面向全生命周期的铁路大数据安全保障技术体系研究

摘 要:铁路行业经过多年的信息化建设与发展,积累了海量的大数据资产,而确保大数据安全可靠是开展铁路行业大数据分析和综合利用的先决条件。分析当前全球大数据安全面临的严峻形势以及我国对大数据安全保障的相关政策要求,设计可涵盖"数据集成、数据共享、大数据存储与分析"各阶段的铁路大数据服务总体框架和数据流程,提出铁路大数据在采集、传输、共享、存储、分析等全生命周期各阶段面临的安全保障需求,构建包括访问安全、数据安全、传输安全、综合安全4个层面的铁路大数据安全保障技术体系。     

铁路数据服务平台开放共享关键技术

铁路数据服务平台投入生产以来,积累了部分铁路业务信息系统的海量数据,为了进一步提高平台的开放共享能力,促进系统互联互通,实现数据的共建共用与融合创新,研究基于元数据的统一权限体系与数据共享流程、基于冷温热分层存储的数据共享技术、基于服务管理的接口自生成与服务聚合技术等关键技术,解决了数据分层存储共享困难、接口开发工作繁...     

基于铁路数据服务平台的多源数据融合架构研究

铁路数据服务平台实现了铁路数据集中汇聚和铁路数据资产管理,为充分挖掘铁路数据的价值,发挥铁路数据资产的综合应用效益,亟需对来自不同业务应用系统的多源数据进行有效融合。为解决数据复杂多样所带来的数据融合难题,提高数据融合成效,需要构建统一的多源数据融合架构。研究提出基于铁路数据服务平台的多源数据融合架构,描述不同层次数据融合的输入/输出项、数据处理任务、相关技术及特点,对比分析多种数据融合算法的特点和适用性,讨论了数据融合结果的存储和共享,为推进基于铁路数据服务平台的数据融合研究与开发工作提供参考。     

铁路数据服务平台综合管理驾驶舱的设计与实现

为充分发挥数据可视化技术在铁路大数据领域的重要作用,分析了大数据可视化技术的发展现状和趋势,结合铁路数据服务平台的建设目的、数据来源和总体框架,运用可视化技术和数据交互技术,从资产普查、资产概览、共享服务、分析应用、运维管理等5个可视化方面设计研发了铁路数据服务平台综合管理驾驶舱,对铁路数据服务平台进行全方位的展示,分析数据的变化特征和演变规律,挖掘数据隐藏价值,形象直观地为运维人员、分析人员及管理人员提供综合监控、数据展现与辅助决策等功能,解决了从海量、无规则数据中快速定位及挖掘潜在信息难的问题。     

铁路数据服务平台存储架构设计与应用

针对当前"数据沼泽"日益突出的问题,从铁路数据服务平台存储架构层面提出一种新的顶层设计。该设计包括存储组件分区管理模块、全链路存储组件监控模块、无感存储组件访问中间件模块3个部分。存储组件分区管理模块根据数据的数据类型、使用频度、应用场景等方面,灵活将数据存储在高性价比、高可靠的各个存储组件中;全链路存储组件监控模块提供数据全生命周期流转过程,实时监控各类数据在存储组件中的存储状况;无感存储组件访问中间件提供无感、跨组件的数据访问服务。并结合铁路数据服务平台应用实例,更直观地描述数据在平台中的存储、管理及访问,使得"数据沼泽"问题在铁路数据服务平台中得到解决。     

基于海量运维数据的铁路数据中心风险预测与防控系统研究与开发

基于海量运维数据的风险预测和风险防控是铁路数据中心实现智能运维的基础性工作。围绕铁路数据中心智能运维需求，研究智能分析方法，依托铁路数据服务平台的大数据存储和数据共享服务能力，使用平台提供的数据预处理及模型训练、模型部署等工具，建立容量趋势预测、基于日志分析的风险预测、运行异常预测、施工风险预测等不同运维场景风险预测模型，完成模型训练、调优和测试，最后将通过实验验证的模型进行发布和上线更新。建立基于海量运维数据的铁路数据中心风险预测与防控系统，可以通过运维经验积累来改进评估指标和预测模型，提高风险预测的准确性及风险处置的有效性，帮助运维人员快速聚焦主要问题，有利于保障铁路数据中心长期安全稳定运行，夯实铁路运输生产安全的基础。     

基于铁路数据服务平台的铁路数据资产管理研究

随着铁路企业公司化改革的不断深入,铁路数据的资产化以及服务于"强基达标、提质增效"的工作主题成为铁路企业越来越紧迫的需求。当前铁路数据资产管理还面临着资产盘点不清、共享困难、缺乏安全分级以及主数据不规范等一系列问题。文章明确了铁路数据资产管理相关重要环节,并基于铁路数据服务平台的服务能力和开发引擎,构建了一系列服务于数据资产管理应用,实现了数据从盘点、接入到安全分级和共享的全流程管理,在实践中取得了很好的应用效果。     

基于大数据平台的货车超偏载数据分车计算研究

铁路货运超偏载监控设备在日常运行中生成并积累了大量的结构化数据,如何突破传统业务系统处理能力的限制实现对海量历史数据的分车计算是对超偏载数据挖掘的关键所在。概述货车超偏载数据分车计算,针对存在的问题,提出以大数据平台为载体,基于分布式内存计算框架实现海量超偏载数据的分车计算,经2种方案进行验证,结果充分证明分车计算方案的正确性。依托铁路数据服务平台的分布式计算架构,对海量的铁路货车超偏载检测数据进行统计分析,实现分车(运输任务去重)计算,为后续开展铁路货运分析奠定基础。     

高铁运营安全规律分析数据治理及应用

铁路信息系统积累了与高铁运营安全相关的海量数据,如何对数据进行有效治理和利用,满足高铁运营安全规律分析的需要,是充分发挥数据价值的关键因素之一。通过构建面向高铁运营安全规律分析的数据治理架构,阐述数据治理的目标、对象和措施,利用铁路数据服务平台和高铁运营安全规律分析系统的"平台+应用"服务模式,贯穿数据治理流程,对移动装备、工务、电务、供电等研究方向的相关数据进行治理及应用,为高铁运营安全规律的分析探索提供支撑。     

铁路安全管理大数据分析平台设计与应用

目前铁路企业陆续建立的各种生产信息系统间相对孤立,许多有用信息被埋没在海量数据中。根据铁路安全管理经验,结合大数据管理思维和挖掘方法,建立安全管理大数据分析平台,实现铁路生产信息的集中化采集、智能化分析、可视化展示,为铁路安全管理提供科学的数据支撑和决策依据。介绍安全管理大数据分析平台的设计要求、指数计算和预测原理、主要功能设计以及应用实践效果。     

铁路网络数据安全风险分析及应对措施

随着信息技术在铁路领域的应用不断深化,铁路业务系统中产生和积累了海量的网络数据,成为铁路企业重要的生产要素之一。网络数据在收集、存储、传输、应用、销毁等各个环节面临着被泄露、窃取、非法使用的安全风险。通过分析铁路网络数据面临的主要安全风险,结合铁路企业网络数据应用场景,研究提出网络数据安全风险应对措施,可为铁路企业网络数据安全管理工作提供借鉴和参考。     

铁路基础设施检测数据资产管理体系研究

实现海量、多源、异构检测数据的高效归集、安全存储、质量管控和安全共享是铁路基础设施检测亟需解决的重要问题。文章结合铁路基础设施检测业务特点，提出了铁路基础设施检测数据资产管理体系的建设目标，并对体系架构进行研究和设计，详细阐述了体系架构中的4个管理过程域，为实现铁路综合检测数据“采集—传输—存储—治理—共享”全生命周期的资产化管理提供支撑。     

基于铁路数据服务平台的铁路工务设备安全画像应用设计方案

为保障列车运行安全,减少安全设备投入,提升安全管理效率,设计了基于铁路数据服务平台的铁路工务设备安全画像应用方案。以分析当前铁路工务设备检测现状作为切入点,结合铁路数据服务平台,运用机器学习框架和大数据治理技术,从设备状态指标统计分析、设备单元安全评价、关键指标及安全态势趋势预测、高危设备及不良态势安全预警等4个方面设计铁路工务设备安全画像应用功能。辅助业务人员快速定位数据,对工务设备安全态势有更加直观的判断,以防止设备不稳定状态导致的事故故障,实现事故故障超前防范。     

铁路大数据存储管理系统设计方案

随着铁路信息化建设逐步深入,铁路各类业务产生的海量数据为数据的存储、管理和有效利用带来了挑战。为合理分配存储资源、最大化铁路大数据价值,实现数据中心管理的精细化、智能化,降低数据中心管理的复杂度,提出了铁路大数据存储管理系统设计方案,并详细阐述了系统架构、技术方案和系统功能的设计与实现。该系统可有效降低运维人员的工作强度,提升工作效率,提高数据中心管理的自动化和智能化。     

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。     

铁路一体化信息集成平台总体架构及关键技术研究

在分析铁路信息化当前面临问题及国家"十三五"期信息化发展外部环境的基础上,依托铁路信息化"CR1623"标志性工程建设,提出基于"平台+应用"模式的铁路一体化信息集成平台总体架构,包含客户服务平台、集成服务平台、数据服务平台和基础设施平台4大子平台。各子平台在建设过程中解决的关键技术包括:数据负载均衡、软件分发、服务过程实时监控和异常报警、业务建模与解析、海量数据智能分析与工作流调度、基于深度学习的图像及文本特征提取和智能分析挖掘、软件定义数据中心、自主可控超融合云平台、绿色节能等技术。国铁集团级一体化信息集成平台的建成使用,使铁路业务不断强化与物联网、云计算、大数据等信息技术的深度融合和创新应用,形成能力强大、运行稳定、保障有力的信息基础设施,完善了大数据分析、应用集成以及客户服务能力,将有力支撑和促进整个铁路信息化大综合、大集成的实现。     

冷存储技术在铁路视频监控系统的应用研究

传统存储方案会使海量数据存储的成本、能源消耗、机房空间及管理压力越来越大。如何让数据存储具有安全高效的特性,同时又能大幅度降低总体拥有成本,成为亟待解决的问题。针对海量低频访问的冷数据应用场景,提出低成本、低功耗的近线冷存储解决方案,将在铁路视频监控系统中具有良好的应用价值。     

基于大数据技术的铁路安全管理研究

大数据技术为分析铁路安全管理领域的海量历史数据，发现其事故规律提供了有效的手段。本文分析了铁路安全管理系统和数据现状，并结合大数据技术的特点，按照“人-设备-环境”3个方面，给出了铁路安全管理大数据应用的需求分析模型。该模型为实现设备的风险分析、状态维修，给决策者提供辅助决策，提高铁路安全预警水平，有重要指导意义。     

铁路大数据平台架构研究

中国铁路已积累、沉淀了大量数据。数据量大、结构复杂、来源多样的铁路大数据需要一种新的架构模式进行数据的存储与计算。为适应铁路大数据发展的需要,对铁路大数据平台进行了架构研究与设计,将大数据技术与不同数据源的特点相结合,使平台既能对现有业务进行快速响应,又能对海量历史数据进行价值深挖。为满足复杂大量数据的存储与计算,提高数据处理效率提供技术支撑。     

基于铁路数据服务平台的电务专业数据采集、共享及可视化研究

基于铁路数据服务平台进行电务专业数据采集与共享的方案主要通过Kafka消息队列、RESTful接口、时序数据库等技术实现铁路电务通信、信号专业相关综合数据的实时、非实时采集与共享。同时,进一步利用数据平台的共享接口服务,提供电务数据可视化展示方案,综合实现从数据源到数据服务平台再到应用端数据展示与应用的"平台+应用"全流程解决方案,为电务数据的综合、集中、一体化展示提供了一种高效、可靠的新方法。