使用决策树算法。这种算法形成的分类规则容易理解，精准率很高，所以选用这个算法来分析和挖掘。在使用此算法时，属性选择十分关键，其能够直接决定算法分析性能结果。依据评价目标，选用各个分析目标属性可以从以下几个例子中进行：比如评价目标是列车晚点，则属性就是列车的种类，途径的站数、里程以及始发站、结束站。若是评价目标为列车兑现，则属性则是货车类型、始发站、取向等。若是评价目标是货车周转时间，则属性就是车辆归属情况，编组站、装车站、卸车站、解体站，以及所有里程和货车时间等。
　　2.3实现技术
　　在系统实现过程中，在JAVA语言的基础上开发一组数据抽取程序，在后台中自动运行。练级分析处理后台工作，经过对开源项目使用，将其使用在管理多维分析数据，从数据库到多维逻辑模型反应其中的关系。为了便于操作者运用和查询，数据呈现方式一般是B/S模式。系统使用JQuery组件，在相应的框架基础上使用显示功能，经过后台工作，将服务器连接起来，以此动态产生查询界面。选择分析模型之后，经过统计指标与维度，才能够生产相应的报表。数据挖掘使用开源学习组件，一直使用三个月数据做好模型训练，在保障样本规模情况系下，也更加契合其中的变化，同时把模型输出结果转化成调度员比较熟悉的内容。在实现过程中，其工作流程是首先确定对象，定义模型。然后是定义ETL后台程序工作时间与参数，在系统中抽取相关的分析数据。
　　3结束语
　　行车组织工作是铁路运行中的重要内容，因为工作的复杂性与系统性，所以需要设计一款有关于行车组织数据分析系统。在设计系统时，要明确分析的对象，设计好数据结构。将系统使用在工作中时，还需要使用到数据抽取、挖掘分析算法等相关的技术，以此充分发挥系统在行车组织中的作用。经过对此系统的使用，可以让铁路的组织工作更加高效，从而促使铁路的稳定运行。
　　参考文献
　　[1]佚名.铁路行车技术作业时间标准仿真验证系统研究与设计[J].铁道运输与经济，2018，v.40：No.466（08）：63-68.
　　[2]田锐，刘俊，贺义勇。铁路行车安全信息系统设计探讨[J].铁道运输与经济，2015，37（05）：32-37.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14925717.htm