鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)踐及展望

馬小寧

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 鐵路大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用創(chuàng)新中心，北京 100081）

自2011年大數(shù)據(jù)作為一個完整的技術(shù)詞匯面世以來，已在全球掀起一場思維變革的浪潮。當(dāng)前，全球的數(shù)據(jù)總量正呈指數(shù)增長，過去兩年間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量超過以往總和。大數(shù)據(jù)技術(shù)已成為新一輪科技革命的制高點(diǎn)，發(fā)達(dá)國家紛紛加快布局，推動大數(shù)據(jù)發(fā)展和應(yīng)用，中國對于大數(shù)據(jù)更是寄予了超常的重視及期待。從2014年至今，大數(shù)據(jù)已連續(xù)6年出現(xiàn)在國務(wù)院政府工作報告中，在2019年的政府工作報告中提出，深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用，使中國從“數(shù)據(jù)大國”邁向“數(shù)據(jù)強(qiáng)國”。

中國鐵路一貫重視數(shù)據(jù)資源的開發(fā)利用，伴隨著整個鐵路信息化過程，圍繞數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)資源共享、數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)可視化等開展了一系列探索應(yīng)用，為大數(shù)據(jù)工作奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)分析方面，客運(yùn)領(lǐng)域開展了客流預(yù)測、旅客群體分析和互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)控分析，貨運(yùn)領(lǐng)域開展了市場價格監(jiān)測、客戶流失預(yù)警、貨運(yùn)收益管理，移動裝備領(lǐng)域開展了動車組保有量分析、動車組開行分析、動車組生產(chǎn)力布局分析，基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域開展了軌道檢測、鋼軌探傷分析，行車安全領(lǐng)域開展了綜合報警分析、問題規(guī)律分析、設(shè)備技術(shù)狀態(tài)評價等研究應(yīng)用。但總體來看，上述應(yīng)用還都局限于點(diǎn)狀應(yīng)用，分析的深度及作用有限，大數(shù)據(jù)應(yīng)用還處于起步階段。

2017年是鐵路大數(shù)據(jù)的全面開局之年，中國鐵路總公司發(fā)布《鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)施方案》[1]，作為頂層設(shè)計文件，為全路大數(shù)據(jù)工作指明了方向。同期，鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的基本功能研發(fā)完畢，為鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)[2]。2018年，基于“平臺+應(yīng)用”模式，大數(shù)據(jù)應(yīng)用在多個鐵路局集團(tuán)公司（簡稱：鐵路局）同步展開，探索大數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式，取得顯著的成績。2019年是第3個年頭，鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用也進(jìn)入全面深化應(yīng)用的階段。目前，中國鐵路大數(shù)據(jù)正處在一個承上啟下的關(guān)鍵階段，有必要總結(jié)前兩年的經(jīng)驗(yàn)與不足，借鑒國內(nèi)外大數(shù)據(jù)應(yīng)用成功經(jīng)驗(yàn)，理清思路，把準(zhǔn)方向，全面推進(jìn)大數(shù)據(jù)工作健康、快速發(fā)展。

1 大數(shù)據(jù)價值分析

大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)已成為國家基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源，數(shù)據(jù)規(guī)模和數(shù)據(jù)運(yùn)用能力成為評價國家綜合國力的重要標(biāo)志，大數(shù)據(jù)被譽(yù)為未來的新石油和鉆石礦[3]。在開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用之前，需要明確大數(shù)據(jù)帶來的價值到底有哪些，可以分為技術(shù)和業(yè)務(wù)兩個層面。

1.1 技術(shù)層面的價值

大數(shù)據(jù)技術(shù)層面的價值是指，不涉及任何業(yè)務(wù)功能，僅通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，提升既有應(yīng)用的速度和效率。大數(shù)據(jù)指代具有4V特征的數(shù)據(jù)集合，即：體量大，類型多，處理速度快，價值密度低。對于此類數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)已經(jīng)難以應(yīng)對。數(shù)據(jù)量大，處理速度變慢，處理結(jié)果反饋時間過長，難以滿足應(yīng)用的時效性要求，用戶體驗(yàn)降低；對于大量的視頻、音頻、圖片、網(wǎng)絡(luò)日志等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)無法處理，導(dǎo)致大量有價值信息的流失。通過使用分布式存儲、分布式計算、內(nèi)存計算等大數(shù)據(jù)技術(shù)，將一個大型的數(shù)據(jù)處理任務(wù)化整為零，分散到多個服務(wù)器并行計算，極大地提升處理的速度，快速得到處理結(jié)果。通過使用非結(jié)構(gòu)化文本分析技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的圖像識別技術(shù)，可以對分結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地處理和分析，提取出其中有價值的信息。

1.2 業(yè)務(wù)層面的價值

大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)層面的價值是指，通過對數(shù)據(jù)的收集、整理、處理、分析，從中得到之前隱藏在背后的有價值的信息，對于決策判斷提供重要的輔助支撐。在《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》[4]中提出，發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價值、提升新能力，用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新，正是對此的詮釋。

大數(shù)據(jù)的意義或價值歸根到底是4個字：輔助決策。利用大數(shù)據(jù)分析，能夠總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、預(yù)測趨勢，由經(jīng)驗(yàn)支持決策向數(shù)據(jù)支持決策轉(zhuǎn)變。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的收集和分析，為管理決策提供依據(jù)，可以避免個人意志帶來的主觀性、片面性和局限性，可以減少因缺少數(shù)據(jù)支撐而帶來的偏差，降低決策風(fēng)險。

2 鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)施方案

鐵路行業(yè)是大數(shù)據(jù)技術(shù)富有現(xiàn)實(shí)意義的應(yīng)用領(lǐng)域之一，鐵路大數(shù)據(jù)是國家大數(shù)據(jù)的重要組成部分，中國鐵路高度重視大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用。然而鐵路大數(shù)據(jù)作為一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及面廣，建設(shè)周期長，需要頂層設(shè)計的支撐。2017年，鐵路總公司編制并發(fā)布了《鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)施方案》，為全路大數(shù)據(jù)工作繪制了總體藍(lán)圖，指明了發(fā)展方向。

2.1 核心內(nèi)容

《鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)施方案》的核心內(nèi)容可以概括為“1+2+N”，即：1個平臺，2大體系，N項(xiàng)應(yīng)用。如圖1所示。

圖1 《鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)施方案》的核心內(nèi)容

2.1.1 1個平臺

“1個平臺”是指數(shù)據(jù)服務(wù)平臺。數(shù)據(jù)服務(wù)平臺是鐵路信息化規(guī)劃中的重要基礎(chǔ)平臺，是一體化信息集成平臺的重要組成部分。數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的功能是承載數(shù)據(jù)的接入、存儲、分析及應(yīng)用。按照總體規(guī)劃的要求，所有大數(shù)據(jù)應(yīng)用都是基于數(shù)據(jù)服務(wù)平臺開展，即“平臺+應(yīng)用”模式。所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)都要采集到數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，平臺對于數(shù)據(jù)進(jìn)行治理清洗，形成統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)資源，再為上層大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐，從而確?！皵?shù)出一門、統(tǒng)一管理”。

2.1.2 2大體系

“2大體系”是指支撐大數(shù)據(jù)應(yīng)用順利開展的保障體系，包括數(shù)據(jù)治理體系和安全保障體系。數(shù)據(jù)治理體系包括大數(shù)據(jù)應(yīng)用的組織機(jī)構(gòu)體系以及大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系。安全保障體系包括大數(shù)據(jù)安全防護(hù)技術(shù)、安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、安全測評機(jī)制等。

2.1.3 N項(xiàng)應(yīng)用

“N項(xiàng)應(yīng)用”是指基于數(shù)據(jù)服務(wù)平臺開展的鐵路領(lǐng)域的N項(xiàng)大數(shù)據(jù)重點(diǎn)應(yīng)用，N是隨著業(yè)務(wù)發(fā)展逐步擴(kuò)充的，目前是16項(xiàng)重點(diǎn)應(yīng)用[5]。具體包括：運(yùn)輸調(diào)度大數(shù)據(jù)應(yīng)用，客運(yùn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，貨運(yùn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，精準(zhǔn)客服大數(shù)據(jù)應(yīng)用，設(shè)備狀態(tài)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，價格分析大數(shù)據(jù)應(yīng)用，安全風(fēng)險管控大數(shù)據(jù)應(yīng)用，建設(shè)管理大數(shù)據(jù)應(yīng)用，經(jīng)營開發(fā)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，警務(wù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，審計大數(shù)據(jù)應(yīng)用，輿情和職工思想動態(tài)大數(shù)據(jù)應(yīng)用，人力資源大數(shù)據(jù)應(yīng)用，財會管理大數(shù)據(jù)應(yīng)用，物資管理大數(shù)據(jù)應(yīng)用，計劃和統(tǒng)計支持大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

2.2 發(fā)展階段

按照各業(yè)務(wù)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展成熟度和緊迫程充，鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用將分3個階段有序推進(jìn)，如圖2所示。

圖2 鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展階段

（1）2017-2018年，強(qiáng)化基礎(chǔ)，重點(diǎn)突破。此前，鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)尚薄弱，現(xiàn)階段首要任務(wù)是建立健全數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)管理的體制機(jī)制、技術(shù)平臺、人才隊伍等基礎(chǔ)設(shè)施，圍繞個別重點(diǎn)應(yīng)用開展先行先試。

（2）2019-2020年，深化應(yīng)用，持續(xù)提升。在數(shù)據(jù)服務(wù)平臺初步建成的基礎(chǔ)上，開展數(shù)據(jù)資源匯集，建立大數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，進(jìn)而開展各專業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用。在本階段，專業(yè)內(nèi)大數(shù)據(jù)應(yīng)用全面深化，跨專業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用全面展開，跨行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用初步啟動。

（3）2021-2025年，全面應(yīng)用，引領(lǐng)行業(yè)。專業(yè)內(nèi)、跨專業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用得到全面深化，跨行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用取得顯著成效，鐵路大數(shù)據(jù)在行業(yè)外的影響力顯著提升。

3 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺研發(fā)

3.1 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺總體架構(gòu)

鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺是鐵路一體化信息集成平臺的重要組成部分，統(tǒng)一為各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)分析服務(wù)。該平臺由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)共享、大數(shù)據(jù)存儲與分析4部分組成[6-8]，如圖3所示。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理：用于實(shí)現(xiàn)鐵路主數(shù)據(jù)、地理信息及元數(shù)據(jù)的規(guī)范化管理；

（2）數(shù)據(jù)集成：用于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)換和導(dǎo)入；

（3）數(shù)據(jù)共享：用于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的瀏覽及共享；

（4）大數(shù)據(jù)存儲與分析：按照主題域在數(shù)據(jù)倉庫組織數(shù)據(jù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用需要將數(shù)據(jù)發(fā)布到數(shù)據(jù)集市，提供數(shù)據(jù)分析、多維報表、管理員駕駛艙、數(shù)據(jù)挖掘等功能。

圖3 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺總體架構(gòu)

3.2 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺研發(fā)

鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺基于Hortonw orks Data Platform（HDP）開源組件進(jìn)行自主研發(fā)[9-10]，主要開發(fā)及創(chuàng)新工作如下：

（1）基于Spring Cloud的微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計開發(fā)，利用HDP集成大數(shù)據(jù)組件；

（2）利用Ambari對大數(shù)據(jù)組件的運(yùn)維管理和可視化狀態(tài)監(jiān)控；

（3）針對Hadoop源碼進(jìn)行深度優(yōu)化，解決組件兼容性問題，提升處理性能；

（4）構(gòu)建多租戶管理體系，結(jié)合Kerberos和LDAP認(rèn)證對用戶的功能權(quán)限、資源權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限進(jìn)行細(xì)粒度控制；

（5）研發(fā)平臺和數(shù)據(jù)審計功能，針對用戶操作和數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)全過程實(shí)現(xiàn)跟蹤和追溯；

（6）構(gòu)建多元異構(gòu)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集成和全過程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密存儲和脫敏配置功能；

（7）設(shè)計全生命周期元數(shù)據(jù)管理模式，實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)血緣關(guān)系和影響分析功能；

（8）基于分布式系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計Spark引擎，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)質(zhì)量稽核；

（9）構(gòu)建數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄，提供統(tǒng)一資產(chǎn)視圖，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理；

（10）創(chuàng)建鐵路業(yè)務(wù)模型，提供在線腳本開發(fā)環(huán)境，支持Java、Python、R等多種開發(fā)語言；

（11）集成優(yōu)化presto可視化引擎，提供交互性強(qiáng)、易用性好的數(shù)據(jù)可視化環(huán)境；

（12）提供租戶數(shù)據(jù)共享申請審批流程管理及數(shù)據(jù)接口的創(chuàng)建發(fā)布管理，提供高性能、高可用的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序接口（API）服務(wù)。

3.3 鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺服務(wù)模式

未來數(shù)據(jù)服務(wù)平臺面向兩個層面，提供兩大類服務(wù)，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)服務(wù)平臺服務(wù)模式

4 鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)踐及存在問題

4.1 鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)踐

2018年，在《鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)施方案》指導(dǎo)下，各鐵路局相繼啟動大數(shù)據(jù)工作，可謂百花齊放，各展所長。此階段對于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用模式、建設(shè)路徑等關(guān)鍵問題進(jìn)行了探索，形成了許多可復(fù)制、可推廣的有益經(jīng)驗(yàn)。下面介紹幾個典型的應(yīng)用案例。

4.1.1 安全管控大數(shù)據(jù)應(yīng)用

運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開展安全生產(chǎn)規(guī)律性、傾向性、關(guān)聯(lián)性特征分析，深度挖掘事故、故障變化趨勢和作業(yè)行為習(xí)慣，研判風(fēng)險發(fā)展規(guī)律，及時發(fā)現(xiàn)隱患特征，指導(dǎo)對安全方向和隱患的超前防控，提高安全管理、生產(chǎn)組織和過程控制的針對性，實(shí)現(xiàn)事前有預(yù)測、事中有監(jiān)控、事后有分析的安全管理新機(jī)制。

遵循“人機(jī)料法環(huán)”的主線，逐步接入影響安全的各類檢測監(jiān)測信息，實(shí)現(xiàn)對安全事故故障的超前防控，其中，重點(diǎn)是人員和設(shè)備。目前，已實(shí)現(xiàn)人員及設(shè)備的安全狀態(tài)畫像，如圖5所示。

圖5 安全管控大數(shù)據(jù)應(yīng)用

（1）人員畫像。收集人員年齡、工齡、學(xué)歷、培訓(xùn)等靜態(tài)數(shù)據(jù)，以及標(biāo)準(zhǔn)化程序落實(shí)、監(jiān)督檢查問題、典型故障發(fā)現(xiàn)等動態(tài)信息，對人員安全狀態(tài)進(jìn)行綜合評價，實(shí)現(xiàn)管理人員靶向精準(zhǔn)監(jiān)督檢查。

（2）設(shè)備畫像?；谠O(shè)備的各類檢測監(jiān)測信息，建立科學(xué)的評價體系，客觀真實(shí)地評價設(shè)備的安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的精準(zhǔn)管控及對設(shè)備故障的超前預(yù)警。

4.1.2 基于大數(shù)據(jù)的電務(wù)智能運(yùn)維

解決電務(wù)信號“三級四層”結(jié)構(gòu)復(fù)雜、服務(wù)器設(shè)置分散問題，實(shí)現(xiàn)通信信號數(shù)據(jù)融合匯聚，綜合使用多種智能化分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對電務(wù)設(shè)備的綜合化、智能化分析。

按照“集中化、可視化、智能化、自動化”的設(shè)計原則，整合電務(wù)網(wǎng)管、各類檢測監(jiān)測裝備所采集的技術(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電務(wù)設(shè)備設(shè)施單元技術(shù)狀態(tài)全壽命周期的管理，并進(jìn)行綜合分析評價；實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)自動共享、設(shè)備隱患自動報警、設(shè)備故障自動診斷、應(yīng)急處置自動啟動、維護(hù)作業(yè)自動派工、作業(yè)過程自動監(jiān)控、設(shè)備生命自動管理。

4.1.3 基于大數(shù)據(jù)的應(yīng)急調(diào)度指揮

使用大規(guī)模分布式非結(jié)構(gòu)化文本檢索，依據(jù)輸入的關(guān)鍵字在歷史文本庫中查詢類似案例，對歷史案例進(jìn)行文本分析，挖掘歷史案例中事故、故障的發(fā)生規(guī)律，提供決策支持。

在檢索歷史案例的基礎(chǔ)上，依據(jù)從文本報告中提取的時間、車型、故障描述、故障發(fā)生位置等多種特征，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析，預(yù)測事故、故障造成影響的嚴(yán)重程度，從而預(yù)先準(zhǔn)備相應(yīng)級別的應(yīng)急預(yù)案。

4.2 大數(shù)據(jù)應(yīng)用層次分析

對比各鐵路局既有大數(shù)據(jù)應(yīng)用，其應(yīng)用水平參差不齊，可分為3個層次。

4.2.1 集成整合

數(shù)據(jù)集成整合是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的第1個層次，同時也是基礎(chǔ)。將分散在各個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)整合至一個平臺中，打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、共享和跨專業(yè)綜合展示，包括“一桿一檔”、“一車一檔”、“一公里一檔”、“一件一檔”等等。例如，“一桿一檔”：（1）為每個供電桿建立基礎(chǔ)履歷檔案，包括廠家、服役時間、歷史故障次數(shù)、上次故障時間、檢修時間等；（2）建立從設(shè)備到故障，再到人員之間的關(guān)聯(lián)聯(lián)系。從設(shè)備關(guān)聯(lián)到其歷史上發(fā)生的故障信息，再由每一次故障關(guān)聯(lián)到故障的維修人員，并查詢看到該維修人員的檔案、歷史業(yè)績、獎懲信息等。

4.2.2 統(tǒng)計分析

在第1層次基礎(chǔ)上，對于存儲的海量歷史數(shù)據(jù)，從不同維度進(jìn)行統(tǒng)計并對比分析。同比、環(huán)比，不同廠家對比、不同型號對比、各專業(yè)對比、各單位對比，并借助豐富的可視化工具進(jìn)行多樣化展示，從而找出時間、空間、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等方面的規(guī)律，獲取對于數(shù)據(jù)更深入的觀察和分析。大數(shù)據(jù)時代，可視化技術(shù)得到了長足的發(fā)展，無論從外觀上還是內(nèi)涵上，都比傳統(tǒng)的圖表有了質(zhì)的提升。該層次的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，實(shí)施難度較低、能夠快速見效，目前，多數(shù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用都停留在此層面。

4.2.3 趨勢預(yù)測

大數(shù)據(jù)最吸引人、價值最高的地方在于預(yù)測、預(yù)警，也是最難實(shí)現(xiàn)的。預(yù)測的核心是建立預(yù)測模型。預(yù)測模型是用數(shù)學(xué)語言或公式所描述的事物間的數(shù)量關(guān)系，它在一定程度上揭示了事物間的內(nèi)在規(guī)律性。找出影響某種結(jié)果的幾個因素，建立因與果之間的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)因變量的變化預(yù)測結(jié)果變量的變化。當(dāng)結(jié)果變量超過臨界值時進(jìn)行報警，以預(yù)先采取應(yīng)對措施。如設(shè)備健康狀態(tài)預(yù)測、行車安全事故預(yù)測等都屬于此類應(yīng)用。預(yù)測模型包括：灰色模型，回歸模型，時間序列模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。這些預(yù)測模型各有優(yōu)劣，根據(jù)特性適用不同場景。

4.3 存在問題

4.3.1 基礎(chǔ)設(shè)施缺失

大部分大數(shù)據(jù)應(yīng)用還是基于傳統(tǒng)的信息化底層架構(gòu)，未采用分布式計算架構(gòu)。傳統(tǒng)架構(gòu)在數(shù)據(jù)量不大、數(shù)據(jù)類型單一的情況下尚可應(yīng)對，但隨著數(shù)據(jù)量的逐步積累及應(yīng)用場景的增加，勢必出現(xiàn)資源緊張造成的性能大幅下降。因此，開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用，還需統(tǒng)籌規(guī)劃，盡快搭建與大數(shù)據(jù)應(yīng)用相匹配的底層技術(shù)平臺。

4.3.2 應(yīng)用層次不高

從功能上來看，很多是基礎(chǔ)信息化的內(nèi)容。大部分應(yīng)用還停留在統(tǒng)計分析、可視化展示的層面，缺乏更深一步的預(yù)警預(yù)測等亮點(diǎn)應(yīng)用，缺乏跨專業(yè)的綜合性分析應(yīng)用。

4.3.3 應(yīng)用之間缺乏統(tǒng)籌

個別單位同步開展多個領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用建設(shè)，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，應(yīng)用之間存在交叉及重復(fù)，形成了新的業(yè)務(wù)域豎井和數(shù)據(jù)孤島。

4.3.4 與原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間界面不清晰

應(yīng)用所面向的用戶未界定清晰，與原業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間關(guān)系沒有處理好，導(dǎo)致新開發(fā)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用與原業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能存在交叉。

4.3.5 大數(shù)據(jù)應(yīng)用的最后一公里問題

對于第2個層次的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，通過多種形式給用戶展現(xiàn)了海量的信息，揭示了業(yè)務(wù)的規(guī)律及發(fā)展方向。但通過這些信息，用戶應(yīng)當(dāng)做哪些決策，采取哪些措施，沒有明確的界定。因此，所展示的信息與最后決策之間建立明確關(guān)聯(lián)關(guān)系還有待繼續(xù)探索。

5 鐵路大數(shù)據(jù)發(fā)展展望

自全路大數(shù)據(jù)應(yīng)用全面啟動至今，已經(jīng)歷2年，目前，進(jìn)入一個承上啟下的關(guān)鍵階段。需要全面總結(jié)前期經(jīng)驗(yàn)及不足，對未來工作進(jìn)行統(tǒng)籌布局[11]。下階段，鐵路大數(shù)據(jù)工作應(yīng)圍繞以下方面展開。

5.1 全面構(gòu)建兩級數(shù)據(jù)服務(wù)平臺體系

按照信息化總體規(guī)劃，數(shù)據(jù)服務(wù)平臺是開展大數(shù)據(jù)應(yīng)用的基本技術(shù)平臺。數(shù)據(jù)服務(wù)平臺兩級部署，分別承載鐵路總公司及鐵路局級應(yīng)用。目前，鐵路總公司級平臺已部署完畢，近期將提供常態(tài)化服務(wù)。在鐵路局級層面，平臺已落后于大數(shù)據(jù)應(yīng)用，需要加快推進(jìn)平臺建設(shè)，更好地為上層應(yīng)用提供支撐。

5.2 開展數(shù)據(jù)資源匯集

大數(shù)據(jù)應(yīng)用，數(shù)據(jù)是核心和命脈。數(shù)據(jù)服務(wù)平臺建成后的首要任務(wù)就是開展數(shù)據(jù)匯集：（1）需要建立數(shù)據(jù)資源規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)；（2）要明確數(shù)據(jù)匯集的各角色，包括：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，數(shù)據(jù)運(yùn)營等；（3）需要科學(xué)劃分、切實(shí)保障數(shù)據(jù)擁有方的利益，這樣才能打消顧慮，真正促進(jìn)數(shù)據(jù)的共享。

5.3 建立運(yùn)營服務(wù)體系

按照數(shù)據(jù)服務(wù)平臺規(guī)劃，對外提供數(shù)據(jù)共享及平臺的計算存儲能力。在服務(wù)提供之前，需要明確基本的運(yùn)營服務(wù)體系，包括提供服務(wù)的范圍、服務(wù)模式研究、申請流程、審批流程等。

5.4 全面深化大數(shù)據(jù)應(yīng)用

應(yīng)用功能是大數(shù)據(jù)的核心。鑒于前期多數(shù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的層次不高，還停留在簡單的統(tǒng)計分析層面，甚至只是基礎(chǔ)信息化的功能。因此，還需圍繞《鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)施方案》，緊抓業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，研判數(shù)據(jù)分析需求，全面深化各應(yīng)用的功能點(diǎn)，真正做到發(fā)現(xiàn)新知識、創(chuàng)造新價值、提升新能力。

6 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)是全面貫徹落實(shí)鐵路總公司智能鐵路戰(zhàn)略的有力抓手，是建設(shè)智能京張、智能京雄、智能川藏的基礎(chǔ)性工作。鐵路大數(shù)據(jù)經(jīng)過近兩年的應(yīng)用實(shí)踐，取得了豐碩的成果，積累了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)和經(jīng)驗(yàn)，即將進(jìn)入全面深化應(yīng)用的階段。未來還需加快推進(jìn)兩級數(shù)據(jù)服務(wù)平臺體系的構(gòu)建，分期分批完成各專業(yè)數(shù)據(jù)資源的匯集，建立健全運(yùn)營服務(wù)體系，推進(jìn)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的常態(tài)化服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，全面深化大數(shù)據(jù)應(yīng)用，為建設(shè)智能型鐵路提供平臺保障。