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适读人群:《航空大数据》可作为航空大数据的参考书籍,适于航空信息、计算机、电子信息、信息管理、档案学等专业的师生阅读,亦可作为航空工业相关科技人员、大数据工程技术人员、教育培训的参考用书。

航空大数据》围绕若干航空领域的业务,讨论了航空领域面临的大数据需求,指出大数据分析的目的、数据来源和存在的困难,给出了数据分析的方法和大数据平台参考方案。

内容简介

航空大数据》围绕若干航空领域的业务,讨论了航空领域面临的大数据需求,指出大数据分析的目的、数据来源和存在的困难,给出了数据分析的方法和大数据平台参考方案。书中内容分为七章。第一章介绍了大数据的背景与一般性概念,引入了航空大数据的定义,介绍了大数据的知识体系、常用开源大数据平台工具和分析工具,指出了大数据与云计算、物联网之间的关系,阐述了人工智能在大数据中的重要性。同时,提出了数据思维的定义与内涵、大数据实施的步骤,展望了大数据在航空领域的应用。第二章简述了一些与航空大数据挖掘有关的通用方法,包括信号变换、分类与聚类、关联分析、预测分析等以及流行的深度学习、增强学习。第三章介绍了"工业4.0”、工业大数据、信息-物理系统(CPS)、智能制造,结合航空制造探讨了大数据的业务模式及在生产中的作用,提出了基于制造执行系统(MES)的工业大数据分析模型,描述了数据分析功能框架。第四章描述了航空物流大数据概念,介绍了航空物流的业务模式,包括仓储、航空货运、海关监管、检验检疫、物品配送与维护,提出了统一的大数据平台参考模型,分析了典型的功能模块。第五章分析了跨境电商的主要业务和不足之处,提出了面向跨境电商的大数据平台及各个业务系统,包括应用系统功能、数据流和综合统计展示、数据仓库、推荐系统。第六章介绍了航空客流的主要业务,分析了数据仓库、"旅客画像”、风险管理、供应链管理中存在的数据挖掘问题。最后分析了两个案例。第七章介绍了面向企业的大数据服务,包括企业征信、企业知识图谱、企业专利地图三个流行的领域,并提出了分析模型和思路。附录给出文中的中英文词汇对照表、国内外大数据政策、常用的数据源及参考文献。

作者简介

管涛,曾在香港城市大学从事科学研究工作,现在郑州航空工业管理学院从事数据挖掘、人工智能领域的科研和教学工作。河南省电子学会信息产业和信息化专家,航空经济发展河南省协同创新中心研究员。

目录

第1章引言1
1.1大数据概念2
1.2大数据的知识体系4
1.3数据思维5
1.4物联网6
1.5云计算7
1.5.1概念7
1.5.2架构7
1.6人工智能9
1.7大数据产业链10
1.7.1数据采集10
1.7.2数据清洗11
1.7.3数据存储12
1.7.4数据分析和挖掘12
1.7.5数据可视化12
1.8大数据工程的实施13
1.9大数据平台工具简介14
1.9.1Hadoop14
1.9.2Spark17
1.9.3Storm18
1.9.4Sqoop18
1.9.5Zookeeper18
1.9.6Kafka19
1.9.7数据仓库19
1.10开源大数据挖掘工具简介22
1.10.1Mahout22
1.10.2Weka23
1.10.3Pentaho23
1.11航空领域应用与发展23
小结24
第2章数据分析技术25
2.1引言26
2.2基本数据分析方法26
2.2.1信号处理方法26
2.2.2聚类与分类28
2.2.3关联分析31
2.2.4预测分析35
2.2.5层次分析法(AHP)38
2.2.6深度学习40
2.2.7强化学习41
小结42
第3章航空制造大数据43
3.1简介44
3.1.1工业大数据44
3.1.2工业云45
3.1.3信息物理系统(CPS)46
3.1.4制造执行系统(MES)46
3.1.5大数据驱动的智能制造47
3.2航空制造业务模式分析52
3.2.1优化产品设计53
3.2.2智能车间54
3.2.3智能工厂55
3.2.4在线运维57
3.3基于工业流程管理的数据分析57
3.3.1系统框架57
3.3.2数据分析框架60
小结62
第4章航空物流大数据63
4.1航空物流概况64
4.2航空物流业务分析66
4.2.1仓储66
4.2.2航空货运67
4.2.3物品配送68
4.2.4海关监管70
4.2.5产品维护74
4.3数据分析系统74
4.3.1大数据分析与管理平台74
4.3.2综合展示和分析平台76
4.3.3多式联运数据分析76
4.3.4物流管理与决策分析77
4.3.5托运人及货代管理78
小结79
第5章跨境电商大数据81
5.1跨境电商发展现状82
5.1.1宏观政策82
5.1.2存在不足83
5.1.3新商业系统83
5.2跨境电商业务分析84
5.2.1跨境仓储85
5.2.2支付体系86
5.2.3安全体系86
5.2.4质量体系(追溯体系)87
5.2.5统计体系89
5.2.6商品体系89
5.2.7物流成本89
5.3数据来源与存在的问题90
5.4跨境电商大数据参考平台91
5.4.1应用系统功能92
5.4.2数据流和综合业务展示92
5.4.3数据交换、共享和汇总93
5.4.4数据仓库93
5.4.5商品推荐系统95
小结97
第6章航空客运大数据99
6.1发展现状与政策100
6.2航空客运业务分析101
6.2.1机场管理与运营102
6.2.2航班的动态信息103
6.2.3旅客服务103
6.2.4航线管理与优化104
6.2.5燃油管理105
6.3大数据分析模型105
6.3.1数据仓库106
6.3.2企业效益分析110
6.3.3旅客画像110
6.3.4风险管理112
6.3.5供应链管理113
6.4案例分析114
小结114
第7章面向企业的大数据服务115
7.1引言116
7.2企业征信116
7.3企业知识图谱120
7.4企业专利地图125
小结126
附录A中英文对照表127
附录B国外大数据政策130
附录C国家大数据和人工智能政策131
附录D测试数据集133
参考文献134

前言/序言

大数据是一个时代的主题,有力地推动了社会生产力的发展,促进生产关系高度演化、高效协同,生产资料优化配置,逐步实现了劳动者从人向机器的转变。目前,大数据已经深入到工程应用的各个领域,如电商、医疗、农业、交通、金融、安全、侦查、城市治理、天气预报,并带来了显著的效益和价值。在航空工业,人们经常采集和使用大量的航空领域数据,用来监测、评估、诊断、模拟、仿真、设计和决策,但是,完整地、系统化地阐述和使用航空大数据仍是一个未知的领域。有效利用航空大数据,挖掘内在的价值,为航空产业服务已经成为航空领域亟待发展的方向和研究的课题。然而,由于航空领域涉及的业务领域众多,很难用一个统一的框架进行描述。同时,每个领域都有独特的业务流程,增加了大数据分析的难度。

航空大数据是全新的概念,与航空生产、贸易、物流、产品、服务、信息化有关,专业性强,涉及范围广泛。《航空大数据》从航空制造、航空物流、跨境电商、航空客运、企业服务五个领域入手,期待理清每个领域的业务流程,探讨航空大数据的来源、分布、特点、价值和利用,形成较为完整的大数据分析思路,构建面向领域的解决框架,给出航空大数据分析和挖掘的参考模型、方法和解决方案,从而为后续的工程实践奠定基础。通过一些案例分析,作者解释了大数据应用的方法和价值。《航空大数据》理论结合实践,采用图文并茂的形式、简洁的语言阐述基本概念、技术、航空大数据的业务和研发思路,但是不包含具体的数学建模和软件开发、程序语言和代码,因为应用细节过于繁琐,不具有代表性。

自2000年以来,作者一直从事数据分析和挖掘相关领域的研究和教学工作。还在数学系学习的时候,接触的第一种分类模型即是支撑向量机,那时是从数学优化的角度考虑该问题。后来在计算机学院接触到韩家炜等人撰写的英文版《数据挖掘》,感受到数学模型和应用结合的重要性。岁月流逝,潮流变迁,大数据、人工智能逐步成为时代的热点。应用的快速发展解决了很多实际问题,然而,万变不离其宗,大数据分析的数学基础仍然是传统数学体系,很少发生变化。从应用场景抽象出来的大数据问题具有综合性、跨领域的特点,解决此类问题往往需要具备完善的、多方向的数学基础知识。因此,很好地分析大数据的价值、构思大数据挖掘模型,就需要具有完善的数学基础知识积累。与此同时,大数据亦具备完善的工程体系,从数据采集物联网平台到分布式系统、系统框架、系统工具,都要求开发者具有完善的计算机理论基础和丰富的实践经验。大数据的应用模型与行业紧密结合,是行业分析的基础数据工具,具有跨领域特点。熟悉领域背景知识、了解行业需求、解决行业关键问题是应用的核心。

航空大数据的基础研究、产业及应用将随着新技术的出现而发展,与物联网、人工智能、云计算、移动计算、机器人、视频分析、GIS、智慧城市、共享经济的深度融合亦将成为未来的必然趋势,由此带给人们更智能、便捷、流畅的服务。顺应科技发展潮流、未雨绸缪,则一定会在未来的航空大数据深度发展中占据一席之地。

航空大数据》得到了郑州航空工业管理学院信息科学学院刘永教授的一些指导和建议,及滕立博士的热心帮助。同时,信息科学学院的研究生庞宇飞、任照博、任妍积极地参与了《航空大数据》终稿的修改和校正工作,感谢他们付出的辛勤劳动。《航空大数据》的出版得到了河南省信息智能处理工程技术研究中心、航空经济发展河南省协同创新中心的资助和支持。同时,也得到了河南省高等教育教学改革研究与实践项目(2017SJGLX406)、河南省重点研发与推广专项支持项目(182102210454)及郑州市普通科技攻关计划项目(20130783)、河南智算信息技术有限公司的支持,在此一并表示感谢,同时感谢家人的大力支持。

管涛

航空经济发展河南省协同创新中心

2017年4月5日于郑州


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