基于图数据模型的智能调度集中系统研究

作者：赵宏涛; 王振东; 周晓昭; 齐威; 曹桢

来源：铁道标准设计, 2023, 1-9.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202308100004

• 高速铁路
• 调度集中系统
• 系统架构
• 图数据模型
• 边
• 节点

智能调度集中系统是高速铁路行车指挥控制的核心。针对既有系统关系型数据模型在大数据背景下存在的数据处理性能和业务表达技术瓶颈，并统筹考虑系统数据多元化和操作智能化需求，设计基于图数据模型的智能调度集中系统。首先分析图数据模型与智能调度集中系统的适配性问题，给出图数据模型形式化描述；其次构建包含原生图存储结构的数据层、向上提供数据解耦的适配层以及完成调度主业的业务层的三层系统架构；然后根据行车运输业务中的图数据节点约束要求，明确模型中节点、边以及两者之间关系；最后利用图数据库免索引连接机制，制定保证数据关联分析和检索能力的底层数据多联存储方案。仿真实验表明，相对关系型数据模型，基于图数据模型的智能调度集中系统数据设计方案在不显著增加启动阶段和计算波谷阶段运行压力的前提下，获得理论分析环境中10倍以上的计算波峰阶段路径查询性能提升以及模拟环境典型场景下80%以上计算量减少的效果；此外，路径检索遍历独立于图数据规模，在涉及深链查询场景下，关联跳数越多，图数据模型的性能优势越显著。研究成果为智能调度大数据的检索、处理、融合、挖掘以及业务驱动提供设计参考和技术支持。

• 单位
  中国铁道科学研究院集团有限公司