[摘要]传统的轨道交通管理模式已难以满足日益增长的需求，迫切需要引入先进的信息化技术手段。融合应用大数据与云计算技术，可为建设轨道交通行政综合信息管理平台提供强有力的支撑。设计与实现轨道交通行政综合信息管理平台具有一定的必要性，融合云计算与大数据技术可以提升城市轨道交通运营效率和管理水平。文章阐述平台总体架构，详细介绍平台关键功能模块，强调这些模块在平台运行中的核心作用，并对云计算与大数据技术作出具体选择，进行系统集成测试、性能优化与安全测试，旨在保障平台稳定、高效且安全。经全面测试与优化，平台能满足轨道交通系统实际需求，为管理人员提供决策依据。

　　[关键词]轨道交通；管理平台；大数据；云计算；系统设计

　　0引言

　　在城市化进程加快的时代背景下，轨道交通系统是缓解人地矛盾和交通压力、提高城市居民出行效率的关键。但是，城市轨道交通在运营管理期间须处理海量的数据信息，处理难度和出错率增加[1-3]。在此背景下，集成云计算技术和大数据技术设计轨道交通行政综合信息管理平台的重要性不言而喻。该平台在应用中可综合云计算弹性扩展能力和大数据深入分析潜力，动态采集轨道交通运营数据，保证存储效率和智能分析效率增强，为管理决策提供科学依据。

　　1系统架构设计

　　1.1总体架构

　　作为轨道交通行政综合信息管理平台设计的蓝图，总体架构确定了组成部分及其相互关系4-5]。平台集成大数据技术和云计算技术，可通过分层架构注重系统的可扩展性、灵活性和安全性。在设计与开发期间，总体架构分为物联网层、云计算层和应用层3个主要层次，不同层次之间的数据传输和交互以标准化的接口实现(见图1)。

　　1.2物联网层

　　作为平台运行的基础，物联网层的主要作用是采集数据信息。在此结构层中，综合X86服务器，传感器、射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)标签、摄像头等网络设备以及相关的安全设备，对轨道交通系统的车辆状态、客流量、环境参数(如温度、湿度)等重要数据信息展开实时收集。

　　1.3云计算层

　　作为数据处理的中心，云计算层负责接收物联网层采集的数据，并对其展开存储、处理与分析。在实践操作期间，云计算层集成人工智能服务、大数据服务和应用开发服务，高效处理海量的数据信息，并将有价值的数据信息提供给上层应用。

　　1.4应用层

　　作为面向用户的界面和功能展现层，应用层集成各类应用软件和工具，为用户提供轨道交通系统的实时监控、调度管理、数据分析、决策支持等服务。在实际处理中，设计应用层要强调其操作的便捷性和用户体验。

　　2关键功能模块实现

　　2.1数据采集模块

　　作为整个平台的基础，数据采集模块负责实时、准确地收集轨道交通系统中的列车运行状态、乘客流量、票务信息、设备状态、环境参数等各类数据，从而保证策略制定的系统性和精准性。为了保证数据采集高效，在模块设计中还与物联网技术深度结合，将传感器、RFID标签、视频监控等设备分别部署在轨道交通的各个关键节点，全面感知轨道交通系统。数据采集模块拥有多源数据采集能力，强调数据信息的多样性和全面性。不仅如此，模块在运行服务中还会将高速的网络连接和实时数据处理技术作为依据，提高数据信息采集和传输的时效性与利用价值6-7]。

　　2.2数据处理与分析模块

　　作为平台的核心，数据处理与分析模块深度处理和分析采集到的数据，并从中提取出有规律、有价值的信息。数据处理与分析模块将大数据技术作为支撑，综合运用先进的数据分析算法和分布式计算框架高效处理海量数据，其实现的功能主要如下：一是以分布式存储技术可靠存储和高效访问海量数据信息，提高数据管理的质量与效益；二是综合运用数据格式化、数据压缩、数据去重等方法进一步处理原始数据，为后续数据分析奠定基础；三是运用数据挖掘、机器学习等技术深度分析处理后的数据，快速归纳得出乘客出行规律、列车运行效率、设备故障预测等潜在的模式和规律；四是以图表、报告等形式将分析结果直观地展示出来，为管理人员提出和践行管理方案提供方便。

　　2.3决策支持模块

　　决策支持模块将数据处理与分析模块的结果作为依据，整合轨道交通系统的各项数据、历史经验和专家知识，为管理人员决策提供支持。其实现的功能：①结合历史交通数据，集成应用时间序列分析、机器学习等算法预测未来交通的流量情况，便于列车调度和为乘客提供服务；②分析设备运行状态预测设备故障风险，根据预测结果制订维护计划，最大限度地降低设备故障不良影响；③在突发事件发生时快速分析事件的影响范围和影响程度，为应急响应提供决策支持；④按照数据分析结果优化列车运行计划、票务策略、乘客服务等，实现轨道交通系统整体运营效率和服务质量全面提升。

　　2.4用户交互模块

　　作为平台与用户之间的桥梁，用户交互模块的主要作用是面向用户提供交互方式，并将系统的运行结果直观地呈现出来，方便用户在实践操作中更加快速且及时地使用和访问平台功能。在用户交互模块设计中，要注重采取简洁、直观的设计风格，保证用户可以快速理解和轻松掌握平台功能。同时，用户交互模块还会以用户角色和职责差异为出发点，设置多样化的权限等级以保证系统运行稳定、数据安全可靠。模块在服务的时候，还要及时提供灵活的信息查询功能，为用户自定义查询条件提供支持，从而使用户快速获取准确的数据信息。

　　3技术选型与实现

　　3.1云计算技术选型

　　在云计算技术选型时，须综合考虑平台的可扩展性、稳定性和成本效益。选型结果与功能描述如表1所示。

　　3.2大数据技术选型

　　在大数据技术处理中，应尤其关注数据信息处理的速度、存储效率和分析能力。关联规则挖掘算法用于发现数据集中不同项之间的关系，即利用计算项集的支持度和置信度将频繁项集和强关联规则识别出来。支持度则为在数据集中项集出现的频率，置信度表示给定项的情况下，另一个项出现的概率。支持度公式如下：

　   线性回归模型是用于预测的统计方法，可假设目标变量和解释变量之间的线性关系：

　　决策树算法用于分类和回归的非参数监督学习，通过递归地划分数据特征空间来构建模型。在构建过程中，需要计算信息增益、基尼指数等指标来选择最优的划分特征，详情如图2所示。

　　4系统测试与优化

　　4.1系统集成测试

　　系统集成测试环节，重点关注平台整体性能以及不同功能模块之间的协同工作能力。在测试时，内容要包括数据采集模块的准确性、数据处理与分析模块的时效性、决策支持模块的实用性和用户交互模块的友好性。模拟构建真实情境进行全面的压力测试和稳定性测试，保证在实际应用中，搭建的平台能够满足用户需求，并实现稳定运行目标。

　　4.2性能优化

　　在性能优化环节，优化数据采集、处理、分析和存储等关键环节。通过优化传感器布局和网络传输协议提高数据采集模块采集数据信息的准确性和实时性，利用分布式计算和并行处理技术提高数据处理与分析模块的数据处理速度和分析效率。对数据库进行索引优化和查询优化，切实保证数据检索和聚合计算的性能得到更进一步增强。

　　4.3安全测试

　　对平台展开安全漏洞扫描和渗透测试，评估平台是否存在数据传输、存储和处理漏洞。严格测试平台的访问控制、身份认证和数据加密等安全措施，防止非法访问和数据泄露。

　　5结束语

　　轨道交通行政综合信息管理平台在设计与开发时，应注重融合大数据与云计算技术，可增强轨道交通系统的整体运营效率和管理水平。本研究从物联网层、云计算层和应用层阐述平台的系统架构设计，并对数据采集、处理与分析、决策支持和用户交互等关键功能模块展开介绍，同时讨论云计算和大数据技术的具体选型和测试系统，旨在提高系统运行能力和服务效率。

　主要参考文献

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