關(guān)于大數(shù)據(jù)結(jié)合云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的智能鐵路信息系統(tǒng)的分析

摘要：在當(dāng)今信息時(shí)代，基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)三大技術(shù)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展快速，且智能化應(yīng)用功能內(nèi)容豐富，這為各個(gè)行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新帶來(lái)了無(wú)限可能性。本文就結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算以及物聯(lián)網(wǎng)3項(xiàng)技術(shù)探討了當(dāng)前智能鐵路信息系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程，希望以此有效強(qiáng)化我國(guó)鐵路系統(tǒng)，不斷提高系統(tǒng)的智能化、人性化運(yùn)營(yíng)操作水平。

關(guān)鍵詞：智能鐵路信息系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)；云計(jì)算；大數(shù)據(jù)；技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)智能鐵路信息系統(tǒng)可在其系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)海量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與優(yōu)化，再整合鐵路系統(tǒng)中的所有重要IT資源促進(jìn)子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)互動(dòng)，形成智能鐵路大數(shù)據(jù)平臺(tái)。擁有如此技術(shù)背景的智能鐵路信息系統(tǒng)平臺(tái)在基礎(chǔ)設(shè)施利用率方面表現(xiàn)更高，同時(shí)它也一定程度上降低了云計(jì)算平臺(tái)及物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本投入量。

一、信息時(shí)代三大技術(shù)的理論概述

所謂信息時(shí)代的三大技術(shù)就包括了大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它們作為新時(shí)代技術(shù)應(yīng)用類型具有著較高的智能化水平與應(yīng)用技術(shù)水平，在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，三大技術(shù)也發(fā)揮了它們一定的功能作用價(jià)值。下文首先簡(jiǎn)單介紹3種先進(jìn)技術(shù)的基本理論。

（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)理論概述

如今是大數(shù)據(jù)時(shí)代，大數(shù)據(jù)技術(shù)本身所呈現(xiàn)的基本特征主要涵蓋以下4點(diǎn)：第一，它的數(shù)據(jù)量龐大，根據(jù)全球的不完全統(tǒng)計(jì)結(jié)果，某些大型跨國(guó)公司的日常經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)所能夠產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量龐大到要用EB量級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)核算；第二；大數(shù)據(jù)庫(kù)中含有豐富的數(shù)據(jù)種類，從簡(jiǎn)單的文字處理數(shù)據(jù)到圖片、音頻、視頻、地理位置3D信息等等綜合數(shù)據(jù)形式多樣且豐富；第三，大數(shù)據(jù)的價(jià)值密度偏低，且每天會(huì)被新的數(shù)據(jù)所淹沒(méi)，因此對(duì)于企業(yè)組織與事業(yè)單位而言需要冷靜分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中所存在的有效價(jià)值；第四，大數(shù)據(jù)的處理速度較高，例如許多行業(yè)企業(yè)都會(huì)針對(duì)會(huì)計(jì)工作模式管理提出數(shù)據(jù)對(duì)比分析，快速精準(zhǔn)呈現(xiàn)自身工作所需要的數(shù)據(jù)結(jié)果。這種對(duì)數(shù)據(jù)的快速處理效率并非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式可比擬。

（二）云計(jì)算技術(shù)理論概述

云計(jì)算技術(shù)本身整合了大量IT資源，是當(dāng)前IT資源整合的最有效方案。它其中就囊括了計(jì)算、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)資源內(nèi)容，可結(jié)合平臺(tái)及軟件組織基于服務(wù)方式的用戶需求內(nèi)容。它確保用戶在沒(méi)有任何投資配置的情況下也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)租用各類IT服務(wù)內(nèi)容。云計(jì)算本身在用戶投資量面不高，但是其投資質(zhì)量相當(dāng)之高，如此就優(yōu)化了云計(jì)算的技術(shù)服務(wù)質(zhì)量。在本文總結(jié)看來(lái)，云計(jì)算的技術(shù)應(yīng)用特征優(yōu)勢(shì)就包含了以下5點(diǎn)：自助獲取服務(wù)內(nèi)容、隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接、計(jì)算資源絕對(duì)透明化、平臺(tái)響應(yīng)快速并能夠靈活部署。當(dāng)然，云計(jì)算技術(shù)服務(wù)是計(jì)費(fèi)的，它能夠做到對(duì)IT資源的量化基肥，這也為用戶使用IT資源節(jié)約了大量成本，目前基于云計(jì)算的IT資源基肥方式已經(jīng)出現(xiàn)，它基本實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算技術(shù)在全球領(lǐng)域的商業(yè)化推廣。具體來(lái)講，基于云計(jì)算的架構(gòu)種類就包括了基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS以及軟件即服務(wù)SaaS。

（三）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)理論概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身?yè)碛型ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)與傳感技術(shù)兩大技術(shù)內(nèi)容，二者結(jié)合后可實(shí)現(xiàn)對(duì)物體、環(huán)境與網(wǎng)絡(luò)的相互連接，隨后實(shí)現(xiàn)智能化控制。作為互聯(lián)網(wǎng)的橫向延伸，物聯(lián)網(wǎng)本身?yè)碛?點(diǎn)技術(shù)特征：第一，它主要以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)物物相連保證，如此可保證前端與控制中心通信的基礎(chǔ)聯(lián)系作用；第二，它可實(shí)現(xiàn)對(duì)象識(shí)別，配合掃描技術(shù)、傳感器技術(shù)等等對(duì)物體進(jìn)行高精度識(shí)別，獲取對(duì)象信息；第三，它的智能化、自動(dòng)化特征明顯，且具有良好的自我反饋與智能控制特征，非常有利于智能鐵路信息系統(tǒng)的日常運(yùn)輸技術(shù)操作過(guò)程[1]。

二、大數(shù)據(jù)結(jié)合云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能鐵路新系統(tǒng)應(yīng)用分析

我國(guó)鐵路信息化建設(shè)已經(jīng)發(fā)展多年，但其中行業(yè)企業(yè)在運(yùn)輸調(diào)度、運(yùn)輸生產(chǎn)、安全監(jiān)控與企業(yè)經(jīng)營(yíng)等等多個(gè)方面依然還存在諸多問(wèn)題亟待修正。例如其IT資源重復(fù)配置嚴(yán)重就導(dǎo)致了統(tǒng)一規(guī)劃問(wèn)題的出現(xiàn)，IT資源在各個(gè)系統(tǒng)之間都存在不同程度的冗余現(xiàn)象，這導(dǎo)致整個(gè)鐵路智能系統(tǒng)在資源利用率方面表現(xiàn)較低，且出現(xiàn)了局部資源分配不均的不良現(xiàn)象。另外，系統(tǒng)本身存在嚴(yán)重的異構(gòu)性，且鐵路信息系統(tǒng)本身在數(shù)據(jù)備份與容災(zāi)體系方面建設(shè)不夠規(guī)范，它直接導(dǎo)致了各個(gè)系統(tǒng)之間接口搭接的不相統(tǒng)一互通，在數(shù)據(jù)交換方面出現(xiàn)了信息共享問(wèn)題，系統(tǒng)建設(shè)及維護(hù)難度由此增大。

針對(duì)上述我國(guó)鐵路信息建設(shè)體系中所存在的諸多問(wèn)題，本文也希望結(jié)合大數(shù)據(jù)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)這三大技術(shù)類型來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵路線路聯(lián)通，確保鐵路整體的信息網(wǎng)絡(luò)互連暢通，提高鐵路信息系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的安全穩(wěn)定性。

（一）大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)在智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

在當(dāng)前的智能鐵路信息系統(tǒng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)可融合使用，即依靠云計(jì)算技術(shù)的彈性分配與資源整合實(shí)現(xiàn)鐵路信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建。具體講下文就分析兩點(diǎn)技術(shù)應(yīng)用：

1技術(shù)響應(yīng)用戶需求

首先對(duì)鐵路智能信息系統(tǒng)中的硬件資源異構(gòu)性進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)云計(jì)算技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的合理利用。首先，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)收集整合IT資源，其中有效屏蔽鐵路系統(tǒng)中各個(gè)硬件的資源異構(gòu)性問(wèn)題，然后基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件資源內(nèi)容的有效共享，提高設(shè)備整體利用效率。然后再利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)用戶需求進(jìn)行有效響應(yīng)，并對(duì)各類資源進(jìn)行彈性分配分析，最后利用彈性分配算法與單一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)算法構(gòu)建鐵路局域網(wǎng)絡(luò)通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，構(gòu)建云平臺(tái)資源分配模型，選取最佳資源彈性分配方案。

2智能計(jì)算功能

其次為鐵路智能信息系統(tǒng)提供智能計(jì)算功能，構(gòu)建系統(tǒng)強(qiáng)大的計(jì)算能力體系。在該過(guò)程中，還需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集一線生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，將人工智能計(jì)算運(yùn)用于鐵路系統(tǒng)中，建立海量運(yùn)輸數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘，洞察其中所有大數(shù)據(jù)內(nèi)容的存在規(guī)律及價(jià)值。與此同時(shí)，再利用云計(jì)算技術(shù)為鐵路運(yùn)營(yíng)管理者提供良好的決策支持，構(gòu)建基于云計(jì)算的出行一體化技術(shù)服務(wù)內(nèi)容。

智能計(jì)算功能支持下的鐵路信息系統(tǒng)擁有管理層、應(yīng)用層和計(jì)算層。其中的計(jì)算層就結(jié)合局域網(wǎng)內(nèi)的所有計(jì)算資源進(jìn)行大數(shù)據(jù)整合，專門滿足用戶的不同計(jì)算資源調(diào)配需求，如此便可提高整個(gè)系統(tǒng)機(jī)群的利用效率。

（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用也非常廣泛，它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鐵路信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)時(shí)采集、功能傳輸優(yōu)化，形成智能鐵路信息系統(tǒng)的運(yùn)輸生產(chǎn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，保證鐵路運(yùn)輸服務(wù)及管理智能化。

舉例來(lái)說(shuō)，它就建立了故障自診斷系統(tǒng)，可利用智能傳感器配合列車車輛關(guān)鍵部位對(duì)列車運(yùn)行信息進(jìn)行定期收集，其中專門針對(duì)列車制動(dòng)系統(tǒng)、車速、軸溫檢測(cè)信息內(nèi)容，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳回系統(tǒng)對(duì)后臺(tái)算法監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)異常情況進(jìn)行分析，并對(duì)每一輛存在故障的列車車輛預(yù)警警告，盡早規(guī)避事故隱患，提高列車組整體的安全運(yùn)輸水平[2]。

總結(jié)：

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)三大技術(shù)在當(dāng)前智能鐵路信息系統(tǒng)中的應(yīng)用還是非常廣泛且到位的，它們共同建立了智能鐵路系統(tǒng)，滿足了系統(tǒng)本身的精確生產(chǎn)、指揮與安全運(yùn)輸?shù)鹊裙δ埽瑢?shí)現(xiàn)了各個(gè)階段的大數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)；而云計(jì)算技術(shù)則滿足了系統(tǒng)信息共享機(jī)制建設(shè)要求，充分利用大數(shù)據(jù)庫(kù)所獲取的生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)揮設(shè)備應(yīng)有能效，再配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高了鐵路信息系統(tǒng)的智能化、高效化運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

[1]張晴焱.基于云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的智能鐵路信息系統(tǒng)探究[J].山西科技，2017，32（1）：81-84.

[2]張南，黃凱，王凱.蒙西至華中地區(qū)鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)研究[J].鐵道經(jīng)濟(jì)研究，2017（2）.

作者簡(jiǎn)介：臧釗（1986.10-），男，漢族，河北石家莊，碩士研究生，中級(jí)工程師，研究方向：鐵路信息化建設(shè)及應(yīng)用，AI系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算在鐵路各運(yùn)輸專業(yè)的應(yīng)用。

（作者單位：中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司）