大数据在城市轨道交通运营中的应用

大数据在城市轨道交通运营中的应用

摘要：近年来，地铁和轻轨已经成为我国城市交通的重要形式，在很大程度上

缓解了城市地面交通的压力，但是目前我国城市轨道交通运营管理模式仍然存在

诸多问题。我国城市轨道交通的线路多为独立运营，没有实现联通联运的目标，

并且没有构建综合性的城市交通网络。因此，大数据时代下城市轨道交通的创新

与发展需要充分认识到大数据的价值，对轨道交通的合理布局，资源运用发挥更

好的指导作用。

关键词：大数据；轨道交通；运营管理

1 轨道交通运营大数据处理技术

大数据是一种海量、复杂的结构化/半结构化/非结构化/混合结构的数据，难

以利用传统的数据库管理系统（DBMS）处理，其生命周期可分为如下几个阶段：（1）大数据生成。各特定领域会生成多种大数据，如物联网大数据（通常与交通、城市化等有关）等。（2）大数据的采集，预处理（数据集成、清洗、消除

冗余），传输。（3）大数据存储。涉及GFS等分布式文件系统，NoSQL数据库，云技术等。（4）大数据产品。多源异构数据转化为同质数据，涉及大数据处理

方法与技术。云计算被公认为是最适宜于处理大数据的方法之一，可以通过数字

网络访问其计算资源集合，云服务器提供远程存储数据。轨道交通运营大数据大

都具有时间/空间位置信息，动态性强、异构性更加广泛、呈一定分布规律性。有必要在理解数据、通过评估生成新数据、数据处理与约减、数据可视化等基础上

将数据资源化，构建轨道交通大数据智能生态系统，开发专门适用于轨道交通行

业大数据的多专业、多维度分析建模工具（如荷兰铁路数据挖掘工具TNV-conflict

及分析工具TNV-Statistics），拓展人的认知能力，设计大数据驱动的智能运营服

务与管控产品，实时辅助运营管理动态决策。

2 城市轨道交通运营管理存在的问题

城市轨道交通近几年深入开展运营管理信息化工作，围绕“规范、实时、安全、精益”的管理运营要求，全面建立了集中、统一、高效的现代化运营管理体系，支撑了运营管理业务持续健康的发展。但随着各专业系统间的不断融汇贯通，各专

业系统数据未实现实时共享，跨系统的多流程环节的业务监控仍不全面，实时的、多维度的运营管理分析能力仍不足，亟待解决运营管理工作中的一些问题，具体

体现在：

2.1 各专业信息共享水平不足，实时数据质量有待提升

各专业系统（如车辆、信号、通信、AFC、线路、供电、机电、FAS、BAS等）为单独管理、单独维护的模式，造成各系统之间存在设备管理不对应，信息不一

致等数据问题，未建立系统间的数据共享中心，没法全面掌握系统间的设备运营

对应情况。运营数据质量管理工作存在多部门、时间久、工作繁琐、数据量巨大

等特点，缺乏搞笑的清查工具，导致各系统设备质量管理工作积极性不好，维护

不准确、不完整、不及时，从而影响各系统运营数据预测分析结果的准确性，导

致管理数据分析预测失真，影响辅助决策水平的科学性、准确性。

2.2 各专业业务实时监控能力不高，存在监管隐患

各专业系统（如车辆、信号、通信、AFC、线路、供电、机电、FAS、BAS等）均通过自身的管理软件进行业务监控。并未形成多专业联动监控。而且目前的信

息技术及平台只能通过定时抽取、推送等方式实现信息贯通，造成业务信息滞后，风险监控不及时，引发业务安全风险和监管隐患。随着信息化的加快，如何进行

运营业务的实时监控，有效防范运营管控风险，将是未来城轨运营管理工作的重

点研究方向。

2.3 海量运营数据挖掘能力不足，公司决策能力较低

传统的业务数据分析及处理技术因受限于目前处理平台与处理技术限制，不

能综合实时、完整、客观全面地对数据进行挖掘利用，使得有利用价值的数据没

有办法进行充分的获取，从而使公司无法做出科学的、正确的决策。以某下属公

司为例，公司线路运营管理系统中的业务数据超过亿条，而且以每年几百万条的

速度增加，使得当前的运营管理信息计算和分析速度异常缓慢，仅仅查询一条线

路的一个专业的全面数据所需的时间就超过2个小时，且计算复杂、准确性不高，还存在时效性较差、维度不全面等问题。

3 城市轨道交通运营管理的对策

充分运用大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术，搭建“基于大数据技

术的城市轨道交通运营管理信息平台”，形成大数据平台，进行多线路多专业的深入挖掘，分析提供智能化决策支持，从而更有效的支撑多线路跨专业信息融合一

体化应用。

3.1 实时共享运营数据，提升系统数据一致性

应用大数据技术，将信号专业、线路专业、机电专业和车辆专业等系统中的

运营指标、延误情况、运营状态、设备状态、精度监测、故障统计、所属线站、

列车类型、准点信息等运营信息采集至统一的大数据平台，从而为数据质量分析

提供一个标准的数据源，按照设备关联关系及联动规则，实时多维度分析系统间

的信息一致性情况，为设备运营数据质量管理工作提供信息支撑，从而有效提升

设备数据质量。

3.2 实时监测各专业关键设备运行状态

通过基于大数据技术的城轨轨道交通运营管理各专业系统实时监控分析、关

键信息及时预警分析等，建设全流程、可监控、可视化的专业管理方式，实现对

运营管理过程中的信息变动的全过程监控，提高运营管理效率，降低企业运营管

理过程中的安全风险。

3.3 提升辅助决策智能化水平

轨道交通运营中重大事故的发生不仅会造成巨大的经济损失，更会给乘客带

来严重的灾难，影响乘客对轨道运营环境安全的信任评价，造成一定的社会负面

影响。轨道关键设备，由于长时间在高负荷下连续运行，其故障是在所难免的，

开展有效的数据挖掘工作，可以降低故障发生率和故障严酷度，从而避免重大事

故的发生。

3.4 实现对设备养护维护的科学指导

随着城市轨道交通系统设备数量持续增长，原有的单线运营单专业独立维修

管理体系也要随之改变，设备维修管理方式要向着统一化、科学化和智能化方向

发展。轨道交通系统智能分析平台建成后，融合多条线路多个专业系统设备信息，对设备整体运行趋势进行分析预测，对设备的运行质量状态做到心中有数，依据

运行状态制定合理维修计划，使普查式计划维修进步到依据运行状态的状态维修，引领轨道关键设备维修制度进步，提高安全系数，避免过剩维修，提高运营维修

管理水平。该项目搭建平台将融合多专业数据信息，可以实现故障类型和故障位

置的准确判别，使维修工人在到达故障现场前，预先了解设备的故障信息和维修

建议，提高整个维修过程的效率。

4 结束语