铁路行车组织数据分析系统的设计与实现

铁路行车组织数据分析系统的设计与实现

黄瑞

甘肃至航项目管理有限责任公司甘肃兰州730000

摘要：近年来，随着我国铁路线路里程的不断增加，铁路行车密度也呈现出逐渐增大的趋势。在铁路工作中，行车组织是铁路运输安全的关键要素，是铁路运输工作正常开展的保证。在铁路运输生产过程中，会有各种突发情况对铁路行车组织造成不利影响，可能导致铁路运输工作开展受阻。这就需要认真进行铁路行车分析，因此，文章分析和阐述铁路行车组织数据分析系统的实现技术。

关键词：铁路；行车组织；数据分析；系统设计

新时期，铁路行车管理水平的提高成为重点的关注对象。而铁路行车管理水平的提高与行车组织以及调度指挥有着密切的关系。目前，我国铁路调度系统的行车组织主要是以调度为主导。然而，近年来，在诸多因素的影响下，行车组织指挥的难度却在逐渐增加，进而也增加了事故发生的概率。在信息技术和数字技术的发展下，铁路作为我国交通运输中的关键构成部分，其有必要将数据技术和信息技术使用在其中，建设行车组织数据分析的系统，以此让组织工作更加方便快捷。因此，对铁路行车组织数据分析系统进行研究有一定现实意义。

一、铁路行车组织相关概述

铁路行车组织铁路行车组织在运行过程中，其主要依据是列车运行图。一般来说，铁路行车组织在运行过程中，应与调度指挥进行密切的配合，方能保证列车的顺利运行。铁路行车组织模式主要有四种模式，即客货混跑组织模式、客货分线行车模式、分时段行车模式以及依据型车辆分时段运行模式。铁路行车组织的特点主要有较高的密度、较快的速度以及较强的可靠性等。铁路行车组织与调度指挥具有十分密切的关系，只有各个环节互相紧密配合，方能实现有效的调度，促使铁路行车顺利进行。

二、铁路行车组织原则

（一）运行原则

(1)要尽可能避免或减少发生严重晚点的情况，根据实际情况确定运行计划，确实不能快速通行时，可采取绕道运输的方式进行调整。(2)对于迂回路径的列车，应采用路径较短同时对原路径上列车运行干扰较少的方案。(3)对于迂回的车辆，应优先办理放行，尽量减少突发情况造成的损失，尽量压缩在途时间，尽量不超运到期限。(4)对于一些特殊情况，还可采取临时增开列车的方式，以此来降低突发事件的影响，尽快恢复运输秩序。(5)按《技规》规定的列车等级和运行速度，合理安排列车运行。(6)对于一些特大罕见的突发情况，要把救援、疏通工作放在首位，以最短的时间将救援物资送到目的地，以最快速度疏通铁路，确保运输工作能正常开展。

（二）运行策略

(1)调整列车运行线路，在发生严重突发情况时，影响会比较大，根据受影响程度对列车运行线路进行调整，将受影响而无法原路运行的列车迂回到其他线路上，减少原线路的压力；(2)从机车交路入手，合理调整机车交路，充分利用剩余能力；(3)增加调度的灵活性，停运部分低等级列车，对一些车流不足的列车，暂不编组上线，最大程度的减少损失；总之，在进行铁路行车组织工作时，要以保证安全、尽量保证畅通、尽量减少损失为目标来开展各项工作。

三、铁路行车组织数据分析系统设计

（一）数据库功能

这个模块要考虑到行车组织的主要工作内容，将铁路的运行作为基础，将列车行驶、装卸和机车牵引的过程作为基础，设计数据存储模型。在其中需要兼顾到系统延展性，要将需要数据存储系统与架构作为基础，以此来使用不同的处理模式。

（二）对象和结构的设计

在行车组织系统的设计中，主要针对的对象是车站、区间和列车三个部分。其中的列车与区间是静止性的，而列车则是动态性的。在设计时，车站的类型相对发展，其重点在于明确信号灯、进路彼此之间关系。在这种情况下可以使用一个超类，也就是节点为道岔、信号灯以及轨道电路区段是父类。节点类具备的属性是节点标识号与节点类型码等。而进路则在设计中使用链表示。

（三）数据结构设计

列车、车站和区间三者之间的关系要在计算机中经过关系属性来呈现。就比如行车组织中最重要的调度而言，比如列车在计划达到（出发）时间和实际达到与出发时间，列车在车站使用的进路等。在设计数据结构时，要想明确谁是主线。若是车站是主线，则就能够确定经过某个城战所有列车与相关关系属性。而若是将列车作为主线，则就能够确定列车经过所有车站和关系属性。调度系统中，经过将列车与车站作为主线做好操作。

总之，系统在设计时要结合行车组织工作的实际内容进行，要确定好分析的对象，将实际工作的流程和内容融入到系统中。只有经过这种方式，才能够有效地提升系统设计质量，使其可以在铁路的组织工作中充分发挥作用，提升工作质量。

四、铁路行车组织数据分析系统实现技术

（一）数据提取

保障数据一致性是数据挖掘工作主要内容，同时也是数据抽取过程关键所在。就以系统中行车调度系统为例，其中数据字典经常使用了不一样的编码形式，比如车站字典在运输管理系统中使用了电报码方式，但是调度系统中却使用了独立的编码形式。因此在整个系统技术中，需要提供一种编码转化方式，以免出现不一致现象出现。在这其中，调度系统中数据通常会因为范围广而分解成单独单元来管理，比如列车运行线常常被划分成很多调度单元。在划分中，各个单元之间的联系被隔断，从而无法实现对列车的分析。乘客列车因为规律性和准时性的特点，可以进行运行线连贯和晚点统计。对运送货物列车而言，系统需要从中获得车次、计划达到和出发的时间等，然后依据计划台和行调台关系，使用此列车车次、始发站与到达出发时间在相关的系统中搜索列车信息。因为货物列车行驶路径和时间跨度都很大，所以匹配时会搜索2天内的所有数据。

（二）挖掘分析算法

此系统对数据的挖掘分析，主要目标在于使用历史数据，对列车、货车在行车组织中会发生的情况进行预测，并且对各个因素怎样影响结果的进行描述。所以，在其中可以使用决策树算法。这种算法形成的分类规则容易理解，精准率很高，所以选用这个算法来分析和挖掘。在使用此算法时，属性选择十分关键，其能够直接决定算法分析性能结果。依据评价目标，选用各个分析目标属性可以从以下几个例子中进行：比如评价目标是列车晚点，则属性就是列车的种类，途径的站数、里程以及始发站、结束站。若是评价目标为列车兑现，则属性则是货车类型、始发站、取向等。若是评价目标是货车周转时间，则属性就是车辆归属情况，编组站、装车站、卸车站、解体站，以及所有里程和货车时间等。

（三）实现技术

在系统实现过程中，在JAVA语言的基础上开发一组数据抽取程序，在后台中自动运行。练级分析处理后台工作，经过对开源项目使用，将其使用在管理多维分析数据，从数据库到多维逻辑模型反应其中的关系。为了便于操作者运用和查询，数据呈现方式一般是B/S模式。系统使用JQuery组件，在相应的框架基础上使用显示功能，经过后台工作，将服务器连接起来，以此动态产生查询界面。选择分析模型之后，经过统计指标与维度，才能够生产相应的报表。数据挖掘使用开源学习组件，一直使用三个月数据做好模型训练，在保障样本规模情况系下，也更加契合其中的变化，同时把模型输出结果转化成调度员比较熟悉的内容。在实现过程中，其工作流程是首先确定对象，定义模型。然后是定义ETL后台程序工作时间与参数，在系统中抽取相关的分析数据。

行车组织工作是铁路运行中的重要内容，因为工作的复杂性与系统性，所以需要设计一款有关于行车组织数据分析系统。在设计系统时，要明确分析的对象，设计好数据结构。将系统使用在工作中时，还需要使用到数据抽取、挖掘分析算法等相关的技术，以此充分发挥系统在行车组织中的作用。经过对此系统的使用，可以让铁路的组织工作更加高效，从而促使铁路的稳定运行。

参考文献

[1]张文军.突发事件下的大准铁路行车组织分析[J].科技创新导报,2018,15(06):40-41.

[2]秦岳.铁路行车组织安全双向闭环系统可靠性探讨[J].科学技术创新,2017(26):74-75.