铁路基础数据统一维护发布机制的设计与实现.docx

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铁路基础数据统一维护发布机制的设计与实现

专业硕士学位论文

铁路基础数据统一维护发布机制的设计与实现

DesignandImplementationofRailwayInfrastructureDataReleaseMechanismforUnifiedMaintenance

作者：

XXX

导师：

XXX

北京交通大学

2018年9月

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。

特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。

同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。

（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）

学位论文作者签名：

导师签名：

签字日期：

年月日签字日期：

年月日

学校代码：

1004

密级：

机密

北京交通大学

专业硕士学位论文

铁路基础数据统一维护发布机制的设计与实现

DesignandImplementationofRailwayInfrastructureDataReleaseMechanismforUnifiedMaintenance

作者姓名：

XXX学号：

XXX

导师姓名：

XXX职称：

XXX

学位类别：

软件工程学位级别：

硕士

北京交通大学

2018年9月

致谢

在论文完成之际，我要特别感谢指导老师对我的热情关怀和悉心指导。

在我撰写论文的过程中，导师倾注了大量的心血和汗水，无论是对论文的选题、构思及资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，都得到了导师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风都使我终生受益。

在此表示真诚地感谢和深深的谢意。

在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议。

特别要感谢领导和同事给予我的大力支持和帮助，对我论文撰写的大力支持，在此一并致以诚挚的谢意。

感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。

同时也要特别感谢我的家人，

他们的理解与支持是我完成学习，撰写好论文的最大动力，

最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示

衷心地感谢！

中文摘要

随着铁路信息化建设的不断加强，铁路信息系统从无到有，发展到今天已经涉及铁路各个部门，并全面支撑着铁路日常的调度指挥生产。

目前，车、机、工、电、辆等业务部门之间的管理系统相对独立，通过系统接口和建立数据映射关系完成数据流转，因此产生大量相对独立的基础数据。

这些基础信息是铁路信息系统的基础与核心，是铁路运输生产过程中涉及到的原始数据的集合，主要包括车站、与车站发挥同等作用的线路所、车场、动车所和区间线路等影响铁路行车方向的节点以及相应的线路信息。

铁路信息化建设中各运输调度系统间数据独立不能共享数据资源的问题。

通过对基础数据的归纳整合，统一编码、规范命名和统一维护发布，能够进一步解决铁路各信息系统之间数据资源的共享问题。

本系统在研究和分析了铁路总公司现有各大调度生产指挥系统的数据类型及应用现状，并依据铁路信息化建设的总体目标，先从日常调度指挥生产系统的基础数据入手，建立起一套铁路基础数据的全路在线统一维护发布机制。

机制建立的目的在于解决铁路各个应用系统之间基础数据维护和共享的问题，增强铁路信息化程度、减少信息系统数据交换成本。

本系统是基于JAVA语言进行B/S架构的Web开发，架构采取典型的MVC三层体系架构、数据库采用Oracle，前端技术采用Flex实现数据图形化。

本课题对铁路现有分散的基础数据系统进行需求分析，分析出原各部门各工种自身独立的数据维护系统存在的不足及需要改进的地方，在此基础上提出新系统的需求，并探索系统建设的可行性。

对路网示意图（暨运行图站名字典）系统进行系统设计，对系统的主要模块、主要功能进行设计，对数据库进行设计等。

实现路网示意图（暨运行图站名字典）系统的主要功能，包括系统登录的实现、数据维护的实现、综合查询的实现和数据分析的设计构想。

作为项目组成员，我全程参与了系统的前期调研、数据需求分析、系统设计以及开发维护等工作，并独立完成了涉及调度基础数据的需求分析、数据结构设计、综合查询功能的设计与实现以及数据初始化的全部过程。

本系统兼容性高、操作简单、接口丰富、易扩展，维护人员可以通过操作本系统，方便快捷的时时在线完成基础数据的维护，并做到维护与校验发布相分离，为建立铁路基础数据统一维护发布机制奠定了重要基础。

关键词：

铁路；信息化；基础数据；Java

ABSTRACT

Withthecontinuousdevelopmentofinformationconstructionoftherailway,therailwayinformationsystemsfromscratch,ithasbeeninvolvedinvarioussectorsofrailway,andfullysupportingthedailyschedulingrailroadconductorproduction.Atpresent,themanagementsystemofvehicles,machines,labor,electricity,vehiclesandotherbusinesssectorsarerelativelyindependent,andtheestablishmentofdatathroughthesysteminterfacemappingbetweenthedatatransferiscompleted,resultinginalargenumberofrelativelyindependentoftheunderlyingdata.Thebasicinformationisthefoundationandcorerailwayinformationsystems,isacollectionofrelatedtotheoriginaldatarailtransportintheproductionprocess,includingthestation,andthestationplayedthesameroleinthelinethat,yards,movingvehiclesareandsectionlines,etc.affectrailwaytrafficdirectionandthecorrespondingnodelineinformation.ProblemsofRailwayInformationConstructionTransportationSchedulingSystemdataamongindependentdataresourcescannotbeshared.Inductionbytheunderlyingdataintegration,unifiedcoding,standardizednaminganduniformmaintenancerelease,itispossibletofurtheraddresstheissueofdatasharingofresourcesbetweenthevariousrailwayinformationsystems.

BasedonthestudyandanalysisoftheRailwayCorporation,theexistingdatatypesupportdailyproductionschedule,themajorsystemsanddemand,accordingtotheoverallobjectiveofrailwayinformationconstruction,startingwithdatadailyDispatchingstartproductionsystem,theestablishmentofrailwayinfrastructuredataunifiedversionmaintenancereleasemechanisminitialization,aimedataddressingtheunderlyingdatabetweenvariousapplicationsrailroadmaintenanceandsharingofissues,enhancerailwaydegreeofinformation,reduceinformationsystemdataexchangecosts.

Thesystem,whichisbasedontheJAVAlanguageB/SstructureoftheWebdevelopmentframeworktotakethetypicalthree-tierarchitectureMVC,databaseusingOracle,front-endtechnologyusingFlexdatagraphically.Theissueofrailwayexistingdecentralizedbasicdatasystemsrequirementsanalysis,analysisofthevariousdepartmentsandtypesoforiginalownindependentdatamaintenancedeficienciesandneedtoimprovethesystem,andputforwardtheneedsofthenewsystemonthisbasis,andexploresystemfeasibilityofconstruction.Roadnetworkdiagram（GraphStationdictionary）systemforsystemdesign,themainmodulesofthesystem,themainfunctiondesign,databasedesignandsoon.Toachievethemainfunctionofroadnetworkdiagram（GraphStationdictionary）systems,includingtherealizationofthesystemlog,therealizationofdatamaintenance,implementation,anddataquerydesignconceptanalysis.Asmembersoftheteam,Ifullyinvolvedintheresearchofthesystem,datademandanalysis,thechoiceofapplicationtechnologyaswellasthedevelopmentandmaintenancework,andindependentcompletedinvolvesschedulingdemandbaseddataanalysis,datastructuredesign,thedesignandimplementationofacomprehensivequeryfunctionanddatatoinitializeallprocess.

Thehighcompatibility,simple,richinterfaces,easyexpansion,maintenancepersonnelcanoperatethesystem,convenientalwaysonlineandperformmaintenanceonthebasisofthedata,andtodomaintenanceandcalibrationreleasephaseseparation,fortheestablishmentofrailwayinfrastructuredataunifiedmaintenancereleasemechanismlaidanimportantfoundation.

KEYWORDS：

Railway；Information；BasicData；Java

1绪论

本章通过下面几节内容分别介绍论文的研究背景及目标、研究现状及存在问题、研究目标及主要研究内容和组织结构。

1.1研究背景和意义

铁路交通运输业是国民经济的大动脉，连接着社会经济的各个方面和各个行业。

随着公、航、水、管等其它四种运输方式不断的向铁路传统优势领域扩展，铁路企业面临的运输市场竞争愈加激烈。

为提升铁路的核心竞争力，必须大力提高现有的信息化水平。

铁路企业依靠不同专业部门、多项业务工种的联合协作来完成企业的各项业务目标。

而在铁路运输生产中，处于整个铁路信息链条起始环节，用于描述铁路运输系统各组成要素的铁路公用基础信息作为铁路各业务信息系统正常运行的基础支撑，不仅跨越了铁路各业务流程的边界，更充当着铁路各系统间信息交换的纽带。

因此唯一性和完整性对铁路信息系统的正常运作及铁路信息流的通畅都起着至关重要的作用，是实现铁路信息资源综合利用的基本保障。

铁路信息化建设中的基础信息共享平台，铁路基础信息是铁路信息系统的基础和核心。

随着铁路信息化建设的不断加强，铁路信息系统从无到有，发展到今天已经涉及到铁路各个部门，支撑着铁路日常的调度指挥生产。

目前，车、机、工、电、辆等业务部门的各管理系统产生了大量的基础数据，这些基础信息是铁路信息系统的基础与核心，是铁路运输生产过程中涉及到的原始数据的集合，主要包括车站、与车站发挥同等作用的线路所、动车所和区间线路等属性。

铁路信息化建设中各运输调度系统间数据独立不能的共享数据资源的问题。

通过对基础数据的归纳整合，统一编码、规范命名和统一维护发布，能够进一步解决铁路各信息系统之间数据资源的共享问题。

铁路基础数据的统一维护与发布机制的建立，是一项规模庞大、结构复杂的系统工程，也将是一个长期的过程。

该机制的建立将各系统中不同数据结构、不同定义的数据进行集成归纳并进行统一规范命名与编码。

统一维护发布机制第一项建立从站名规范入手，在整合多部门系统基础数据的基础上，找出各系统站名数据的异同点，进行整理分析后。

为适应铁路信息资源共享需求，更好的为运输生产服务，总公司运输局组织有关部门对铁路行车站（场）名命名及维护办法进行了研究，制定了《铁路行车站（场）名管理办法（试行）》的相关技术文档，作为此项基础数据维护工作的文件依据。

本文研究的意义在于解决信息化建设过程中产生的铁路各部门系统之间基础数据独立、命名编码不规范，无法进行系统整合并统一维护的问题。

力争为各部门各独立系统之间建立一个信息平台，避免出现同一信息各部门多次维护的重复操作，提高数据使用的准确性和工作效率，达到全路应用系统间数据的高度共享。

为此建立一套统一基础数据字典，并以此推动铁路基础数据统一在线维护发布，将数据维护规范化、流程化，以各调度应用系统对数据的使用反向促数据的完整性和准确性。

1.2国内研究现状

国内的一些研究机构和文章也对铁路基础数据应用方面做了相关的研究与探索，同时铁路总公司级和路局级应用系统也在铁路信息化建设中对基础数据应用方面做了初步探索，并取得了一定成果，为基础数据的全面应用奠定了基础：

国内文章：

国内目前对铁路基础数据的研究主要着重在基础数据的共享方面，目标放在如何将现有的分散在各应用系统中的编码、命名等都不规范的基础数据，通过建立中间库、建立数据映射等方式，将零散数据集合起来。

所以大部分研究重点在都放在了运用不同的技术框架、数据共享技术以及数据库研究来解决处理大量数据的问题，如何将相对杂乱、不规范的数据片段进行复制、集合上，从技术角度出发解决业务问题。

目前取得了一定的效果，但中间的数据核查、数据转换都是运用了大量的人力、物力来处理，效率相对低下，成本较高。

在《铁路信息共享平台中共享数据库结构和关键技术研究》文中，就是从技术角度出发为铁路现有基础数据建立共享数据库，通过ETL数据集成机制、数据联邦机制和基于中间件的数据集成方式，并提出了一个三层数据体系结构方案分别为数据源层、共享数据库层与主题层，给出了关于数据共享平台数据结构的研究和实现方法。

在《铁路信息共享平台技术初探》文中，意在建立铁路信息共享平台，通过这个平台，各个应用系统日常产生的业务数据可避免直接和其他异构系统进行数据转换，只需要通过这个信息平台就可以完成日常的数据交换。

通过这种方式可以提高数据信息交换的透明度，同时也能提高数据的共享程度，提高数据共享效率。

在《浅谈铁路信息共享平台的搭建》文中，明确指出了现有铁路信息系统对基础数据使用存在的问题主要是缺乏数据共享方面的应用。

并在此基础上阐明了搭建铁路信息共享平台的原则以及需要实现的功能。

同时文章在介绍了搭建平台需要使用的关键技术的同时，提出了平台的基础框架结构，为建立铁路信息化共享平台提供了一种参考技术方法。

1.3研究目标

本论文的研究目标是通过对铁路信息化建设过程中各应用系统间数据独立不统一的问题，研究建立基础数据的在线统一维护发布机制。

在前期数据初始化过程中，经过各系统数据的导入与建立映射关系，逐步完善基础数据。

在各系统应用经过过渡期后，即可直接从基础数据中取读本系统所需数据。

各路局如有数据变化时，相应维护小组成员应做到及时、全面的更新数据，经铁路总公司相关业务部门审核发布后，完成基础数据的更新。

铁路信息化总体规划对建立基础信息共享平台提出了明确的要求；各个专项规划中各业务系统对信息共享平台有强烈的需求；总公司现在也使用了基础数据，但推广效果不理想，大部分应用系统还是独立维护，存在多套基础数据并存，在维护上费时费力。

因而本课题主要研究目标是在调研铁路对基础数据的需求以及现有各独立基础数据存在的现状的基础上，建立一个统一的铁路基础数据维护平台。

经过前期的数据初始化，以此平台数据的维护推动铁路基础数据统一在线维护发布，将数据维护规范化、流程化，避免出现同一信息各部门多次维护的重复操作情况，同时以各调度应用系统到达对基础数据的高效使用，从而到达反向促数据的完整性和准确性的目标。

1.4主要研究内容和组织结构

论文共分为七章，结构安排如下：

绪论，介绍课题的背景、研究意义及目前关于铁路信息化建设中国内外的研究现状，并指出其发展趋势，然后提出课题研究的主要内容和论文组织结构。

相关技术介绍，主要介绍了设计所需的相关技术理论，包括JAVA语言、FLEX技术概述以及B/S结构模式和Oracle数据库技术。

需求分析，分析系统设计的可行性及各个方面的需求。

系统设计，在需求分析的基础上对系统进行设计，确定系统各功能模块的划分、功能描述、关键算法、输入输出接口和功能函数的定义等，并通过分析系统结构，对数据库进行了设计。

系统实现，按照系统设计给出的顺序描述各功能模块的实现和界面示图，以及部分主要代码。

系统测试与分析，对测试环境、测试过程及测试结论和分析作了相关阐述。

总结和展望，综合之前的系统整个开发过程，总结系统设计的优点及不足的地方。

2开发环境与技术

路网示意图（暨运行图站名字典）系统综合计算机网络技术、图形显示技术、信息处理等相关技术，是信息进行收集、传递、存储及加工处理的人机交互的计算机系统，实现数据维护管理的标准化、数字化、可视化、实时化，用科技手段推动铁路信息化建设的基础数据统一与维护工作由粗放走向精确，由模糊走向清晰，由静态走向动态。

本文中，对路网示意图（暨运行图站名字典）系统的开发，主要涉及以下几个技术，即本系统是基于JAVA语言进行B/S架构的Web开发，架构采取典型的MVC三层体系架构、数据库采用Oracle，前端技术采用Flex实现数据图形化。

2.1前端技术Flex

随着Web技术的发展，网页不再只是承载单一的文字和图片。

Web前端开发在系统开发环节中的作用变得越来越重要。

下面我们分两部分将此次系统开发所选用的前端开发技术进行详细介绍。

2.1.1技术简介

Abode公司的Flex是一个使用ActionScript这种OOP用于界面和应用程序的高效、免费的开源框架，可用于构建具有表现力的Web应用程序，是安装在客户端表现层的服务器。

它利用AdobeFlashPlayer和AdobeAIR,将基于标准的语言和各种可扩展用户界面和数据访问组件结合起来。

通过这些能够让开发人员快速构建具有丰富数据演示、强大客户端罗辑和集成多媒体的Flex应用程序，并且可以在所有常见的桌面上运行。

Flex目标在于脱离传统B/S软件对美工的依赖，纯粹依靠开发人员来构建软件系统，让开发人员在完全不需要学习Flash情况下，可以直接进行FlashRIA编程。

虽然Flex应用程序只能使用Flex构建框架，但AdobeFlashBuilder软件可以通过可视设计用户界面布局、智能编码以及交互式遍历调试等功能加快开发。

通过利用AdobeAIR，Flex应用程序可以访问本地数据和系统资源。

2.1.2技术特点

（1）可操作性方面：

Flex客户端提供更丰富、更友好、易用性更强大的界面给用户，同时互动性更好，大大提高了开发效率，特别是Flex内建对音频和视频的支持，给用户提供更好的操作体验。

（2）架构方面：

用XML来描述前端界面，界面的控制由ActionScript来负责，后端的应用逻辑则封装在后端中间件中与Flex前端界面相分离，是真正意义上的MVC（ModelViewController），使得应用开发的结构更为清晰。

（3）可扩展性方面：

Flex作为前端的客户组件，非常容易与各类后端技术相结合，例如AMF、PHP、Java和.Net等。

（4）运行环境方面：

程序可以在浏览器中，也可以运行在浏览器外，极大拓展了应用场合。

新一代Flex富客户端可以根据需求更加灵活地部署。

（5）性能方面：

传统的Web应用客户端每次刷新页面都会对服务器产生请求，服务器将新的页面传递给客户端。

而新的一代富客户端应用在第一次运行时就将应用一次性下载到本地，所有的图形应用界面都在本地运行，运行过程中只产生少量的数据更新请求，而不需要实时地请求服务器并刷新界面。

（6）开发效率方面：

Flex界面编程技术类似于VB、Delphi，开发中所见即所得，比起修改ASP、JSP和PHP等所表现的界面，有极高的开发效能，且ActionScript是一种面向对象的语言，对于Java和.Net的程序员来说，Flex技术很容易上手，学习成本低。

2.2结构模式B/S

B/S结构，即Browser/