关于大数据结合云计算和物联网的智能铁路信息系统的分析

摘要：在当今信息时代，基于大数据、云计算、物联网三大技术的产业领域发展快速，且智能化应用功能内容丰富，这为各个行业发展创新带来了无限可能性。本文就结合大数据、云计算以及物联网3项技术探讨了当前智能铁路信息系统的构建过程，希望以此有效强化我国铁路系统，不断提高系统的智能化、人性化运营操作水平。

关键词：智能铁路信息系统；物联网；云计算；大数据；技术应用

结合大数据技术的云计算、物联网智能铁路信息系统可在其系统中实现对海量生产数据的自动采集与优化，再整合铁路系统中的所有重要IT资源促进子系统之间的关联互动，形成智能铁路大数据平台。拥有如此技术背景的智能铁路信息系统平台在基础设施利用率方面表现更高，同时它也一定程度上降低了云计算平台及物联网平台的运营成本投入量。

一、信息时代三大技术的理论概述

所谓信息时代的三大技术就包括了大数据技术、云计算技术以及物联网技术，它们作为新时代技术应用类型具有着较高的智能化水平与应用技术水平，在铁路运输系统中，三大技术也发挥了它们一定的功能作用价值。下文首先简单介绍3种先进技术的基本理论。

（一）大数据技术理论概述

如今是大数据时代，大数据技术本身所呈现的基本特征主要涵盖以下4点：第一，它的数据量庞大，根据全球的不完全统计结果，某些大型跨国公司的日常经营管理活动所能够产生的数据量庞大到要用EB量级进行统计核算；第二；大数据库中含有丰富的数据种类，从简单的文字处理数据到图片、音频、视频、地理位置3D信息等等综合数据形式多样且丰富；第三，大数据的价值密度偏低，且每天会被新的数据所淹没，因此对于企业组织与事业单位而言需要冷静分析数据，发现数据中所存在的有效价值；第四，大数据的处理速度较高，例如许多行业企业都会针对会计工作模式管理提出数据对比分析，快速精准呈现自身工作所需要的数据结果。这种对数据的快速处理效率并非传统数据处理方式可比拟。

（二）云计算技术理论概述

云计算技术本身整合了大量IT资源，是当前IT资源整合的最有效方案。它其中就囊括了计算、存储以及网络资源内容，可结合平台及软件组织基于服务方式的用户需求内容。它确保用户在没有任何投资配置的情况下也能通过网络租用各类IT服务内容。云计算本身在用户投资量面不高，但是其投资质量相当之高，如此就优化了云计算的技术服务质量。在本文总结看来，云计算的技术应用特征优势就包含了以下5点：自助获取服务内容、随时随地实现网络连接、计算资源绝对透明化、平台响应快速并能够灵活部署。当然，云计算技术服务是计费的，它能够做到对IT资源的量化基肥，这也为用户使用IT资源节约了大量成本，目前基于云计算的IT资源基肥方式已经出现，它基本实现了云计算技术在全球领域的商业化推广。具体来讲，基于云计算的架构种类就包括了基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS以及软件即服务SaaS。

（三）物联网技术理论概述

物联网技术本身拥有通信网络与传感技术两大技术内容，二者结合后可实现对物体、环境与网络的相互连接，随后实现智能化控制。作为互联网的横向延伸，物联网本身拥有3点技术特征：第一，它主要以互联网为基础，强调物物相连保证，如此可保证前端与控制中心通信的基础联系作用；第二，它可实现对象识别，配合扫描技术、传感器技术等等对物体进行高精度识别，获取对象信息；第三，它的智能化、自动化特征明显，且具有良好的自我反馈与智能控制特征，非常有利于智能铁路信息系统的日常运输技术操作过程[1]。

二、大数据结合云计算和物联网技术的智能铁路新系统应用分析

我国铁路信息化建设已经发展多年，但其中行业企业在运输调度、运输生产、安全监控与企业经营等等多个方面依然还存在诸多问题亟待修正。例如其IT资源重复配置严重就导致了统一规划问题的出现，IT资源在各个系统之间都存在不同程度的冗余现象，这导致整个铁路智能系统在资源利用率方面表现较低，且出现了局部资源分配不均的不良现象。另外，系统本身存在严重的异构性，且铁路信息系统本身在数据备份与容灾体系方面建设不够规范，它直接导致了各个系统之间接口搭接的不相统一互通，在数据交换方面出现了信息共享问题，系统建设及维护难度由此增大。

针对上述我国铁路信息建设体系中所存在的诸多问题，本文也希望结合大数据云计算、物联网这三大技术类型来实现铁路线路联通，确保铁路整体的信息网络互连畅通，提高铁路信息系统建设与应用的安全稳定性。

（一）大数据及云计算技术在智能铁路信息系统中的应用分析

在当前的智能铁路信息系统中，大数据技术与云计算技术可融合使用，即依靠云计算技术的弹性分配与资源整合实现铁路信息系统大数据平台构建。具体讲下文就分析两点技术应用：

1技术响应用户需求

首先对铁路智能信息系统中的硬件资源异构性进行分析，实现对云计算技术与大数据技术的合理利用。首先，通过大数据技术收集整合IT资源，其中有效屏蔽铁路系统中各个硬件的资源异构性问题，然后基于大数据平台实现对硬件资源内容的有效共享，提高设备整体利用效率。然后再利用云计算技术对用户需求进行有效响应，并对各类资源进行弹性分配分析，最后利用弹性分配算法与单一拓扑结构网络算法构建铁路局域网络通信拓扑结构，构建云平台资源分配模型，选取最佳资源弹性分配方案。

2智能计算功能

其次为铁路智能信息系统提供智能计算功能，构建系统强大的计算能力体系。在该过程中，还需要利用大数据技术收集一线生产运营数据，将人工智能计算运用于铁路系统中，建立海量运输数据大数据库，进行大数据挖掘，洞察其中所有大数据内容的存在规律及价值。与此同时，再利用云计算技术为铁路运营管理者提供良好的决策支持，构建基于云计算的出行一体化技术服务内容。

智能计算功能支持下的铁路信息系统拥有管理层、应用层和计算层。其中的计算层就结合局域网内的所有计算资源进行大数据整合，专门满足用户的不同计算资源调配需求，如此便可提高整个系统机群的利用效率。

（二）物联网技术在智能铁路信息系统中的应用分析

物联网技术在智能铁路信息系统中的应用也非常广泛，它能够实现对铁路信息系统数据内容的实时采集、功能传输优化，形成智能铁路信息系统的运输生产大数据平台，保证铁路运输服务及管理智能化。

举例来说，它就建立了故障自诊断系统，可利用智能傳感器配合列车车辆关键部位对列车运行信息进行定期收集，其中专门针对列车制动系统、车速、轴温检测信息内容，结合网络传回系统对后台算法监测与数据异常情况进行分析，并对每一辆存在故障的列车车辆预警警告，尽早规避事故隐患，提高列车组整体的安全运输水平[2]。

总结：

大数据、云计算、物联网三大技术在当前智能铁路信息系统中的应用还是非常广泛且到位的，它们共同建立了智能铁路系统，满足了系统本身的精确生产、指挥与安全运输等等功能，实现了各个阶段的大数据收集与存储；而云计算技术则满足了系统信息共享机制建设要求，充分利用大数据库所获取的生产数据发挥设备应有能效，再配合物联网技术提高了铁路信息系统的智能化、高效化运行水平。

参考文献

[1]张晴焱.基于云计算和物联网的智能铁路信息系统探究[J].山西科技，2017，32（1）：81-84.

[2]张南，黄凯，王凯.蒙西至华中地区铁路智能运输信息系统研究[J].铁道经济研究，2017（2）.

作者简介：臧钊（1986.10-），男，汉族，河北石家庄，硕士研究生，中级工程师，研究方向：铁路信息化建设及应用，AI系统、大数据、云计算在铁路各运输专业的应用。

（作者单位：中国铁路北京局集团有限公司）