初探智能軌道交通系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

紀(jì)東 張向峰 趙魁

1. 北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司運(yùn)營(yíng)四分公司 北京 100102；2. 北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司 北京 100044

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入到了大數(shù)據(jù)時(shí)代，各種信息技術(shù)以及智能化系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在此基礎(chǔ)上，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、5G技術(shù)等應(yīng)用到了城市建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，展現(xiàn)出了極大的價(jià)值。想要確保智能“軌道”交通系統(tǒng)維保工作順利、高質(zhì)量實(shí)施，就應(yīng)該結(jié)合智能“軌道”交通系統(tǒng)信息化發(fā)展趨勢(shì)，引入大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段，為智能“軌道”交通系統(tǒng)維保工作奠定扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)保障。自從進(jìn)入到了信息化社會(huì)當(dāng)中，各種數(shù)據(jù)信息傳播速度更快，智能“軌道”交通系統(tǒng)每時(shí)每刻都會(huì)產(chǎn)生巨量的數(shù)據(jù)信息，其中有很多數(shù)據(jù)信息對(duì)系統(tǒng)維保有著重要價(jià)值。科學(xué)合理的引入大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段，可以第一時(shí)間對(duì)智能“軌道”交通系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行搜集獲取、整理分析和挖掘，探索出對(duì)智能“軌道”交通系統(tǒng)維保有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，在強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息支持保障之下，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)軌道交通當(dāng)中潛在的故障隱患，并且及時(shí)進(jìn)行維修保護(hù)，實(shí)現(xiàn)軌道交通穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行。本文將針對(duì)智能“軌道”交通系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)內(nèi)涵概述

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（Data Mining）作為一種數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)手段，主要的運(yùn)行模式便是從大量、不完全、有噪聲、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)信息當(dāng)中，提取隱含在其中、人們事前并不清晰、不直觀、不了解的信息知識(shí)。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)在數(shù)據(jù)信息庫(kù)當(dāng)中挖掘出對(duì)管理工作具備價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，并且選擇合適的工具、統(tǒng)計(jì)方式、事例、決策樹(shù)、推理規(guī)則、模糊集、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等諸多模式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息處理，并且得出對(duì)目標(biāo)管理內(nèi)容有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息[1]。

2 智能“軌道”交通系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 有利于強(qiáng)化軌道交通數(shù)據(jù)處理速度

結(jié)合軌道交通維保工作實(shí)際情況來(lái)看，不僅需要不斷完善乘客信息系統(tǒng)以及車(chē)站查詢(xún)系統(tǒng)等，還需要進(jìn)一步強(qiáng)化城市軌道交通各類(lèi)數(shù)據(jù)信息交互處理精細(xì)化水平。將大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段引入到智能“軌道”交通系統(tǒng)當(dāng)中，可以充分展現(xiàn)出大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道車(chē)輛行程、每一輛車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)、每輛車(chē)運(yùn)行時(shí)間等進(jìn)行動(dòng)態(tài)化捕捉和發(fā)布，這樣更加便于幫助廣大乘客們結(jié)合自己的出行需求，合理的安排自身出行時(shí)間[2]。與此同時(shí)，針對(duì)軌道交通工作來(lái)說(shuō)，在實(shí)際開(kāi)展的過(guò)程中往往會(huì)涉及大量的數(shù)據(jù)信息處理，引入大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段，能夠?qū)蘖?、?fù)雜的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將各類(lèi)軌道交通數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總和處理，強(qiáng)化軌道交通數(shù)據(jù)處理速度，確保智能“軌道”交通系統(tǒng)運(yùn)維工作穩(wěn)定、高質(zhì)量實(shí)施。

2.2 有利于提升軌道交通故障排查與處理水平

智能化大數(shù)據(jù)環(huán)境，從客觀角度上來(lái)看，為軌道交通運(yùn)維工作帶來(lái)了一定挑戰(zhàn)[3]。維保工作部門(mén)，必須要借助大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段對(duì)軌道交通各項(xiàng)工作開(kāi)展動(dòng)態(tài)化實(shí)時(shí)監(jiān)控[4]。引入大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段，可以有效幫助交管部門(mén)構(gòu)建出一套完整的軌道交通故障自動(dòng)報(bào)警機(jī)制，這樣可以進(jìn)一步強(qiáng)化軌道交通運(yùn)行故障檢測(cè)與檢修工作精準(zhǔn)化、精細(xì)化開(kāi)展，切實(shí)提升軌道交通故障排查與處理水平。

3 智能“軌道”交通系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 案例概況

以A地鐵運(yùn)行為例，在進(jìn)行設(shè)備運(yùn)維管理的過(guò)程中，大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段在智能“軌道”交通系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用，服務(wù)于軌道交通設(shè)備的運(yùn)維管控，動(dòng)態(tài)化對(duì)智能“軌道”交通系統(tǒng)系統(tǒng)當(dāng)中各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行數(shù)據(jù)信息管控采集，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)信息之間因果關(guān)系進(jìn)行把控，從而總結(jié)出對(duì)維保管理工作具備價(jià)值的數(shù)據(jù)信息[5-6]。在實(shí)施軌道交通維保工作時(shí)，非常注重?cái)?shù)據(jù)信息收集、數(shù)據(jù)信息挖掘，在分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，獲取具備更高價(jià)值的維保數(shù)據(jù)信息。例如，針對(duì)車(chē)輛管理維護(hù)來(lái)說(shuō)，若車(chē)輛存在既往故障數(shù)據(jù)，那么便可以在大數(shù)據(jù)信息挖掘的過(guò)程中，有針對(duì)性地對(duì)車(chē)輛故障歷史情況進(jìn)行分析，提前預(yù)測(cè)車(chē)輛各項(xiàng)設(shè)備的失穩(wěn)潛在隱患，有序完成潛在故障設(shè)備的更換，確保列車(chē)運(yùn)行安全穩(wěn)定性。在數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比分析環(huán)節(jié)，可以借助數(shù)據(jù)信息分析的形式，確定故障問(wèn)題并且消除故障表現(xiàn)，對(duì)A地鐵的運(yùn)行安全奠定扎實(shí)基礎(chǔ)保障。

3.2 具體應(yīng)用

3.2.1 分析交通設(shè)備用電量消耗。針對(duì)A地鐵運(yùn)行單位來(lái)說(shuō)，借助大數(shù)據(jù)信息分析技術(shù)手段，對(duì)A地鐵2020年2至3月的用電消耗情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集和分析，采集的數(shù)據(jù)信息顯示比去年2至3月份明顯少很多。

3.2.2 分析交通工具舒適度。針對(duì)A地鐵運(yùn)營(yíng)實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，以列車(chē)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)來(lái)作為評(píng)判交通工具舒適性的重要評(píng)價(jià)因素。借助每月抽查的當(dāng)時(shí)，對(duì)A地鐵運(yùn)營(yíng)的舒適度進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)2021年開(kāi)始，A地鐵運(yùn)營(yíng)從橫縱方向上有所提速，同時(shí)整體舒適程度有所降低。對(duì)A地鐵運(yùn)營(yíng)2021年7月17號(hào)、21號(hào)運(yùn)行情況進(jìn)行分析，均存在增速穩(wěn)定性問(wèn)題。通過(guò)對(duì)交通工具開(kāi)展調(diào)試和管理，以及大數(shù)據(jù)信息對(duì)比來(lái)看，因?yàn)?月正值學(xué)生們的放假季、旅游季，所以乘車(chē)人數(shù)也相對(duì)較多，導(dǎo)致該時(shí)段的列車(chē)交通運(yùn)行穩(wěn)定性有所降低，這也是2021年7月A地鐵運(yùn)營(yíng)舒適度降低的主要原因之一。

3.2.3 分析交通工具維保模式。集合A地鐵運(yùn)營(yíng)設(shè)備維保工作模式的實(shí)際情況來(lái)看，主要存在以下幾種模式。其一，事后維修。針對(duì)事后維修來(lái)說(shuō)，便是在軌道交通運(yùn)行環(huán)節(jié)出現(xiàn)實(shí)際故障問(wèn)題之后，構(gòu)建出了故障報(bào)修、維修派單、維修方案校準(zhǔn)、維修品質(zhì)驗(yàn)收、維修成本統(tǒng)籌等諸多管理程序[7]。在實(shí)施事后維修環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，需要首先統(tǒng)籌維保工作資源，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障問(wèn)題檢修和處理。由列車(chē)員對(duì)列車(chē)設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)修申請(qǐng)，對(duì)故障設(shè)備、故障問(wèn)題進(jìn)行有效檢測(cè)，并且形成維保派單，有效執(zhí)行列車(chē)檢修的各項(xiàng)程序。在設(shè)備維修完畢之后，由大數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)分析，確保列車(chē)各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行安全之后，才能完成驗(yàn)收工作。其二，故障預(yù)測(cè)。針對(duì)故障預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)結(jié)合往期設(shè)備故障的表現(xiàn)來(lái)看，對(duì)可能引發(fā)設(shè)備故障的因素進(jìn)行分析與排查，并且建立形成設(shè)備維保管理目標(biāo)。結(jié)合A地鐵運(yùn)營(yíng)情況來(lái)說(shuō)，構(gòu)建了設(shè)備階段性功能保養(yǎng)、設(shè)備故障問(wèn)題巡檢等諸多管理機(jī)制，以期望提升設(shè)備故障預(yù)防有效性，完善故障管理體系內(nèi)容[8]。結(jié)合各項(xiàng)設(shè)備的功能保養(yǎng)需求來(lái)看，完整制定設(shè)備保障檢修方案可以指導(dǎo)維保工作人員順利、穩(wěn)定開(kāi)展工作，此外借助大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)手段，還能夠最大程度做好故障巡檢工作，及時(shí)排查設(shè)備潛在的隱患，確保設(shè)備配件及時(shí)進(jìn)行更換。針對(duì)A地鐵運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，借助大數(shù)據(jù)信息技術(shù)手段，在2021年5月開(kāi)展了2次設(shè)備保養(yǎng)；2021年全年自動(dòng)化故障巡檢30次，指導(dǎo)維修工作16次。

4 智能“軌道”交通系統(tǒng)中數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展策略

4.1 實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息內(nèi)部共享交互

智能“軌道”交通系統(tǒng)想要充分展現(xiàn)出大數(shù)據(jù)信息挖掘技術(shù)的維保價(jià)值，就應(yīng)該從全面的角度搜集智能“軌道”交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，完善信息化設(shè)備管理平臺(tái)，并且大力收集數(shù)據(jù)信息，形成數(shù)據(jù)共享機(jī)制，為大數(shù)據(jù)信息挖掘工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)[9]。此外，還應(yīng)能夠不斷提升設(shè)備故障聯(lián)動(dòng)有效性，減少充分勞動(dòng)等諸多問(wèn)題，保障設(shè)備數(shù)據(jù)同步管理的效果。因?yàn)橄嗤块T(mén)當(dāng)中的設(shè)備類(lèi)型具備一致性，所以能夠形成模塊化數(shù)據(jù)類(lèi)型，并且能夠給從客觀角度上對(duì)數(shù)據(jù)信息挖掘處理量進(jìn)行處理管控。在編程數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，可以有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的導(dǎo)入/導(dǎo)出，形成數(shù)據(jù)共享處理體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為智能“軌道”交通系統(tǒng)維保管理奠定完整、全面的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)保障。例如，在A城市地鐵運(yùn)營(yíng)的過(guò)程，在智能“軌道”交通系統(tǒng)內(nèi)部增設(shè)了全面化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中涵蓋了交通設(shè)備信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、交通設(shè)備部件損耗管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、備用零件管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、軌道交通日常維保系統(tǒng)數(shù)據(jù)、交通設(shè)備檔案信息數(shù)據(jù)等內(nèi)容，真正實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)信息內(nèi)部共享交互。此外，各個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的信息數(shù)據(jù)交互，可以在軌道交通出現(xiàn)故障時(shí)，開(kāi)展共享式數(shù)據(jù)信息錄入，形成多個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)同步，為諸多管理工作奠定數(shù)據(jù)信息聯(lián)動(dòng)基礎(chǔ)。此外，各個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)信息共享，可以將系統(tǒng)入口有效地整合在相同公用平臺(tái)當(dāng)中，完整精準(zhǔn)地顯示設(shè)備管理信息內(nèi)容，這樣可以促進(jìn)軌道交通各管理部門(mén)的信息化規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)軌道交通數(shù)據(jù)資源共享目標(biāo)。

4.2 構(gòu)建各個(gè)部門(mén)之間局域用網(wǎng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制

針對(duì)軌道交通來(lái)說(shuō)，可能存在各個(gè)智能“軌道”交通系統(tǒng)設(shè)備管理和數(shù)據(jù)信息獨(dú)立性，這就在一定程度上增加了大數(shù)據(jù)信息采集的片面性，對(duì)維保管理工作帶來(lái)了一定難度，很難全面保障大數(shù)據(jù)信息技術(shù)分析全面性。此外，設(shè)備之間存在相互作用的關(guān)系，所以為了實(shí)現(xiàn)軌道交通高質(zhì)量維保管控，應(yīng)該組建信息共享平臺(tái)，完成各類(lèi)部門(mén)的設(shè)備以及大數(shù)據(jù)信息整合，以便于強(qiáng)化大數(shù)據(jù)信息分析的精準(zhǔn)性與精密性，更加清晰化確定軌道交通各個(gè)設(shè)備和環(huán)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)。針對(duì)A城市地鐵運(yùn)營(yíng)實(shí)際情況來(lái)看，軌道交通工具運(yùn)行很容易出現(xiàn)設(shè)備磨損情況，導(dǎo)致對(duì)電氣程序、電客車(chē)輪性能等帶來(lái)直接損害。為此，想要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的維保管控，應(yīng)該強(qiáng)化局域用網(wǎng)體系聯(lián)動(dòng)機(jī)制開(kāi)發(fā)，聯(lián)系各個(gè)部門(mén)設(shè)備故障信息，以期構(gòu)建出完善的大數(shù)據(jù)設(shè)備管理機(jī)制，提升數(shù)據(jù)信息的智能性水平，展現(xiàn)出大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升軌道交通運(yùn)行效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在智能“軌道”交通系統(tǒng)中應(yīng)用意義重大，不僅可以強(qiáng)化軌道交通數(shù)據(jù)處理速度，而且還可以在提升軌道交通故障排查與處理水平的基礎(chǔ)上，促進(jìn)軌道交通管理體系智能化發(fā)展。在信息化和大數(shù)據(jù)時(shí)代的當(dāng)下，智能“軌道”交通系統(tǒng)在各個(gè)城市當(dāng)中穩(wěn)步建成，想要充分展現(xiàn)出智能“軌道”交通系統(tǒng)的價(jià)值，就應(yīng)該保持與時(shí)俱進(jìn)的態(tài)勢(shì)，積極引入現(xiàn)代化大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)手段，動(dòng)態(tài)化搜集并且分析智能“軌道”交通系統(tǒng)當(dāng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，為智能“軌道”交通系統(tǒng)運(yùn)維保護(hù)工作奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。