趙明東 齊江永

（中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司，山東 青島266111）

1 概述

一直以來(lái)，鐵路主要運(yùn)輸煤炭、鐵礦石、糧食等大宗貨物；電器、電子產(chǎn)品等高附加值貨物則通常由航空、公路等運(yùn)輸方式進(jìn)行運(yùn)輸，鐵路在這類(lèi)貨物市場(chǎng)上的份額有限[1]。截止2019年底我國(guó)高鐵里程已經(jīng)突破3.5 萬(wàn)公里，高速動(dòng)車(chē)組的發(fā)展為高鐵快運(yùn)搶占高端貨物市場(chǎng)提供了可能性。

大數(shù)據(jù)技術(shù)已成為互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)研究的熱門(mén)技術(shù)，國(guó)內(nèi)的三一重工及國(guó)際制造業(yè)巨頭西門(mén)子ABB 等公司也建立了自己的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)[2]。

為了提升高鐵快遞的經(jīng)營(yíng)效益，需實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈之間信息的互聯(lián)互通、物流環(huán)節(jié)和鐵路內(nèi)、外資源協(xié)調(diào)等功能，全方位開(kāi)展全程物流服務(wù)[3]。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行信息整合和數(shù)據(jù)分析，有助于建立統(tǒng)一管理、資源整合、信息共享的信息集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸、物流服務(wù)一體化。

2 大數(shù)據(jù)高鐵快運(yùn)數(shù)據(jù)采集與傳輸架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集是大數(shù)據(jù)發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)價(jià)值的根本，只有對(duì)數(shù)據(jù)采用模塊化的采集進(jìn)而分析才能提取數(shù)據(jù)中的有效信息。數(shù)據(jù)采集與傳輸框架，如下圖1 所示。

圖1 高鐵快遞數(shù)據(jù)采集與傳輸

從上圖1 可知，數(shù)據(jù)的來(lái)源主要有四大部分：分別為車(chē)站的倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)、高鐵車(chē)輛數(shù)據(jù)、鐵路固定設(shè)備的數(shù)據(jù)以及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

其中車(chē)站倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)主要有值班人員信息、貨物的儲(chǔ)量數(shù)據(jù)、裝卸日志等；

車(chē)輛數(shù)據(jù)主要分為三個(gè)方面；一是車(chē)輛的運(yùn)維數(shù)據(jù)，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)；二是車(chē)上的貨物數(shù)據(jù)、車(chē)上集裝器的位置信息、集裝器中貨物的中轉(zhuǎn)信息等；三是針對(duì)車(chē)廂內(nèi)的溫度、濕度的數(shù)據(jù)信息獲取，實(shí)時(shí)預(yù)估車(chē)廂內(nèi)環(huán)境條件對(duì)所運(yùn)輸貨物的影響。

鐵路設(shè)備數(shù)據(jù)主要來(lái)源于機(jī)務(wù)、電務(wù)、檢修所的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及歷史檢修數(shù)據(jù)，線路特征數(shù)據(jù)通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線進(jìn)行傳輸。

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于電商平臺(tái)上的訂單信息、客戶(hù)信息和快遞公司的物流信息，用時(shí)可以利用技術(shù)手段獲取列車(chē)沿途的氣象數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行智能評(píng)估天氣條件對(duì)貨物運(yùn)輸以及列車(chē)運(yùn)行的影響情況。

3 高鐵快遞數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)研究

高鐵快遞數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用架構(gòu)分為；基礎(chǔ)設(shè)施層，數(shù)據(jù)源層，數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)分析層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層和數(shù)據(jù)規(guī)范與保障體系以及數(shù)據(jù)管理。各層之間相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，加工，存儲(chǔ)，分析和應(yīng)用。其中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系涉及到數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、使用過(guò)程中的格式和數(shù)據(jù)范圍的規(guī)范化，保障體系主要包括數(shù)據(jù)安全性、信息安全性、訪問(wèn)控制和人才隊(duì)伍的保障等。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及保障體系貫穿于整個(gè)架構(gòu)。高鐵快遞大數(shù)據(jù)應(yīng)用架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 高鐵快遞平臺(tái)大數(shù)據(jù)應(yīng)用架構(gòu)

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施層。主要指服務(wù)器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等，其中服務(wù)器設(shè)備可以滿(mǎn)足數(shù)的存儲(chǔ)、計(jì)算分析；網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等。服務(wù)器設(shè)備基于云層環(huán)境建立Hadoop 數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、Hadoop 測(cè)試節(jié)點(diǎn)、關(guān)系型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)等基礎(chǔ)環(huán)境[4]。

3.2 數(shù)據(jù)源層。將數(shù)據(jù)資源從各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中進(jìn)行抽取、匯集。數(shù)據(jù)主要來(lái)源于車(chē)輛本身運(yùn)行數(shù)據(jù)、載貨數(shù)據(jù)，中國(guó)鐵路總公司的運(yùn)輸調(diào)度、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)，來(lái)自社會(huì)的氣象數(shù)據(jù)和來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的訂單、物流數(shù)據(jù)。

3.3 數(shù)據(jù)傳輸層。數(shù)據(jù)傳輸層包括鐵路內(nèi)網(wǎng)、4G/5G、GSM、和WIFI，實(shí)現(xiàn)鐵路局- 車(chē)站段- 基站間- 互聯(lián)網(wǎng)- 終端設(shè)備之間的快速數(shù)據(jù)傳輸。

3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。因?yàn)閿?shù)據(jù)的類(lèi)型多樣，為了便于管理存儲(chǔ)，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)有鐵路業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)大多以關(guān)系型數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，利用Kafka、Sqoop 軟件對(duì)圖像，音頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行文件式存儲(chǔ)[5]。

3.5 數(shù)據(jù)分析層。采用成熟算法主要采用的是的優(yōu)化、聚類(lèi)、支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和回歸等算法。運(yùn)用深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、模式識(shí)別等數(shù)據(jù)處理技術(shù)為分析決策應(yīng)用提供技術(shù)支撐。

3.6 數(shù)據(jù)應(yīng)用層。通過(guò)鐵路快遞大數(shù)據(jù)平臺(tái)的分析結(jié)果。實(shí)現(xiàn)對(duì)物流運(yùn)輸周期、開(kāi)行方案、運(yùn)力調(diào)配、運(yùn)輸效率、庫(kù)存儲(chǔ)備等主要業(yè)務(wù)提供有效的方案，對(duì)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享、展示服務(wù)、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

4 結(jié)論

鐵路信息化建設(shè)在大數(shù)據(jù)的背景下的快速發(fā)展，信息化管理在將會(huì)在高鐵快遞業(yè)務(wù)中起到重要作用。本文建立的快遞大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)與現(xiàn)有的高鐵運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)、貨運(yùn)管理系統(tǒng)和車(chē)輛車(chē)載信息系統(tǒng)以及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)平臺(tái)建立聯(lián)系。通過(guò)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)介紹等一系列流程建設(shè)，建立了高鐵快遞大數(shù)據(jù)平臺(tái)?？爝f大數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)快遞線路的規(guī)劃，開(kāi)行方案的制定，貨物運(yùn)輸方案的安排?？爝f成本降低，實(shí)現(xiàn)快遞利益的創(chuàng)收，對(duì)提高經(jīng)營(yíng)效益與運(yùn)輸質(zhì)量，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義