2018年 第27卷 第10期
2018, 27(10): 1-6.
摘要
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摘要:
论文着眼于解决大数据下的动车组关联规则挖掘问题，提出了一种基于Apriori算法改进的大数据关联规则挖掘算法T-MR-Apriori算法。该算法融合Hadoop技术，执行两遍MR分布式计算过程，完成整个关联规则挖掘流程，提高了海量数据下关联规则挖掘的效率和准确率。同时利用实际动车组运维数据进行验证，证明该算法在海量数据下具有良好的挖掘速度又能不降低挖掘性能。并且将该方法应用于动车组牵引电机运维数据挖掘，进行可视化展示。
论文着眼于解决大数据下的动车组关联规则挖掘问题，提出了一种基于Apriori算法改进的大数据关联规则挖掘算法T-MR-Apriori算法。该算法融合Hadoop技术，执行两遍MR分布式计算过程，完成整个关联规则挖掘流程，提高了海量数据下关联规则挖掘的效率和准确率。同时利用实际动车组运维数据进行验证，证明该算法在海量数据下具有良好的挖掘速度又能不降低挖掘性能。并且将该方法应用于动车组牵引电机运维数据挖掘，进行可视化展示。
2018, 27(10): 7-10.
摘要:
为了确保公平公正售票，保障百姓购票利益，利用大数据技术，结合现有用户购票行为数据，设计基于指数权重的铁路互联网异常用户智能识别算法，并用2017年的用户行为数据进行测试，异常用户预测准确度达80%。测试结果验证了该算法的可行性，可以有效提高异常用户识别准确度，为保障12306铁路互联网售票系统的安全稳定运行及维护公平公正的售票环境提供了技术支持。
为了确保公平公正售票，保障百姓购票利益，利用大数据技术，结合现有用户购票行为数据，设计基于指数权重的铁路互联网异常用户智能识别算法，并用2017年的用户行为数据进行测试，异常用户预测准确度达80%。测试结果验证了该算法的可行性，可以有效提高异常用户识别准确度，为保障12306铁路互联网售票系统的安全稳定运行及维护公平公正的售票环境提供了技术支持。
2018, 27(10): 11-15.
摘要:
大型复杂机电设备的零件规模通常高达百万级别，其信息一般采用树形结构来组织管理，常规的结构树设计方案不能满足海量存储、高效查询的管理需求。通过编码字典设计、结构树模板建立，实现了基于Oracle数据库的结构树模型高效存储管理。在高速列车全寿命周期管理项目中，实现了十万级数据的秒级处理。开发实践表明，该设计方案具有存储开销小、数据一致性好、查询速度快等优点，适合超大规模结构树的管理。
大型复杂机电设备的零件规模通常高达百万级别，其信息一般采用树形结构来组织管理，常规的结构树设计方案不能满足海量存储、高效查询的管理需求。通过编码字典设计、结构树模板建立，实现了基于Oracle数据库的结构树模型高效存储管理。在高速列车全寿命周期管理项目中，实现了十万级数据的秒级处理。开发实践表明，该设计方案具有存储开销小、数据一致性好、查询速度快等优点，适合超大规模结构树的管理。
2018, 27(10): 16-21.
摘要:
以中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所开发的《高速动车组仿真系统》软件为例，介绍动车组仿真软件的功能模块及软件框架设计方法。用模块化方法将动车组仿真软件的功能进行划分，以便提供良好的用户界面，丰富的配置参数，以及基本的数据记录和分析功能。然后，用面向对象的方法，设计动车组仿真软件的主要结构，实现灵活的软件架构，并通过对象的继承性为以后的仿真系统开发提供了丰富的扩展性。基于仿真计算的数据，统计出的动车组车站间运行数据，与实际运行情况相比有良好的一致性，表明该仿真系统可以为我国高速动车组的实验和运营分析提供有效的参考。
以中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所开发的《高速动车组仿真系统》软件为例，介绍动车组仿真软件的功能模块及软件框架设计方法。用模块化方法将动车组仿真软件的功能进行划分，以便提供良好的用户界面，丰富的配置参数，以及基本的数据记录和分析功能。然后，用面向对象的方法，设计动车组仿真软件的主要结构，实现灵活的软件架构，并通过对象的继承性为以后的仿真系统开发提供了丰富的扩展性。基于仿真计算的数据，统计出的动车组车站间运行数据，与实际运行情况相比有良好的一致性，表明该仿真系统可以为我国高速动车组的实验和运营分析提供有效的参考。
2018, 27(10): 22-25.
摘要:
介绍了一种基于Arduino的新型铁路信号计算机联锁核心控制模块，用电子电路取代了由安全继电器构成的道岔控制电路。内容包括联锁系统道岔控制总体架构、硬件及软件技术方案3个部分，旨在为铁路信号计算机联锁电子接口领域的研究提供新的思路。
介绍了一种基于Arduino的新型铁路信号计算机联锁核心控制模块，用电子电路取代了由安全继电器构成的道岔控制电路。内容包括联锁系统道岔控制总体架构、硬件及软件技术方案3个部分，旨在为铁路信号计算机联锁电子接口领域的研究提供新的思路。
2018, 27(10): 26-29.
摘要:
针对现有客票交易中间件缺乏有效机制管理配置文件的问题，在研究Zookeeper的基础上，提出了一种基于Zookeeper的统一配置管理方案，将配置文件内容存储在Zookeeper的节点中，利用Zookeeper的发布/订阅机制，实现了配置文件在管理中心与客票交易中间件同步，结合日常维护需求，提供了配置文件的版本管理与B/S管理功能。测试数据表明该方案简化了配置文件的管理过程，提高了升级维护的效率。
针对现有客票交易中间件缺乏有效机制管理配置文件的问题，在研究Zookeeper的基础上，提出了一种基于Zookeeper的统一配置管理方案，将配置文件内容存储在Zookeeper的节点中，利用Zookeeper的发布/订阅机制，实现了配置文件在管理中心与客票交易中间件同步，结合日常维护需求，提供了配置文件的版本管理与B/S管理功能。测试数据表明该方案简化了配置文件的管理过程，提高了升级维护的效率。
2018, 27(10): 30-34.
摘要:
针对当前运输调令数量多、执行时间紧、乘务人员流动分散等问题，如何迅速准确地执行命令是客运段安全生产的重要任务。以调令在客运段的流转为视角，开发了基于移动网络下的调令管理系统，通过运用二维码映射的技术手段拓展调令应用场景，以优化乘务管理为目标规范调令流程，跟踪生效周期，严把安全风险。系统上线以来，客运段形成二级值班室协同，各车队部门联动的工作态势。此应用将复杂的调令条例解析到各生产单元精确管理，调令签发与执行的错误和遗漏率降低为零，并节约了75%以上的时间成本，保障应对客运变化，组织高效有序。
针对当前运输调令数量多、执行时间紧、乘务人员流动分散等问题，如何迅速准确地执行命令是客运段安全生产的重要任务。以调令在客运段的流转为视角，开发了基于移动网络下的调令管理系统，通过运用二维码映射的技术手段拓展调令应用场景，以优化乘务管理为目标规范调令流程，跟踪生效周期，严把安全风险。系统上线以来，客运段形成二级值班室协同，各车队部门联动的工作态势。此应用将复杂的调令条例解析到各生产单元精确管理，调令签发与执行的错误和遗漏率降低为零，并节约了75%以上的时间成本，保障应对客运变化，组织高效有序。
2018, 27(10): 35-39.
摘要:
基于Redis分布式内存数据库技术，利用分布式服务节点的弹性伸缩机制、数据一致性及分布式事务等特性，研究适用于常用联系人数据的存储和查询为目标的技术选型方案，解决业务数据同步过程中出现偏差、分布式集群运维压力较大、服务扩展性、稳定性和高可用性较差等问题。通过一系列充分全面的测试场景对新架构的整体性能、稳定性和扩展性进行验证，进一步论证了在大并发访问下分布式数据处理技术的可行性。
基于Redis分布式内存数据库技术，利用分布式服务节点的弹性伸缩机制、数据一致性及分布式事务等特性，研究适用于常用联系人数据的存储和查询为目标的技术选型方案，解决业务数据同步过程中出现偏差、分布式集群运维压力较大、服务扩展性、稳定性和高可用性较差等问题。通过一系列充分全面的测试场景对新架构的整体性能、稳定性和扩展性进行验证，进一步论证了在大并发访问下分布式数据处理技术的可行性。
2018, 27(10): 40-44.
摘要:
介绍自然语言处理发展历程和关键技术，结合智能运营、智能装备和智能建造3大领域，分析并总结自然语言处理相关技术在智能客服、安全管控、资产档案、智能维修、决策辅助和督查校验等方面的应用。通过对这些前沿应用的发展综述和探索发掘，论证自然语言处理相关技术方法可以成为铁路行业完成智能铁路转变的助力，并且随着自然语言处理领域自身的不断发展和突破，为铁路的智能化进程带来更显著的变革。
介绍自然语言处理发展历程和关键技术，结合智能运营、智能装备和智能建造3大领域，分析并总结自然语言处理相关技术在智能客服、安全管控、资产档案、智能维修、决策辅助和督查校验等方面的应用。通过对这些前沿应用的发展综述和探索发掘，论证自然语言处理相关技术方法可以成为铁路行业完成智能铁路转变的助力，并且随着自然语言处理领域自身的不断发展和突破，为铁路的智能化进程带来更显著的变革。
2018, 27(10): 44-48.
摘要:
针对延长高速动车组使用寿命和提高使用效率的问题，在研究了工业大数据、故障预测与健康管理（PHM）的定义和应用、PHM相关标准以及国外PHM软件开发平台的基础上，搭建了基于大数据的车载、地面故障预测与健康管理系统一体化的功能架构并提出技术实现方案，应用动车牵引电机轴承温度健康状态模型,以牵引电机轴承温度和环境温度数据为基础,进行了实例分析。
针对延长高速动车组使用寿命和提高使用效率的问题，在研究了工业大数据、故障预测与健康管理（PHM）的定义和应用、PHM相关标准以及国外PHM软件开发平台的基础上，搭建了基于大数据的车载、地面故障预测与健康管理系统一体化的功能架构并提出技术实现方案，应用动车牵引电机轴承温度健康状态模型,以牵引电机轴承温度和环境温度数据为基础,进行了实例分析。
2018, 27(10): 49-53.
摘要:
基于高速铁路灾害监测系统的大数据分析研究，通过分布式文件系统存储、MapReduce/Spark计算框架、数据挖掘等技术，对高速铁路灾害监测系统的灾害规律分析、灾害预测、运用规则优化、监测点布设优化、设备选型、设备状态分析等进行研究。以大风规律和设备运行状态为例进行分析，结果表明，50%左右的大风集中在15～16 m/s之间，通过优化大风报警阈值，可有效降低大风报警次数；电源故障是灾害系统设备的主要故障，需对其进行重点监测和维护。该研究可解决目前灾害监测系统运用和维护中遇到的问题，为灾害监测数据综合分析与应用研究提供技术支持。
基于高速铁路灾害监测系统的大数据分析研究，通过分布式文件系统存储、MapReduce/Spark计算框架、数据挖掘等技术，对高速铁路灾害监测系统的灾害规律分析、灾害预测、运用规则优化、监测点布设优化、设备选型、设备状态分析等进行研究。以大风规律和设备运行状态为例进行分析，结果表明，50%左右的大风集中在15～16 m/s之间，通过优化大风报警阈值，可有效降低大风报警次数；电源故障是灾害系统设备的主要故障，需对其进行重点监测和维护。该研究可解决目前灾害监测系统运用和维护中遇到的问题，为灾害监测数据综合分析与应用研究提供技术支持。
2018, 27(10): 53-56.
摘要:
为全方面、多角度分析铁路信号系统在其生命周期中存在的风险，提出基于层次全息模型（HHM）的铁路信号系统风险分析方法，结合实际运营情况，将风险源主要分为8大类别，基于双重标准对风险过滤和评级，并利用多重标准进一步对风险因子进行分析，提出预防措施，为铁路信号系统风险分析提供参考。
为全方面、多角度分析铁路信号系统在其生命周期中存在的风险，提出基于层次全息模型（HHM）的铁路信号系统风险分析方法，结合实际运营情况，将风险源主要分为8大类别，基于双重标准对风险过滤和评级，并利用多重标准进一步对风险因子进行分析，提出预防措施，为铁路信号系统风险分析提供参考。
2018, 27(10): 57-61.
摘要:
针对编组站外勤人员传统作业方式中接受的信息和实际情况不一致、作业效率不高的现状，提出了采用编组站外勤移动系统的解决思路，以编组站外勤人员作业管理过程为走向，与McWiLL无线通信系统技术、智能型手持机相结合，通过设置核心网设备和无线网络基站，设计了编组站外勤移动系统，系统具有外勤人员手持机登录、身份确认、手持机派班、数据传输、语音通话、拍照上传、岗位作业移动式处理、信息实时上传等功能。在兰州北编组站的应用结果表明，该系统实现了外勤人员作业无纸化及数字化办公，改善了外勤作业人员的劳动强度。
针对编组站外勤人员传统作业方式中接受的信息和实际情况不一致、作业效率不高的现状，提出了采用编组站外勤移动系统的解决思路，以编组站外勤人员作业管理过程为走向，与McWiLL无线通信系统技术、智能型手持机相结合，通过设置核心网设备和无线网络基站，设计了编组站外勤移动系统，系统具有外勤人员手持机登录、身份确认、手持机派班、数据传输、语音通话、拍照上传、岗位作业移动式处理、信息实时上传等功能。在兰州北编组站的应用结果表明，该系统实现了外勤人员作业无纸化及数字化办公，改善了外勤作业人员的劳动强度。
2018, 27(10): 62-66.
摘要:
为了满足课堂教学和简单实验的需要，基于LabVIEW软件实现了地铁列车牵引制动模拟试验台的设计和搭建。试验台由计算机和模拟装置组成，其控制程序的开发通过LabVIEW软件编程实现。传感器信号由数据采集卡的输入端采集后输入计算机，经过分析计算得到控制指令，由串口和数据采集卡的输出端发送到执行机构。三相交流电机接收到变频器的控制指令后调整转速模拟牵引过程；直流电动推杆接收到程控电源的控制指令后模拟制动过程。试验台的实时运行状态由传感器采集后回传计算机，实现了试验台的闭环控制和状态监测。通过友好的人机交互界面和计算机的自动控制，实现了对地铁列车运行时的起动加速工况、惰行工况和制动工况的模拟。实践证明，模拟试验台运行稳定流畅，实现了数值仿真和实物模拟相结合的效果。
为了满足课堂教学和简单实验的需要，基于LabVIEW软件实现了地铁列车牵引制动模拟试验台的设计和搭建。试验台由计算机和模拟装置组成，其控制程序的开发通过LabVIEW软件编程实现。传感器信号由数据采集卡的输入端采集后输入计算机，经过分析计算得到控制指令，由串口和数据采集卡的输出端发送到执行机构。三相交流电机接收到变频器的控制指令后调整转速模拟牵引过程；直流电动推杆接收到程控电源的控制指令后模拟制动过程。试验台的实时运行状态由传感器采集后回传计算机，实现了试验台的闭环控制和状态监测。通过友好的人机交互界面和计算机的自动控制，实现了对地铁列车运行时的起动加速工况、惰行工况和制动工况的模拟。实践证明，模拟试验台运行稳定流畅，实现了数值仿真和实物模拟相结合的效果。
2018, 27(10): 67-72.
摘要:
对快慢车运营模式下ATS系统的关键技术进行研究，提出了ATS在快慢车切换、慢车避让策略等方面的设计方法，并通过运行场景分析和城市轨道交通运行图编制软件进行了设计方法验证，设计方法发挥了ATS系统对快慢运营管理的作用，为快慢车运营模式下ATS系统的实现给出了具体的建议和方法。
对快慢车运营模式下ATS系统的关键技术进行研究，提出了ATS在快慢车切换、慢车避让策略等方面的设计方法，并通过运行场景分析和城市轨道交通运行图编制软件进行了设计方法验证，设计方法发挥了ATS系统对快慢运营管理的作用，为快慢车运营模式下ATS系统的实现给出了具体的建议和方法。
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