大数据技术在城市轨道交通运营管理中的应用

来源:用户上传      作者:

　　摘  要：随着我国国民经济的发展，城市轨道交通已经进入到大发展时期，国内城市轨道交通行业正迎来建设高峰，随着北京轨道交通快速上涨的运营里程，运营管理难度及维护工作压力也急骤增大，以往依靠人力投入缓解运营管理及维护压力的方法显得并不经济且不现实。文章以北京地铁为例，主要分析了大数据技术在城轨运营管理中的应用。结合目前城市轨道交通路网建设现代化、智能化、信息化的要求，利用现代化信息手段对地铁设备进行状态监测与智能诊断，实现城市轨道交通领域设备状态集中监测、各专业设备信息融合挖掘的智能分析平台，为政府部门提供必要的监管参考，为地铁运营方提高维修效率、实现故障预判、增强应急处理和决策能力提供依据。
　　关键词：大数据;轨道交通;运营管理;信息融合
　　中图分类号：U29-39       文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）05-0174-02
　　Abstract： With the development of the national economy， the urban rail transit has entered the big development period， the domestic urban rail transit industry is the construction peak， along with the rapid increase of Beijing rail transit operation mileage， operation management and maintenance work pressure also difficult rapid increase， ever rely on manpower alleviate the pressure of the operation management and maintenance of the method is not economic and unrealistic. Taking Beijing metro as an example， this paper mainly analyzes the application of big data technology in urban rail operation management， combining the construction of modern urban rail transportation network， intelligence， information requirements， making use of modern information means to monitor and control the subway equipment condition monitoring and intelligent diagnosis， implementing urban rail transit field equipment state monitoring， analyzing each major equipment of intelligent information fusion mining platform， so as to provide the necessary regulatory reference for government departments and provide basis of decision-making for the subway operators to improve maintenance efficiency and realize the fault forecasting as well as emergency treatment.
　　keywords： big data; rail transit; operation management; information fusion
　　1 城市轨道交通运营管理现状
　　经对全国各地城市轨道交通发展模式進行调研，基本都处于单线建设、单线管理、单线维护状态，同样，单条线路中的各专业系统（如车辆、信号、通信、AFC、线路、供电、机电、FAS、BAS等）也为单独管理、单独维护的模式，并没有形成集中监测及城市轨道交通数据中心的概念，也没有对轨道交通海量的数据信息进行收集与挖掘利用[1]。
　　在现代轨道交通运营过程中，每个专业设备的稳定性都对整体运营水平起着不可估量的影响，而当前地铁各专业设备信息又相对独立封闭、各专业设备运行数据量大、格式繁杂，这给政府监管、运营管理及维护管理带来了相当的不便。
　　2 城市轨道交通运营管理存在的问题
　　北京地铁近几年深入开展运营管理信息化工作，围绕“规范、实时、安全、精益”的管理运营要求，全面建立了集中、统一、高效的现代化运营管理体系，支撑了运营管理业务持续健康的发展。但随着各专业系统间的不断融汇贯通，各专业系统数据未实现实时共享，跨系统的多流程环节的业务监控仍不全面，实时的、多维度的运营管理分析能力仍不足，亟待解决运营管理工作中的一些问题，具体体现在：
　　2.1 各专业信息共享水平不足，实时数据质量有待提升
　　各专业系统（如车辆、信号、通信、AFC、线路、供电、机电、FAS、BAS等）为单独管理、单独维护的模式，造成各系统之间存在设备管理不对应，信息不一致等数据问题，未建立系统间的数据共享中心，没法全面掌握系统间的设备运营对应情况。
　　运营数据质量管理工作存在多部门、时间久、工作繁琐、数据量巨大等特点，缺乏搞笑的清查工具，导致各系统设备质量管理工作积极性不好，维护不准确、不完整、不及时，从而影响各系统运营数据预测分析结果的准确性，导致管理数据分析预测失真，影响辅助决策水平的科学性、准确性。 　　2.2 各专业业务实时监控能力不高，存在监管隐患
　　各专业系统（如车辆、信号、通信、AFC、线路、供电、机电、FAS、BAS等）均通过自身的管理软件进行业务监控。并未形成多专业联动监控。而且目前的信息技术及平台只能通过定时抽取、推送等方式实现信息贯通，造成业务信息滞后，风险监控不及时，引发业务安全风险和监管隐患。随着信息化的加快，如何进行运营业务的实时监控，有效防范运营管控风险，将是未来城轨运营管理工作的重点研究方向。
　　2.3 海量运营数据挖掘能力不足，公司决策能力较低
　　传统的业务数据分析及处理技术因受限于目前处理平台与处理技术限制，不能综合实时、完整、客观全面地对数据进行挖掘利用，使得有利用价值的数据没有办法进行充分的获取，从而使公司无法做出科学的、正确的决策。以某下属公司为例，公司线路运营管理系统中的业务数据超过亿条，而且以每年几百万条的速度增加，使得当前的运营管理信息计算和分析速度异常缓慢，仅仅查询一条线路的一个专业的全面数据所需的时间就超过2个小时，且计算复杂、准确性不高，还存在时效性较差、维度不全面等问题。
　　3 城市轨道交通运营管理的对策
　　充分运用大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术，搭建“基于大数据技术的城市轨道交通运营管理信息平台”，形成大数据平台，进行多线路多专业的深入挖掘，分析提供智能化决策支持，从而更有效的支撑多线路跨专业信息融合一体化应用。
　　3.1 实时共享运营数据，提升系统数据一致性，保障数据质量
　　应用大数据技术，将信号专业、线路专业、机电专业和车辆专业等系统中的运营指标、延误情况、运营状态、设备状态、精度监测、故障统计、所属线站、列车类型、准点信息等运营信息采集至统一的大数据平台，从而为数据质量分析提供一个标准的数据源，按照设备关联关系及联动规则，实时多维度分析系统间的信息一致性情况，为设备运营数据质量管理工作提供信息支撑，从而有效提升设备数据质量[2]。
　　3.2 实时监测各专业关键设备运行状态，实现数据管理全流程、可视化管控
　　通过基于大数据技术的城轨轨道交通运营管理各专业系统实时监控分析、关键信息及时预警分析等，建设全流程、可监控、可视化的专业管理方式，实现对运营管理过程中的信息变动的全过程监控，提高运营管理效率，降低企业运营管理过程中的安全风险。
　　3.3 实时、高效对各专业系统关键设备故障趋势预判与预警，以减少或提前发现故障的产生，提升辅助决策智能化水平
　　轨道交通运营中重大事故的发生不仅会造成巨大的经济损失，更会给乘客带来严重的灾难，影响乘客对轨道运营环境安全的信任评价，造成一定的社会负面影响。轨道关键设备，由于长时间在高负荷下连续运行，其故障是在所难免的，开展有效的数据挖掘工作，通过一系列计算模型在故障发生之前对可能发生的故障进行预警，及早采取相应的措施，可以降低故障发生率和故障严酷度，从而避免重大事故的发生，减少事故危害性，保证地铁安全运营，保护乘客的人身安全，提升社会公共安全效益。
　　3.4 智能化分析，实现对城市轨道交通各专业关键设备养护维护的科学指导，以提高养维效率和精度
　　随着城市轨道交通事业的迅速发展，城市轨道交通系统设备数量持续增长，原有的单线运营单专业独立维修管理体系也要随之改变，设备维修管理方式要向着统一化、科学化和智能化方向發展。轨道交通系统智能分析平台建成后，融合多条线路多个专业系统设备信息，对设备整体运行趋势进行分析预测，对设备的运行质量状态做到心中有数，依据运行状态制定合理维修计划，使普查式计划维修进步到依据运行状态的状态维修，引领轨道关键设备维修制度进步，提高安全系数，避免过剩维修，提高运营维修管理水平。该项目搭建平台将融合多专业数据信息，可以实现故障类型和故障位置的准确判别，使维修工人在到达故障现场前，预先了解设备的故障信息和维修建议，提高整个维修过程的效率。
　　4 结束语
　　在城市轨道交通快速建设的背景下，为快速适应北京轨道交通的建设高潮，降低快速发展带来的安全隐患、运营效率、服务质量的影响，缓解单线建设、单线运营、单线维护模式所带来的弊端，同时结合目前北京地铁“平安、人文、高效、节约、便捷、创新”的要求，利用现代化信息手段对城市轨道交通各专业设备信息进行收集、融合、挖掘、关联、预警、可视化处理，最终形成一套可以面向政府监管方、运营管理方、设备维护方等各轨道交通运营参与方提供集中化、专业化、深层次的定制内容，并应用于运营维护组织工作当中去，具有重要意义。
　　参考文献：
　　[1]薛华成.管理信息系统（第5版）[M].北京：清华大学出版社，2008.
　　[2][英]维克托·迈尔·舍恩伯格.大数据时代[M].浙江：浙江人民出版社，2012.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15121006.htm