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沈 昊 中国铁路上海局集团有限公司科研所
根据总公司加快推进高速铁路综合维修生产一体化管理要求，对各铁路集团公司在提升装备水平，推进信息化建设等方面提出了“提升综合保障能力，推进综合检测及维修装备现代化建设，推广使用综合巡检车、多功能作业车、多平台作业车等检测监测、养护维修装备，深化研究专业装备综合利用，提高维修效率和设备利用率。为此，我局在工电供“三位一体”专业融合发展方面开展积极探索和尝试。
为了更好开展检测数据存储、分析与管理，提出了《铁路基础设施设备状态检测数据分析应用平台研究》课题的研究，旨在通过对各种检测数据分析处理，全面展示图像、报表，挖掘信息，研究设备状态变化趋势，进行大值病害的闭环管理，提高异常报警预警能力，分析设备设施病害和故障原因，科学指导设备养护维修管理，为保障设备质量稳定可靠提供重要的技术支持，科学指导设备养护维修管理。
检测数据分析应用平台包括硬件环境的搭建和大数据应用研究，应具有非常好的机房环境、安全保证、网络带宽、主机的数量和性能、大的存储数据空间、软件环境以及优秀的服务性能。课题组借鉴专业大数据应用公司的经验，研究提出检测数据分析应用平台的功能定位、框架结构、建设方案、实施方式。
1.1 研制目标
应用平台能够开展融合分析、联动分析、深度挖掘，多专业检测数据资源集中、集成、共享、分析、工具、流程等的有机组合，包括海量检测数据的存储、高性能数据的分析处理、多媒体展示等功能，具有一定的基础设施状态综合评估和养护维修决策支持能力。
1.2 应用平台系统架构
龙存存储设有4台服务器和1台三层交换机。
2台磁盘阵列，配置为1 套Rackable 96T，另一套为鑫云 48T，与龙存存储系统连接，用于存放历史数据，应用平台系统架构如图1所示。
图1 应用平台系统架构
1.3 检测数据分析应用平台的功能（图2）
图2 检测数据分析应用平台功能
（1）龙存存储系统对海量的检测数据进行存储、管理；
（2）电务轨旁设备状态巡检数据分析应用系统对电务轨旁设备缺陷进行分析、展示；
（3）工务轨道结构状态巡检数据分析应用系统对工务轨道结构缺陷进行分析、展示；
（4）高铁沿线视频图像数据分析系统展示现有高速铁路沿线(包括低路基地段、公跨铁区段、救援疏散通道及车站上下行咽喉处等)摄像机采集的全天候视频信号；
（5）综合数据展示包括电务轨旁设备状态，工务轨道结构状态、轨道板离缝、桥梁超高防撞视频，站台限界检测数据，牵引变电所红外热成像温度信息、接触网几何参数、接触网状态。
（6）数据分析与管理系统具有对检测数据进行汇总和分析，具有统计图表、数据对比报告，开展设备质量评估，挖掘信息和规律，分析设备状态变化趋势，提高异常报警预警的能力。
数据分析与管理系统对工务轨道结构状态、电务轨旁设备状态等各专业海量检测数据的存储、显示。对检测数据进行汇总和分析，生成各类报表。对检出问题进行复核、整治、销号的闭环管理，并为维修计划的安排提供指导依据。通过统计图表、数据对比报告，开展设备质量评估，挖掘信息和规律，分析设备状态变化趋势，提高异常报警预警能力。以电务轨旁设备状态管理系统为例，该系统具有基础信息（管理里程、故障字典、部门字典、系统用户）、检测记录（故障上传、故障复核）、查询统计（故障记录、故障汇总、状态评估、趋势分析、漏报误报）功能。电务轨旁设备状态管理系统功能如图3所示。
图3 电务轨旁设备状态管理系统功能
通过铁路基础设施设备状态检测数据分析应用平台搭建与应用，为开展工、电、供等专业检测数据的融合分析、联动分析、深度挖掘，探索数据变化规律提供了良好的条件，实现数据应用实效和技术服务附加值提高，及时提供专业化或综合化诊断报告，为保障铁路运营安全、降低维修成本提供技术支持，为研究高速铁路基础性、前瞻性的科研问题提供数据支撑。
（1）该应用平台能够实现工、电、供等专业检测数据的融合分析、联动分析、深度挖掘，为工电供等专业检测综合一体化分析创造了良好的条件；
（2）采用龙存存储系统对各专业海量的检测数据进行分布式存储，存储容量大、速度快、安全性能好；
（3）应用平台结构设计能够同时满足多专业基础设施设备检测数据资源集中、集成、共享、分析、工具、流程等的有机组合，实现海量检测数据的存储、高性能数据的分析处理、多媒体展示等功能；
（4）运用大数据分析方法对各种检测数据进行进一步处理和全面分析，挖掘信息和规律，实现对基础设施设备状态综合评估和养护维修决策支持能力。
（5）数据分析与管理系统具有对检测数据进行汇总和分析，具有基础设施设备状态的统计分析、历史数据对比、设备质量评估分析、病害故障报告、现场复核、销号等闭环管理功能。
铁路基础设施设备状态检测数据分析应用平台已陆续投入应用，可以降低人工巡检次数，提高生产效率，对既有视频、图片数据进行智能处理分析，不仅有利于提升现有设备的应用价值,降低劳动强度,更有利增强安全防范,达到以科技保安全增效益的效果。对各种检测数据进行进一步处理和全面分析，挖掘信息和规律，分析设备状态变化趋势，提高异常报警预警能力，为设备设施病害和故障原因分析，科学指导设备养护维修管理。
电务轨旁设备状态巡检数据分析应用系统自2018 年1月起投入使用，对集团公司京沪高铁线、沪宁线、沪杭线、宁杭线、京沪线等线路进行电务轨旁检测数据分析，包括轨腰塞钉及引线的脱落、应答器的表面结构状态异常、信号箱盒及线缆表面结构状态异常、道岔装置的结构状态异常、其他电务设备的结构状态异常（如道岔防雪板、融雪装置防护管等）进行巡检。在2018 年2 月下大雪期间，科研所加强电务轨旁电务轨旁数据分析，发现杭州电务段一级缺陷，为信号箱盒破损。
工务轨道结构状态巡检数据分析应用系统自2018 年1月起投入使用，对集团公司京沪高铁线、沪宁线、沪杭线、宁杭线、京沪线等线路进行轨道结构状态数据分析，包含扣件缺损、歪斜；
钢轨光带异常、剥落掉块、擦伤；
轨道板裂纹；
轨道板异物；
道床翻浆冒泥等可视性异常。
因此，铁路基础设施设备状态检测数据分析应用平台可在上海局集团公司、其他铁路集团公司推广应用，具有很好的推广前景和显著的经济效益。
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