大数据技术在城市轨道交通运营管理中的应用研究论文_吴进超

大数据技术在城市轨道交通运营管理中的应用研究论文_吴进超

摘要:经对全国各地城市轨道交通发展模式进行调研,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。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。

关键词:大数据;轨道交通;运营管理;信息融合

1导言

随着互联网的高速发展,大数据已成为一个国家的重要的战略资源。由于国家战略层面的重视,近年来大数据技术越发成熟,大数据应用得到了快速增长。大数据是指无法用现有的软件工具提取、存储、搜索、共享、分析和处理的海量的、复杂的数据集合。大数据具有4个特征:数据体量巨大(Volume)、数据类型繁多(Variety)、价值密度低(Value)、处理速度快(Velocity)。大数据是需求驱动的,目前国家是大数据应用的主要推动者。快速发展的城市轨道交通在城市交通中发挥着巨大的作用,积累了海量的数据规模。这些原始数据有多源异构、周期变化大,传播速度快,动态的数据体系等特点,具有明显的大数据特征。如何在轨道交通管理中挖掘和发挥大数据的创新价值,如何利用大数据挖掘、大数据预测、大数据可视化等技术分析轨道交通大数据,有助于发现轨道交通中潜在的数据规律,分析决策需求,优化数据采集和处理。轨道交通大数据技术能更好的服务于轨道交通行业的管理,提升效率,促进发展,已成为轨道交通业内研究和拓展的新领域。

2大数据概述

2.1大数据技术简介

大数据(Big Data)是指借助于计算机技术、互联网,捕捉到数量繁多、结构复杂的数据或信息的集合体。大数据的“大”并非仅仅指数量繁多,还指通过数据挖掘、分析进行专业化的处理,蕴含的价值大。大数据具有5V的特点:Volume(大量),即数量繁多,形式多样,杂乱无章;Velocity(高速),即数量高速增长,呈几何式增长,越到后期增长速度越快,对数据处理的速度不断提高;Variety(多样),数量类型多样、结构复杂,表现形式不一,价值不等;Value(低价值密度),包含大量无用信息,而有价值的信息往往被无用信息所覆盖,使得数据的利用变得更加困难,即海量数据需采集、分析才能捕捉到有价值信息;Veracity(真实性),即数据的产生与处理是实时的,具有准确性。大数据的这些特点,使其具有巨大的应用潜力。

2.2大数据处理技术

大数据处理技术是以大数据为原料的,正是由数据量的巨大,才使得传统的数据处理技术无法继续适用。因此大数据处理技术才会得到相应的发展。大数据之所以需要处理,是因为大数据如果不经处理,那么它就是毫无价值的。大数据处理技术已成为大数据服务于各行各业的关键环节,在计算机技术和网络技术的发展推动下,各种大数据处理方法已经开始得到广泛的应用。通常来说,大数据的处理过程包括数据的生成、数据的采集、数据的存储以及数据的分析。常见的大数据技术包括信息管理系统、NoSQL、分布式数据库、数据挖掘、类聚分析等。大数据处理技术的进步得益于计算机技术和网络技术、传感器技术和数学等基础学科的发展,各种高性能的大数据处理系统和算法正在不断涌现,服务于社会的各行各业,推动着社会的进步和人类文明的发展。随着技术的进步,一些更加新颖高效的大数据处理技术也应运而生,成为不断推动大数据应用的强大驱动力。

3大数据技术在城市轨道交通运营管理中的应用

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。

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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。

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发展。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

总之,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]2017年度中国主要城市公共交通大数据分析报告?[J].城市公共交通,2018(6):5.

[2]顾伟华,黄天印,郭鹏,等.城市轨道交通大数据体系建设的思考[J].城市轨道交通研究,2018,21(9):1-4.

[3]杨烨.城市级轨道交通数据中心业务需求分析[J].中国高新区,2018(8):24.

[4]王倩.基于大数据的地铁站点客流量与服务范围研究——以北京为例[C].中国城市规划学会城市交通规划学术委员会,2018.

论文作者:吴进超

论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第5期

论文发表时间:2020/4/30

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