[發明專利]一種基于云計算的軌道交通信號綜合運維方法及系統

在審

• 申請號: 201410321145.1
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104077552A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 鮑俠
• 申請（專利權）人: 北京泰樂德信息技術有限公司
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術領域

本發明提供一種基于云計算的鐵路信號綜合運維方法及系統，涉及鐵路信號數據、鐵路通信數據、鐵路知識數據、系統報警數據、機器學習、車載設備、車站設備、中心設備、軌旁設備等技術領域，用以解決鐵路信號綜合運維所面臨的問題。

背景技術

目前，軌道交通(國有鐵路、企業鐵路和城市軌道交通)通信、信號領域的監測維護產品主要有三類：針對地面信號設備的有CSM(信號集中監測系統)、各設備維護機、通信網管系統。為了提高我國鐵路信號系統設備的現代化維修水平，從90年代開始，先后自主研制了TJWX-I型和TJWX-2000型等不斷升級中的信號集中監測CSM系統。目前大部分車站都采用了信號集中監測系統，實現了對車站信號設備狀態的實時監測，并通過監測與記錄信號設備的主要運行狀態，為電務部門掌握設備的當前狀態和進行事故分析提供了基本依據，發揮了重要作用。并且，對城市軌道交通信號設備，集中監測CSM系統也被廣泛部署在城軌集中站/車輛段等處，供城軌運維使用。針對車載信號設備的有DMS系統，對車載設備動態監測。此外，伴隨我國高速鐵路的建設發展，高鐵特有的RBC系統等，也面臨著納入信號集中監測系統的需求，也面臨著提高其監測能力、運維能力，以及設備自診斷能力的需求。

面對越來越多的通信數據、信號數據，以及目前的網絡狀況，使得鐵路系統雖然產生了大量的各類數據，但是卻沒有很好的利用這些數據。絕大多數數據目前是存儲在各個車站，并且車站也只是對數據做了簡單的存儲，當出現故障的時候查看相關的數據以便于分析故障原因。這種情況導致了鐵路產生的各類數據不能夠有效的存儲和利用，并且故障的分析目前仍需依靠人工經驗分析判斷，很多情況下在已經出現事故時才能發現故障，不僅導致了人工診斷鐵路信號系統故障時工作量大、故障監測與診斷效率低下等技術問題，也增加了行車的危險。因此，提高鐵路信號綜合管理運維能力，查隱患，治隱患，推動故障修向狀態修發展，從而保障行車安全、提高運力，是軌道交通領域的迫切需求。

發明內容

為了解決現有技術中信號數據量大、效率低、風險高、人工分析故障勞動強度大等問題，本發明提供了一種基于云計算的信號綜合運維方法及系統。系統包括數據采集機、終端和數據中心三種硬件。軟件包括數據采集子系統、數據存儲子系統、數據預處理子系統、數據實時分析子系統、離線數據挖掘子系統、展示子系統、數據查詢系統等。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于云計算的軌道交通信號綜合運維系統，其包括：

數據采集機，用于采集軌道交通信號數據；

數據中心，連接所述數據采集機，包括云安全層、基礎資源層、虛擬化層、數據存儲層、計算引擎層、組件層及Web集群；其中，云安全層通過數據備份、數據還原和訪問控制，保障系統的安全；基礎資源層是數據中心的硬件平臺；虛擬化層通過虛擬化軟件實現對硬件的虛擬化，屏蔽底層的硬件差異；數據存儲層包括分布式文件系統、列式數據庫、關系數據庫，分別用于存儲非結構化、半結構化和結構化的數據；計算引擎層采用云計算處理架；組件層是具體處理各種業務的組件；Web集群是基于負載均衡的服務發布層；

終端，連接所述數據采集機和所述數據中心，用于展示數據分析結果。

進一步地，采用鐵路公司、鐵路局、電務段、車站的四級模式，在鐵路公司、鐵路局分別部署數據中心、數據采集機和終端，在電務段、車站只部署數據采集機和終端。在車站、電務段、鐵路局、鐵路公司均部署實時數據分析組件，其中車站、電務段的實時數據分析組件部署于數據采集機內，鐵路局、鐵路公司的實時數據分析組件部署于數據中心內。

進一步地，計算引擎層包括離線數據處理架構MapReduce、實時分布式處理架構spark以及數據移動引擎sqoop和底層資源管理系統yarn，Yarn用于根據用戶提交的任務來分配存儲資源和計算資源用于處理該任務。

進一步地，組件層包括數據管理組件、數據分析組件、故障診斷組件等。

一種采用上述系統的基于云計算的軌道交通信號綜合運維方法，其步驟包括：

1)信號綜合運維平臺首先需要解決的是數據采集的問題，針對當前鐵路采用的鐵路公司、鐵路局、電務段、車站的四級管理模式，數據采集機也分布在這四個層次用于采集不同類型的信號數據，并對數據做不同的處理；在鐵路公司、鐵路局分別部署數據中心、數據采集機和終端，在電務段、車站只部署數據采集機和終端；在車站、電務段、鐵路局、鐵路公司均部署實時數據分析組件，其中車站、電務段的實時數據分析組件部署于數據采集機內，鐵路局、鐵路公司的實時數據分析組件部署于數據中心內；