基于大数据的城轨信号系统健康维护平台研究

发布时间：2018-07-09 19:29

  本文选题：信号系统 + 健康维护　； 参考：《北京交通大学》2016年硕士论文

【摘要】：随着我国城市轨道交通事业的飞速发展,轨道交通线网的运输压力与日俱增,系统维护与保障压力也逐步增大。轨道交通信号系统现有的维护支持策略存在维护模式分散、采集信息不全面、数据分析处理不完善、管理手段落后等问题,传统的维护方式与技术管理手段已经无法适应维护支持的需要。健康管理作为复杂系统自主式保障的关键技术,可以提高轨道交通信号系统维护支持的技术、装备与管理水平,实现系统的健康状态监测与综合维护管理,为系统的预防性维修和全面保障提供支持。为实现基于数据驱动的系统健康维护,大数据不仅可解决海量维护数据的分析处理问题,同时为信号系统的健康维护过程提供完整的业务架构,满足从维护数据采集到存储,再到综合应用与信息发布全部处理流程的技术与业务管理需求。本文提出基于大数据业务思路构建信号系统健康维护平台,实现对信号系统健康状况的联动联控和健康管理的全过程把控,便于运营维护部门通过平台辅助充分发挥轨道交通的技术先进性,站在系统角度开展运营保障工作。本文首先结合大数据在信号系统健康维护中的应用,分析了健康维护大数据分析与知识发现的应用场景,并以故障关联规则为例研究了健康维护的分布式数据挖掘的算法及实现。在分析信号系统设备使用与健康管理业务需求的基础上,本文完成了平台的层次架构设计,明确了数据采集层、数据存储层、综合应用层与信息发布层的结构组成与功能部署；随后进行平台的信号系统健康维护业务设计,在业务流程与管理方式上将健康维护的业务应用划分为三级部署,并明确了各级别的结构组成与功能划分。针对平台健康维护的大数据业务架构,本文研究了各层次的关键技术与实现。在数据采集层,研究了信号系统维护数据的来源、采集方式、数据预处理与数据传输过程;数据存储层基于Hadoop分布式架构,利用HDFS实现原始数据文件的存储,通过序列文件合并方式提高小文件存储效率,并通过HBase建立文件映射,便于数据访问与查询；综合应用层提供数据中心大数据分析业务访问的接口,实现了信号系统健康状态的实时监测、故障报警、历史状态回放、故障统计分析,通过工单管理与设备资产管理实现系统的健康维护业务,通过机构权限管理实现了平台业务流程控制；在信息发布层研究了信号系统健康维护信息的发布方式、各终端接入与信息发布流程的实现。在完成平台软硬件开发的基础上,本文通过实验室测试环境对平台实现情况进行验证。首先搭建了Hadoop集群进行健康维护数据的存储性能实验,证明了本文设计的健康维护数据存储方案的可行性与技术优势：再通过实验室搭建的平台业务应用仿真环境测试了平台健康维护业务的功能,测试结果表明平台预期设计均已实现,能够充分满足信号系统健康维护的需求。
[Abstract]:With the rapid development of China ' s urban rail transit system , the transportation pressure of the rail transit network is increasing , the system maintenance and the guarantee pressure are gradually increased . The existing maintenance support strategy of the rail traffic signal system has not been able to meet the needs of maintenance support .
Then , the signal system health maintenance service design of the platform is carried out , and the business application of health maintenance is divided into three - level deployment in the business process and management mode .
The comprehensive application layer provides a data center large data analysis service access interface , realizes real - time monitoring of the health state of the signal system , fault alarm , historical state playback and fault statistical analysis , realizes the health maintenance service of the system through the work order management and equipment asset management , and realizes the platform business process control through the authority management of the organization ;
Based on the development of hardware and software of the platform , the paper proves the feasibility and technical advantage of the health maintenance data storage scheme designed by the paper . The function of the platform health maintenance service is tested through the platform service application simulation environment established in the laboratory . The test results show that the expected design of the platform has been realized , and the requirement of health maintenance of the signal system can be fully met .
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U284.92;TP311.13

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本文编号：2110424