基于大数据分析的集中监测智能化研究
发布时间：2020-11-19 05:21
近年来,大量的铁路信号新技术投入现场使用,年久失修的设备不断被先进新设备替换,信号设备的自动化和智能化水平快速提高,同时,随着电务系统维修体制不断完善,维修人员的素质不断提高,信号设备的维护质量得到了极大的提高。但是,随着铁路信号设备数量和种类的大幅增加,导致信号设备故障的原因越来越复杂多样化,这些都对信号设备故障应急处置提出了更高的要求,同时也要求信号设备现场维修具有针对性,故障应急处置要快速高效。本文以信号集中监测为背景,通过分析集中监测系统的现状和发展趋势,研究集中监测系统的体系结构、网络配置和系统功能,结合目前大数据分析技术在各行各业的广泛应用,提出了基于大数据分析的集中监测智能化设计理念,重点研究了数据挖掘算法在系统信息采集方面的应用,研究了大数据可视化技术在系统数据转化为我们熟悉的图标方面的应用,对大数据存储技术的现状进行了描述,研究分析了大数据存储技术在监测系统上的应用,提出了数据安全防范的相关措施。最后,本文对大数据智能监测平台进行研究分析,重点是对符合现场需求的相关功能进行详细解读[1]。
【学位单位】：中国铁道科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：U284
【部分图文】：
信号集中监测系统结构分析中国铁道科学研究院133信号集中监测系统结构分析3.1传统集中监测系统结构分析3.1.1传统集中监测系统体系结构监测系统的体系结构分为两个方面，第一个是系统配置的层次结构，还有一个是数据通信的网络结构。监测系统的层次结构由三个级别、四个层次组成。体系结构图如图3-1所示：图3-1系统体系结构图Figure3-1Systemarchitecturediagram监测系统的网络结构分为基层网和上层网，基层网是车站、车间（工区）与电务段之间的通信，上层网是电务段对集团公司、国铁集团的通信，它们之间保持互联互通，这样的网络结构确保了新建线路车站的监测信息能接入到既有系统
信号集中监测系统结构分析中国铁道科学研究院14中[15]。系统网络结构图如图3-2所示：图3-2系统网络结构图Figure3-2Systemnetworkstructurediagram3.1.2传统集中监测系统网络配置监测系统基层网络采用2M专用数字通道组成环形网络，并采用冗余措施提供网络可靠性。电务段、铁路局、铁道部集中监测子系统关键网络设备或部件均采用双套冗余设备，而监测系统车站的各部件采用单套配置；车站通信机械室与信号机械室通过光纤通道和光接口设备进行连接。基层网络采用环形通道组网，基层广域网通道的汇聚节点分别接入电务段路由器，区域汇聚节点可考虑双套路由器负载均衡。各车站局域网采用环形方式组网，每5-12个车站组成一个环路，以2M通道同电务段星形连接，每个环内的车站数量由通信网络传输系统节点情况来确定。基层网采用独立2M通道组网，假如当基层网采用IP数据网时，应该建立相应的网络隔离和安全措施。
信号集中监测系统结构分析中国铁道科学研究院15网络设备主要包含路由器、协议转换器、交换机、调制解调器、光交换机、防火墙等。电务段监测中心网络配置图如图3-3所示：图3-3中心网络配置图Figure3-3Centralnetworkconfigurationdiagram3.1.3传统集中监测系统站机结构系统由站机、采集分机、隔离转换单元以及网络设备等多种设备组成，其中站机就是工控机，它的作用是对采集到的数据进行分类和存储处理，还能为系统提供操作界面，负责了数据的采集、分类和处理工作。网络设备由路由器、协议转换器等设备组成，它的作用是连接邻站及段服务器之间的通讯。采集机笼的作用是对采集数据进行预处理。隔离转换单元的作用是采集模拟量和开关量，其安置地点一般在采集点附近或采集分机中，具有安全隔离措施。站机系统结构图如图3-4所示：
【参考文献】
本文编号：2889759
【学位单位】：中国铁道科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：U284
【部分图文】：
信号集中监测系统结构分析中国铁道科学研究院133信号集中监测系统结构分析3.1传统集中监测系统结构分析3.1.1传统集中监测系统体系结构监测系统的体系结构分为两个方面，第一个是系统配置的层次结构，还有一个是数据通信的网络结构。监测系统的层次结构由三个级别、四个层次组成。体系结构图如图3-1所示：图3-1系统体系结构图Figure3-1Systemarchitecturediagram监测系统的网络结构分为基层网和上层网，基层网是车站、车间（工区）与电务段之间的通信，上层网是电务段对集团公司、国铁集团的通信，它们之间保持互联互通，这样的网络结构确保了新建线路车站的监测信息能接入到既有系统
信号集中监测系统结构分析中国铁道科学研究院14中[15]。系统网络结构图如图3-2所示：图3-2系统网络结构图Figure3-2Systemnetworkstructurediagram3.1.2传统集中监测系统网络配置监测系统基层网络采用2M专用数字通道组成环形网络，并采用冗余措施提供网络可靠性。电务段、铁路局、铁道部集中监测子系统关键网络设备或部件均采用双套冗余设备，而监测系统车站的各部件采用单套配置；车站通信机械室与信号机械室通过光纤通道和光接口设备进行连接。基层网络采用环形通道组网，基层广域网通道的汇聚节点分别接入电务段路由器，区域汇聚节点可考虑双套路由器负载均衡。各车站局域网采用环形方式组网，每5-12个车站组成一个环路，以2M通道同电务段星形连接，每个环内的车站数量由通信网络传输系统节点情况来确定。基层网采用独立2M通道组网，假如当基层网采用IP数据网时，应该建立相应的网络隔离和安全措施。
信号集中监测系统结构分析中国铁道科学研究院15网络设备主要包含路由器、协议转换器、交换机、调制解调器、光交换机、防火墙等。电务段监测中心网络配置图如图3-3所示：图3-3中心网络配置图Figure3-3Centralnetworkconfigurationdiagram3.1.3传统集中监测系统站机结构系统由站机、采集分机、隔离转换单元以及网络设备等多种设备组成，其中站机就是工控机，它的作用是对采集到的数据进行分类和存储处理，还能为系统提供操作界面，负责了数据的采集、分类和处理工作。网络设备由路由器、协议转换器等设备组成，它的作用是连接邻站及段服务器之间的通讯。采集机笼的作用是对采集数据进行预处理。隔离转换单元的作用是采集模拟量和开关量，其安置地点一般在采集点附近或采集分机中，具有安全隔离措施。站机系统结构图如图3-4所示：
【参考文献】
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10 何华武;;高速铁路运行安全检测监测与监控技术[J];中国铁路;2013年03期
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1 王华伟;铁路运输设备技术状态大数据平台研究[D];中国铁道科学研究院;2017年
本文编号：2889759
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