基于发布订阅的铁道供电报警信息流计算集群技术

为解决从铁道配电网监控的海量动态信息中快速筛选和及时处理实时报警信息的问题,提出一种基于发布订阅的铁道供电报警信息的流计算集群处理技术。通过发布订阅方式接入铁道配电网监测数据,结合流计算模式的拓扑并行模型,综合运用多主题消息分类及分区消息缓存技巧,实现报警信息的低延迟和高吞吐量处理。以铁路10kV动车段配电网调度监控的实测数据为算例,对工程中采集的监测数据进行多机集群测试。结果表明:基于发布订阅的流集群方法可获得数百ms级报警数据平均处理延时,且分布式消息队列的主题分区数并非设置的越大越好,通过对拓扑组件中并行线程数的优化设置,可以有效提高铁道配电网报警信息的实时响应性能和吞吐率。     

基于数据仓库的铁路供电调度监控海量信息容错存储新方法

提出一种基于Hadoop云计算技术的电气化铁路供电调度监控海量数据的容错存储新方法,将铁路供电调度监控数据冗余存储在构建于分布式文件系统(HDFS)上的数据仓库Hive中,可实现海量供电调度监控信息的冗余备份存储,且Hive提供的HiveQL语句可以执行数据查询和数据变换等操作,便于辅助决策。搭建基于Hadoop平台的电气化铁路供电调度监控数据仓库,实验结果表明,新方法在供电调度监控海量信息存储及数据冗余备份方面具有优良性能,能满足电气化铁路海量供电调度监控信息的容错存储。     

隧道工程监控三维实时交互可视化信息平台研究

研究目的:目前,国内外对隧道监控信息管理系统的研究主要停留在二维视图下对监控数据简单的图表分析。少数系统虽在三维条件下实现了信息的查询,但隧道模型较为粗糙,信息单一。本文应用三维实时交互可视化信息技术研发了隧道监控信息平台,平台隧道模型精细,信息丰富。研究结论:(1)基于R-Trees构建的空间索引,可实现海量数据的高效管理;(2)研发的隧道工程监控三维实时交互可视化信息平台集隧道三维场景的快速构建、交互式漫游、信息查询于一体,场景浏览顺畅,信息丰富完整;(3)应用证明,该平台增强了用户在隧道监控中的可视化、交互性,可显著提高工作效率;(4)该研究成果可推广到铁路、公路、城市轨道交通、水利、矿山等工程建设领域的三维可视管理中。     

RT21-ISCS综合监空系统中实时历史数据库的设计与实现

历史数据的存储和查询对轨道交通综合监控系统具有重要意义.针对轨道交通综合监控系统通常只能保存几个月的历史数据且存储和查询速度慢的问题,根据轨道交通综合监控系统的特点,为RT21-ISCS综合监控系统设计了一种实时历史数据库FVDB.介绍了FVDB核心模块(点管理、实时数据管理、历史数据管理)的设计.FVDB能够在轨道交通综合监控系统海量信息的情况下,保存3年以上的历史数据并具有较快的存储和查询速度.     

基于Hadoop的铁路货运历史数据分析解决方案

铁路运输管理信息系统从20世纪90年代建设以来,累积了大量的运行数据。以货票信息管理系统产生的货票数据为例,具有字段多、范围广、类型复杂、海量等特征,传统的关系型数据库由于系统扩展性差、成本高、海量数据运算性能低等特征,难以满足当前大数据分析的需要,故提出基于Hadoop的分布式数据分析解决方案。该方案可以有效降低海量数据的存储成本,提升海量数据的运算性能,实现海量数据中定向查询的毫秒级响应,提高分析效率和节约时间成本,为铁路货运运营维护提供快速有力的数据支撑。     

动车组车载信息实时传输方案研究

本文以国内外车载信息实时数据传输及高负载大并发网络系统技术为基础,提出了一种基于异步分时队列技术实现的高负载大并发网络系统技术方案,该方案可以提高列车在高速运行下实时数据的稳定性.     

基于分布式技术的动车组车载大数据存储与检索技术研究

随着动车组的数据传输能力升级改造以及复兴号智能型动车组的上线运营,动车组监测项点数据快速扩充,如何高效、准确地对动车组的海量车载非实时数据进行存储、检索与查询,成为提升动车组车载数据管理和应用水平面临的一个挑战。文中提出一种基于分布式技术的海量非实时数据地面系统架构,将各动车运用所的数据服务站点作为子节点,全路数据服务中心作为主节点,对具备时空属性的海量数据快速检索算法进行了研究,构建了一种支持分布式数据存储、检索及数据分析的架构,开发了原型系统,验证了解决方案的可行性和有效性。     

动车组车载实时监控海量信息数据库的设计与实现

综合考虑海量信息条件下动车组车载实时监控系统的业务需求,分析了车载数据的业务类型及特点,创建数据库逻辑/物理模型.利用数据分区,分布存储的设计思想,形成动车组车载实时监控海量信息数据库设计方案.通过对数据库实际运行情况的跟踪和评价,数据库设计方案较好地满足了实时性、扩展性和可维护性要求,整体性能稳定可靠.     

递推法谐波测量及其改进

软件采用递推傅立叶算法,硬件采用频率同步采样回路DSA96系列电气化铁道保护及监控装置,可进行电气化铁道的谐波测量,测试结果表明该方法快速有效,能提高装置的效率。     

列车自动报点系统电子地图设计

针对基于移动卫星通信的列车自动报点系统，提出了一种电子地图设计方案。电子地图为报点系统提供一个监控平台，实现列车跟踪定位、地理信息查询、数据信息回放和运行轨迹描绘等功能。整个设计以Mapx为基础，结合Maplnfo工具，完成了地理数据结构设计和图层结构设计，解决了系统运行速度和实时要求高等问题，最后给出了设计实现。     

动车产品结构树的设计与应用

大型复杂机电设备的零件规模通常高达百万级别，其信息一般采用树形结构来组织管理，常规的结构树设计方案不能满足海量存储、高效查询的管理需求。通过编码字典设计、结构树模板建立，实现了基于Oracle数据库的结构树模型高效存储管理。在高速列车全寿命周期管理项目中，实现了十万级数据的秒级处理。开发实践表明，该设计方案具有存储开销小、数据一致性好、查询速度快等优点，适合超大规模结构树的管理。     

大型商贸企业决策支持系统设计

为解决大型商贸企业众多信息系统海量数据的快速查询、统计分析和决策支持等问题,采用数据仓库、多维分析等技术,提出了大型商贸企业决策支持系统的架构设计方案,实现系统间的数据集成和价值发现,为用户提供执行级、管理级和战略级的决策支持。     

铁路剧毒品货物运输实时监控系统

为实现剧毒品货物原始信息的及时发送和接收，实时查询剧毒品货物运输信息，实时追踪和监控剧毒品货物运输车辆，提出通过GPS车载监控装置、地面货物检测识别装置、计算机系统和铁路数据通信网络构建覆盖铁道部、铁路局、剧毒品办理站的3级剧毒品货物运输实时监控管理网络。整个系统由铁道部、铁路局剧毒品货物监控中心系统和剧毒品专办站剧毒品货物信息管理系统组成，通过铁路数据通信网实现各系统间的互连。监控中心系统的功能模块包括短信数据接收、GPS数据处理、信息传输、警示信息处理、剧毒品货物动态信息接收和处理、剧毒品货物车辆位置实时显示以及主控制系统模块。剧毒品货物信息管理系统包括剧毒品货物信息采集模块、货物出／入库信息核对模块、货物进出库动态监测及错误报警模块等。     

高速铁路道岔异构数据在Hbase上的云存储方案

实现健康预测管理（PHM）可以提高信号设备的运行安全性、系统可靠性和可维修性，道岔设备的数据对其PHM的研究有重要意义。目前，高速铁路道岔监测数据存储架构难以满足PHM海量异构历史数据存储问题，结合道岔监控数据以及道岔缺口监测图像等异构数据，引入大数据技术中的Hbase非结构化数据存储理念，提出高速铁路道岔设备海量异构数据的云存储及查询管理方案。针对图像数据尺寸不一致的问题，提出基于MapReduce的优化图像分块存储算法，实现高速铁路道岔异构数据的Hbase云存储，在实验室环境搭建平台对方案进行验证。结果表明:从MySQL到Hbase迁移10 GB历史数据约为15 min，在数量到达20万条以上时Hbase查询性能优于MySQL。通过MapReduce优化图像数据分块算法，存储速度得到提升。该方案对高速铁路道岔设备PHM中海量异构数据的存储提供了理论和技术支撑。     

中老铁路互联网售票系统设计与应用

为提升中老（中国—老挝）铁路客运服务水平,方便旅客购票出行,设计中老铁路互联网售票系统。结合服务化分层设计理念,详细阐述了该系统的总体架构和逻辑架构,并重点研究了分布式缓存处理、数据同步机制、异步排队交易、支付本地化适配及消息通知自动化监控等关键技术,解决了大量用户高并发下的实时余票查询、异步排队交易、以及分布式系统数据一致性等技术难题,不仅提升了老挝旅客出行购票体验,也提高了中老铁路客运服务质量和运营组织效率,助推中老铁路向数字化、网络化、服务化方向发展。     

重点工程信息和质量验收标准移动查询系统的研发

依据“京沪高速铁路建设项目质量管理体系及风险控制”课题,采用SQL Server 2005为远程数据库平台,SQL Server Compact 3.5为本地数据库平台,Sync Services为数据同步解决方案,Visual Studio 2008和Windows Mobile 6.0 SDK为系统开发平台,以PDA手机为数据查询终端,以ArcGIS为网络信息发布平台,开发了“基于PDA的重点工程信息和质量验收标准移动查询系统”,实现了对工程质量信息的实时采集、查询、快速发布、集中管理和高度共享.     

东莞轨道交通R2线综合监控系统中的WEB系统设计

针对东莞轨道交通R2线的具体需求,提出了1种在综合监控系统中架设1个WEB系统的方案。介绍了该WEB系统的基础平台和软硬件架构,对WEB系统的功能模块、数据流和通信机制进行了描述和分析;提出了1种基于SVG和Ajax技术的设计方案,并描述了WEB视频发布功能和系统安全性。该方案可将综合监控系统的重要信息以网页方式供外部浏览、查询,并可实现在轨道交通内部网中查看全线所有摄像机的实时图像,为地铁管理人员提供了远程查看及管理功能。     

铁道供电系统信息流延时的拉丁超立方抽样蒙特卡洛模拟

针对铁道供电系统信息流处理中的延时问题,建立主备模式的通信预处理队列模型、并列服务器实时队列模型和服务器轮询队列模型。利用拉丁超立方抽样技术和蒙特卡洛方法对信息流服务过程进行研究,运用统计学方法得出排队参数概率分布、置信区间和模拟次数之间的关系。以2M光纤通信为例,取平均到达率1 024kB·s-1和平均服务率1 500kB·s-1进行蒙特卡洛模拟。结果表明:报文字节处理服务延时可控制在2～3ms左右;验证了用拉丁超立方抽样代替随机抽样,可减少蒙特卡洛模拟的次数。比较并列服务器和单服务器的实时处理队列平均等待时间模拟结果可知:相同条件下单服务器的实时处理队列平均等待时间超出10ms的概率为82.95%,超出13ms的概率为56.08%,均大于并列服务器实时处理队列平均等待时间的概率。因此,采用并列服务器配置方式可减少铁道供电系统信息流实时处理中的平均等待延时。     

牵引电机反馈试验站测控系统设计

牵引电机反馈试验站测控系统主要对牵引电机进行性能测试 ,计算机根据自动检测到的数据做出综合分析 ,在测试全过程中 ,系统实时显示电机状态信息。测试后的数据 ,可按用户提出的要求进行查询打印 ,方便机务段进行数据管理 ,从根本上保证机车电机的检修质量 ,提高了检修效率。     

桥梁健康监测系统中的大数据分析与研究

由于分布在桥梁上的传感器长时间连续地采集数据,传输的数据量非常大,传统的桥梁健康监测系统不能够完全应对海量监测数据,为此,提出了一种基于K线图时间片驱动的滑动窗口数据流处理模型,对传感器网络中的数据流进行快速有效地采集,并且能够减少桥梁监测的数据存储量。基于单一服务器节点的索力统计评估系统,在分析海量数据时存在计算瓶颈,利用集群的分布式并行计算,提出了基于Map/Reduce的索力并行处理模型,实验结果表明,在该模型下处理索力监测历史大数据,可以明显减少专家系统的分析评估时间。