高速鐵路信號系統大數據規范化研究與運維決策支持

摘 要：隨著我國高速鐵路的不斷發展，其信號系統迎來規范化的大好時機。目前，高速鐵路的信號系統中需要處理的信息種類繁多、內容復雜，原有的運維決策與手段無法處理當前存在的問題。只有提升高速鐵路信號系統大數據的規范化，其運維工作的開展才會相對順利。本文將對我國高速鐵路信號系統的發展背景及狀況進行分析，提出解決信號系統大數據規范化的具體方案，探索高質量運維決策。

關鍵詞：高速鐵路系統;大數據規范化;運維決策

中圖分類號：TP311.13;U284.92 文獻標識碼：A

0 引言

隨著信息時代的飛速發展，高速鐵路信號系統逐漸成型。其在很大程度上達到了智能化和集中化的要求，然而在實際運行過程中發現由于規范化程度不夠導致其實時性、可靠性受到了一定的影響。由此可見，提升高速鐵路信號系統大數據的規范化對于鐵路系統信息化發展具有重要意義。高速鐵路信息化作為未來發展的主流方向，加強運維決策、實現信號系統大數據規范化是掃清其發展道路障礙的重要方式之一。

1 了解國內外高速鐵路信號系統的發展

（1）國外高速鐵路信號系統發展歷程及背景。歐洲是鐵路信號系統發展的代表性地區。無論是相關的鐵路技術還是信息技術，歐洲都處于世界領先地位，因此其高速鐵路信號系統的發展根基堅實。歐洲不同國家的信號系統存在一定差異，所以在互聯互通方面存在很多障礙。對于跨境列車的運輸而言，不同的信號系統會導致運輸效率嚴重下降。為解決這一突出問題，目前歐洲高速鐵路信號系統正在向標準化的方向發展。標準化的信號系統在管理以及運維方面可以無視地域帶來的差異，實現高效率的互聯互通。

（2）國內高速鐵路信號系統發展歷程及背景。由于國內在信號與信息技術發展方面存在一定的滯后性，所以國內的高速鐵路信號系統發展的起步也相對較晚。然而，在國人的不斷努力之下，我國當前國內鐵路信號系統在控制范圍、容錯率以及智能化程度等方面都有顯著的提升。不過，信息技術的更新換代速度遠超信號系統的發展，所以信號系統的完善工作一直在路上。

（3）國外高速鐵路信號系統發展對于國內的啟示。我國高速鐵路信號系統是通過借鑒歐洲形成的，因此在信號系統發展的初期存在技術層面的障礙。通過對國外鐵路信號系統的研究，可以發現其核心在于信號系統大數據的規范化和運維策略的制定。當大數據規范化達到一定程度后，其管理效率會得到飛速提升，信號系統中出現故障的現象也會隨之減少。

2 分析實現高速鐵路信號系統大數據規范化的難題

（1）鐵路公司缺少明確的大數據發展戰略。數字化時代的到來引領了各行業的大數據發展。國家層面也做出了相關規定，其目的在于推進大數據戰略的發展。然而，很多企業并沒有明確的大數據發展戰略，這就導致大數據發展嚴重缺乏動力。以當前高速鐵路的信號系統大數據發展為例，數據信息實時更新困難、數據信息可信度低、大數據規范化差都是目前我國高速鐵路信號系統大數據發展中存在的問題。對于處在大數據建設初期的高速鐵路行業而言，制定可行性較高的發展目標和戰略至關重要。

（2）信號系統大數據規范化管理制度不完善。由于缺乏大數據發展戰略的思考，所以信號系統的管理制度也比較松散。信號系統內所包含的信號種類十分復雜，在進行匯總處理時需要借助一套規范標準才能提高信號系統的處理效率。以大數據的形式對鐵路信號系統中所反映出的信號內容進行管理和分析工作能夠有效地發揮大數據實時性強、整合能力強等特點。然而，當前的大數據使用規范制度還不夠完善，所以信號系統還有很大的提升空間。

（3）缺乏高質量大數據信號系統管理人才。目前，信號系統和信息技術正處于蓬勃的發展時期，然而高校的培養目標和社會市場需求之間存在很大差距。高校有關信號系統方面的理論知識相對比較陳舊主要是因為高校課本的改變是需要一定的周期。另外，高校更加注重的是思維的培養和學習能力的提升，所以當高校人才流入市場后往往不能滿足社會的需求。相關專業人才的缺乏勢必會導致高速鐵路信號系統大數據的發展受到限制。由此可見，培養實踐性強的專業型人才對于鐵路信號系統的發展至關重要。

（4）高速鐵路信號系統大數據效率不高、壽命不長。鐵路信號系統大數據的建設離不開資金扶持。大數據的應用成本相對較高，所以在信號系統大數據的建設中需要大量資金。然而，目前中國高速鐵路每年都會出現很大的資金虧損。中國斥巨資修建的高速鐵路和建設的信號系統卻以十分親民的票價讓每一位中國人都能享受到科技發展帶來的便捷。由于資金投入有限，所以鐵路信號系統大數據的工作效率無法得到保證，其信號系統的工作壽命也十分短暫。

3 高速鐵路系統大數據運維過程中的困難

（1）運維過程缺少軟件支持。高速鐵路信號系統的運行與維護都需要軟件技術的支持。軟件的開發給高速鐵路信號系統大數據的規范化提供了平臺。隨著高速鐵路信息化程度的不斷提升，其需要進行處理的數據量也大大增加。這對于軟件的可操作性、兼容性都是一個很大的挑戰。另外，維護是鐵路信號系統日常工作的重要環節，一方面可以及時發現信號系統在運行中的問題并實施整改提高系統性能，另一方面能夠加速系統的升級。

（2）運維決策可行性不高。目前，高速鐵路信號系統的運維決策存在過于理想化的現象。雖然國內信息技術發展勢頭正旺并且與高速鐵路結合比較成功，但是并沒有達到信息系統的預期目標。然而，部門鐵路公司對此沒有清醒的認識依然制定了高出實際情況的運維決策方案。過高標準的運維方案會導致信號系統的發展脫離實際，對于處在發展初期的高速鐵路信號系統大數據而言有百害而無一利。作為發展初期應該腳踏實地切實做好準備工作為后期快速發展打下理論和物質基礎。

（3）運維工作監管力度不大。由于當前我國高速鐵路信號系統正處于發展中階段，所以在其運行和維護過程中很容易發生問題。這就意味著，鐵路信號系統需要設置監管部門實時監測其運維情況。另外，目前相關運維工作者中間存在工作不認真的現象。如果不對運維工作進行嚴格的監管，那么很可能會因為運維過程中的問題導致重大事故的發生。高速鐵路作為人民日常出行的常用交通工具之一，其安全性受到了社會各界人士的關注。所以，加強運維工作的監管力度對于鐵路發展至關重要。

（4）數據調度能力不高，子系統互聯程度低。高速鐵路信號系統是由多個子系統構成的，子系統之間相互存在一定的獨立性可以對不同類型的數據進行處理，另外各子系統之間能夠進行互聯互通實現數據的共享。不過，目前子系統之間的互聯互通工作做的并不好，這就嚴重影響了系統的工作效率。數據的調度是通過調度集中系統CTC實現的，其能有效調度集中通信網絡，并且保證信號安全通信數據網和集中通信數據網的監測效果。然而，目前其調度能力仍然有待提高。

4 探索解決高速鐵路信號系統大數據規范化與運維工作中困難的具體方案

（1）號召各大鐵路公司制定信號系統大數據規范化的戰略目標。如今，高速鐵路信號系統正在蓬勃發展，面對紛繁復雜的信息如果不能做好規范工作那么系統的運行速度會受到極大的影響。因此，制定適當的戰略目標有助于鐵路信息系統的發展明確發展方向。鐵路公司應該時刻緊跟國家政策根據自身信號系統的發展情況制定可行性較高的戰略方案。通過一段時間的施行后，對當前的戰略方案做出評價根據市場的發展規律重新規劃新的目標。在這樣不斷修正的過程中，鐵路信號系統大數據規范化工作效率與運維決策可行性都會有所提升。

（2）加大專業人才培養力度。任何產業的發展都離不開一代又一代專業人才的共同努力。專業人才是高新技術行業發展的物質基礎。鐵路信號系統大數據規范化與運維決策都需要專業技術的支持，而加大人才培養力度首先應該從高校層面做起。國家相關教育部門應大力支持該行業的探索與研究，無論是從科研經費方面還是從師資力量方面都應該加大投入。當前技術的更新迭代速度非常快，所以在進行人才培養時很容易出現理論知識的滯后性。因此，教學團隊應時刻關注市場發展動向及時對所學內容進行調整。如此一來，專業人才在投入市場后對鐵路信號系統所產生的影響會更加直接。

（3）完善信號系統大數據規范制度。信號系統大數據的規范化要從三個階段進行整體把握。對于高速鐵路信號系統而言，時刻都在進行著數據的收集、處理以及輸出三個方面的工作。從數據來看，各式各樣數據的模式以及端口都有所不同，所以在收集信號系統的數據時需要多端口工作進而確保數據的收集不會出現差錯。其次，數據的處理階段需要對收集來的各種數據進行整合處理。在處理整合的過程中可以將數據的格式進行統一。如此一來，后期處理的工作量會大大減輕。

（4）嚴格制定運維決策，加大監管力度。鐵路現場信號系統是網絡化和信息化發展的產物，也是高速鐵路實現全線調度綜合優化的重要機制，在保證集中化管理項目的基礎上，也要對智能化控制結構予以重視。運維決策的制定需要嚴格遵守信號系統的相關規定，一方面要充分體現信號系統智能化的優勢，另一方面要確保信號系統的安全性。信息化雖然帶來了生活上的便捷，但是其安全性并沒有得到廣泛的認可。以高速鐵路信號系統為例，如果有不法分子潛入系統內部對某些重要信息進行篡改，那么乘客的人身安全將無法得到保障。因此，加強信號系統的安全監管力度十分重要。信號系統的定期維護工作決定了其使用壽命。系統維護就是及時發現系統管理的漏洞并進行補救，防止因漏洞導致系統崩潰。

5 總結

隨著我國高速鐵路的迅猛發展，高速鐵路信號系統產生了海量的運營維護數據。高速鐵路信號系統運營維護數據具有數據類型多、數據量大、增長速度快等典型的大數據特征。如何解決信號系統維護數據方面的問題是當前鐵路部門研究的重點內容。大數據規范化一旦實現，信號系統將會得到迅速發展。相信在國家相關戰略的支持下，高速鐵路信號系統大數據將會在不久的未來得到規范化，其運維決策支持也將得到提升。

參考文獻：

[1]沈小強.高速鐵路現場信號系統維護方式探討[J].技術與市場，2017（12）：73+75.

[2]楊連報.高速鐵路信號系統大數據規范化研究與運維決策支持[D].北京交通大學，2015.

作者簡介：宋永濤（1979—），男，北京人，大專，工程師，研究方向：鐵路信號控制。