摘要：在我國進入21世紀以來，我國的綜合國力在不斷的加強，社會在不斷的進步，隨著動車組信息化建設(shè)不斷深入，動車組運維相關(guān)信息系統(tǒng)逐步建立。為推動動車組運用和檢修的高效穩(wěn)定發(fā)展，實現(xiàn)規(guī)范系統(tǒng)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，滿足數(shù)據(jù)共享，結(jié)合動車組信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源多源異構(gòu)的特點與動車組運維智能化需求，提出基于大數(shù)據(jù)的動車組運維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺總體架構(gòu)、邏輯架構(gòu)和功能架構(gòu)，分析動車組運維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合具體動車組運維需求實現(xiàn)應(yīng)用，為鐵路動車組運維數(shù)據(jù)服務(wù)管理提供支撐，提高運輸組織效率，保障動車安全運行。

　　關(guān)鍵詞：動車組;大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)資源;平臺;架構(gòu);關(guān)鍵技術(shù)

　　引言

　　隨著動車運用檢修工作的不斷進步，傳統(tǒng)計劃預防修模式引發(fā)的“過度修”等問題日漸暴露，以大數(shù)據(jù)為核心的“可靠性”狀態(tài)修模式應(yīng)運而生，人從理論的角度基于動車組等故障概率研究了狀態(tài)維修建模體系，結(jié)合生產(chǎn)運用中的大數(shù)據(jù)對運輸組織及管理進行了優(yōu)化，本文結(jié)合狀態(tài)修理論以及現(xiàn)場大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，從動車運用工作中實際問題出發(fā)，研究相應(yīng)部件磨耗、老化或故障規(guī)律，探索可靠性維修體系，確定合理的檢修方式、檢修類型、檢修間隔周期等，從而爭取以最少的維修資源消耗確定合理有效的檢修方針。

　　運輸論文投稿刊物：《鐵道運輸與經(jīng)濟》(月刊)創(chuàng)刊于1979年，由鐵道科學研究院運輸與經(jīng)濟研究所主辦，中國鐵道學會運輸委員會、經(jīng)濟委員會聯(lián)合出版，鐵道部主管，是國內(nèi)外公開發(fā)行的鐵路運輸綜合性科技刊物。

　　1動車組故障檢修設(shè)備信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建

　　在動車組列車系統(tǒng)中設(shè)置信息系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)列車運行過程中的各種故障問題和風險問題，并發(fā)出報警，從而采取及時有效的措施進行解決，保障檢修設(shè)備以及列車設(shè)備可以高效安全的運行。由此可見，動車故障是否能夠及時獲得快速的處理，直接關(guān)系著動車組列車的運營安全性以及運營效率。

　　因此，必須要加強檢修設(shè)備管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建，結(jié)合鐵路局鐵道部門動車基地車輛段的運行需求以及調(diào)度方案，進行合理的檢修信息化管理系統(tǒng)的配置，從而能夠?qū)崿F(xiàn)檢修設(shè)備的全過程全生命周期的管理，對列車組設(shè)備的應(yīng)用、設(shè)備的購買、設(shè)備的維修養(yǎng)護以及設(shè)備的改造升級進行有效的監(jiān)控和跟蹤，從而可以全面反映列車組的實際運行狀態(tài)，保證動車組設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量以及應(yīng)用效率。動車組檢修設(shè)備管理信息化系統(tǒng)設(shè)計需要滿足以下幾個要求，首先，要能夠體現(xiàn)人機交互功能和信息自動采集功能，從而可以在設(shè)備全過程監(jiān)督的過程中對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行及時的采集與分析，為后續(xù)設(shè)備故障的處理以及調(diào)度方式的優(yōu)化提供有效的數(shù)據(jù)支持。同時，還能夠保證動車組列車維修可以更加高效地進行，實現(xiàn)動車檢修工作的自動化和智能化控制。

　　其次，還需要建立起相關(guān)的信息知識與故障診斷的處理庫，為工作人員之間的交流與溝通提供有效的信息平臺，加強用戶、工作人員對相關(guān)故障信息的了解和重視，從而能夠及時的反饋列車組的故障信息并獲得可靠的解決。另外，還需要保證檢修工作的真實性、可靠性、實時性和有效性。列車組檢修設(shè)備管理信息系統(tǒng)設(shè)置，主要是利用無線射頻識別技術(shù)和條形碼技術(shù)對相關(guān)設(shè)備進行識別，從而可以有效反饋相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并利用手機終端或者相關(guān)設(shè)備進行有效識別操作，能夠保證工作的有效性和真實性。管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建還需要建立起相應(yīng)的知識處理以及故障診斷庫，豐富工作人員的知識儲備，提高工作人員的專業(yè)水平，從而能夠為人員經(jīng)驗和知識的分享提供和創(chuàng)造有效的環(huán)境。

　　2動車組運維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

　　2.1統(tǒng)一編碼技術(shù)

　　在系統(tǒng)設(shè)計時，各數(shù)據(jù)源系統(tǒng)多數(shù)采取獨立設(shè)計，較少考慮共存系統(tǒng)的標準化。即使存在數(shù)據(jù)交互的系統(tǒng)，也只是定義了數(shù)據(jù)接口，且接口內(nèi)定義的參數(shù)代碼有時與各系統(tǒng)中的參數(shù)代碼存在差異，如車組、車次、車型等參數(shù)，在各系統(tǒng)中的定義表示不盡相同。如果不對這些代碼進行統(tǒng)一標準轉(zhuǎn)換，則在數(shù)據(jù)集中存儲時很難實現(xiàn)統(tǒng)一，這也給數(shù)據(jù)整合帶來了難度。代碼標準化轉(zhuǎn)換是ETL過程的步驟之一。

　　按照標準編碼規(guī)則，將各系統(tǒng)的編碼與標準編碼之間定制映射，并在源數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)管理層時，進行轉(zhuǎn)換處理。具體的標準編碼可考慮國際或國家標準，或采用鐵道部專用系統(tǒng)標準代碼。對于具有各種標準編碼的數(shù)據(jù)項，應(yīng)該盡可能使用標準編碼作為系統(tǒng)的統(tǒng)一編碼標準;對于沒有標準編碼的數(shù)據(jù)，應(yīng)首選關(guān)鍵數(shù)據(jù)源系統(tǒng)(如核心業(yè)務(wù)模塊系統(tǒng))的編碼規(guī)則作為編碼標準，以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的一致性;對于關(guān)鍵數(shù)據(jù)源系統(tǒng)中沒有編碼的數(shù)據(jù)項，可采用其他多數(shù)數(shù)據(jù)源系統(tǒng)所采用的編碼規(guī)則作為編碼標準，以保證多數(shù)數(shù)據(jù)的一致性，降低轉(zhuǎn)換負擔。

　　2.2數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵤┘夹g(shù)路線

　　在實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及存儲管理的基礎(chǔ)上，按照對車輛運營安全、正常行車及乘客舒適度影響的程度，以及“整車—主要系統(tǒng)—關(guān)鍵部件”的層次，分析數(shù)據(jù)挖掘的業(yè)務(wù)對象，形成轉(zhuǎn)向架走行系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)等各個專題需求。根據(jù)具體的需求，從數(shù)據(jù)中心提取列車運營歷史數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)，針對選取的應(yīng)用對象進行數(shù)據(jù)整合(重采樣、數(shù)據(jù)降維、剔除異常、補缺等操作)，基于機理分析及專業(yè)知識，初步選擇模型特征及對應(yīng)的輸出參量，同時采用隨機森林等機器學習方法從整合后的全部數(shù)據(jù)字段自動搜索模型特征，將兩種方法選擇的特征相組合，采用機器學習方法構(gòu)建模型。開展模型訓練及測試工作。

　　將提取到的數(shù)據(jù)源按照90%和10%比例拆分為訓練和測試數(shù)據(jù)，由于動車組運營數(shù)據(jù)中設(shè)備故障數(shù)據(jù)比例較少，可采用多折交叉法驗證。將測試、驗證后模型部署于生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)中心并接入動車組運營實時數(shù)據(jù)，對相關(guān)設(shè)備運營狀態(tài)進行檢測、評估。在此過程中，對設(shè)備發(fā)生故障的數(shù)據(jù)進行標注，以強化模型的學習能力，進而優(yōu)化模型。最后，根據(jù)模型診斷結(jié)果，給出預警信息;有針對性地制定設(shè)備維護計劃(包含維護時間節(jié)點、需要的配件和工具及技術(shù)支持等)，優(yōu)化配件管理;通過數(shù)字化技術(shù)資料及虛擬遠程可視化技術(shù)，完成故障的快速處置。

　　2.3作業(yè)管理

　　動車組故障檢修數(shù)據(jù)處理技術(shù)的有效應(yīng)用可以結(jié)合調(diào)度下達的每日作業(yè)工單以及日生產(chǎn)計劃，根據(jù)動車組列車的生產(chǎn)能力的資源狀況進行合理的工作人員的分配以及所有人員的調(diào)控，使得作業(yè)人員能夠明確技術(shù)標準以及相應(yīng)的工作內(nèi)容和工作方法。結(jié)合安全質(zhì)量管理需求以及檢修作業(yè)進行科學的動車組故障的監(jiān)控與管理，實現(xiàn)一體化的質(zhì)量管理、進度控制以及安全卡控，對作業(yè)人員的行為進行合理的規(guī)范，提供電子化檢修記錄以及進行檢修記錄管理方式，并進行安全質(zhì)量和工時量等相關(guān)信息的采集，對作業(yè)的維修數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)進行有效積累。

　　同時，還可以提供對列車內(nèi)動車組履歷、各類技術(shù)文件配件履歷進行長期管理及統(tǒng)計，從而可以對列車的生產(chǎn)運行過程提供有效地技術(shù)指導，對設(shè)備的診斷信息、檢測信息以及人工檢查信息進行下的整合和采集，并建立起故障維修信息知識庫以及故障庫系統(tǒng)，可以支持配件壽命管理及動車組技術(shù)分析，保證列車組的運行質(zhì)量以及運行效率。

　　結(jié)語

　　隨著大數(shù)據(jù)熱潮與鐵路信息化建設(shè)的全面開展，信息化管理在生產(chǎn)中成效顯著。動車組運維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺面向動車段配屬、計劃、履歷、故障、大部件等系統(tǒng)業(yè)務(wù)，迎合多種業(yè)務(wù)需求，與現(xiàn)有的動車組信息系統(tǒng)建立聯(lián)系。通過數(shù)據(jù)規(guī)范制定、大數(shù)據(jù)平臺搭建、數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)、元數(shù)據(jù)管理等一系列流程建設(shè)，該平臺具備數(shù)據(jù)規(guī)范治理、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)接口管理等功能，同時實現(xiàn)了動車組主數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、同步維護、集中發(fā)布和全路共享，對動車組PHM建設(shè)，動車組智能運維，保障動車組安全運輸，提高經(jīng)營效益與運輸質(zhì)量，提升服務(wù)能力，具有重要的現(xiàn)實意義。

　　參考文獻

　　[1]呂兆星，鄭傳峰，宋天龍，等.企業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)構(gòu)建實戰(zhàn)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017.

　　[2]王華偉.鐵路運輸設(shè)備技術(shù)狀態(tài)大數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)研究[J].鐵道運輸與經(jīng)濟，2017，39(8)：60-64.

　　作者：李冰胡墨臣張瑞李桂琴王茂潤