行业聚焦 / Focus
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目前，我国轨道交通运营里程已经达到空前高度，伴随着大数据、人工智能等技术的发展，轨道交通行业正大跨步进入智能化阶段，但是路网扩张以及检修规模增长以及运营难度的提升也给降本增效提出了更高的要求。在这种形势下，通过创新型的运营、服务以及管理构建新一代的智慧型城市轨道交通势在必行。 智能运维，是指从海量运维数据中提取价值信息，并用于决策的维护方式，这种方式不仅能够对海量数据进行存储及分析，更能为运营人员在决策方面提供帮助，从实施角度来看，智能运维主要涉及智能监测、大数据分析、运用维护决策等步骤。 国内智能运维进展
上海轨道交通作为国内智能运维实施的第一梯队，已在多个专业开展智能运维工作研究，其中供电专业率先通过投入智能运维平台来提升巡检效率，大大降低了运营维护的人工成本，作为智能运维的输入环节采用在线监测设备状态，及时预警并生成可靠数据，对设备状态变化趋势进行分析，提高对系统的可控程度。
广州地铁也是在智能运维方面取得一定成绩的轨道交通企业，在构建智能运维系统过程应用车辆智能运维系统打破系统内各个模块之间的数据壁垒，并通过设置关键部件检修标准阈值来提高检修效率。神州高铁依靠其日渐成熟的维保运营体系，逐渐推行智能化的运营及管理模式，目前，神州高铁已经通过“智能化运维装备体系提供商+运营维保服务商”的战略升级实现智能运维商业模式转型，使其自身从运维模式上具备了实施智能运维的能力。基于数据共享技术的轨道交通智能运维信息贯通方法的实践
文/ 李智国 宋龙龙 周静
作者简介：李智国、宋龙龙，中车青岛四方机车车辆股份有限公司；周静，北京瑞思天创科技有限公司
由上可知，目前国内轨道企业所采用的智能运维方式侧重点不同，但是都在智能监测、大数据分析、运用维护决策的框架下，其中智能监测、运用维护决策领域的研究已有较多，本文聚焦于数据分析部分，阐述智能运维目前的问题及解决对策。
国内智能运维数据分析领域的共性问题
除了前文所述的几个轨道交通企业在智能运维工作中取得的成绩之外，第二梯队及第三梯队的轨道交
通企业也都相继开展实施智能运维工作，但是结合当前行业现状以及智能运维的发展方向容易发现轨道交通智能运维也存在一定的问题：
（1）信息孤岛。相对独立的运维管理导致信息流通性较差，运维数据总体呈现分散状态，形成信息孤岛，数据的分析及应用能力欠缺。随着路网的扩张，大数据分析等技术的广泛应用，轨道交通智能运维平台的建设研究也在近几年呈现快速发展的态势，信息化技术对企业生产的影响力逐渐增强，各个单位已经采用了部分适当的应用平台来解决生产及运营过程中遇到的问题，然而平台从规划到引用过程缺少整体的规划及全局概念，虽然从单个平台来看，其内部模块的数据壁垒已有突破，但是单个平台往往针对性解决某一问题，呈现出“分别运维、信息开放性差”的问题。随着可靠性工作需求的增加以及平台的数据积累，多个平台协同工作从而实现闭环解决问题的需求亟待满足。
（2）建设标准不统一。建设标准千差万别，实际工作中存在各种数据库，研究结果可迁移性差，反复投资带来的资源浪费。数据资源是可靠性工作开展的基础，但是从可靠性在各个企业发展的现状不难看出可靠性的发展水平差异比较大，数据管理水
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跑步机控制器
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平与数据质量参差不齐。作为轨道交通生产型企业，客户需求的差异性导致生产型企业的输出也不尽相同，这也给企业的生产管理带来了很大的问题。随着生产的推进，公司积累了大量的客户数据及自身生产数据，历史数据的不统一给新产品开发时数据的使用带来一定的障碍，城市轨道交通产品及铁路产品对应不便也给管理带来了一定的难度。就当前智能运维存在的问题进行分析发现，所谓的共性问题其根源在于数据共享障碍，即数据流通及使用的障碍。也可看出当今智能运维很大程度上是数据的研究，是信息共享，但是作为轨道交通生产型企业，各平台接口仍未实现连接，导致大量运用数据无法导入至现有信息平台，以至于运维数据未能够对设计人员实施优化给予指导。
液压式浮球阀对于企业来说，数据收集、数据分析乃至最终的实施反馈都是很重要的工作，如何通过数据库以及信息平台的使用来打破信息传递壁垒，解决跨部门、跨平台的数据流通障碍，构建一个可以连接组织内所有与可靠性关系相关的部门对可靠性工作开展至关重要。作为运营单位的上游企业，轨道交通生产型企业在智慧城轨的建设过程中也起着举足轻重的作用，产品的生产和设计改进及优化直接影响力产品的可靠性等产品相关特性，因此，本文根据识别出的智能运维存在的共性问题，结合实际工作从信息化优化和规范化角度提出切实可行的解决办法，从而实现数据共享及协同工作环境。
应用数据共享技术解决数据共享障碍
通过打通平台接口实现数据共享
如前文所述，企业在不同阶段引入了与实际工作相匹配的平台，随着运营时间的增长，各类数据得到了大量的积累，当然，可靠性工作的推进也对数据的类型、字段提出了更高的要求，因此，平台功能也亟待扩展。此外，各部门之间建立的数据平台仅仅针对部门问题的解决，往往具有局限性。智能运维应将全生命周期的数据纳入管理范围。针对当前多个平台单独运行，信息流通存在障碍的现状，将各个阶段、各个环节的数据进行贯通，搭建数据流通的“桥梁”，可采用建立各平台之间的系
懒人床统接口的方式实现各平台之间的信息流通，承接既往积累的信息，使数据摆脱独立存在的现状，成为闭环中的一个环节。通过构建信息闭环、推进信息化来实现全过程跟踪管理，强化信息管理的执行力度及效率，提高执行质量，以接口连接之力促进数据集成，将信息转化为决策支持数据。
系统功能设计
结合以上思想，在打通平台过程中采用如下功能设计方式进行实现：
（1）实施原则：全面解耦原则、服务化/组件化原则、接口隔离及服务自治原则、弹性伸缩原则、安全可靠原则、用户体验和自动化运维原则。（2）技术实施创新。针对平台接口之间的障碍，通过设计基于SAAS—PAAS—IAAS 的开发技术架构，采用企业级SOA 的架构框架，利用分层模型，在持久
层、数据层、逻辑层、应用层、表现层上实现技术落地。采用主流应用技术，预留和外围系统的对接的扩展性。同时，自身的分层架构也为自身的系
枸杞果糕统提供了扩展性以及治理的便捷性，更好的支持分
接口实现方式图
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布式应用服务，最终形成了开发技术架构图。在对架构进行设计时，基于实施原则确定了架构设计图。
在对拓扑架构进行设计时，本着简洁、高效的原则，从用户使用开始到系统反馈送达，尽可能缩短信息、数据的链路，提高效率主要设计内容如下：·在前后端交互的节点上，采用Nginx 的应用服务，提供负载均衡、水平扩展和安全过滤等系统扩展性、鲁棒性的支持。
·后端的应用集的统一入口由JAVA 应用来提供支持，采用微服务的部署方式，提高程序的使用效率。·在核心计算服务上使用Python 作为服务节点，提高计算效率，服务之间采用单向异步的交互形式，避免计算阻塞引起的系统性风险。
·各级服务的交互中，采用JAVA 的权限微服务进行安全性保障。
此外，业务数据库的对接由JAVA 来完成，提高数据安全性，灵活应用多种数据存储引擎，为不同场景提供更好的支持和服务，设计的拓扑架构如下图所示：
应用“全量树”实现数据共享
运维系统中的数据来自于不同的平台，为了实现最佳的数据使用效果，系统数据应通过接口连接实现数据的收集。通过平台接口的优化使得各环节的数据流通在技术上实现了可行，但是各个数据之间是
否按照统一的“语言”来交流也是数据贯通要考虑的内容。前一平台的输出是否可以为后续平台提供准确输入，平台之间执行的标准是否统一等问题在企业中较为凸显。由于系统中的设备涉及不同的用
户，用户之间对同一部件或统故障的判断也不尽相
开发技术架构图
架构设计图
拓扑架构图
Focus / 行业聚焦
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同，如何实现数据的结构化和标准化，是实现信息处理的基础，更加有利于智能运维系统的扩展，因此本文提出采用全量的思维方式解决平台数据规范化问题。
（1）实施方式。文中提出“全量树”的概念，换言之就是复合的产品结构树，将既有产品所有可能出现的部件节点都涵盖在结构树当中，并且保持各个节点名称的规范化，在这一过程中确保无节点遗漏、规范统一，主要通过实施路径图进行实现：·识别产品结构树范围：识别研究产品的结构树，明确纳入全量树管理范围的产品；
·汇集既有产品结构树：将纳入研究范围的所有产品结构树进行收集，确保输入数据的完整性；·整合规则设置：结合建设需求设定整合规则；·整合：按照设置的整合规则将纳入研究范围内的所有产品结构树进行整合，形成最终的全量树。（2）创新之处。通过构建全量的产品结构树不仅能够解决数据一致性的问题，提高管理效率，也能够反向推动内部产品结构树的完善，即将解决问题的过程扩展为解决及优化两个方面。
本文中全量树的概念区别于当前面向生产过程中的片面的结构映射，而是将映射概念置于设备全生命周期，贯穿并形成串联历史数据、当前数据、标准之间的纽带。利用函数的映射描述信息的转换过程，将各个分散的异构数据以更全局的形式流通，解决数据多样性和一致性冲突的问题，既承接了积累的历史数据信息，也对未来产品的研发起到积极的数交通警示柱
据支持作用，告别常规产品结构树不能满足高效存储、查询、管理的现状。
通过本文研究及实践，通过信息化和规范化的方式来解决一些实际运用维护问题，实现了智能运维平台的分布式计算、动态扩展的能力，不仅适应于海量数据的快速分析，也加强了数据在全寿命周期的一致性和完整性，为分析成果向全寿命周期各个环节的反馈及闭环提供了基础。当然这也只是一部分，智能城轨涵盖范围较广，其中的智能运维必将在日后轨道交通行业发展过程中扮演重要角，必须持续加大信息化的推动作用，提高故障收集、智能化分析处理的效率，切实发挥出运用数据的价值。此外，在信息技术保驾护航的同时，企业应当加大规范化及标准化力度，构建完善的管理体系，规范的执行过程、规范的变更过程、规范的监督过程，约束基础信息的收集及管控过程，不断完善可靠性知识数据库，使研究成果在企业内部充分共享及传递，实现内部数据的高效管理以及外部数据的快速对接，为持续优化及管理提供坚实的保障。
致谢
数据共享作为推进智能运维的有力工具，对构建智慧交通尤为重要，对信息贯通的研究也有着重要的现实意义。本文在问题研究和方案实施过程中受到了中国中车青岛四方机车车辆有限公司以及北京瑞思天创科技有限公司各位领导及工程师的大力支持，在此表示诚挚的感谢，也感谢大家在过程中给予的指导。
实施路径图
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