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        GSM-R網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)設(shè)計和研究

        2021-11-24 00:13:14侯聰玲
        科技信息·學(xué)術(shù)版 2021年21期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)分析

        摘要:GSM-R用于鐵路通信及應(yīng)用的國際無線通信標(biāo)準(zhǔn),已成為鐵路無線通信中的主要技術(shù),可以提高故障分析的準(zhǔn)確性和時效性,同時借助信息化技術(shù)打通各信息孤島,實現(xiàn)智能化、自動化、集中化、可視化。

        關(guān)鍵詞:高鐵 GSM-R 校企融合 通信 數(shù)據(jù)分析

        【中圖分類號】G712 ?【文獻標(biāo)識碼】A

        一、引言

        目前國內(nèi)鐵路應(yīng)用 GSM-R 通信技術(shù)作為無線通信的主要覆蓋技術(shù),高速鐵路無線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多條開通運營客運專線驗證,設(shè)計、施工、調(diào)試等針對整體網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)已比較成熟。GSM-R 無線通信技術(shù)是一種綜合專用的鐵路數(shù)字化通信系統(tǒng),主要用在鐵路發(fā)展的專用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上,提供列車的調(diào)度系統(tǒng),包括信號的交換系統(tǒng)、基站的建設(shè)系統(tǒng)、信號的運行維護系統(tǒng)以及終端智能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等。

        在眾多的鐵路通信工作中,GSM-R 通信技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用,包括我國的青藏鐵路、膠濟鐵路、以及合武客運專線等鐵路通信中進行了實踐應(yīng)用,從當(dāng)前的表現(xiàn)來看 GSM-R 技術(shù)性能良好,能有效的提高工作效率,增加了傳輸信號的有效性,降低了通信系統(tǒng)的維修量。高鐵近年來在鐵路系統(tǒng)迅猛發(fā)展,其通信系統(tǒng)采用GSM-R技術(shù)。

        二、GSM-R網(wǎng)絡(luò)運行現(xiàn)狀分析

        目前,日常GSM-R網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)分析工作非常繁瑣,需要投入大量的人力,發(fā)生故障時候?qū)Ξa(chǎn)生原因定位和解決效率比較低,設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)隱患預(yù)警更是難以實現(xiàn),這些使GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護工作較為被動,無法滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的智能綜合分析要求,無法實現(xiàn)GSM-R網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的集中存儲與共享?,F(xiàn)階段各告警、監(jiān)測分析仍采取人工核查模式,沒有實現(xiàn)系統(tǒng)關(guān)聯(lián),資源管理處于人工EXCEL表格階段,缺乏有效系統(tǒng)支撐,導(dǎo)致勞動效率不高,不能將現(xiàn)有監(jiān)測檢測等數(shù)據(jù)進行有機的整合,從而不能預(yù)測分析GSM-R網(wǎng)絡(luò)故障趨勢和實現(xiàn)前瞻式的網(wǎng)絡(luò)維護和網(wǎng)優(yōu)調(diào)度,網(wǎng)絡(luò)運維管理也沒有辦法進行專業(yè)化分析和專家型診斷。

        三、綜合分析系統(tǒng)設(shè)計

        1、綜合分析系統(tǒng)設(shè)計的必要性

        國內(nèi)各鐵路局根據(jù)國家要求不斷加強C3無線超時的分析和整治工作,其中GSM-R運行數(shù)據(jù)綜合分析是輔組C3超時分析的重要工具。近年各路局也逐漸開展GSM-R運行數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)的研究,重點對C3無線超時智能分析和行車數(shù)據(jù)分析進行研究開發(fā)。綜合分析系統(tǒng)自動獲取A、abis、PRI接口的數(shù)據(jù),結(jié)合高鐵線路信息和列車信息,自動建立數(shù)學(xué)模型,對運行數(shù)據(jù)匯總分析和趨勢分析;從數(shù)據(jù)的事件特征、時變特征和地理位置等維度,及時、準(zhǔn)確、充分地展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運行情況,對網(wǎng)絡(luò)變化發(fā)展趨勢實現(xiàn)預(yù)判,在故障出現(xiàn)前消除在萌芽階段,逐步進入自動化運維。

        2、研究方法、技術(shù)路線

        根據(jù)GSM-R網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)分析的技術(shù)特點及發(fā)展趨勢,首先研究GSM-R網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)分析的運用需求,提出有待進一步解決的問題。針對這些問題,分析綜合分析應(yīng)用場景,分別研究GSM-R業(yè)務(wù)故障分析和行車數(shù)據(jù)趨勢分析,找出故障自動分析和行車數(shù)據(jù)建模分析的方法,通過離線數(shù)據(jù)驗證其可行性,圖(1)是本項目的總體流程圖。

        綜合分析系統(tǒng)制定的提升自動化運維能力的目標(biāo),其中需重點關(guān)注對DMS、A接口、Abis接口、PRI口運行數(shù)據(jù)的自動獲取和整合,為后期的大數(shù)據(jù)分析做準(zhǔn)備,并需著重關(guān)注各數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性,通過大數(shù)據(jù)的分析方法實現(xiàn)的自動故障分析、劣化趨勢預(yù)判。

        3、實驗設(shè)計方案

        GSM-R業(yè)務(wù)故障的智能分析和運行數(shù)據(jù)匯總分析和趨勢分析是綜合分析的重要功能,通過數(shù)據(jù)建模和故障專家?guī)斓慕?,運用大數(shù)據(jù)的分析方法,實現(xiàn)GSM-R業(yè)務(wù)故障的自動分析,結(jié)果和報告自動生成和上傳;對運行數(shù)據(jù)匯總分析和趨勢分析,從數(shù)據(jù)的事件特征、時變特征和地理位置等維度,及時、準(zhǔn)確、充分地展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運行情況,對網(wǎng)絡(luò)變化發(fā)展趨勢實現(xiàn)預(yù)判,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量異常預(yù)警,最終達到提高勞效,減少故障的發(fā)生。

        綜合分析系統(tǒng)包括:數(shù)據(jù)采集/匯聚層、數(shù)據(jù)處理/存儲層、數(shù)據(jù)分析/挖掘?qū)?、?yīng)用呈現(xiàn)層。數(shù)據(jù)收集匯聚層主要完成數(shù)據(jù)的自動收集,為故障分析、趨勢分析等智能分析提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)處理/存儲層完成數(shù)據(jù)的存儲、備份、共享,對各種數(shù)據(jù)進行匯聚、數(shù)據(jù)處理、關(guān)聯(lián),為數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘做準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)分析/挖掘?qū)樱簩崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的聚合、清洗、匹配、關(guān)聯(lián)分析等,根據(jù)實際生產(chǎn)需求提供C3超時分析、行車數(shù)據(jù)分析等。該層利用專家系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析方法對故障智能分析,自動生成分析報告;運用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對GSM-R網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)進行建模和趨勢分析,盡早發(fā)現(xiàn)性能惡化趨勢提前預(yù)警,消除故障隱患。應(yīng)用呈現(xiàn)層通過圖表或地理信息系統(tǒng)(GIS Geographic Information System)進行大屏綜合展示,提供日報、周報、月報等定制化報表,提供各種數(shù)據(jù)的綜合查詢,實現(xiàn)可視化、集中化。

        四、結(jié)論

        GSM-R運行數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)切合了智能化、自動化、集中化、可視化的智能運維需求,GSM-R運行數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)將大幅減少重復(fù)性勞動,提高故障分析的準(zhǔn)確性和時效性,大大提高勞效,最重要的是借助于信息化技術(shù)打通各信息孤島,實現(xiàn)從故障告警、故障分析、優(yōu)化建議輸出及優(yōu)化建議實施的各個環(huán)節(jié)的電子流程化,實現(xiàn)故障的閉環(huán)管理。

        參考文獻:

        [1]李堅,陳曉輝,陳建平,基于鐵路運用場景的GSM-R系統(tǒng)無線通道資源估算方法研究[J]。鐵道學(xué)報,2021年,第43卷第8期:PP:81-87。

        [2]張健,余長義,王偉力,合杭高鐵與既有線并線區(qū)段GSM-R系統(tǒng)方案設(shè)計與優(yōu)化[J]。鐵路通信信號工程技術(shù),2021年,第18卷第5期:PP:47-53。

        [3]王首婧,基于GSM-R的通信模組管理平臺的設(shè)計與研究[J]。鐵路通信信號工程技術(shù),2021年,第18卷第1期:PP:37-50。

        課題項目:本文系廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級課題“GSM-R 網(wǎng)絡(luò)運行數(shù)據(jù)綜合分析系統(tǒng)設(shè)計和研究”的階段性研究成果。

        作者簡介:侯聰玲(1978-),女,陜西寶雞人,廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專業(yè)帶頭人,副教授,研究方向:電氣工程,現(xiàn)代職業(yè)教育。

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