鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

韓嵩

摘要：本文先在對象結(jié)構(gòu)設計和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計相關方面，對鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的設計結(jié)構(gòu)進行總結(jié)，進而在數(shù)據(jù)提取、挖掘分析算法與實現(xiàn)技術(shù)相關基礎上，分析和闡述鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)。

[關鍵詞]鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設計

鐵路運行是非常復雜的過程，列車運行時會受到各種因素影響。鐵路行車組織是鐵路運輸中十分關鍵的構(gòu)成部分，是鐵路綜合使用各項技術(shù)設備，對列車運行進行合理安排，以此實現(xiàn)乘客與貨物運輸?shù)囊环N計劃性工作。其工作內(nèi)容主要有車站技術(shù)、車流組織、調(diào)度等相關方面的工作。從這些方面就可以看出，鐵路行車組織是非常繁雜的工作。在信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展下，鐵路作為我國交通運輸中的關鍵構(gòu)成部分，其有必要將數(shù)據(jù)技術(shù)和信息技術(shù)使用在其中，建設行車組織數(shù)據(jù)分析的系統(tǒng)，以此讓組織工作更加方便快捷。因此，對鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行研究有一定現(xiàn)實意義。

1鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設計

在對鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行設計時，其中設計模塊主要有以下幾種：

1.1數(shù)據(jù)庫功能

這個模塊要考慮到行車組織的主要工作內(nèi)容，將鐵路的運行作為基礎，將列車行駛、裝卸和機車牽引的過程作為基礎，設計數(shù)據(jù)存儲模型。在其中需要兼顧到系統(tǒng)延展性，要將需要數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)與架構(gòu)作為基礎，以此來使用不同的處理模式。

1.2對象和結(jié)構(gòu)的設計

在行車組織系統(tǒng)的設計中，主要針對的對象是車站、區(qū)間和列車三個部分。其中的列車與區(qū)間是靜止性的，而列車則是動態(tài)性的。在設計時，車站的類型相對發(fā)展，其重點在于明確信號燈、進路彼此之間關系。在這種情況下可以使用一個超類，也就是節(jié)點為道岔、信號燈以及軌道電路區(qū)段是父類。節(jié)點類具備的屬性是節(jié)點標識號與節(jié)點類型碼等。而進路則在設計中使用鏈表示。

1.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計

列車、車站和區(qū)間三者之間的關系要在計算機中經(jīng)過關系屬性來呈現(xiàn)。就比如行車組織中最重要的調(diào)度而言，比如列車在計劃達到（出發(fā)）時間和實際達到與出發(fā)時間，列車在車站使用的進路等。在設計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，要想明確誰是主線。若是車站是主線，則就能夠確定經(jīng)過某個城戰(zhàn)所有列車與相關關系屬性。而若是將列車作為主線，則就能夠確定列車經(jīng)過所有車站和關系屬性。調(diào)度系統(tǒng)中，經(jīng)過將列車與車站作為主線做好操作。

總之，系統(tǒng)在設計時要結(jié)合行車組織工作的實際內(nèi)容進行，要確定好分析的對象，將實際工作的流程和內(nèi)容融入到系統(tǒng)中。只有經(jīng)過這種方式，才能夠有效地提升系統(tǒng)設計質(zhì)量，使其可以在鐵路的組織工作中充分發(fā)揮作用，提升工作質(zhì)量。

2鐵路行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)

對于整個數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)而言，要想將其有效地使用在鐵路行車組織工作中，系統(tǒng)還必須具備以下技術(shù)，才能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的價值，發(fā)揮其作用。

2.1數(shù)據(jù)提取

保障數(shù)據(jù)一致性是數(shù)據(jù)挖掘工作主要內(nèi)容，同時也是數(shù)據(jù)抽取過程關鍵所在。就以系統(tǒng)中行車調(diào)度系統(tǒng)為例，其中數(shù)據(jù)字典經(jīng)常使用了不一樣的編碼形式，比如車站字典在運輸管理系統(tǒng)中使用了電報碼方式，但是調(diào)度系統(tǒng)中卻使用了獨立的編碼形式。因此在整個系統(tǒng)技術(shù)中，需要提供一種編碼轉(zhuǎn)化方式，以免出現(xiàn)不一致現(xiàn)象出現(xiàn)。在這其中，調(diào)度系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通常會因為范圍廣而分解成單獨單元來管理，比如列車運行線常常被劃分成很多調(diào)度單元。在劃分中，各個單元之間的聯(lián)系被隔斷，從而無法實現(xiàn)對列車的分析。乘客列車因為規(guī)律性和準時性的特點，可以進行運行線連貫和晚點統(tǒng)計。對運送貨物列車而言，系統(tǒng)需要從中獲得車次、計劃達到和出發(fā)的時間等，然后依據(jù)計劃臺和行調(diào)臺關系，使用此列車車次、始發(fā)站與到達出發(fā)時間在相關的系統(tǒng)中搜索列車信息。因為貨物列車行駛路徑和時間跨度都很大，所以匹配時會搜索2天內(nèi)的所有數(shù)據(jù)。

2.2挖掘分析算法

此系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的挖掘分析，主要目標在于使用歷史數(shù)據(jù)，對列車、貨車在行車組織中會發(fā)生的情況進行預測，并且對各個因素怎樣影響結(jié)果的進行描述。所以，在其中可以使用決策樹算法。這種算法形成的分類規(guī)則容易理解，精準率很高，所以選用這個算法來分析和挖掘。在使用此算法時，屬性選擇十分關鍵，其能夠直接決定算法分析性能結(jié)果。依據(jù)評價目標，選用各個分析目標屬性可以從以下幾個例子中進行：比如評價目標是列車晚點，則屬性就是列車的種類，途徑的站數(shù)、里程以及始發(fā)站、結(jié)束站。若是評價目標為列車兌現(xiàn)，則屬性則是貨車類型、始發(fā)站、取向等。若是評價目標是貨車周轉(zhuǎn)時間，則屬性就是車輛歸屬情況，編組站、裝車站、卸車站、解體站，以及所有里程和貨車時間等。

2.3實現(xiàn)技術(shù)

在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，在JAVA語言的基礎上開發(fā)一組數(shù)據(jù)抽取程序，在后臺中自動運行。練級分析處理后臺工作，經(jīng)過對開源項目使用，將其使用在管理多維分析數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫到多維邏輯模型反應其中的關系。為了便于操作者運用和查詢，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式一般是B/S模式。系統(tǒng)使用JQuery組件，在相應的框架基礎上使用顯示功能，經(jīng)過后臺工作，將服務器連接起來，以此動態(tài)產(chǎn)生查詢界面。選擇分析模型之后，經(jīng)過統(tǒng)計指標與維度，才能夠生產(chǎn)相應的報表。數(shù)據(jù)挖掘使用開源學習組件，一直使用三個月數(shù)據(jù)做好模型訓練，在保障樣本規(guī)模情況系下，也更加契合其中的變化，同時把模型輸出結(jié)果轉(zhuǎn)化成調(diào)度員比較熟悉的內(nèi)容。在實現(xiàn)過程中，其工作流程是首先確定對象，定義模型。然后是定義ETL后臺程序工作時間與參數(shù)，在系統(tǒng)中抽取相關的分析數(shù)據(jù)。

3結(jié)束語

行車組織工作是鐵路運行中的重要內(nèi)容，因為工作的復雜性與系統(tǒng)性，所以需要設計一款有關于行車組織數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。在設計系統(tǒng)時，要明確分析的對象，設計好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。將系統(tǒng)使用在工作中時，還需要使用到數(shù)據(jù)抽取、挖掘分析算法等相關的技術(shù)，以此充分發(fā)揮系統(tǒng)在行車組織中的作用。經(jīng)過對此系統(tǒng)的使用，可以讓鐵路的組織工作更加高效，從而促使鐵路的穩(wěn)定運行。

參考文獻

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