厲平

（中國鐵路上海局集團有限公司寧波工務段，浙江 寧波 315000）

在互聯(lián)網(wǎng)信息時代下，各種先進的信息技術層出不窮，比如云計算技術、大數(shù)據(jù)技術等，同時在鐵路安全管理領域也應用了諸多信息管理系統(tǒng)。因此在鐵路安全方面產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)信息，通過應用大數(shù)據(jù)技術，能夠從這些海量數(shù)據(jù)中挖掘出更多更有價值的信息，從而為鐵路安全管理提供良好的信息支持，從根本上提高鐵路安全管理質(zhì)量水平。

1 鐵路安全管理數(shù)據(jù)特征

1.1 數(shù)據(jù)規(guī)模大

在當前鐵路安全領域中，針對不同的專業(yè)，已經(jīng)建立了數(shù)十個安全監(jiān)控系統(tǒng)，比如鐵路車站安檢系統(tǒng)、車輛安全監(jiān)控系統(tǒng)等，隨著這些系統(tǒng)的持續(xù)運轉(zhuǎn)，已經(jīng)產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)存儲量已經(jīng)達到PB 級別。比如在“5T”系統(tǒng)之中，TFDS 由于能夠產(chǎn)生大量圖像信息，因此本身產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)量非常龐大，每經(jīng)過一趟列車，將會產(chǎn)生700 至800M信息數(shù)據(jù)。而在高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于監(jiān)控對象數(shù)目眾多，因此每年會產(chǎn)生約145PB 的信息數(shù)據(jù)。由此我們能夠認識到，當下鐵路安全管理數(shù)據(jù)具有大規(guī)模特征。

1.2 數(shù)據(jù)內(nèi)容多樣

數(shù)據(jù)內(nèi)容多樣簡單來說是指鐵路安全數(shù)據(jù)的來源多，數(shù)據(jù)格式豐富，不僅包含一般的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，同時還產(chǎn)生了大量的非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。鐵路安全管理監(jiān)控運行中，涵蓋了多個專業(yè)業(yè)務系統(tǒng)，不同業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息也具有一定的差異性，既包含紙質(zhì)數(shù)據(jù)，也包含各種"geo""iic"格式的軌檢車數(shù)據(jù)，還包括一些CAD 數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控錄音、錄像數(shù)據(jù)等，除此之外，很多數(shù)據(jù)信息彼此也有著緊密的聯(lián)系，比如安全管理數(shù)據(jù)需要與天氣、地震數(shù)據(jù)進行關聯(lián)分析，更好的維護列車運行安全。

1.3 數(shù)據(jù)價值高

鐵路安全數(shù)據(jù)本身有著非常高的價值，比如鐵路運營部門通過利用這些數(shù)據(jù)，通過進行統(tǒng)一的分析計算，能夠從中了解鐵路安全管理的實際現(xiàn)狀，還能夠通過數(shù)據(jù)反映的信息規(guī)律等，了解潛在的安全管理風險，從而為后續(xù)鐵路安全管理提供重要的依據(jù)。

2 鐵路安全管理中大數(shù)據(jù)技術的應用

2.1 鐵路人員相關方面的大數(shù)據(jù)技術應用

（1）重點對象追蹤。所謂的重點對象追蹤，簡單來說就是在大數(shù)據(jù)技術的幫助下，輔以必要的人臉識別技術，從而能夠在眾多列車乘客中快速識別定位重點安全隱患對象，從而能夠及時消除安全隱患。尤其是在鐵路車站中，人流密度大、存在的治安風險隱患多，因此通過在車站人臉識別系統(tǒng)的幫助下，能夠采集每一位進站人員信息，這些數(shù)據(jù)信息會上傳至公安局系統(tǒng)中，通過比對查找出危險分子。與此同時，還會以客票系統(tǒng)乘車信息為依據(jù)，在大數(shù)據(jù)挖掘技術的幫助下，了解重點對象活動路線，根據(jù)相應路線，實現(xiàn)對重點危險人員的抓捕。在上述過程中，主要應用到了大數(shù)據(jù)聚類分析、關聯(lián)分析、數(shù)據(jù)挖掘等大數(shù)據(jù)技術。

（2）能夠為鐵路安全決策提供良好支持。鐵路在運行期間，一旦出現(xiàn)重大事故，應急救援指揮信息系統(tǒng)會提供一些歷史事故數(shù)據(jù)，同時還要提供一些鐵路沿線視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)等，針對這些數(shù)據(jù)，通過借助大數(shù)據(jù)聚類分析、關聯(lián)分析等技術，能夠從中發(fā)現(xiàn)事故規(guī)律，總結(jié)事故處理經(jīng)驗，從而能夠為后續(xù)鐵路安全管理決策提供充足的信息參考支持。

2.2 鐵路環(huán)境方面的大數(shù)據(jù)技術應用

（1）用于自然災害的預測，鐵路一般橫跨距離比較長，因此鐵路沿線的天氣變化多端，因此在沿線更容易受到各種自然災害的影響，很多自然災害均具有突發(fā)性特點。通常會基于自然災害類型的不同，采用針對性預測方法。比如可以通過應用大數(shù)據(jù)技術，能夠針對一些自然天氣災害，通過建立數(shù)學模型，根據(jù)相應的模型，來實現(xiàn)自然災害情況的預測，從而為列車運行提供良好支持。

（2）用于鐵路異物侵限監(jiān)測。通過進行鐵路異物侵限監(jiān)測，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)侵限問題，從而及時發(fā)出告警，行車調(diào)度中心也會第一時間收到告警，從而能夠提前采取針對性處理措施，從而能夠有效避免重大行車事故發(fā)生。在當下實際進行異物侵限監(jiān)測時，主要會用到雙電纜傳感器、光纜傳感器、紅外線等技術，而在這一過程中做好大數(shù)據(jù)技術的應用，通過在大數(shù)據(jù)挖掘技術的幫助下，分析異物侵限發(fā)生的時間、發(fā)生環(huán)境、造成危害等數(shù)據(jù)信息，從而能夠了解異物侵限出現(xiàn)的大致規(guī)律，能夠有效做到未雨綢繆，從根源上杜絕因異物侵限而導致的安全事故發(fā)生概率。

2.3 鐵路設備方面的大數(shù)據(jù)技術應用

（1）用于鐵路設備故障診斷。鐵路設備故障發(fā)生原因一般比較復雜，比如可能受設備自身特點影響所導致故障發(fā)生，也有可能是受不同設備在運轉(zhuǎn)時相互影響所導致故障發(fā)生，還有可能僅僅是沒有做好設備故障維護。因此為了更好的診斷設備故障發(fā)生原因，并以此采用針對性預防措施，需要借助大數(shù)據(jù)技術，數(shù)據(jù)挖掘方法的幫助下，更好的開展鐵路設備故障診斷，從海量的歷史數(shù)據(jù)之中，找出相應的規(guī)律，解釋設備故障發(fā)生特點，還能夠?qū)﹁F路設備故障發(fā)展趨勢進行合理的預測，從而更有利于設備故障的消除。在這一過程中，針對大數(shù)據(jù)挖掘技術的應用，主要是借助鐵路設備在發(fā)生故障時，會產(chǎn)生動態(tài)事件序列信息時空特點，并以此為依據(jù)，成功建立鐵路設備故障發(fā)生過程時間序列信息模型，在此基礎上，通過數(shù)據(jù)挖掘方式，挖掘出事件序列信息中隱含的關聯(lián)性，從中發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生規(guī)律，更有助于故障問題解決。另一方面，應該大數(shù)據(jù)挖掘技術進行設備診斷，還能夠在距離函數(shù)的幫助下，來度量事件序列相似性，同時采用動態(tài)規(guī)劃算法。運行相似性最優(yōu)代價，最終成功將故障診斷問題轉(zhuǎn)化為尋找與實際故障事件相似的模式，最終總結(jié)出設備故障特征和故障處理模式，更有助于故障問題解決。

（2）用于鐵路設備安全風險源識別。針對鐵路設備的安全管理，需要立足社會運行各個環(huán)節(jié)，分析其中存在的危險因素，并通常采用定性或定量統(tǒng)計分析方式，明確不同安全風險的嚴重程度，并以此為依據(jù)，確定安全風險的防控順序，從而既能夠降低安全風險防控處理帶來的成本損耗，又能夠最大地減少安全風險發(fā)生帶來的損失，最終促使鐵路安全生產(chǎn)環(huán)境得到有效改善，從根本上降低鐵路安全事故的發(fā)生概率。在實際進行鐵路設備狀態(tài)的安全風險管理過程中，需要對存在的安全風險進行全面識別，還需要對存在的安全風險做好評估與控制。在實際進行鐵路設備安全風險識別的過程中，需要參考故障診斷的結(jié)果，通過應用大數(shù)據(jù)挖掘技術，找出與出現(xiàn)故障設備各種條件相同，但并未發(fā)生故障的設備，一般情況下，這種設備潛在安全風險通常比較大。因此在實際進行設備安全管理時，需要著重對同類型設備關注同時，除此之外，在大數(shù)據(jù)技術的幫助下，還能夠結(jié)合現(xiàn)有設備的運行條件變化規(guī)律，來對設備未來運行進行的安全狀態(tài)，從而提前做好在設備故障發(fā)生前，就能夠及時進行維護處理，更好的保證鐵路設備安全。

（3）開展設備狀態(tài)維修工作，主要包括兩種內(nèi)容，一是設備可靠性維修，通過對設備某個元件的可能出現(xiàn)故障進行預測，并分析該故障問題會對整個系統(tǒng)可靠性帶來哪些影響，結(jié)合相應的影響，采取針對性設備維修策略，更好的提高設備維修質(zhì)量水平。還有一種是設備預測性維修，顧名思義，便是通過對設備可能存在的故障進行合理的預測，并提前做好針對性維修技術的準備。在這一過程中，需要加強對設備故障診斷技術的應用，針對設備潛伏故障，做好針對性地分析，并結(jié)合故障帶來的后果做好深入分析，從而為設備是否繼續(xù)保持運行提供良好決策。

如果鐵路設備的安全風險等級比較好，需要針對該設備，量身打造一個維修策略，并提前準備好設備維修措施，能夠有效降低安全隱患發(fā)生概率。在此基礎上，還可以采用設備狀態(tài)監(jiān)視方式，加強對設備的狀態(tài)檢修，在第一時間掌握設備運行狀態(tài)變化，并以此為依據(jù)，做好維修計劃的合理安排，有效控制鐵路設備運行風險，保障鐵路設備能夠穩(wěn)定安全運行。

3 結(jié)語

綜上所述，鐵路安全管理是一個較為系統(tǒng)復雜的過程，尤其是當下隨著各種信息技術的應用，鐵路安全管理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來越豐富，數(shù)據(jù)規(guī)模也越來越大，為了促使這些數(shù)據(jù)發(fā)揮出更大的作用價值，有必要立足鐵路安全管理各個環(huán)節(jié)，做好大數(shù)據(jù)技術的針對性應用，從而挖掘出更多有價值的信息，為鐵路安全管理提供良好的信息支持。