CN104680722A - 一种基于大数据理念的高铁地震预警系统 - Google Patents

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朱尔玉
刘中豪
王宏亮
潘卫兵
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Beijing Jiaotong University
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Beijing Jiaotong University
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    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/10—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to calamitous events, e.g. tornados or earthquakes

Abstract

本发明公开了一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，属于高铁地震预警技术领域，包括高铁数据挖掘系统(1)，高铁大数据存储系统(2)，高铁大数据分析系统(3)，高铁大数据地震预警系统(4)，其特征在于：通过借助多种手段创建高铁地震预警大数据流，采用云存储技术，依靠云计算分布式处理技术和虚拟化技术等对系统收集到的大数据流做出处理，快速形成高铁地震预警系统需要的数据。系统数据量巨大、数据类型繁多、数据处理速度快，实现及时准确的高铁地震预警。本发明设计合理，适用性强，可靠性好，便于推广应用。

Description

一种基于大数据理念的高铁地震预警系统
技术领域
本发明属于高铁地震预警技术领域，涉及一种基于大数据理念的高铁地震预警系统。
背景技术
地震是地球上主要的自然灾害之一，也是中国最常见的自然灾害之一。我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带交汇处，是一个地震频发的国家，每年会发生近千次4级或以上的地震。
安全时铁路运输之本。高铁由于列车高速度、高密度运行，对行车安全保障系统提出了更高的要求。在影响高铁运行安全的自然灾害中，地震是一种发生概率相对较小但危害最大的灾害。高铁运行中的列车有巨大的惯性，在高铁沿线发生地震时，及时减速、停车对于铁路运行安全具有重要意义。
目前国内外关于高铁地震预警系统的研究与应用主要包括：津京城际铁路、京沪高速铁路、京石武客运专线、合蚌客运专线、哈大客运专线的地震监测报警系统基本结构相同，由铁路沿线设置的地震监测点、监控终端、监控数据处理设备、监控单元组成，采用基于地震S波的加速度阀值触发报警方式；我国台湾沿高速铁路主干线设置了51个地震仪，包括主地震仪与辅地震仪，主地震仪每30公里布设一个，当地面加速度峰值超过阀值，主地震仪就会对运行列车发出紧急停车指令；上世纪50年代，日本国家铁路在其所属的铁路干线布置了简单的地震报警仪，1964年10月东海道新干线开始运行时也安装了相同的地震报警仪，在1982年将改进后的地震报警仪投入了运行的东北新干线上；发明专利“高速铁路地震预警及应急处置系统”(申请号：200910061940.0)公开了一种高速铁路地震预警及应急处置系统，利用布设于高速铁路轨道沿线及桥梁、隧道结构等不同部位的多个地震监测点，监测振动状况，一旦检测到的地震动可能危及行车安全时，即采取报警、减速、停车等应急处置措施。
目前国内外正投入使用的高铁地震预警系统，在数据收集方面，一般是利用传感器获取，利用布设于高速铁路轨道沿线及桥梁、隧道结构等不同部位的多个地震监测点，监测振动状况，所获取的数据量小、数据类型单一，无法及时准确的预测高铁地震情况。在数据管理方面，因受数据处理能力的限制未能充分挖掘数据的潜在价值，数据处理周期较长。随着云时代的来临，在以云计算为代表的技术推动下，大数据技术受到国内外学者的广发的关注。大数据的特点可以概括为数据量巨大、数据类型繁多、处理周期短，大数据技术指在不同类型的大量数据中，快速处理获得潜在的有价值信息的能力，使得原本很难收集和利用的数据开始容易被利用起来，在较短的时间内能快速处理大量数据并整理成为高铁地震预警系统需要的依据，在高铁地震预警系统方面具有极大的应用潜力。所以，开发一种基于大数据理念的高铁地震预警系统很有必要。
通过对已有专利、公开文献的研究发现，现有的高铁地震预警系统均存在数据收集类型单一、数据量少，数据处理周期长等缺陷，且无法实现对数据信息的深层挖掘和科学管理，无法有效的收集和挖掘其价值。
因此，发明一种基于大数据理念的高铁地震预警系统显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的关键问题在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，该系统包括高铁大数据挖掘系统1，高铁大数据存储系统2，高铁大数据分析系统3，高铁大数据地震预警系统4，其特征在于：此系统建立在有破坏性地震发生的地区，与地震观测台网共同工作，利用震中附近观测台捕捉到的地震波，快速估算出震源位置及其他相应地震参数，当地震强度达到阀值时，对震区内高速铁路上正在运行的列车发出紧急减速、停车指令，保证列车行车安全。
一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：基于大数据理念的高铁地震预警系统由高铁大数据挖掘系统1，高铁大数据存储系统2，高铁大数据分析系统3，高铁大数据地震预警系统4组成，系统数据量巨大、数据类型繁多、数据处理周期短，能够实时地准确地对高速铁路上正在运行的列车发出紧急减速或停车指令。
一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据挖掘系统1，与地震观测台网共同工作，借助传感器、GPS系统、移动互联网采集设计、施工和运营方面的数据与震中附近观测台捕捉到的地震波创建高铁地震预警大数据流。
一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据存储系统2，包括云存储计算平台、互联网和可扩展的存储系统；能迅速、智能地对高铁地震预警大数据流进行读、写操作。
一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据分析系统3，能准确辨别数据噪音，有效进行数据清洗等预处理工作；能快速对海量数据进行处理，对广泛异构的数据源进行抽取和集成；依靠云计算的分布式处理技术和虚拟化技术等对系统收集到的大数据流做出处理，形成实时分析报告。
一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据地震预警系统4，能及时判断地震强度是否达到阀值；与铁路信号列控系统的终端连接，对震区内高速铁路上正在运行的列车发出紧急减速或停车指令。
上述基于大数据理念的高铁地震预警系统，能及时准确地对震区内高速铁路上正在运行的列车发出紧急减速、停车指令，保证列车行车安全。
本发明设计合理，适用性强，可靠性好，有广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为基于大数据理念的高铁地震预警系统原理框图。
图中：1—高铁大数据挖掘系统；2—高铁大数据存储系统；3—高铁大数据分析系统；4—高铁大数据地震预警系统。
具体实施方式
某地震多发地区，为保证高铁列车的运行安全，使用了本发明提供的基于大数据理念的高铁地震预警系统。
实施步骤：
步骤一高铁大数据挖掘系统1与地震观测台网共同工作，借助传感器、GPS系统、移动互联网采集的设计、施工和运营方面数据与震中附近观测台捕捉到的地震波创建高铁地震预警大数据流。
步骤二高铁大数据存储系统2迅速、智能地对高铁地震预警大数据流进行读、写操作。
步骤三高铁大数据分析系统3准确辨别数据噪音，有效进行数据清洗，快速对海量数据进行处理，对广泛异构的数据源进行抽取和集成，依靠云计算的分布式处理技术和虚拟化技术等对系统收集到的大数据流做出处理，形成实时分析报告。
步骤四高铁大数据地震预警系统4判断地震强度是否达到阀值。当判定超过阀值时，对震区内正在运行的高铁列车发出紧急减速或停车指令，保证列车运行安全。
以上所述的具体实施方法，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了说明。所应强调的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不能用于限制本发明的范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
综上所述，本发明提供了一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，运用该系统实现及时准确的高铁地震预警。本发明具有新颖性、实用性，符合发明专利各要求，故依法提出发明专利申请。

Claims (5)

1.一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：基于大数据理念的高铁地震预警系统由高铁大数据挖掘系统(1)，高铁大数据存储系统(2)，高铁大数据分析系统(3)，高铁大数据地震预警系统(4)组成，系统数据量巨大、数据类型繁多、数据处理周期短，能够实时地准确地对高速铁路上正在运行的列车发出紧急减速或停车指令。
2.按照权利要求1所述的一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据挖掘系统(1)，与地震观测台网共同工作，借助传感器、GPS系统、移动互联网采集设计、施工和运营方面的数据与震中附近观测台捕捉到的地震波创建高铁地震预警大数据流。
3.按照权利要求1所述的一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据存储系统(2)，包括云存储计算平台、互联网和可扩展的存储系统；能迅速、智能地对高铁地震预警大数据流进行读、写操作。
4.按照权利要求1所述的一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据分析系统(3)，能准确辨别数据噪音，有效进行数据清洗等预处理工作；能快速对海量数据进行处理，对广泛异构的数据源进行抽取和集成；依靠云计算的分布式处理技术和虚拟化技术等对系统收集到的大数据流做出处理，形成实时分析报告。
5.按照权利要求1所述的一种基于大数据理念的高铁地震预警系统，其特征在于：所述的高铁大数据地震预警系统(4)，能及时判断地震强度是否达到阀值；与铁路信号列控系统的终端连接，对震区内高速铁路上正在运行的列车发出紧急减速或停车指令。
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