鄧彥成++郭寶東++侯立新

摘 要：本文在分析河鋼承鋼鐵路工務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了基于檢測(cè)數(shù)據(jù)的軌道狀態(tài)分析模型以及鐵路工務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想、總體架構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要功能，構(gòu)建承鋼鐵路工務(wù)信息化系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)倉庫；鐵路工務(wù)；檢測(cè)數(shù)據(jù)；分析平臺(tái)；研究與應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U216.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）18-0075-02

承鋼鐵路養(yǎng)護(hù)維修工作由于技術(shù)水平等各種條件的限制，還處于計(jì)劃修階段，造成檢修工作針對(duì)性差，沒有預(yù)知性；設(shè)備質(zhì)量和狀態(tài)較差；設(shè)備使用周期降低；檢修成本較高；事故隱患不能及時(shí)處理，影響行車安全。因此，如何對(duì)工務(wù)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行有效管理，保持軌道設(shè)備質(zhì)量均衡和完整，使列車安全、平穩(wěn)運(yùn)行并延長設(shè)備使用周期，是承鋼鐵路當(dāng)前的主要研究課題。

1 研究內(nèi)容和具體思路

（1）根據(jù)國內(nèi)外工務(wù)管理現(xiàn)狀，提出構(gòu)建承鋼鐵路工務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的可行性和必要性，闡述該系統(tǒng)對(duì)承鋼鐵路工務(wù)生產(chǎn)管理的重要作用。（2）重點(diǎn)研究基于鐵路工務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)的軌道狀態(tài)分析模型，提出如何利用歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行軌道狀態(tài)分析，闡述相關(guān)線路軌道狀態(tài)分析方法、相關(guān)模型、評(píng)定指標(biāo)等。（3）詳細(xì)闡述基于數(shù)據(jù)倉庫的鐵路工務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)目標(biāo)、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)的積累和分析是準(zhǔn)確把握軌道質(zhì)量狀態(tài)、分析線路安全形勢(shì)的基礎(chǔ)，著重探討數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計(jì)方法、檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析方法。

2 方案可行性

承鋼鐵路工務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)有動(dòng)、靜態(tài)軌道檢測(cè)方法，可提供大量軌道幾何尺寸數(shù)據(jù)，為構(gòu)建檢測(cè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支持。

3 數(shù)據(jù)倉庫主題確定

根據(jù)目前鐵路工務(wù)部門的業(yè)務(wù)需求，從分析軌道質(zhì)量狀態(tài)的角度，系統(tǒng)主要主題：（1）動(dòng)、靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析；（2）維修作業(yè)分析；（3）設(shè)備狀態(tài)分析；（4）幾何尺寸變化趨勢(shì)分析。

4 系統(tǒng)實(shí)施方案

（1）建立軌道檢測(cè)數(shù)據(jù)綜合平臺(tái)。這一階段主要是通過對(duì)軌道檢測(cè)各種檢測(cè)數(shù)據(jù)的深入分析，解決檢測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口問題，實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)、靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的提取、清理、轉(zhuǎn)化，最終將其放入數(shù)據(jù)倉庫中，為軌道狀態(tài)的分析提供檢測(cè)數(shù)據(jù)源。（2）實(shí)現(xiàn)常用數(shù)據(jù)報(bào)表的查詢和統(tǒng)計(jì)功能。通過對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的基本分析，實(shí)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)原有檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，并提供比原有報(bào)表更方便、更直接、信息量更豐富的查詢手段和應(yīng)用類型。（3）按新的方式采集軌道設(shè)備數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)。此階段主要是為下一階段準(zhǔn)備數(shù)據(jù)源。（4）整合檢測(cè)數(shù)據(jù)、通過總重?cái)?shù)據(jù)、軌道設(shè)備數(shù)據(jù)、維修 數(shù)據(jù)，研究軌道質(zhì)量狀態(tài)未來變化趨勢(shì)。

5 數(shù)據(jù)分析模塊

5.1 超限數(shù)據(jù)查詢模塊

用于對(duì)線路檢查儀傳輸并經(jīng)過計(jì)算后保存在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行指定條件的查詢。

5.2 重復(fù)病害查詢分析模塊

重復(fù)病害用于查詢?cè)谥付〞r(shí)間段，指定合并范圍，指定病害等級(jí)，選定線路名，及單位范圍內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)一定次數(shù)的病害地點(diǎn)，作為重點(diǎn)地段的參考。該模塊可查詢一定時(shí)間段重復(fù)超過3次以上的病害地點(diǎn)及詳細(xì)信息，如圖1所示。

5.3 同單位不同期分析模塊

用于分析同一單位或線路在兩個(gè)不同的時(shí)間段內(nèi)按日或月統(tǒng)計(jì)出的病害數(shù)目，顯示形式為折線圖。使用該模塊對(duì)承鋼所有線路兩個(gè)時(shí)間段統(tǒng)計(jì)的病害數(shù)目，如圖2所示。

5.4 線路統(tǒng)計(jì)模塊

不同單位同期比較及線路病害統(tǒng)計(jì)模塊用于分析不同線路之間病害數(shù)目總和的比較，顯示形式為柱狀，線路統(tǒng)計(jì)模塊顯示為餅狀。

5.5 公里區(qū)段總結(jié)模塊

用于對(duì)超限數(shù)據(jù)公里區(qū)段進(jìn)行總結(jié)。指定日期范圍，指定單位，指定線名，指定機(jī)車號(hào)，指定車次，指定線路級(jí)別，各選項(xiàng)可自由組合，最大限度地滿足查詢需求。

5.6 軌道動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊

軌道動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以圖形方式實(shí)時(shí)顯示線路質(zhì)量使技術(shù)人員能及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)線路病害以及為線路維護(hù)提供依據(jù)的模塊。主要有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、數(shù)據(jù)回放分析及偏差計(jì)算等功能，其中數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析又分為波形分析及線路狀況分析。該模塊可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)垂直與水平振動(dòng)數(shù)值，并以波形圖顯示，如圖3所示。

5.7 靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析模塊

對(duì)全線軌道靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，反映總體軌道質(zhì)量狀態(tài)，以數(shù)據(jù)報(bào)表形式為決策人員提供靜態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

5.8 線路維修管理模塊

線路維修管理模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)線路、道岔維修數(shù)據(jù)的采集、維護(hù)、統(tǒng)計(jì)查詢、詳細(xì)查詢等功能。

6 項(xiàng)目實(shí)施

本項(xiàng)目于2016年初開始實(shí)施進(jìn)行，2016年底初步完成，2017年開始運(yùn)行用于檢修。

7 經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)基于數(shù)據(jù)倉庫的鐵路工務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的研究與應(yīng)用，可準(zhǔn)確了解工務(wù)設(shè)備的變化趨勢(shì)及規(guī)律，能夠做到設(shè)備檢修的預(yù)知性、科學(xué)性；提高工務(wù)設(shè)備穩(wěn)定和質(zhì)量均衡；提高設(shè)備使用周期；降低人工成本；及時(shí)消除隱患，保證行車安全。

直接效益：（1）承鋼鐵路現(xiàn)有鋪軌長度110km，每km軌道（鋼軌、枕木、聯(lián)接零件等）成本保守估算108萬元，依據(jù)現(xiàn)有運(yùn)量及技術(shù)等級(jí)，使用周期平均為15年，采用基于數(shù)據(jù)倉庫的鐵路工務(wù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)安排檢修，軌道使用周期可延長1/3以上，平均每年可減少費(fèi)用190萬元。（2）軌道狀態(tài)穩(wěn)定，每年可減少機(jī)車磨損20萬元。（3）合計(jì)每年可降低費(fèi)用210萬元。

間接效益：（1）提高檢修作業(yè)效率，可降低人工成本；（2）保鐵路運(yùn)輸安全、暢通。