高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化研究與運(yùn)維決策支持

摘 要：隨著我國(guó)高速鐵路的不斷發(fā)展，其信號(hào)系統(tǒng)迎來(lái)規(guī)范化的大好時(shí)機(jī)。目前，高速鐵路的信號(hào)系統(tǒng)中需要處理的信息種類繁多、內(nèi)容復(fù)雜，原有的運(yùn)維決策與手段無(wú)法處理當(dāng)前存在的問(wèn)題。只有提升高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的規(guī)范化，其運(yùn)維工作的開(kāi)展才會(huì)相對(duì)順利。本文將對(duì)我國(guó)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展背景及狀況進(jìn)行分析，提出解決信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化的具體方案，探索高質(zhì)量運(yùn)維決策。

關(guān)鍵詞：高速鐵路系統(tǒng);大數(shù)據(jù)規(guī)范化;運(yùn)維決策

中圖分類號(hào)：TP311.13;U284.92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著信息時(shí)代的飛速發(fā)展，高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)逐漸成型。其在很大程度上達(dá)到了智能化和集中化的要求，然而在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于規(guī)范化程度不夠?qū)е缕鋵?shí)時(shí)性、可靠性受到了一定的影響。由此可見(jiàn)，提升高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的規(guī)范化對(duì)于鐵路系統(tǒng)信息化發(fā)展具有重要意義。高速鐵路信息化作為未來(lái)發(fā)展的主流方向，加強(qiáng)運(yùn)維決策、實(shí)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化是掃清其發(fā)展道路障礙的重要方式之一。

1 了解國(guó)內(nèi)外高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展

（1）國(guó)外高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展歷程及背景。歐洲是鐵路信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的代表性地區(qū)。無(wú)論是相關(guān)的鐵路技術(shù)還是信息技術(shù)，歐洲都處于世界領(lǐng)先地位，因此其高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展根基堅(jiān)實(shí)。歐洲不同國(guó)家的信號(hào)系統(tǒng)存在一定差異，所以在互聯(lián)互通方面存在很多障礙。對(duì)于跨境列車的運(yùn)輸而言，不同的信號(hào)系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸效率嚴(yán)重下降。為解決這一突出問(wèn)題，目前歐洲高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)正在向標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)化的信號(hào)系統(tǒng)在管理以及運(yùn)維方面可以無(wú)視地域帶來(lái)的差異，實(shí)現(xiàn)高效率的互聯(lián)互通。

（2）國(guó)內(nèi)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展歷程及背景。由于國(guó)內(nèi)在信號(hào)與信息技術(shù)發(fā)展方面存在一定的滯后性，所以國(guó)內(nèi)的高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的起步也相對(duì)較晚。然而，在國(guó)人的不斷努力之下，我國(guó)當(dāng)前國(guó)內(nèi)鐵路信號(hào)系統(tǒng)在控制范圍、容錯(cuò)率以及智能化程度等方面都有顯著的提升。不過(guò)，信息技術(shù)的更新?lián)Q代速度遠(yuǎn)超信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展，所以信號(hào)系統(tǒng)的完善工作一直在路上。

（3）國(guó)外高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展對(duì)于國(guó)內(nèi)的啟示。我國(guó)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)是通過(guò)借鑒歐洲形成的，因此在信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的初期存在技術(shù)層面的障礙。通過(guò)對(duì)國(guó)外鐵路信號(hào)系統(tǒng)的研究，可以發(fā)現(xiàn)其核心在于信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的規(guī)范化和運(yùn)維策略的制定。當(dāng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化達(dá)到一定程度后，其管理效率會(huì)得到飛速提升，信號(hào)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的現(xiàn)象也會(huì)隨之減少。

2 分析實(shí)現(xiàn)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化的難題

（1）鐵路公司缺少明確的大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略。數(shù)字化時(shí)代的到來(lái)引領(lǐng)了各行業(yè)的大數(shù)據(jù)發(fā)展。國(guó)家層面也做出了相關(guān)規(guī)定，其目的在于推進(jìn)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的發(fā)展。然而，很多企業(yè)并沒(méi)有明確的大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略，這就導(dǎo)致大數(shù)據(jù)發(fā)展嚴(yán)重缺乏動(dòng)力。以當(dāng)前高速鐵路的信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)發(fā)展為例，數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)更新困難、數(shù)據(jù)信息可信度低、大數(shù)據(jù)規(guī)范化差都是目前我國(guó)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)發(fā)展中存在的問(wèn)題。對(duì)于處在大數(shù)據(jù)建設(shè)初期的高速鐵路行業(yè)而言，制定可行性較高的發(fā)展目標(biāo)和戰(zhàn)略至關(guān)重要。

（2）信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化管理制度不完善。由于缺乏大數(shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略的思考，所以信號(hào)系統(tǒng)的管理制度也比較松散。信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)所包含的信號(hào)種類十分復(fù)雜，在進(jìn)行匯總處理時(shí)需要借助一套規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)才能提高信號(hào)系統(tǒng)的處理效率。以大數(shù)據(jù)的形式對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)中所反映出的信號(hào)內(nèi)容進(jìn)行管理和分析工作能夠有效地發(fā)揮大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、整合能力強(qiáng)等特點(diǎn)。然而，當(dāng)前的大數(shù)據(jù)使用規(guī)范制度還不夠完善，所以信號(hào)系統(tǒng)還有很大的提升空間。

（3）缺乏高質(zhì)量大數(shù)據(jù)信號(hào)系統(tǒng)管理人才。目前，信號(hào)系統(tǒng)和信息技術(shù)正處于蓬勃的發(fā)展時(shí)期，然而高校的培養(yǎng)目標(biāo)和社會(huì)市場(chǎng)需求之間存在很大差距。高校有關(guān)信號(hào)系統(tǒng)方面的理論知識(shí)相對(duì)比較陳舊主要是因?yàn)楦咝Ｕn本的改變是需要一定的周期。另外，高校更加注重的是思維的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的提升，所以當(dāng)高校人才流入市場(chǎng)后往往不能滿足社會(huì)的需求。相關(guān)專業(yè)人才的缺乏勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展受到限制。由此可見(jiàn)，培養(yǎng)實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)型人才對(duì)于鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展至關(guān)重要。

（4）高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)效率不高、壽命不長(zhǎng)。鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的建設(shè)離不開(kāi)資金扶持。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用成本相對(duì)較高，所以在信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的建設(shè)中需要大量資金。然而，目前中國(guó)高速鐵路每年都會(huì)出現(xiàn)很大的資金虧損。中國(guó)斥巨資修建的高速鐵路和建設(shè)的信號(hào)系統(tǒng)卻以十分親民的票價(jià)讓每一位中國(guó)人都能享受到科技發(fā)展帶來(lái)的便捷。由于資金投入有限，所以鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的工作效率無(wú)法得到保證，其信號(hào)系統(tǒng)的工作壽命也十分短暫。

3 高速鐵路系統(tǒng)大數(shù)據(jù)運(yùn)維過(guò)程中的困難

（1）運(yùn)維過(guò)程缺少軟件支持。高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)都需要軟件技術(shù)的支持。軟件的開(kāi)發(fā)給高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的規(guī)范化提供了平臺(tái)。隨著高速鐵路信息化程度的不斷提升，其需要進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)量也大大增加。這對(duì)于軟件的可操作性、兼容性都是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。另外，維護(hù)是鐵路信號(hào)系統(tǒng)日常工作的重要環(huán)節(jié)，一方面可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)在運(yùn)行中的問(wèn)題并實(shí)施整改提高系統(tǒng)性能，另一方面能夠加速系統(tǒng)的升級(jí)。

（2）運(yùn)維決策可行性不高。目前，高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)維決策存在過(guò)于理想化的現(xiàn)象。雖然國(guó)內(nèi)信息技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭正旺并且與高速鐵路結(jié)合比較成功，但是并沒(méi)有達(dá)到信息系統(tǒng)的預(yù)期目標(biāo)。然而，部門(mén)鐵路公司對(duì)此沒(méi)有清醒的認(rèn)識(shí)依然制定了高出實(shí)際情況的運(yùn)維決策方案。過(guò)高標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)維方案會(huì)導(dǎo)致信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展脫離實(shí)際，對(duì)于處在發(fā)展初期的高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)而言有百害而無(wú)一利。作為發(fā)展初期應(yīng)該腳踏實(shí)地切實(shí)做好準(zhǔn)備工作為后期快速發(fā)展打下理論和物質(zhì)基礎(chǔ)。

（3）運(yùn)維工作監(jiān)管力度不大。由于當(dāng)前我國(guó)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)正處于發(fā)展中階段，所以在其運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中很容易發(fā)生問(wèn)題。這就意味著，鐵路信號(hào)系統(tǒng)需要設(shè)置監(jiān)管部門(mén)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)維情況。另外，目前相關(guān)運(yùn)維工作者中間存在工作不認(rèn)真的現(xiàn)象。如果不對(duì)運(yùn)維工作進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，那么很可能會(huì)因?yàn)檫\(yùn)維過(guò)程中的問(wèn)題導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。高速鐵路作為人民日常出行的常用交通工具之一，其安全性受到了社會(huì)各界人士的關(guān)注。所以，加強(qiáng)運(yùn)維工作的監(jiān)管力度對(duì)于鐵路發(fā)展至關(guān)重要。

（4）數(shù)據(jù)調(diào)度能力不高，子系統(tǒng)互聯(lián)程度低。高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)是由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的，子系統(tǒng)之間相互存在一定的獨(dú)立性可以對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，另外各子系統(tǒng)之間能夠進(jìn)行互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。不過(guò)，目前子系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通工作做的并不好，這就嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的工作效率。數(shù)據(jù)的調(diào)度是通過(guò)調(diào)度集中系統(tǒng)CTC實(shí)現(xiàn)的，其能有效調(diào)度集中通信網(wǎng)絡(luò)，并且保證信號(hào)安全通信數(shù)據(jù)網(wǎng)和集中通信數(shù)據(jù)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)效果。然而，目前其調(diào)度能力仍然有待提高。

4 探索解決高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化與運(yùn)維工作中困難的具體方案

（1）號(hào)召各大鐵路公司制定信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化的戰(zhàn)略目標(biāo)。如今，高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)正在蓬勃發(fā)展，面對(duì)紛繁復(fù)雜的信息如果不能做好規(guī)范工作那么系統(tǒng)的運(yùn)行速度會(huì)受到極大的影響。因此，制定適當(dāng)?shù)膽?zhàn)略目標(biāo)有助于鐵路信息系統(tǒng)的發(fā)展明確發(fā)展方向。鐵路公司應(yīng)該時(shí)刻緊跟國(guó)家政策根據(jù)自身信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展情況制定可行性較高的戰(zhàn)略方案。通過(guò)一段時(shí)間的施行后，對(duì)當(dāng)前的戰(zhàn)略方案做出評(píng)價(jià)根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)律重新規(guī)劃新的目標(biāo)。在這樣不斷修正的過(guò)程中，鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化工作效率與運(yùn)維決策可行性都會(huì)有所提升。

（2）加大專業(yè)人才培養(yǎng)力度。任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)一代又一代專業(yè)人才的共同努力。專業(yè)人才是高新技術(shù)行業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化與運(yùn)維決策都需要專業(yè)技術(shù)的支持，而加大人才培養(yǎng)力度首先應(yīng)該從高校層面做起。國(guó)家相關(guān)教育部門(mén)應(yīng)大力支持該行業(yè)的探索與研究，無(wú)論是從科研經(jīng)費(fèi)方面還是從師資力量方面都應(yīng)該加大投入。當(dāng)前技術(shù)的更新迭代速度非?？?，所以在進(jìn)行人才培養(yǎng)時(shí)很容易出現(xiàn)理論知識(shí)的滯后性。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)時(shí)刻關(guān)注市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)向及時(shí)對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。如此一來(lái)，專業(yè)人才在投入市場(chǎng)后對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響會(huì)更加直接。

（3）完善信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范制度。信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的規(guī)范化要從三個(gè)階段進(jìn)行整體把握。對(duì)于高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)而言，時(shí)刻都在進(jìn)行著數(shù)據(jù)的收集、處理以及輸出三個(gè)方面的工作。從數(shù)據(jù)來(lái)看，各式各樣數(shù)據(jù)的模式以及端口都有所不同，所以在收集信號(hào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時(shí)需要多端口工作進(jìn)而確保數(shù)據(jù)的收集不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。其次，數(shù)據(jù)的處理階段需要對(duì)收集來(lái)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理。在處理整合的過(guò)程中可以將數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行統(tǒng)一。如此一來(lái)，后期處理的工作量會(huì)大大減輕。

（4）嚴(yán)格制定運(yùn)維決策，加大監(jiān)管力度。鐵路現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化和信息化發(fā)展的產(chǎn)物，也是高速鐵路實(shí)現(xiàn)全線調(diào)度綜合優(yōu)化的重要機(jī)制，在保證集中化管理項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，也要對(duì)智能化控制結(jié)構(gòu)予以重視。運(yùn)維決策的制定需要嚴(yán)格遵守信號(hào)系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定，一方面要充分體現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)智能化的優(yōu)勢(shì)，另一方面要確保信號(hào)系統(tǒng)的安全性。信息化雖然帶來(lái)了生活上的便捷，但是其安全性并沒(méi)有得到廣泛的認(rèn)可。以高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)為例，如果有不法分子潛入系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)某些重要信息進(jìn)行篡改，那么乘客的人身安全將無(wú)法得到保障。因此，加強(qiáng)信號(hào)系統(tǒng)的安全監(jiān)管力度十分重要。信號(hào)系統(tǒng)的定期維護(hù)工作決定了其使用壽命。系統(tǒng)維護(hù)就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)管理的漏洞并進(jìn)行補(bǔ)救，防止因漏洞導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

5 總結(jié)

隨著我國(guó)高速鐵路的迅猛發(fā)展，高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)產(chǎn)生了海量的運(yùn)營(yíng)維護(hù)數(shù)據(jù)。高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量大、增長(zhǎng)速度快等典型的大數(shù)據(jù)特征。如何解決信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)數(shù)據(jù)方面的問(wèn)題是當(dāng)前鐵路部門(mén)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。大數(shù)據(jù)規(guī)范化一旦實(shí)現(xiàn)，信號(hào)系統(tǒng)將會(huì)得到迅速發(fā)展。相信在國(guó)家相關(guān)戰(zhàn)略的支持下，高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)將會(huì)在不久的未來(lái)得到規(guī)范化，其運(yùn)維決策支持也將得到提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈小強(qiáng).高速鐵路現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)方式探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2017（12）：73+75.

[2]楊連報(bào).高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化研究與運(yùn)維決策支持[D].北京交通大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介：宋永濤（1979—），男，北京人，大專，工程師，研究方向：鐵路信號(hào)控制。