高速鐵路信號系統(tǒng)大數(shù)據(jù)規(guī)范化研究與運(yùn)維決策支持.pdf

1、隨著我國高速鐵路的迅猛發(fā)展，高速鐵路信號系統(tǒng)產(chǎn)生了海量的運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)。高速鐵路信號系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量大、增長速度快等典型的大數(shù)據(jù)特征。為利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對高鐵信號系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)的分析和挖掘，需要對維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理。
　　數(shù)據(jù)規(guī)范化處理的方法很多，其中通過引入哲學(xué)領(lǐng)域本體的概念語義Web，能夠有效地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間語義信息的共享。語義Web體系架構(gòu)由世界萬維網(wǎng)聯(lián)盟(World Wide Web Conso

2、rtium，W3C)提出，主要包括三個(gè)部分:一是基于SPARQL的資源描述框架(Resource Description Framework，RDF)數(shù)據(jù)的查詢，二是基于描述邏輯的Web本體描述語言(Web Ontology Language，OWL)一致性檢測的推理，三是基于語義Web規(guī)則語言(Semantic Web Rule Language，SWRL)的OWL本體規(guī)則的推理。
　　本文在借鑒歐洲鐵路運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)處理經(jīng)驗(yàn)的基

3、礎(chǔ)之上，利用語義Web技術(shù)并結(jié)合我國高鐵運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，針對高速鐵路信號系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)多源異構(gòu)問題，提出了高鐵信號系統(tǒng)異構(gòu)數(shù)據(jù)融合和智能維護(hù)決策架構(gòu)，并利用武漢-廣州高速鐵路2011～2012年的CRH-380A車載設(shè)備運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。本文主要研究內(nèi)容和研究成果包括以下三點(diǎn):
　　(1)針對高速鐵路信號系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)特征，提出了基于Hadoop的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合和智能維護(hù)決策支持的統(tǒng)一架構(gòu)，為數(shù)據(jù)規(guī)范化和智

4、能維護(hù)決策提供了有效的支撐和指導(dǎo)。
　　(2)通過Hadoop的MapReduce實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)庫資源描述框架RDF(S))到全局RDF(S)的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換過程利用基于霍爾邏輯的RDF(S)圖的本體合并算法，實(shí)現(xiàn)了多源異構(gòu)信息的融合。并通過本體建模工具Protégé4.3構(gòu)建CRH380A高鐵信號系統(tǒng)車載設(shè)備運(yùn)營維護(hù)數(shù)據(jù)的本體模型。
　　(3)對經(jīng)過處理得到的規(guī)范化數(shù)據(jù)，利用決策樹經(jīng)典的ID3算法并結(jié)合專家知識，構(gòu)建了高鐵信號系