鐵路運輸中的大數(shù)據(jù)技術(shù)

1、PAGE 9 -鐵路運輸中的大數(shù)據(jù)技術(shù)摘要文章在國家大力發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)的背景之下，對大數(shù)據(jù)技術(shù)進行簡單的闡述，從鐵路運輸?shù)慕嵌瘸霭l(fā)，分析介紹大數(shù)據(jù)的特點，并說明鐵路運輸中應(yīng)用大數(shù)據(jù)的基本步驟，根據(jù)實際情況論述了中國鐵路大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的組成，介紹一些鐵路運輸中大數(shù)據(jù)應(yīng)用實例，通過這些例子說明大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運輸中起到的作用，著重分析目前鐵路運輸大數(shù)據(jù)統(tǒng)計中存在的問題，指出大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運輸行業(yè)未來的發(fā)展方向，為鐵路企業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)提供借鑒。關(guān)鍵詞鐵路運輸;大數(shù)據(jù);具體應(yīng)用;發(fā)展方向中圖分類號U29文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號2096-8949（2022）09-0011-03引言隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳

2、統(tǒng)企業(yè)面臨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的壓力，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，企業(yè)可以完成自身的轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)精準(zhǔn)營銷，更好地把握市場，提高企業(yè)自身的競爭力，但若沒有順應(yīng)時代發(fā)展的趨勢，企業(yè)就有被淘汰的風(fēng)險。鐵路作為我國重要的交通方式，與我國的經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，因此推進大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運輸領(lǐng)域上的應(yīng)用是十分必要的。我國鐵路信息系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的發(fā)展，已經(jīng)相對完善，但是仍有一些問題存在，從長遠(yuǎn)看來，解決這些潛在的問題可以幫助鐵路企業(yè)更好的發(fā)展，對于整個行業(yè)發(fā)展有積極意義。1大數(shù)據(jù)的簡述1.1大數(shù)據(jù)技術(shù)的概念大數(shù)據(jù)，也稱巨量數(shù)據(jù)，是一種規(guī)模大到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)技術(shù)指的便是對涉及的海量數(shù)據(jù)進行

3、擷取、管理、處理、分析、整理，研究事物內(nèi)部各個元素之間的關(guān)系，通過獲取的該關(guān)系來描述所研究事物的現(xiàn)狀，企業(yè)憑此可以更好地進行經(jīng)營，最大限度地避免錯誤決策，提升自身的效益。大數(shù)據(jù)技術(shù)對企業(yè)、對社會有著非常積極的作用。而大數(shù)據(jù)技術(shù)的關(guān)鍵在于信息獲取和信息處理兩大方面，其中最主要的是信息處理，若沒有好的信息處理方式，即使有著海量數(shù)據(jù)也無法發(fā)掘其中的科學(xué)邏輯，更不能將這些信息轉(zhuǎn)化為可以利用的數(shù)據(jù)。1.2大數(shù)據(jù)的特點大數(shù)據(jù)有五大特點：（1）多樣。大數(shù)據(jù)的多樣性指的是數(shù)據(jù)的種類和來源是多樣的，數(shù)據(jù)的種類可以是結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化，以及非結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)的來源則可以是各種媒體渠道或者監(jiān)測渠道，這種多樣性為大數(shù)據(jù)技術(shù)

4、提供了最基礎(chǔ)的支持。（2）大量。大數(shù)據(jù)采集、存儲和計算的量都非常大。大數(shù)據(jù)的起始計量單位至少是P（1000個T）、E（100萬個T）或Z（10億個T）。（3）低價值密度。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)比較，大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)價值密度較低，因此也需要更有效的方式來提取數(shù)據(jù)。（4）數(shù)據(jù)增長速度快。傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的增長率是可以控制的，但大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)增量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自身處理能力的極限。（5）數(shù)據(jù)的可靠性。大數(shù)據(jù)時代很難區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)是否真實可靠，這是大數(shù)據(jù)技術(shù)需要重點解決的問題。IBM將其歸納為5V特點，即：volume（大量）、velocity（高速）、variety（多樣）、value（低價值密度）、veracity（真

5、實性）。1.3大數(shù)據(jù)技術(shù)的國內(nèi)發(fā)展背景目前國內(nèi)政府對大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展十分重視，“十三五”規(guī)劃里“實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”中明確提出要全面實施促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動，加快推動數(shù)據(jù)資源共享開放和開發(fā)應(yīng)用。因此，企業(yè)無論是數(shù)據(jù)獲取還是大數(shù)據(jù)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用都有著國家政策支持。在此背景之下，企業(yè)可通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)自身效益的提高及轉(zhuǎn)型。2目前我國鐵路運輸大數(shù)據(jù)獲取情況我國在全路大多站點和列車上裝了監(jiān)測設(shè)備，并從全國各地的鐵路經(jīng)營管理系統(tǒng)中獲取實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來自全線路18個路局，涵蓋管理、基礎(chǔ)設(shè)施檢測、客貨運營、應(yīng)急處理等多個方面，目前的鐵路信息系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的發(fā)展，已經(jīng)積累了鐵路全生命周期內(nèi)各個方面的大

6、數(shù)據(jù)資源。這些數(shù)據(jù)資源具有巨大的應(yīng)用潛力和價值，可以幫助鐵路行業(yè)提升運營效率，降低運營成本。使得鐵路運輸?shù)母偁幜Υ蟠筇岣撸涌旃┙o性結(jié)構(gòu)改革。3鐵路大數(shù)據(jù)特征鐵路大數(shù)據(jù)同樣是由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)組成的，由于鐵路行業(yè)的特殊性，鐵路大數(shù)據(jù)除了滿足上文提到的大數(shù)據(jù)的5V特點，還表現(xiàn)出了三個明顯的特征1。3.1地域性我國地域廣泛，18個鐵路局管理的各個段都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，這使得我國鐵路大數(shù)據(jù)有著明顯的地域特征。3.2廣泛性鐵路大數(shù)據(jù)包括了鐵路運輸生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，涵蓋了整個鐵路生命周期，并且覆蓋了整個業(yè)務(wù)鏈條。3.3交叉性鐵路運輸不僅涵蓋了自身運營管理的信息，還包含其他行業(yè)的一些信息，比如資

7、源調(diào)配、社會安全等方面，鐵路行業(yè)與國家各個行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。4鐵路運輸中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本步驟4.1鐵路大數(shù)據(jù)采集鐵路大數(shù)據(jù)采集包括形成數(shù)據(jù)、匯聚數(shù)據(jù)兩個過程，形成數(shù)據(jù)是將各項指標(biāo)通過數(shù)字化的方式表達(dá)出來，而匯聚數(shù)據(jù)則主要是通過北斗等技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)集合在一起，采集得到的數(shù)據(jù)有多種形式，比如圖片、視頻等。4.2鐵路大數(shù)據(jù)預(yù)處理經(jīng)過初步采集到的數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)、不完整、錯誤等現(xiàn)象，如果不對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，會對以后的數(shù)據(jù)分析工作造成嚴(yán)重的影響，最終導(dǎo)致決策失誤，在整個數(shù)據(jù)處理過程中，數(shù)據(jù)預(yù)處理占很大的比重。4.3鐵路大數(shù)據(jù)分析及挖掘采用合適的數(shù)據(jù)處理方式來獲取所研究事物之間的內(nèi)部邏輯關(guān)系是

8、大數(shù)據(jù)技術(shù)最重要的一部分，通?？梢圆捎镁垲?、預(yù)測、關(guān)聯(lián)等多種方法來獲取事物內(nèi)部的邏輯關(guān)系，進而通過研究得到的邏輯關(guān)系產(chǎn)生價值。4.4鐵路大數(shù)據(jù)展現(xiàn)和應(yīng)用伴隨著大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，決策會因為受到龐大數(shù)據(jù)的影響變得困難，可以通過圖形等方式將數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果展示出來。鐵路大數(shù)據(jù)具有十分廣泛的應(yīng)用，由于交通與國家經(jīng)濟息息相關(guān)，鐵路大數(shù)據(jù)可以用于旅游業(yè)發(fā)展、資源配置等多個方面的決策，鐵路大數(shù)據(jù)可以作為政治和經(jīng)濟方面重要的評價指標(biāo)。5中國鐵路大數(shù)據(jù)系統(tǒng)組成本著“全局性、先進性、完整性、可實施性、實用性”的原則，鐵路大數(shù)據(jù)體系由六大部分組成，即大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施體系、匯集體系、資產(chǎn)體系、治理體系、分析體系、應(yīng)用體系2

9、。5.1大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施體系基礎(chǔ)設(shè)施體系由基于云計算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施組成，包括機房等。5.2大數(shù)據(jù)匯集體系匯集體系將各個部分的數(shù)據(jù)采集出來，并集中存放于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境中。通過匯集的范圍不同可分為鐵路內(nèi)部數(shù)據(jù)、鐵路外部數(shù)據(jù)兩大類，內(nèi)部數(shù)據(jù)即鐵路運營管理等方面的數(shù)據(jù)，外部數(shù)據(jù)則包括環(huán)境、社會等方面的數(shù)據(jù)。5.3大數(shù)據(jù)資產(chǎn)體系鐵路大數(shù)據(jù)資產(chǎn)體系涵蓋了鐵路建設(shè)、客貨運管理、資源管理、決策等全方面業(yè)務(wù)，此外還包括綜合交通系統(tǒng)、氣象等外部數(shù)據(jù)的共享與協(xié)作。5.4大數(shù)據(jù)治理體系數(shù)據(jù)質(zhì)量直接影響大數(shù)據(jù)最終價值，保證鐵路大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實時性的方式就是對鐵路大數(shù)據(jù)進行清洗、抽取等操作，可以為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供權(quán)

10、威的數(shù)據(jù)服務(wù)。5.5大數(shù)據(jù)分析體系結(jié)合業(yè)務(wù)的特殊要求，通過運用實時分析、離線分析等技術(shù)工具和手段實現(xiàn)多維分析、趨勢性分析等，為鐵路各業(yè)務(wù)分析與應(yīng)用構(gòu)建提供分析平臺和基礎(chǔ)支撐。5.6大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系由三方面組成，一是增強鐵路運輸安全、二是優(yōu)化鐵路運輸服務(wù)、三是提高鐵路運輸效率效益。6大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運輸中的作用6.1提高鐵路運營的效率以往鐵路工作者都依靠自身經(jīng)驗進行決策，科學(xué)性和準(zhǔn)確性無法保障，大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運輸應(yīng)用可以使運營管理層根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，制定較為科學(xué)的決策，有效地提升鐵路運營的效率，不僅如此，大數(shù)據(jù)技術(shù)為鐵路運輸在資源配置等方面提供了數(shù)據(jù)支撐，使鐵路運營方案更加科學(xué)

11、3。6.2提升鐵路運輸?shù)陌踩澡F路運輸系統(tǒng)可以通過傳感器、檢測儀等設(shè)備，對運營過程中的數(shù)據(jù)信息進行采集，并通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對信息進行分析。工作人員通過分析結(jié)果可以直觀地發(fā)現(xiàn)鐵路在運營過程中存在的安全問題并及時地采取相關(guān)措施來避免危險，提高了鐵路運輸?shù)陌踩?，同時降低了危險排除成本，提高了安全工作的效率，保障了運輸質(zhì)量，促進鐵路企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。6.3提高鐵路運輸?shù)姆?wù)能力用戶的需求是鐵路運輸?shù)那疤?，用戶的需求直接影響鐵路的盈利狀況，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，鐵路運營系統(tǒng)就可以對客戶的潛在需求進行分析，并根據(jù)用戶的需求實現(xiàn)個性化服務(wù)，進一步提高鐵路運輸?shù)姆?wù)能力，優(yōu)化用戶的使用體驗。7鐵路運輸中大數(shù)據(jù)的具體

12、應(yīng)用實例美國的Amtrak公司通過數(shù)據(jù)預(yù)測優(yōu)化乘客服務(wù)體驗，幫助美國鐵路企業(yè)實現(xiàn)精準(zhǔn)營銷，同時還開發(fā)了列車實時定位網(wǎng)站，為乘客提供列車的最新信息。不僅如此，還通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對全路網(wǎng)的道岔、橋梁、鋼軌磨損、軌道幾何等開展了數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)預(yù)測，以此來減少行車事故發(fā)生的概率，進而提高行車安全性。英國鐵路安全和標(biāo)準(zhǔn)委員會通過對基礎(chǔ)設(shè)施、車站、乘客、運行環(huán)境進行數(shù)據(jù)匯聚，建立了鐵路大數(shù)據(jù)平臺，通過大數(shù)據(jù)挖掘提供數(shù)據(jù)分析和信息增值等服務(wù)，形成預(yù)測、規(guī)劃、決策等支持能力。8鐵路運輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計存在的問題8.1自身未注重高效整合就當(dāng)前來說，鐵路運輸大數(shù)據(jù)依然表現(xiàn)出碎片化特征，這是因為鐵路統(tǒng)計信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于基

13、層鐵路站點，經(jīng)由層層匯總，最終傳輸?shù)街袊鴩诣F路集團有限公司。鐵路本身是各個部門合作運營的系統(tǒng)，因此各個部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也應(yīng)與其他部門有著很強的相關(guān)性，每個部門進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計時，都需要以其他部門的數(shù)據(jù)作為前提和基礎(chǔ)。但是目前鐵路各信息系統(tǒng)仍按業(yè)務(wù)和專業(yè)劃分，這就造成了數(shù)據(jù)碎片化，集成化低的現(xiàn)象，缺乏跨部門的數(shù)據(jù)綜合分析。8.2未注重與外部數(shù)據(jù)的融合雖然鐵路信息統(tǒng)計系統(tǒng)已經(jīng)形成全時間、全部門、全地域的體系，但是這只是對自身的各項指標(biāo)進行統(tǒng)計，并未注重與我國國民經(jīng)濟間的聯(lián)系。鐵路作為我國主要的交通方式，與經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，不注重鐵路運輸數(shù)據(jù)與經(jīng)濟發(fā)展的聯(lián)系無疑是不恰當(dāng)?shù)?。不僅如此，鐵路運輸數(shù)據(jù)的處理也

14、應(yīng)該注意與其他交通運輸方式數(shù)據(jù)的綜合分析，這對于綜合運輸體系的建立也是十分重要的。8.3缺乏將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策依據(jù)的能力如果不將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為價值，那會很大程度上喪失數(shù)據(jù)的價值，當(dāng)下鐵路管理部門依然依靠自身經(jīng)驗來進行決策，這種決策方式有很大的局限性，決策的科學(xué)性和正確性無法保障。8.4信息化發(fā)展不平衡由于經(jīng)濟基礎(chǔ)和人才培養(yǎng)的限制，我國對于鐵路信息化上的投入其實一般是選擇重點項目成為可行的方案，在一定程度上造成了鐵路信息化發(fā)展的不平衡，給鐵路運輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計造成不利影響。9鐵路運輸大數(shù)據(jù)以后的發(fā)展方向9.1全方位的加快鐵路信息統(tǒng)計基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大數(shù)據(jù)技術(shù)必須依托于信息，若信息不具有代表性、實時性、準(zhǔn)確性，那

15、么經(jīng)過大數(shù)據(jù)技術(shù)所反映出了規(guī)律也就未必準(zhǔn)確，最終對決策造成不利影響。只有構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)統(tǒng)計設(shè)施，才能推進鐵路運輸與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合。9.2重視信息人才培養(yǎng)大數(shù)據(jù)能夠產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益，無論是大數(shù)據(jù)技術(shù)的開發(fā)還是大數(shù)據(jù)的采集都需要人才，因此要重視信息人才的培養(yǎng)，要保障員工具有熟練的信息操作技術(shù)，為大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用夯實基礎(chǔ)。9.3加強內(nèi)部數(shù)據(jù)的整合建立一個完善的指標(biāo)體系是十分必要的，鐵路運輸企業(yè)需要將各部門的運營數(shù)據(jù)整合成統(tǒng)一的整體，這樣可以為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供便利。9.4加強內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)之間的整合鐵路運輸企業(yè)雖然掌握著海量數(shù)據(jù)，但還是以自身運營數(shù)據(jù)為主，與外部數(shù)據(jù)的整合力度不夠。隨著我國國民經(jīng)濟的提高，客運市場會向買房市場發(fā)展，因此加強內(nèi)部數(shù)據(jù)與外部數(shù)據(jù)的整合有利于把握市場需求，增強鐵路運輸未來的競爭力。10總結(jié)大數(shù)據(jù)技術(shù)可以幫助鐵路企業(yè)更好地進行決策，減少事故的發(fā)生，提高運營的效率，雖然我國已經(jīng)建立起了涵蓋18個路局的鐵路信息統(tǒng)計系統(tǒng)，但是仍然存在“信息孤島”現(xiàn)象。同時鐵路運輸大數(shù)據(jù)技術(shù)也缺少與鐵路系統(tǒng)之外的數(shù)據(jù)進行綜合分析，這對于整個社會發(fā)展是不利的。鐵路企業(yè)若想更好地通過大數(shù)據(jù)技術(shù)來提高自身的競爭力，就需要注重內(nèi)部數(shù)據(jù)的整合，加強內(nèi)部數(shù)據(jù)與外