鐵路運(yùn)輸中的大數(shù)據(jù)技術(shù)

1、PAGE 9 -鐵路運(yùn)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(jìn)行簡單的闡述，從鐵路運(yùn)輸?shù)慕嵌瘸霭l(fā)，分析介紹大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，并說明鐵路運(yùn)輸中應(yīng)用大數(shù)據(jù)的基本步驟，根據(jù)實(shí)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(yùn)輸中大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)例，通過這些例子說明大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸中起到的作用，著重分析目前鐵路運(yùn)輸大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中存在的問題，指出大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運(yùn)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(yùn)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(shí)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(shí)代發(fā)展的趨勢，企業(yè)就有被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。鐵路作為我國重要的交通方式，與我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，因此推進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運(yùn)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(shí)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(gè)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(jìn)行

3、擷取、管理、處理、分析、整理，研究事物內(nèi)部各個(gè)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(jìn)行經(jīng)營，最大限度地避免錯(cuò)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(huì)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(diǎn)大數(shù)據(jù)有五大特點(diǎn)：（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(jì)算的量都非常大。大數(shù)據(jù)的起始計(jì)量單位至少是P（1000個(gè)T）、E（100萬個(gè)T）或Z（10億個(gè)T）。（3）低價(jià)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(jià)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(shí)代很難區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)是否真實(shí)可靠，這是大數(shù)據(jù)技術(shù)需要重點(diǎn)解決的問題。IBM將其歸納為5V特點(diǎn)，即：volume（大量）、velocity（高速）、variety（多樣）、value（低價(jià)值密度）、veracity（真

5、實(shí)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(shí)施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”中明確提出要全面實(shí)施促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)，加快推動(dòng)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(shí)現(xiàn)自身效益的提高及轉(zhuǎn)型。2目前我國鐵路運(yùn)輸大數(shù)據(jù)獲取情況我國在全路大多站點(diǎn)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來自全線路18個(gè)路局，涵蓋管理、基礎(chǔ)設(shè)施檢測、客貨運(yùn)營、應(yīng)急處理等多個(gè)方面，目前的鐵路信息系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)積累了鐵路全生命周期內(nèi)各個(gè)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(jià)值，可以幫助鐵路行業(yè)提升運(yùn)營效率，降低運(yùn)營成本。使得鐵路運(yùn)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(diǎn)，還表現(xiàn)出了三個(gè)明顯的特征1。3.1地域性我國地域廣泛，18個(gè)鐵路局管理的各個(gè)段都會(huì)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(yùn)輸生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，涵蓋了整個(gè)鐵路生命周期，并且覆蓋了整個(gè)業(yè)務(wù)鏈條。3.3交叉性鐵路運(yùn)輸不僅涵蓋了自身運(yùn)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(huì)安全等方面，鐵路行業(yè)與國家各個(gè)行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。4鐵路運(yùn)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(gè)過程，形成數(shù)據(jù)是將各項(xiàng)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(cuò)誤等現(xiàn)象，如果不對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，會(huì)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(gè)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?？梢圆捎镁垲悺㈩A(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(jìn)而通過研究得到的邏輯關(guān)系產(chǎn)生價(jià)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(huì)因?yàn)槭艿烬嫶髷?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(jì)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(gè)方面的決策，鐵路大數(shù)據(jù)可以作為政治和經(jīng)濟(jì)方面重要的評價(jià)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(jìn)性、完整性、可實(shí)施性、實(shí)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(jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施組成，包括機(jī)房等。5.2大數(shù)據(jù)匯集體系匯集體系將各個(gè)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(yùn)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(huì)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(yùn)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(jià)值，保證鐵路大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的方式就是對鐵路大數(shù)據(jù)進(jìn)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(yùn)用實(shí)時(shí)分析、離線分析等技術(shù)工具和手段實(shí)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(qiáng)鐵路運(yùn)輸安全、二是優(yōu)化鐵路運(yùn)輸服務(wù)、三是提高鐵路運(yùn)輸效率效益。6大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸中的作用6.1提高鐵路運(yùn)營的效率以往鐵路工作者都依靠自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)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(yùn)輸應(yīng)用可以使運(yùn)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(yùn)營的效率，不僅如此，大數(shù)據(jù)技術(shù)為鐵路運(yùn)輸在資源配置等方面提供了數(shù)據(jù)支撐，使鐵路運(yùn)營方案更加科學(xué)

11、3。6.2提升鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩澡F路運(yùn)輸系統(tǒng)可以通過傳感器、檢測儀等設(shè)備，對運(yùn)營過程中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，并通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對信息進(jìn)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(yùn)營過程中存在的安全問題并及時(shí)地采取相關(guān)措施來避免危險(xiǎn)，提高了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?，同時(shí)降低了危險(xiǎn)排除成本，提高了安全工作的效率，保障了運(yùn)輸質(zhì)量，促進(jìn)鐵路企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。6.3提高鐵路運(yùn)輸?shù)姆?wù)能力用戶的需求是鐵路運(yùn)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(yùn)營系統(tǒng)就可以對客戶的潛在需求進(jìn)行分析，并根據(jù)用戶的需求實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)，進(jìn)一步提高鐵路運(yùn)輸?shù)姆?wù)能力，優(yōu)化用戶的使用體驗(yàn)。7鐵路運(yùn)輸中大數(shù)據(jù)的具體

12、應(yīng)用實(shí)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(yàn)，幫助美國鐵路企業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營銷，同時(shí)還開發(fā)了列車實(shí)時(shí)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(jìn)而提高行車安全性。英國鐵路安全和標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)通過對基礎(chǔ)設(shè)施、車站、乘客、運(yùn)行環(huán)境進(jìn)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(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(yùn)輸大數(shù)據(jù)依然表現(xiàn)出碎片化特征，這是因?yàn)殍F路統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于基

13、層鐵路站點(diǎn)，經(jīng)由層層匯總，最終傳輸?shù)街袊鴩诣F路集團(tuán)有限公司。鐵路本身是各個(gè)部門合作運(yùn)營的系統(tǒng)，因此各個(gè)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也應(yīng)與其他部門有著很強(qiáng)的相關(guān)性，每個(gè)部門進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)，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(jì)系統(tǒng)已經(jīng)形成全時(shí)間、全部門、全地域的體系，但是這只是對自身的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并未注重與我國國民經(jīng)濟(jì)間的聯(lián)系。鐵路作為我國主要的交通方式，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，不注重鐵路運(yùn)輸數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的聯(lián)系無疑是不恰當(dāng)?shù)摹２粌H如此，鐵路運(yùn)輸數(shù)據(jù)的處理也

14、應(yīng)該注意與其他交通運(yùn)輸方式數(shù)據(jù)的綜合分析，這對于綜合運(yùn)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(jià)值，那會(huì)很大程度上喪失數(shù)據(jù)的價(jià)值，當(dāng)下鐵路管理部門依然依靠自身經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)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(jì)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(shí)一般是選擇重點(diǎn)項(xiàng)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(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)造成不利影響。9鐵路運(yùn)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(jì)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(shí)時(shí)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(jì)設(shè)施，才能推進(jìn)鐵路運(yùn)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(jì)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(shí)基礎(chǔ)。9.3加強(qiáng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的整合建立一個(gè)完善的指標(biāo)體系是十分必要的，鐵路運(yùn)輸企業(yè)需要將各部門的運(yùn)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(qiáng)內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)之間的整合鐵路運(yùn)輸企業(yè)雖然掌握著海量數(shù)據(jù)，但還是以自身運(yùn)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(jì)的提高，客運(yùn)市場會(huì)向買房市場發(fā)展，因此加強(qiáng)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(qiáng)鐵路運(yùn)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(jìn)行決策，減少事故的發(fā)生，提高運(yùn)營的效率，雖然我國已經(jīng)建立起了涵蓋18個(gè)路局的鐵路信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，但是仍然存在“信息孤島”現(xiàn)象。同時(shí)鐵路運(yùn)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(jìn)行綜合分析，這對于整個(gè)社會(huì)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(qiáng)內(nèi)部數(shù)據(jù)與外