◆徐安君

（中國(guó)鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司調(diào)度所 河南 450000）

鐵路是中國(guó)境內(nèi)的主要交通形式，在我國(guó)交通運(yùn)輸中處于核心地位，是大眾出行的主要交通工具。我國(guó)鐵路建設(shè)歷經(jīng)了一個(gè)多世紀(jì)，跨過了多個(gè)發(fā)展階段，建設(shè)水平得到顯著提升，我國(guó)已經(jīng)構(gòu)建了完善的鐵路交通系統(tǒng)。根據(jù)研究顯示，我國(guó)高速鐵路總歷程約為3.6 萬公里（2020年8月前數(shù)據(jù)），電氣化水平居于世界首位[1]。我國(guó)不僅是鐵路建設(shè)大國(guó)，更是鐵路技術(shù)建設(shè)強(qiáng)國(guó)，從制造型國(guó)家逐漸轉(zhuǎn)變成創(chuàng)造型國(guó)家。大數(shù)據(jù)技術(shù)水平的提升，給我國(guó)鐵路安全管理提供了新方向，有利于解決鐵路安全管理資源投入大、工作人員負(fù)擔(dān)重等問題。鑒于此，研究如何在鐵路安全管理中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)是十分必要的。

1 鐵路安全管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 平臺(tái)設(shè)計(jì)

根據(jù)中國(guó)鐵路總公司下發(fā)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用指導(dǎo)文件進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)，嚴(yán)格把控管理資源、設(shè)備資源、人員素質(zhì)、環(huán)境情況等各項(xiàng)因素，構(gòu)建數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)，妥善處理鐵路管理中所涉及的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行安全預(yù)警、安全管理，將安全管理真正規(guī)范化、科學(xué)化、智能化、量化，解決傳統(tǒng)鐵路安全管理不透明、不直觀、不有效等問題，提升鐵路安全管理能力、管理效果。建成的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，能夠?qū)⒐╇?、車輛、車務(wù)等各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息整合連接，實(shí)現(xiàn)信息資源共享與優(yōu)化，滿足安全生產(chǎn)的要求。

1.2 整體構(gòu)架

平臺(tái)構(gòu)架主要分為報(bào)告、可視化展示、分析三個(gè)部分，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化管理[2]。

數(shù)據(jù)分析：安全管理平臺(tái)中數(shù)據(jù)分析部分能夠滿足管理過程中數(shù)據(jù)分析需求，主要包括四個(gè)子系統(tǒng)：（1）違章數(shù)據(jù)；（2）風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)；（3）管理安全綜合指數(shù)；（4）問題分析數(shù)據(jù)。

可視化展示：可視化展示部分具有信息展示功能，并將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀化展示，便于管理人員分析、管理，并以此為管理目標(biāo)的依據(jù)?？梢暬故静糠种饕? 個(gè)子系統(tǒng)：（1）干部信息顯示；（2）安全生產(chǎn)信息顯示；（3）問題分布信息顯示；（4）檢查信息顯示；（5）安全制定信息顯示。

報(bào)告：主要將平臺(tái)運(yùn)行過程中的安全管理信息進(jìn)行匯總，形成安全分析報(bào)告。

2 鐵路安全管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)功能分析

2.1 安全指數(shù)算法

在平臺(tái)運(yùn)行過程中，能夠?qū)踩L(fēng)險(xiǎn)指數(shù)化，預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生指數(shù)。在安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中利用安全指數(shù)來指導(dǎo)安全管理工作。安全指數(shù)算法主要計(jì)算項(xiàng)目：①作業(yè)地點(diǎn)覆蓋率；②部門工作量；③人員數(shù)量；④問題累計(jì)值；⑤風(fēng)險(xiǎn)累計(jì)值；⑥干部履職分?jǐn)?shù)；⑦檢查問題次數(shù)[3]。

檢查頻次以月為單位，將時(shí)間作為檢查軸線，確定具體問題的發(fā)生時(shí)間節(jié)點(diǎn)，以此發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)時(shí)間，及時(shí)排查相關(guān)隱患。在運(yùn)用安全指數(shù)算法時(shí)，將問題檢查時(shí)間節(jié)點(diǎn)、問題特性等作為主要元素，構(gòu)建檢查問題次數(shù)模型，并讓該模型具備以上元素特征。模型建立后，管理人員能夠通過時(shí)間序列進(jìn)行問題描述，提取事件特征更加方便。

模型構(gòu)建是為了保障信號(hào)運(yùn)輸穩(wěn)定性，可以使用小波分解低頻信號(hào)，確保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。結(jié)合實(shí)際研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，Haar 小波在低頻信號(hào)分解上更加穩(wěn)定，能夠構(gòu)建16 維特征向量，因此在構(gòu)建模型過程中可以將Haar 小波應(yīng)用于其中[4]。

根據(jù)平臺(tái)構(gòu)建的主要部分及功能，要求平臺(tái)能夠利用網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)分析能力預(yù)測(cè)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。平臺(tái)安全指數(shù)算法步驟為“加窗處理頻次信號(hào)（風(fēng)險(xiǎn)問題）→小波系數(shù)特征→綜合特征向量→模型構(gòu)建→訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)→測(cè)試”[5]。鐵路安全管理部門利用模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果完成任務(wù)工作分配、組織安全生產(chǎn)檢查、發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)等工作。同時(shí)，管理人員可以利用模型進(jìn)行故障分類、故障量化、故障分項(xiàng)、故障性質(zhì)判斷、故障地點(diǎn)覆蓋情況分析、故障登記等。進(jìn)行安全管理訓(xùn)練時(shí)，也可以利用該模型輔助訓(xùn)練，為參與訓(xùn)練的人員提供問題庫，提升安全管理訓(xùn)練效果。

2.2 大數(shù)據(jù)智能分析

大數(shù)據(jù)智能分析能夠總結(jié)平臺(tái)中數(shù)據(jù)的主要特征，對(duì)職工違章、安全管理、風(fēng)險(xiǎn)問題等數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，分析結(jié)果可以作為單位管理的重要數(shù)據(jù)依據(jù)，用于大幅提升系統(tǒng)的安全性、可靠性。

2.2.1 綜合指數(shù)

根據(jù)海恩法則可以得知一起安全事故必然與多起先兆未遂、事故隱患、輕微事故有關(guān)，因此事故與事故之間有著必然的聯(lián)系。在鐵路安全管理中，多處安全管理小風(fēng)險(xiǎn)可能積累成為一次重大安全風(fēng)險(xiǎn)事故，因此必須及時(shí)阻斷風(fēng)險(xiǎn)，排查出風(fēng)險(xiǎn)因素，才能夠預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生。運(yùn)用平臺(tái)數(shù)據(jù)分析過程中，可以采用不同的維度將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化排序，總結(jié)數(shù)據(jù)特征，多次印證系統(tǒng)中的故障，并將相關(guān)故障信息形成報(bào)告，及時(shí)進(jìn)行信息預(yù)警，由管理人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排查，做到能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵路安全管理中所存在的問題。

2.2.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

在風(fēng)險(xiǎn)分析上主要分為站段、專業(yè)、公司三個(gè)層次，不同級(jí)別對(duì)應(yīng)的不同風(fēng)險(xiǎn)類型，因此各個(gè)層次上的管理人員需要承擔(dān)不同的管理責(zé)任，并依賴不同的層級(jí)系統(tǒng)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)管理模型，對(duì)各層次上的常見風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行綜合評(píng)估，以做到能夠更加準(zhǔn)確地掌握各個(gè)班組、車間安全風(fēng)險(xiǎn)情況，便于開展鐵路安全管理。在實(shí)際管理過程中，管理人員也可以結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)故障的實(shí)際情況，修正安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，使其更具實(shí)踐應(yīng)用意義。

2.2.3 重點(diǎn)問題

借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以對(duì)鐵路安全管理中存在的安全不到位、實(shí)際作業(yè)不標(biāo)準(zhǔn)等問題進(jìn)行重點(diǎn)分析，用來確定具體的時(shí)間段、事件地點(diǎn)、責(zé)任人等信息，并在鐵路安全管理地圖上直接顯示具體問題，提醒相關(guān)責(zé)任人及時(shí)派人解決問題，并由系統(tǒng)從旁進(jìn)行協(xié)助。

2.2.4 違章問題

鐵路安全管理人員可以利用平臺(tái)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)職工安全違章問題進(jìn)行分析，通過不同形式的考核掌握職工違章情況，并將違章頻率、違章人員、違章類型、違章地點(diǎn)、違章時(shí)間進(jìn)行可視化展示，從而為單位開展職員違章糾正工作提供必要的數(shù)據(jù)依據(jù)，提升違章管理策略針對(duì)性。

2.3 可視化信息展示

在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用過程中，管理人員可以借助平臺(tái)功能將數(shù)據(jù)直觀化，通過曲線圖、柱狀圖、電子地圖的方式將數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀化展示，這對(duì)于提升數(shù)據(jù)的直觀性，方便非專業(yè)人士查看相關(guān)信息，提升鐵路安全管理具有重要意義。

2.3.1 集中展示

大數(shù)據(jù)技術(shù)處理的鐵路安全管理數(shù)據(jù)，可以通過展示子系統(tǒng)進(jìn)行集中展示。將鐵路運(yùn)輸?shù)那闆r進(jìn)行直觀化顯示，并補(bǔ)充重點(diǎn)信息，以便于管理人員從整體角度進(jìn)行專業(yè)化管理。

2.3.2 自選展示

管理人員可以利用平臺(tái)搜索功能搜索目標(biāo)信息，并將相關(guān)信息內(nèi)容進(jìn)行展示。鐵路管理人員在利用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜索、自選展示功能時(shí)，應(yīng)該將相關(guān)程序簡(jiǎn)便化、直觀化、高效化，確保相關(guān)人員在搜索目標(biāo)信息時(shí)，能夠迅速查詢到信息內(nèi)容，并對(duì)其他因素進(jìn)行溯源，以提升決策者的決策準(zhǔn)確性。

2.4 數(shù)據(jù)報(bào)告

鐵路安全系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)告能夠總結(jié)階段性安全管理問題，并對(duì)管理成果、管理風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估，實(shí)現(xiàn)組合式智能化數(shù)據(jù)分析，從而生成全面化的安全報(bào)告，讓管理人員能夠全面掌握鐵路安全管理情況，提升管理人員風(fēng)險(xiǎn)分析能力、故障解決能力和安全管理能力。

3 結(jié)語

鐵路是我國(guó)交通的核心力量，關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。安全管理是提升我國(guó)鐵路管理水平的重要內(nèi)容，影響著鐵路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展，將其應(yīng)用于鐵路安全管理中，能夠極大地提升了信息數(shù)據(jù)處理能力，讓管理人員能夠掌握多方面安全風(fēng)險(xiǎn)信息，及時(shí)排除鐵路安全管理中的故障問題，保障鐵路運(yùn)行的安全性、可靠性，提高安全預(yù)警的準(zhǔn)確度。目前，我國(guó)多個(gè)鐵路站段已經(jīng)應(yīng)用了大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行鐵路安全管理，取得了巨大的安全管理成果，但大數(shù)據(jù)技術(shù)仍然沒有全部推廣。鑒于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，未來應(yīng)將大數(shù)據(jù)技術(shù)在鐵路系統(tǒng)中全面推廣，以促進(jìn)鐵路建設(shè)系統(tǒng)信息化發(fā)展。