貨運(yùn)動(dòng)車組數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)研究

趙明東 齊江永

摘要：本文討論了采用動(dòng)車組進(jìn)行貨運(yùn)的現(xiàn)狀，詳述了發(fā)展動(dòng)車組貨運(yùn)的必要性和可行性，隨后簡(jiǎn)述了貨運(yùn)平臺(tái)數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)年P(guān)鍵。討論建立貨運(yùn)數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能架構(gòu)。貨運(yùn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)不僅能夠方便大眾的生活，提高社會(huì)的效率，且將帶動(dòng)我國(guó)城市群的發(fā)展，緩解城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展不均衡，增加國(guó)民創(chuàng)收，提高人民的生活水平，推動(dòng)我國(guó)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)平臺(tái);貨運(yùn)動(dòng)車組;人工智能;關(guān)鍵技術(shù)

隨著人民對(duì)快遞業(yè)務(wù)時(shí)效性，快速性要求的逐步提高。網(wǎng)絡(luò)化的高鐵貨運(yùn)業(yè)務(wù)將進(jìn)一步發(fā)揮重大作用。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)一步深化發(fā)展，基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的高鐵貨運(yùn)平臺(tái)將會(huì)在高鐵快運(yùn)的效率和運(yùn)行安全方面提供越來越重要的作用。

1基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的必要性和可行性

雖然我國(guó)的高鐵里程基本覆蓋了國(guó)內(nèi)的大中型城市，高鐵快遞網(wǎng)絡(luò)也初步形成。但是面對(duì)快遞的時(shí)效性以及貨物安全性的越來越高的要求，如何把高鐵物流這張網(wǎng)的作用發(fā)揮到更大，更快捷、運(yùn)輸成本降到最低，已成為不得不面對(duì)的問題。

現(xiàn)在有在大數(shù)據(jù)以及人工智能大發(fā)展的背景下，云平臺(tái)以云端運(yùn)維大數(shù)據(jù)平臺(tái)已經(jīng)被研究學(xué)者廣泛討論，并基于現(xiàn)有的技術(shù)背景研究實(shí)施。同理，在高速發(fā)展的技術(shù)背景下如何將高鐵快運(yùn)業(yè)務(wù)與大數(shù)據(jù)以及人工智能技術(shù)的有機(jī)結(jié)合是一個(gè)重要的熱點(diǎn)問題。

現(xiàn)有的高鐵快運(yùn)，一般多以確認(rèn)車以及列車捎運(yùn)模式，但是這種模式雖然簡(jiǎn)單易行卻運(yùn)量較小，特別是由于沒有現(xiàn)有的快捷裝卸的技術(shù)手段造成站點(diǎn)停車太長(zhǎng)，影響旅客的乘車體驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)有的動(dòng)車閑置空間進(jìn)行的運(yùn)輸，首先不能滿足大規(guī)模的運(yùn)輸，其次，因?yàn)樨浳锏难b卸是以人進(jìn)行裝卸為主，而車廂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及車門的結(jié)構(gòu)影響快遞的放置和裝卸效率。另外目前實(shí)行的確認(rèn)車的距離較短，不能跨路局運(yùn)行，無法滿足長(zhǎng)距

離快遞的運(yùn)輸要求[2]。

因而，基于現(xiàn)有的自動(dòng)駕駛以及大數(shù)據(jù)技術(shù)，將所有的高鐵快遞動(dòng)車組進(jìn)行統(tǒng)一管理，利用人工智能技術(shù)從縮短運(yùn)輸距離，提高中轉(zhuǎn)率以及節(jié)約運(yùn)輸成本的角度建立貨運(yùn)動(dòng)車的運(yùn)行圖，并在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)列車對(duì)貨物信息的識(shí)別和分類管理，降低高鐵貨運(yùn)的成本，提高快遞的安全性以及運(yùn)輸?shù)男剩瑢?shí)現(xiàn)社會(huì)的快速發(fā)展具有必要性意義。

2大數(shù)據(jù)貨運(yùn)動(dòng)車組平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集

構(gòu)建貨運(yùn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的首要問題是從數(shù)據(jù)入手，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效管理和采集，通過搭建一體化的數(shù)據(jù)傳輸體系如圖2-1所示?？梢詫?shí)現(xiàn)高鐵貨運(yùn)中所涉及到的數(shù)據(jù)的采集和傳輸。其中，安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)來源于車輛牽引、制動(dòng)，轉(zhuǎn)向架以及空調(diào)車門等的運(yùn)行數(shù)據(jù)，列車運(yùn)行數(shù)據(jù)和集裝器相關(guān)數(shù)據(jù)以及貨物作業(yè)管理數(shù)據(jù)由車輛以太網(wǎng)集成，通過4G/5G傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺(tái);線路特征數(shù)據(jù)是電務(wù)、工務(wù)等高鐵地面設(shè)備的數(shù)據(jù)，通過企業(yè)服務(wù)總線進(jìn)行傳輸;貨物的體積、質(zhì)量等信息及物流信息可以通過和電商企業(yè)以及快遞企業(yè)合作的方式獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，并上傳至高鐵貨運(yùn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

為了和航空運(yùn)輸業(yè)務(wù)進(jìn)行相應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)以及兼顧貨運(yùn)汽車的布置和裝卸的便利性，高鐵快運(yùn)采用一定規(guī)格的集裝器具。器具的型號(hào)和結(jié)構(gòu)借鑒航空集裝器的尺寸規(guī)格。每一個(gè)集裝器具都有有源標(biāo)簽，該標(biāo)簽裝載集裝器的頂部，為集裝器的唯一識(shí)別碼，通過車廂門或者車廂頂部的傳感器感應(yīng)此電子有源標(biāo)簽并標(biāo)記該集裝器的位置，每個(gè)車廂都有一個(gè)定位基站，集裝器的位置信息通過車上以太網(wǎng)的方式傳送到車載主機(jī)進(jìn)行集裝器位置的記錄、存儲(chǔ)以及管理，隨后通過無線網(wǎng)絡(luò)或4G/5G網(wǎng)絡(luò)傳送到大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

集裝器在車廂的裝載順序由人工智能進(jìn)行計(jì)算并管理，一般情況下，裝有短途或有中轉(zhuǎn)需求的貨物的集控器會(huì)優(yōu)先放在車門處容易卸貨和裝貨的位置，在貨物中轉(zhuǎn)站，裝有中轉(zhuǎn)需求貨物的集控器會(huì)根據(jù)貨物的物流信息進(jìn)行燈光提示卸貨并換乘指定的車次。

在滿足對(duì)車的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的同時(shí)還要對(duì)車廂內(nèi)的貨物狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是有特殊的溫度濕度要求的貨物，如蔬菜、海鮮等，運(yùn)用人工智能技術(shù)的控制器會(huì)實(shí)時(shí)的監(jiān)控并調(diào)節(jié)車廂內(nèi)的溫度和濕度。

大數(shù)據(jù)高鐵貨運(yùn)物流平臺(tái)會(huì)自動(dòng)完成貨物的運(yùn)輸計(jì)劃、裝載、卸貨、進(jìn)出車廂、裝載位置等信息進(jìn)行解算和智能管理。一旦發(fā)生集裝器卸貨錯(cuò)誤，當(dāng)集裝器的位置坐標(biāo)與原位置坐標(biāo)偏差超過一定閾值時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警，顯示器終端也會(huì)顯示。

通過人工智能技術(shù)的模型訓(xùn)練，在滿足貨運(yùn)時(shí)間要求的基礎(chǔ)上采用最為能耗最低、貨物安全性最高的運(yùn)行模式。同時(shí)根據(jù)車載PHM和地面PHM實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)列車運(yùn)行中的車輛狀態(tài)信息。

3大數(shù)據(jù)貨運(yùn)動(dòng)車組功能架構(gòu)平臺(tái)構(gòu)建

高鐵貨運(yùn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)思路是，以軌道交通裝備、電商企業(yè)、快遞企業(yè)作為應(yīng)用對(duì)象和數(shù)據(jù)的來源。通過構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的采集，存儲(chǔ)，管理。為平臺(tái)的各種功能實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的功能架構(gòu)如圖所示。

1、系統(tǒng)管理。通過系統(tǒng)管理可實(shí)現(xiàn)為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的狀態(tài)監(jiān)控，需要進(jìn)行系統(tǒng)配置以及日志管理等的系統(tǒng)功能。

2、安全監(jiān)控：安全監(jiān)控的出發(fā)點(diǎn)是為了保證數(shù)據(jù)本身的安全不泄露以及數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全。主要是通過身份驗(yàn)證控制接口與用戶的接入、訪問，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)外接口安全管控，數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的安全保障[2]。

3、元數(shù)據(jù)管理。為實(shí)現(xiàn)對(duì)大量的采集數(shù)據(jù)良好的管理，多采用的方式是元數(shù)據(jù)的管理方式，這種元數(shù)據(jù)采集的管理方式可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效管理與數(shù)據(jù)資源可視化，在支持接口服務(wù)生成的同時(shí)還能幫助管理人員隨時(shí)掌握數(shù)據(jù)資產(chǎn)情況。

4、數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理是針對(duì)結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的抽取、加載、轉(zhuǎn)換、匯總、整合等的處理方式。為滿足后續(xù)各類應(yīng)用服務(wù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理及數(shù)據(jù)分析服務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，需采用一系列完整的數(shù)據(jù)處理流程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化[3]。

5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。源數(shù)據(jù)有多種不同類型，針對(duì)不同源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需融合現(xiàn)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式結(jié)合分布式存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的快速高效存儲(chǔ)。

6、數(shù)據(jù)分析。針對(duì)具體的貨物信息，對(duì)有中轉(zhuǎn)需求的貨物的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理通過人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)的模型訓(xùn)練，結(jié)算出最佳的裝貨、集裝器安放位置以及站點(diǎn)換乘的最優(yōu)解。上述數(shù)據(jù)的處理分析需要用到成熟算法與數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

7、功能應(yīng)用。功能應(yīng)用模塊包含定制查詢與查詢結(jié)果展現(xiàn)、需求報(bào)表的定制與展現(xiàn)等平臺(tái)公共基礎(chǔ)功能，通過統(tǒng)一接口申請(qǐng)功能管理平臺(tái)接口，對(duì)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享、展示服務(wù)、統(tǒng)計(jì)分析等功能[4]。

4結(jié)論

信息化管理在將會(huì)在高鐵快遞業(yè)務(wù)中起到重要作用。本文通過數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)搭建、大數(shù)據(jù)功能結(jié)構(gòu)介紹等一系列流程建設(shè)，建立的貨運(yùn)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)與現(xiàn)有的動(dòng)車組信息系統(tǒng)和車輛建康管理系統(tǒng)PHM以及互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)建立聯(lián)系。該平臺(tái)具備系統(tǒng)管理、安全監(jiān)控、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析等功能，貨運(yùn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用有利于貨運(yùn)報(bào)表的定制和呈現(xiàn)?？墒沟眠\(yùn)輸距離更短，貨物安全性更高，貨運(yùn)成本降低，以提高經(jīng)營(yíng)效益與運(yùn)輸質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：

齊江永（1991—），男，漢族，山東青島人，碩士，助理工程師，研究方向：動(dòng)車組物流大數(shù)據(jù)。