鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能設(shè)計研究

所屬分類：電子論文閱讀次時間：2020-03-05 07:41

本文摘要：摘要：隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代化技術(shù)日益成熟，為鐵路貨運安全管理智能化提供了有效的技術(shù)手段。結(jié)合鐵路貨運內(nèi)外部數(shù)據(jù)需求，以及鐵路貨運安全風險識別和風險預(yù)警功能需求，提出風險管理評價+風險預(yù)警+綜合分析的鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能架構(gòu)，探

　　摘要：隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代化技術(shù)日益成熟，為鐵路貨運安全管理智能化提供了有效的技術(shù)手段。結(jié)合鐵路貨運內(nèi)外部數(shù)據(jù)需求，以及鐵路貨運安全風險識別和風險預(yù)警功能需求，提出“風險管理評價+風險預(yù)警+綜合分析”的鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能架構(gòu)，探討鐵路貨運安全風險評價功能、貨運關(guān)鍵項點安全風險預(yù)警功能，以及貨運安全綜合分析的功能，為有效提升鐵路貨運安全智能化管理能力提供決策依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：鐵路貨運;安全管理;風險管理評價;風險預(yù)警;大數(shù)據(jù)技術(shù)

鐵道機車與動車

　　鐵路工程師論文投稿刊物：《鐵道機車與動車》宣傳和貫徹國家關(guān)于內(nèi)燃牽引方面的技術(shù)方針政策，實現(xiàn)理論與實踐、普及與提高相結(jié)合的原則，交流和推廣內(nèi)燃機車及相關(guān)專業(yè)方面的試驗、研究、運用、檢修、教學等方面的經(jīng)驗和成果，推動內(nèi)燃牽引專業(yè)的發(fā)展。

　　鐵路貨運安全是鐵路貨運的紅線和底線，是保障鐵路貨運質(zhì)量的基礎(chǔ)與支撐。近年來，鐵路貨運系統(tǒng)強化鐵路貨運基礎(chǔ)建設(shè)，從設(shè)備更新、制度建設(shè)、人員培訓等方面采取有力措施，有效地提升鐵路貨運安全保障能力^。但是，由于鐵路貨運風險管理能力不足，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚未得到充分挖掘，安全管理仍有優(yōu)化空間。隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等現(xiàn)代化技術(shù)日益成熟，以規(guī)模化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)提升管理效率與水平，能夠有效驅(qū)動鐵路現(xiàn)代化發(fā)展步伐。加快鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能架構(gòu)設(shè)計及研發(fā)運用，能夠為充分挖掘鐵路貨運安全數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)鐵路貨運安全風險的精準識別與預(yù)測預(yù)警，提升鐵路貨運安全風險管理能力，提供有效的技術(shù)手段。

　　1鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能架構(gòu)分析

　　立足鐵路貨運安全風險實時預(yù)警的難題，鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能建設(shè)需要以統(tǒng)一鐵路貨運內(nèi)外部信息為基礎(chǔ)，面向安檢查危、裝載加固、動貨混跑、裝卸作業(yè)、危險貨物、超限貨物、鮮活貨物、貨損貨差等鐵路貨運突出安全風險項點，實現(xiàn)及時準確地識別與預(yù)警，提高鐵路貨運安全風險防范能力。

　　1.1數(shù)據(jù)需求分析

　　鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能建設(shè)需要對鐵路貨運內(nèi)部和外部的相關(guān)數(shù)據(jù)進行匯集，同時對不滿足需求的貨運站、貨檢、危險貨物、集裝箱、保價、零散快運平臺等相關(guān)信息系統(tǒng)進行改造升級，以滿足安全大數(shù)據(jù)的功能設(shè)計需求141。

　　(1)鐵路貨運內(nèi)部數(shù)據(jù)。主要包括電子運單數(shù)據(jù)信息、確報相關(guān)數(shù)據(jù)信息、貨運站作業(yè)數(shù)據(jù)、鐵路集裝箱運輸管理數(shù)據(jù)、鐵路接取送達系統(tǒng)及取配通系統(tǒng)數(shù)據(jù)、貨檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)、限界系統(tǒng)數(shù)據(jù)、貨運計量安全檢測報警數(shù)據(jù)、電子施封鎖數(shù)據(jù)等類型數(shù)據(jù)，以及線路字典、車站字典、線站字典、車型字典、車務(wù)段隸屬關(guān)系字典等鐵路主數(shù)據(jù)系統(tǒng)內(nèi)信息。(2)其他外部數(shù)據(jù)。主要包括工務(wù)部門鐵路防洪應(yīng)急管理系統(tǒng)和列車運行監(jiān)控記錄裝置(LKj)數(shù)據(jù)、安監(jiān)部門的安監(jiān)報數(shù)據(jù)、事故認定情況數(shù)據(jù)、車輛部門的列車運行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)(TPDS)數(shù)據(jù)。

　　1.2功能需求分析

　　風險識別、風險預(yù)測和風險處理是企業(yè)風險管理的主要步驟。鐵路貨運安全管理的目標是實現(xiàn)安全風險的高效管理，要求鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)能夠及時準確地對風險進行識別和預(yù)測，以便于鐵路貨運管理部門采取措施精準治理。(1)鐵路貨運安全風險識別。結(jié)合安檢查危、裝載加固、裝卸作業(yè)、危險貨物、超限貨物等鐵路貨運安全管理要點，以鐵路貨運場站、貨運作業(yè)、設(shè)備健康狀態(tài)等為重點，能夠準確找出安全事故及隱患的影響因素。明確風險臨界點，實現(xiàn)鐵路貨運安全風險分級分類管理，為風險預(yù)警與綜合分析提供基礎(chǔ)支撐151。(2)鐵路貨運安全風險預(yù)警。能夠?qū)﹁F路貨運安全風險點數(shù)據(jù)分析預(yù)測、判斷發(fā)展趨勢，重點解決超時停留預(yù)警、極端天氣預(yù)警、超限車輛等重點貨物超偏載臨界預(yù)警、高附加值貨物經(jīng)過貨盜高發(fā)區(qū)預(yù)警等貨運安全風險預(yù)警，并及時向管理人員提供預(yù)警信息，給出相應(yīng)的風險應(yīng)對預(yù)案丨6-7丨。同時，從全面掌握鐵路貨運安全事故和突出隱患的全局角度，需要根據(jù)所屬貨運作業(yè)類型、責任單位、發(fā)生時段、具體原因等進行多維度分類統(tǒng)計，實現(xiàn)隱患特征分析、精準治理等[8]。

　　1.3功能架構(gòu)

　　鐵路貨運票據(jù)電子化基本貫穿了貨運業(yè)務(wù)全過程，有著技術(shù)較前沿、設(shè)計合理、延伸能力較強、應(yīng)用面較廣泛的特征，在現(xiàn)有貨運組織活動中的地位尤為重要。因此，充分利用貨運票據(jù)電子化綜合應(yīng)用平臺所取得的成果，以鐵路貨運安全基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與整理為支撐，以貨運安全風險管理評價、貨運安全風險預(yù)警、貨運安全綜合分析3大功能為重點，進行貨運安全大數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用建設(shè)，滿足多層級、跨部門貨運安全作業(yè)及管理需求。

　　2鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能設(shè)計分析

　　2.1貨運安全風險管理評價功能

　　按照貨運場站、貨運作業(yè)、貨運設(shè)備3個維度，開展基于大數(shù)據(jù)的鐵路貨運安全風險評價，確保設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)狀態(tài)和設(shè)施狀態(tài)良好。(I)貨運場站安全風險管理評價�；跉v史數(shù)據(jù)，結(jié)合貨運量、事故數(shù)、貨損貨差、接取送達客戶滿意度等主要影響因素，給出所有貨運場站(含專用線)安全管理綜合級別;在選擇單一貨運場站后，給出主要的安全管理風險點的級別，并實現(xiàn)可視化展示，形成貨運場站安全管理畫像。(2)貨運作業(yè)安全風險管理評價。①裝卸作業(yè)安全管理。基于歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合裝卸作業(yè)量、裝卸事故數(shù)、貨損貨差等主要影響因素，給出鐵路局集團公司裝卸安全管理綜合級別;在選擇單一鐵路局集團公司后，給出主要的裝卸安全管理風險點的級別，并實現(xiàn)可視化展示，形成裝卸安全管理畫像。②貨檢作業(yè)安全管理。

　　基于歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合貨檢工作量、項點識別數(shù)、處理效果等主要影響因素，給出鐵路局集團公司貨檢安全管理綜合級別，在選擇單一鐵路局集團公司后，給出主要的貨檢安全管理風險點的級別，并實現(xiàn)可視化展示，形成貨檢安全管理畫像。③抑塵作業(yè)安全管理�；跉v史數(shù)據(jù)，結(jié)合抑塵工作量、抑塵劑噴灑量、抑塵效果等主要影響因素，給出鐵路局集團公司抑塵作業(yè)安全管理綜合級別;在選擇單一鐵路局集團公司后，給出主要的抑塵作業(yè)安全管理項點的級別，并實現(xiàn)可視化展示，形成抑塵安全管理畫像。(3)貨運設(shè)備健康狀態(tài)分析評價。①計量安全檢測設(shè)備健康狀態(tài)分析評價。對超偏載等計量安全檢測設(shè)備的監(jiān)測情況進行多維度分析，主要包括測點精度分析、設(shè)備生產(chǎn)廠家等進行可視化分析展示，運用圖表可視化工具進行計量安全檢測設(shè)備分析展示，對不同廠家、不同單位的設(shè)備進行測點精度、健康情況等方面進行分析，設(shè)置時間范圍、單位等篩選條件。

　�、谝曨l及圖像設(shè)備健康狀態(tài)分析評價。分析各檢測點視頻圖像設(shè)備接入和使用情況，分析各廠商發(fā)生故障率、圖片視頻質(zhì)量、圖片視頻上傳率等內(nèi)容，及時判斷出老化設(shè)備和不符合質(zhì)量要求的廠商設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)隱患及時糾正。③電子施封鎖設(shè)備健康狀態(tài)分析評價。通過大數(shù)據(jù)分析對有源鎖的通信、電量、鎖頭感應(yīng)等故障進行綜合判斷，并且結(jié)合固定識讀裝置的自診斷數(shù)據(jù)及識讀比例對固定識讀裝置的健康狀態(tài)進行判斷分析。

　　2.2貨運安全風險預(yù)警功能

　　由于風險預(yù)警需要大規(guī)模的數(shù)據(jù)積累，先期應(yīng)選取風險特征值較為明顯、風險預(yù)警較易實現(xiàn)的風險點進行攻關(guān)。因此，先期選擇重點貨物追蹤及超時、極端天氣、卷鋼等重點貨物超偏載、髙附加值貨物經(jīng)過貨盜高發(fā)區(qū)、信息系統(tǒng)故障等狀態(tài)進行風險預(yù)警。(1)重點貨物追蹤及超時預(yù)警。對劇毒品、爆炸品、三角B貨物、超級超限、鮮活等重點貨物，在車站或者地區(qū)設(shè)定停留時間閾值，通過歷史超時數(shù)據(jù)的時空關(guān)系進行分析，優(yōu)化調(diào)整停留時間閾值，超出設(shè)定閾值時進行預(yù)警。(2)極端天氣預(yù)警。通過共享工務(wù)部門的鐵路防洪應(yīng)急管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過歷史數(shù)據(jù)找出極端天氣與貨運安全事故的時空關(guān)聯(lián)關(guān)系，對重點災(zāi)害地區(qū)做出預(yù)警，指導實際生產(chǎn)活動，并對進入極端天氣地區(qū)的貨物做重點處理和監(jiān)控。

　　(3)卷鋼等重點貨物超偏載臨界預(yù)警。通過設(shè)定超偏載、超限閾值，構(gòu)建時間段、單位、車號、車輛、超偏載等信息關(guān)聯(lián)關(guān)系，對于卷鋼等重點貨物在歷史數(shù)據(jù)中處于臨界閾值的重點客戶、重點發(fā)局、重點車輛，向鐵路管理人員提供預(yù)警車輛的基本信息及安全預(yù)警信息，對臨界預(yù)警的車輛根據(jù)不同等級突出展示。(4)高附加值貨物經(jīng)過貨盜高發(fā)區(qū)預(yù)警�；陔娮邮┓怄i破封、保價定責歷史數(shù)據(jù)，分析得出基于時間序列的貨盜高發(fā)區(qū)域，向相關(guān)保價管理部門以及鐵路公安部門提前給出預(yù)警信息，提醒相關(guān)人員加強監(jiān)控，防范被盜。(5)信息系統(tǒng)故障預(yù)警。對貨運現(xiàn)有的主要系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控，及時得到系統(tǒng)異常信息，通過預(yù)備方案處理問題，避免由于信息系統(tǒng)故障影響實際生產(chǎn)作業(yè)。

　　2.3貨運安全綜合分析功能

　　貨運安全綜合分析包括信息追溯、信息關(guān)聯(lián)、信息比對等功能，輔助鐵路貨運安全管理人員進行日常信息查詢與分析工作。(1)貨運安全信息綜合追溯分析。接人安監(jiān)報數(shù)據(jù)信息，按時間周期、貨運問題類型、鐵路局集團公司等進行關(guān)聯(lián)分析，形成問題分類分級，突出安全管理重點問題，具體問題可在相關(guān)系統(tǒng)進行追溯分析，形成結(jié)果可輔助管理部門強化專項整治。(2)視頻圖片智能關(guān)聯(lián)識別分析。接入貨檢、貨運站等系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)，對時間、車次、車號、順位號、貨物品名、視頻及圖片等關(guān)聯(lián)分析，實現(xiàn)問題車全過程視頻及圖像提取，為事故追責、保價理賠等提供決策支撐。逐步形成所有車輛的全過程視頻及圖像提取。

　　(3)貨檢扣車深度挖掘分析。對扣車數(shù)量、車次、列車屬性、車種車型、車號、發(fā)站、到站、品名、問題類別、問題內(nèi)容、沿途貨檢站、處理情況、電報號、圖片、視頻等信息進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)扣車原因深度分析，按鐵路局集團公司形成貨檢站扣車管理畫像，為鐵路局集團公司提升貨檢質(zhì)量提供支持。(4)換裝數(shù)據(jù)深度挖掘分析。通過運單號查詢貨物換裝信息，包括發(fā)站換裝、途中換裝信息的分類查詢，對貨物品名、托運人、換裝車站、換裝時間、換裝原因等信息進行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)換裝原因深度分析，為優(yōu)化貨運組織提供決策支撐。

　　(5)限界系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準確性分析。通過共享工務(wù)系統(tǒng)的LKj數(shù)據(jù)，與限界系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對比，分析限界系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新的誤差度，分析各鐵路局集團公司日常維護的完整率和及時率。(6)超偏載綜合評判分析�；谪涍\超偏載檢測設(shè)備的檢測信息，結(jié)合車輛5T系統(tǒng)中的TPDS監(jiān)測信息，對貨車的超偏載報警情況進行綜合比對評判，通過多測點多設(shè)備的數(shù)據(jù)比對，為超偏載報警準確性提供輔助決策支撐。

　　3結(jié)束語

　　鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)融合、業(yè)務(wù)聯(lián)動，發(fā)揮鐵路貨運安全規(guī)�；瘮�(shù)據(jù)的潛力，對提升鐵路貨運安全管理能力有著重要作用。從整體來看，鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能建設(shè)面臨的最大挑戰(zhàn)是不同作業(yè)場景下風險的管理和控制，包括技術(shù)風險、管理風險等，為解決以上問題，需要通過大范圍的現(xiàn)場調(diào)研，確定不同場景下風險特征值范圍，確保鐵路貨運安全大數(shù)據(jù)功能建設(shè)與實施的可操作性。