摘要：在我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)的綜合國(guó)力在不斷的加強(qiáng)，社會(huì)在不斷的進(jìn)步，隨著動(dòng)車組信息化建設(shè)不斷深入，動(dòng)車組運(yùn)維相關(guān)信息系統(tǒng)逐步建立。為推動(dòng)動(dòng)車組運(yùn)用和檢修的高效穩(wěn)定發(fā)展，實(shí)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(dòng)車組信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源多源異構(gòu)的特點(diǎn)與動(dòng)車組運(yùn)維智能化需求，提出基于大數(shù)據(jù)的動(dòng)車組運(yùn)維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)總體架構(gòu)、邏輯架構(gòu)和功能架構(gòu)，分析動(dòng)車組運(yùn)維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合具體動(dòng)車組運(yùn)維需求實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，為鐵路動(dòng)車組運(yùn)維數(shù)據(jù)服務(wù)管理提供支撐，提高運(yùn)輸組織效率，保障動(dòng)車安全運(yùn)行。

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

　　引言

　　隨著動(dòng)車運(yùn)用檢修工作的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)計(jì)劃預(yù)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(yùn)而生，人從理論的角度基于動(dòng)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(yùn)用中的大數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)輸組織及管理進(jìn)行了優(yōu)化，本文結(jié)合狀態(tài)修理論以及現(xiàn)場(chǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，從動(dòng)車運(yùn)用工作中實(shí)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(zhēng)取以最少的維修資源消耗確定合理有效的檢修方針。

　　運(yùn)輸論文投稿刊物：《鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)》(月刊)創(chuàng)刊于1979年，由鐵道科學(xué)研究院運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)研究所主辦，中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)運(yùn)輸委員會(huì)、經(jīng)濟(jì)委員會(huì)聯(lián)合出版，鐵道部主管，是國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的鐵路運(yùn)輸綜合性科技刊物。

　　1動(dòng)車組故障檢修設(shè)備信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建

　　在動(dòng)車組列車系統(tǒng)中設(shè)置信息系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)列車運(yùn)行過程中的各種故障問題和風(fēng)險(xiǎn)問題，并發(fā)出報(bào)警，從而采取及時(shí)有效的措施進(jìn)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(yùn)行。由此可見，動(dòng)車故障是否能夠及時(shí)獲得快速的處理，直接關(guān)系著動(dòng)車組列車的運(yùn)營(yíng)安全性以及運(yùn)營(yíng)效率。

　　因此，必須要加強(qiáng)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(dòng)車基地車輛段的運(yùn)行需求以及調(diào)度方案，進(jìn)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(duì)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(hù)以及設(shè)備的改造升級(jí)進(jìn)行有效的監(jiān)控和跟蹤，從而可以全面反映列車組的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，保證動(dòng)車組設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量以及應(yīng)用效率。動(dòng)車組檢修設(shè)備管理信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要滿足以下幾個(gè)要求，首先，要能夠體現(xiàn)人機(jī)交互功能和信息自動(dòng)采集功能，從而可以在設(shè)備全過程監(jiān)督的過程中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)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(shí)，還能夠保證動(dòng)車組列車維修可以更加高效地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車檢修工作的自動(dòng)化和智能化控制。

　　其次，還需要建立起相關(guān)的信息知識(shí)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(tái)，加強(qiáng)用戶、工作人員對(duì)相關(guān)故障信息的了解和重視，從而能夠及時(shí)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(shí)性、可靠性、實(shí)時(shí)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(shí)別技術(shù)和條形碼技術(shù)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別，從而可以有效反饋相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并利用手機(jī)終端或者相關(guān)設(shè)備進(jìn)行有效識(shí)別操作，能夠保證工作的有效性和真實(shí)性。管理信息系統(tǒng)的構(gòu)建還需要建立起相應(yīng)的知識(shí)處理以及故障診斷庫，豐富工作人員的知識(shí)儲(chǔ)備，提高工作人員的專業(yè)水平，從而能夠?yàn)槿藛T經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的分享提供和創(chuàng)造有效的環(huán)境。

　　2動(dòng)車組運(yùn)維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)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(jì)時(shí)，各數(shù)據(jù)源系統(tǒng)多數(shù)采取獨(dú)立設(shè)計(jì)，較少考慮共存系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(duì)這些代碼進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，則在數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)時(shí)很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，這也給數(shù)據(jù)整合帶來了難度。代碼標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換是ETL過程的步驟之一。

　　按照標(biāo)準(zhǔn)編碼規(guī)則，將各系統(tǒng)的編碼與標(biāo)準(zhǔn)編碼之間定制映射，并在源數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)管理層時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。具體的標(biāo)準(zhǔn)編碼可考慮國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，或采用鐵道部專用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)代碼。對(duì)于具有各種標(biāo)準(zhǔn)編碼的數(shù)據(jù)項(xiàng)，應(yīng)該盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)編碼作為系統(tǒng)的統(tǒng)一編碼標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于沒有標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的一致性;對(duì)于關(guān)鍵數(shù)據(jù)源系統(tǒng)中沒有編碼的數(shù)據(jù)項(xiàng)，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(biāo)準(zhǔn)，以保證多數(shù)數(shù)據(jù)的一致性，降低轉(zhuǎn)換負(fù)擔(dān)。

　　2.2數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵤┘夹g(shù)路線

　　在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)管理的基礎(chǔ)上，按照對(duì)車輛運(yùn)營(yíng)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(duì)象，形成轉(zhuǎn)向架走行系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)等各個(gè)專題需求。根據(jù)具體的需求，從數(shù)據(jù)中心提取列車運(yùn)營(yíng)歷史數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，針對(duì)選取的應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)整合(重采樣、數(shù)據(jù)降維、剔除異常、補(bǔ)缺等操作)，基于機(jī)理分析及專業(yè)知識(shí)，初步選擇模型特征及對(duì)應(yīng)的輸出參量，同時(shí)采用隨機(jī)森林等機(jī)器學(xué)習(xí)方法從整合后的全部數(shù)據(jù)字段自動(dòng)搜索模型特征，將兩種方法選擇的特征相組合，采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法構(gòu)建模型。開展模型訓(xùn)練及測(cè)試工作。

　　將提取到的數(shù)據(jù)源按照90%和10%比例拆分為訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)，由于動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)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(yàn)證。將測(cè)試、驗(yàn)證后模型部署于生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)中心并接入動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)相關(guān)設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估。在此過程中，對(duì)設(shè)備發(fā)生故障的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注，以強(qiáng)化模型的學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而優(yōu)化模型。最后，根據(jù)模型診斷結(jié)果，給出預(yù)警信息;有針對(duì)性地制定設(shè)備維護(hù)計(jì)劃(包含維護(hù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)、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(yuǎn)程可視化技術(shù)，完成故障的快速處置。

　　2.3作業(yè)管理

　　動(dòng)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(dá)的每日作業(yè)工單以及日生產(chǎn)計(jì)劃，根據(jù)動(dòng)車組列車的生產(chǎn)能力的資源狀況進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行科學(xué)的動(dòng)車組故障的監(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)一體化的質(zhì)量管理、進(jìn)度控制以及安全卡控，對(duì)作業(yè)人員的行為進(jìn)行合理的規(guī)范，提供電子化檢修記錄以及進(jìn)行檢修記錄管理方式，并進(jìn)行安全質(zhì)量和工時(shí)量等相關(guān)信息的采集，對(duì)作業(yè)的維修數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)進(jìn)行有效積累。

　　同時(shí)，還可以提供對(duì)列車內(nèi)動(dòng)車組履歷、各類技術(shù)文件配件履歷進(jìn)行長(zhǎng)期管理及統(tǒng)計(jì)，從而可以對(duì)列車的生產(chǎn)運(yùn)行過程提供有效地技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)設(shè)備的診斷信息、檢測(cè)信息以及人工檢查信息進(jìn)行下的整合和采集，并建立起故障維修信息知識(shí)庫以及故障庫系統(tǒng)，可以支持配件壽命管理及動(dòng)車組技術(shù)分析，保證列車組的運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)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(dòng)車組運(yùn)維數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)面向動(dòng)車段配屬、計(jì)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(dòng)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(tái)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(tái)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(shí)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車組主數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、同步維護(hù)、集中發(fā)布和全路共享，對(duì)動(dòng)車組PHM建設(shè)，動(dòng)車組智能運(yùn)維，保障動(dòng)車組安全運(yùn)輸，提高經(jīng)營(yíng)效益與運(yùn)輸質(zhì)量，提升服務(wù)能力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者：李冰胡墨臣張瑞李桂琴王茂潤(rùn)