Hadoop列車管理系統分析

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的1篇Hadoop列車管理系統分析范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

1引言

隨著我國公共交通基礎設施建設的不斷完善，動車、高鐵列車投入運營的數量越來越大，檢修工作的內容和流程日益復雜。為了進一步提高列車檢測效率與運營管理水平，管理部門已經開始將數據共享、信息感知等技術應用于列車管理與檢修工作[1-3]。本次研究為進一步發揮新技術與新硬件在數據采集方面的優勢，建立了一套基于hadoop的列車管理系統，形成相對完整的人機數據交互機制，為列車管理工作的指揮與執行創造便利條件。Hadoop是一種以MapReduce為基礎框架，并且與NDFS(NutchDistributedFileSystem)相結合，為Nutch引擎提供支持的計算機算法。由于Hadoop通過流的形式訪問文件系統中的數據，因此對于中低端硬件有著較強的兼容性。即使對于不了解Hadoop底層分布細節的用戶來說，也能夠針對一部分分布式程序進行開發，建立分布式計算平臺，其開源的設計程序能夠進一步降低平臺開發成本，同時支持Python、C++、Java等主流計算機語言。基于Hadoop的大數據平臺具有較強的兼容性、可擴展性和低成本性，現已成為一種得到廣泛應用的數據分析構架平臺。

2列車管理系統的總體架構

列車管理系統由展現層、業務層、集成層、分析層和數據層五個部分所組成，整體設計架構如圖1所示。

2.1數據層

數據層是列車管理系統的基礎層，也是數據源的保障層，具體包含列車質檢過程所采集的視頻類數據和封裝于Excel和Word的非結構化數據。

2.2分析層

分析層是Hadoop大數據分析模塊的基礎層，負責解決列車檢修工作所面臨的缺乏分析應用、數據不集中、數據量大等問題[4-6]。

2.3集成層

集成層負責提供統一的段級總線服務，同時也是用于系統建設的基礎保障，有效整合各項應用組件（代碼、數據交換、各類管理表單、工作流等）。

2.4業務層

業務層是列車管理系統各項分類標準的集中體現，用以實現多維管理模塊的各項操作以及不同地域維度和時間維度下的交叉查詢，提供多層次、多角度的分析應用[7-8]。

2.5展現層

列車管理系統從鐵路信息安全管理的角度出發，基于系統架構建立了內網門戶，管理單位通過顯示屏、PC、移動設備和瀏覽器即可獲取列車管理信息數據，同時也可以對相關資源進行調閱、查詢與管理操作[9-10]。

3數據架構

列車管理系統通過數據倉庫對系統基礎數據實施存儲與管理，數據倉庫所存儲的數據具體包括動車組運用管理信息系統數據、檢修機器人檢修數據、各類軌邊作業監控設備傳送數據以及日常檢修作業記錄數據等不同類型的源數據，并通過Sqoop的傳輸流將各類數據上傳至數據倉庫[11-12]，數據倉庫架構如圖2所示。

3.1數據獲取層

數據獲取層中的數據可分為結構化、非結構化、半結構化3種數據，其中來源于日常管理工作的Word及Ex-cel數據屬于非結構化數據，來源于運維檢修工作的視頻數據屬于結構化數據，其余屬于半結構化數據，這些數據主要來源于數據倉庫，經過一系列的轉化與處理后進入數據獲取層，在此基礎上經過可視化處理即可上傳至數據展現層[13]。

3.2數據存儲層

列車日常檢修所生成的數據需要以特定的格式壓縮并封裝于數據倉庫中，并由數據倉庫對所存儲的數據實施進一步的處理，為后續的數據挖掘奠定基礎。

3.3數據展現層

列車管理系統具備數據查詢、數據調閱、數據管理等方面的功能，數據展現層負責將運維檢修數據以圖像或報表的形式展示給管理人員，最終實現數據的可視化。

4系統功能結構設計

列車管理系統具備綜合管理、設備管理、物資管理、檢修管理、運用管理、調度管理、技術管理、質量管理、安全管理、系統管理等10個主要功能模塊，系統功能結構如圖3所示。基于列車管理系統的主要功能建立可視化、圖像化的調度管理模塊，設計結果如圖4所示。

5系統功能的實現

以應用指揮功能為例，該功能可通過人工篩選和系統初選兩種方式來統一歸納列車典型故障的相關資料，進而生成典型案例故障庫。管理人員可以通過該故障庫對各種故障以及相關的應對方案進行檢索與查詢，擁有相應權限的管理人員還可以在線下載數據，供列車故障處理與教學培訓使用。圖5為該功能模塊的可視化界面。

6結束語

本文詳細介紹了Hadoop技術條件下列車管理系統的設計思路，詳細闡述了基于Hadoop大數據平臺的列車管理系統總體架構，從數據獲取層、數據存儲層和數據展現層三個方面的角度說明了該系統的功能特性，最后展示了該系統的調度管理模塊界面和應急指揮功能界面。根據界面設計效果可知，本次研究所提出的列車管理系統能夠較為直觀地展示列車車輛當前的工作狀態，對于列車車輛管理工作具有一定的指導作用。

參考文獻:

[1]熊凱,胡云卿,文碧望,黃舟,張欣.基于模塊復用的智軌電車乘客信息系統信息生成方法[J].控制與信息技術,2020(4):58-62.

[2]常博.基于通信列車控制的計算機城市軌道交通聯鎖子系統功能測試研究[J].自動化技術與應用,2020,39(3):166-169.

[3]楊碩,陳艷鑫.全自動運行軌道交通列車狀態監控與調度管理系統的研究[J].內燃機與配件,2020(8):249-251.

[4]錢蔚,柴慧君,陳紹文.城市軌道交通全自動運行線路長大區間列車火災處置聯動方案[J].城市軌道交通研究,2019,22(S2):73-76.

[5]高琦,蘇超,梁汝軍.城市軌道交通全自動運行列車的新增系統功能及其設計要點[J].城市軌道交通研究,2019,22(S2):35-38.

[6]彭其淵,馮予莛,莊河,魯工圓,何必勝.高速鐵路調度指揮預警及應急管理系統設計與實現[J].交通運輸工程與信息學報,2019,17(4):9-17.

[7]王天冬,宋鵬云.混合動力列車能量管理策略的優化方法及系統[J].內燃機與配件,2019(22):61-63.

[8]張俊,唐金金,易志剛.城市軌道交通列車運行圖協調性評估體系構建與系統研究[J].鐵路計算機應用,2019,28(11):70-74.

[9]李瑞.鐵水聯運集裝箱貨場運輸管理系統結構及功能[J].鐵路通信信號工程技術,2019,16(4):98-101.

[10]王華偉,劉國梁.基于列車控制與管理系統的車輛制動力管理方案設計[J].城市軌道交通研究,2019,22(2):89-93.

作者：王春娟 單位：陜西學前師范學院信息工程學院