淺談基于數(shù)據(jù)分析的城市交通故障處理方式研究

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1 引言

伴隨著城市軌道交通工程的急劇增長,軌道交通壓力日益增大。軌道交通故障率也在不斷上升。城市軌道交通安全格局日益嚴(yán)峻。根據(jù)原中華人民共和國建設(shè)部于2007年發(fā)布的《城市公共交通分類標(biāo)準(zhǔn)》中的定義,城市軌道交通為采用軌道結(jié)構(gòu)進行承重和導(dǎo)向的車輛運輸系統(tǒng),依據(jù)城市交通總體規(guī)劃的要求,設(shè)置全封閉或部分封閉的專用軌道線路,以列車或單車形式,運送相當(dāng)規(guī)模客流量的公共交通方式。

《城市公共交通分類標(biāo)準(zhǔn)》中還明確城市軌道交通包括:地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、單軌系統(tǒng)、有軌電車、磁浮系統(tǒng)、自動導(dǎo)向軌道系統(tǒng)、市域快速軌道系統(tǒng)。此外,隨著交通系統(tǒng)的發(fā)展已出現(xiàn)其它一些新交通系統(tǒng)。城市軌道交通是城市公共交通的骨干,具有節(jié)能、省地、運量大、全天候、無污染(或少污染)又安全等特點,屬綠色環(huán)保交通體系,特別適應(yīng)于大中城市。然而隨著我國社會軌道交通建設(shè)的日益增多,軌道交通發(fā)生故障的概率也越來越高,研究解決城市軌道交通故障問題的話題被擺在了臺面上。所以針對軌道交通故障具有多因素、模糊性的特點,我們建立了一個與時間和空間相關(guān)的軌道交通故障可視化分析模型,并以歷史軌道交通故障數(shù)據(jù)為樣本進行分析,并分析了軌道交通故障與各要素之間的關(guān)系,明確了各類交通事故的成因和影響因素以及潛在規(guī)律和特點,輔助軌道交通安全管理和事故預(yù)防。目前,軌道交通管理面臨的壓力和挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2 影響軌道交通的關(guān)鍵因素

2.1 內(nèi)部因素 影響軌道交通的內(nèi)部因素,就是軌道交通運營的自身特點這一因素。比如說:如設(shè)備狀況、設(shè)計原因等諸多因素。

2.1.1 設(shè)備狀況 軌道交通是由各個小系統(tǒng)最終組合成的一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),這些子系統(tǒng)相互獨立而又相互關(guān)聯(lián)。所以,由于設(shè)備系統(tǒng)狀況造成安全隱患的因素主要有以下兩點:

(1)軌道車輛自身因素。軌道車輛是軌道交通系統(tǒng)中的運載工具。由于軌道車輛自身因素導(dǎo)致事故的主要因素是列車脫軌以及列車追尾兩個主要的方面。除此之外還有其他車輛因素,如列車制動故障,車門故障,電氣故障都對運營安全有一定影響。

(2)工務(wù)系統(tǒng)因素。公務(wù)系統(tǒng)是軌道交通運營的基礎(chǔ),包含軌道,路基,橋隧,房建以及其它附屬設(shè)備等。工務(wù)系統(tǒng)工作狀態(tài)異常,會對運營安全帶來嚴(yán)重隱患。

2.1.2 設(shè)計原因 上海磁懸浮列車軌道下沉,據(jù)分析可能是設(shè)計勘探時獲得的信息不完整造成的,雖然經(jīng)過有關(guān)專家論證屬于安全范圍之內(nèi),但仍在上海市民中引起巨大震動。

2.2 外部因素 所謂外部因素,是外界的社會因素和自然因素,如人員干擾、施工干擾、違法犯罪、恐怖活動、自然氣候及其他影響等。

3 海量的軌道交通故障數(shù)據(jù)的預(yù)處理

為了處理軌道交通故障數(shù)據(jù)。

本文利用四組數(shù)據(jù)集進行事故發(fā)生分析和碰撞類型分析。

事故數(shù)據(jù)的清理與預(yù)處理:首先對三個原始數(shù)據(jù)集進行融合,過濾掉不必要的字段,從三個數(shù)據(jù)集中提取15個字段。第二,數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)規(guī)范。

4 軌道道路交通故障的時空分析

大數(shù)據(jù)可視化分析是計算機分析認(rèn)知能力對人類可視化信息優(yōu)勢的有效手段,利用人與機器交互作用的分析方法和交互技術(shù),人與機器的個體力量有機融合,讓他們更直觀、更高效地了解大數(shù)據(jù)背后的信息、知識和智慧。大數(shù)據(jù)可視化分析技術(shù)為交通數(shù)據(jù)分析提供了一種直觀有效的方法。我們支持交互式篩選和瀏覽結(jié)果,并通過可視化方法直觀地顯示復(fù)雜的交通數(shù)據(jù)及其分析結(jié)果。

大數(shù)據(jù)可視化分析技術(shù)可以應(yīng)用于軌道道路交通事故的可視化分析,主要是通過時間和空間,可以從多個方向進行發(fā)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)上,將時間和空間的維度相結(jié)合,對軌道交通事故進行時空關(guān)系可視化分析,了解交通事故的時空連鎖特征,保障城市軌道交通安全。

城市軌道交通事故是復(fù)雜的、隨機的,是由路況、道路特性、天氣等因素共同作用的結(jié)果。然而,由于城市居民出行時間規(guī)律性強,有必要考察交通事故發(fā)生的時間維度特征。

城市軌道交通事故時間分布曲線反映了交通事故在一天24小時內(nèi)的時間變化規(guī)律。平日和周末交通事故的分布有很大差別。周末城市軌道交通事故分布曲線在早晚高峰時段不明顯。與平日相比,可以看到周末的繁忙。由于追求原因,平日車出行集中在上下班時間,此時車流量大,道路擁堵,交通事故增多,周末小汽車出行時間比平日慢,分布比較平均。

如上所述,城市軌道交通事故的分布與交通規(guī)則和市民的交通量密切相關(guān)。交通量越大,發(fā)生交通事故的概率越大。因此,可以在事故多小時內(nèi)加強交通安排,減輕交通壓力,降低事故率。

結(jié)論

城市軌道交通數(shù)據(jù)可視化分析為軌道交通大數(shù)據(jù)分析提供了一種直觀有效的方法。它支持復(fù)雜交通數(shù)據(jù)及其分析結(jié)果的簡化和直觀表達,使結(jié)果更易于解釋。它具有廣泛的應(yīng)用場景,能夠輔助城市軌道交通的安全平穩(wěn)運行。