高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统概述.docx
《高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统概述.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统概述.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统概述
高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统概述
目录
1引言2
1.1编写目的2
1.2背景2
1.3定义2
1.4参考资料3
2高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统总体设计3
2.1需求规定3
2.1.1对高速铁路列车运行图数据抽取模块功能的规定3
2.1.2列车运行图自动编制数据管理模块功能的规定3
2.1.3列车运行图编图规则管理模块功能的规定4
2.1.4列车运行图编图优化目标管理模块功能的规定4
2.2运输组织子系统运行环境5
2.2.1系统运行硬件环境5
2.2.2系统运行软件环境7
2.2.3系统运行网络环境8
2.3基本设计概念和处理流程8
2.4结构9
2.5功能需求与程序的关系10
2.6尚未解决的问题11
3运输子系统接口设计11
3.1用户接口11
3.2外部接口11
3.3内部接口12
4运输组织子系统运行设计12
4.1运行模块组合12
4.2运行控制13
4.3运行时间13
5运输组织子系统数据结构设计13
5.1逻辑结构设计要点13
5.2物理结构设计要点13
5.3数据结构与程序的关系13
6运输组织子系统出错处理设计14
6.1出错信息14
6.2补救措施14
6.3系统维护设计14
7文档控制14
1引言
1.1编写目的
本概要书的编写目的是：
明确高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统的总体设计、接口设计、运行设计、系统的数据结构设计以及系统出错处理设计。
目标读者是本系统的系统分析员、程序开发者以及与本系统相关的其它高速铁路列车运行组织方案优化设计子系统的系统设计者。
1.2背景
a.待开发软件系统的名称：
高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统
b.此项目的任务提出者：
高速铁路列车运行组织方案优化设计系统总体设计组
c.此项目的开发者：
高速铁路列车运行组织方案优化设计系统总体设计组
d.此项目的用户：
高速铁路列车运输指挥管理人员
e.将运行该软件的计算站（中心）：
高速铁路列车运输系统指挥中心
1.3定义
1.列车运行图：
是列车运行时刻表的图解，规定各次列车按一定的时刻在区间内运行及在车站到、发和通过。
是列车运行的时间与空间关系的图解，它表示列车在各区间运行及在各车站停车或通过状态的二维线条图。
2.日班计划：
是组织行车工作的行动计划，具体规定各区段列车开行任务。
3.车站作业计划：
是为了使车站各车间、各工种协调而有节奏地进行日常运输生产，充分发挥技术设备的效能而制定的用来组织指挥车站日常生产活动的工作计划。
4.列车开行方案：
是以运量为基础，以客货流性质、特点和规律为依据，科学合理地安排包括列车开行等级、起讫点、数量、经由线路、编组内容、停站方案、车底运用等内容，体现从客流、货流到列车流的组织方案。
5.列车运行实绩：
是根据列车的实际运行情况铺画，反映列车实际运行轨迹的运行图。
6.车站工作实绩：
是车站对计划任务完成的实际情况，是判断车站工作优劣程度的重要依据。
7.列车安全追踪间隔时间：
在自动闭塞区段，凡一个站间区间内同方向有两列及以上的列车，以闭塞分区间隔运行，成为追踪运行。
追踪运行列车之间的最小间隔时间，称为追踪列车间隔时间。
时间跨度长于追踪列车间隔时间时，称为安全追踪列车间隔时间。
1.4参考资料
[1]宋建业，谢金宝.铁路行车组织基础.北京：
中国铁道出版社，2005.
[2]宋建业，谢金宝.铁路运输调度指挥与统计分析.北京：
中国铁道出版社，2006.
[3]杨浩.铁路运输组织学.北京：
中国铁道出版社，2007.
2高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统总体设计
2.1需求规定
2.1.1对高速铁路列车运行图数据抽取模块功能的规定
功能1：
路网结构数据抽取技术
将列车运行图编制所需的线路信息、相关车站及车站平面图、区间平面图数据等从高速铁路运输装备基础数据平台中调出，并建立路网数据调入标准接口，实现路网数据抽取功能。
功能2：
列车开行方案抽取技术
从高速铁路列车开行方案生成优化及决策支持系统中抽取列车开行对数、列车等级、列车运行时间标准、停站方案等数据，建立列车开行方案相关数据调入标准接口。
功能3：
运力资源配置抽取技术
设计从运力资源配置方案抽取动车组装备数据、动车组运用规则、动车组检修基地布置、动车组检修状态、动车段（所）规模及检修能力等，并以此设计相关数据标准接口。
2.1.2列车运行图自动编制数据管理模块功能的规定
功能1：
区间标尺数据管理
以图形化界面管理维护区间标尺数据，该数据应包括：
不同列车种类按区间别、按运行方向别（行别）的纯运行时分和起停车附加时分等。
功能2：
列车接发与运行间隔时间管理
以图形化界面管理维护列车接发与运行间隔时间数据，该数据应按包括各站各衔接方向的列车不同时到达间隔时分、会车间隔时间、同方向列车连发间隔时间、同方向列车不同时到发间隔时间和不同时发到间隔时间、相对方向列车不同时通过间隔时间、动车组双线追踪间隔时分等。
功能3：
车站技术作业时间及停站时间标准
以图形化界面管理维护车站技术作业时间标准数据，该数据包括车站技术作业时间及列车停站时间标准，按各站表示列车种类别的技术作业时间和旅客列车停站时间，通勤通学列车停站时间（含区间）等数据。
功能4：
路网基础数据管理
以图形化界面管理维护路网基础数据，该数据符合列车运行图双层数据模型，宏观层要求实现路网的连通衔接等逻辑关系，微观层可实现列车进路和调车进路管理。
2.1.3列车运行图编图规则管理模块功能的规定
功能1：
基于列车接发与运行间隔时间约束规则管理
依据列车接发与运行间隔时间生成的列车运行图编制规则，并在列车运行图编制过程中自动触发相应的约束条件。
功能2：
基于区间运行标尺的列车运行线规则管理
各类列车按照每个区间起停和区间运行时分等标尺数据建立相应区间运行规则，并在列车运行图编制过程中自动匹配相应规则来铺画各类列车在区间运行线。
功能3：
基于站线运用和区间正线使用方法约束规则管理
依据车站站线运用和区间正线使用要求自动生成对应运行规则，实现不同类型列车运行进路匹配。
功能4：
基于车站技术作业时间及停站时间标准的规则管理
依据各类列车在站技术作业时间和旅客列车（动车组）在站停留时间标准建立列车在站运行线铺画规则，实现列车在车站停留线的合理铺画。
功能5：
基于列车等级的运行规则管理
以不同类别列车间存在的会让关系，冲突疏解避让原则建立相应运行规则，实现在一个运行区段内，不同类别列车间运行线合理铺画。
2.1.4列车运行图编图优化目标管理模块功能的规定
功能1：
以高速列车基本评价指标为导向的优化目标管理
构建高速列车基本评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。
功能2：
以旅客服务质量评价指标为导向的优化目标管理
构建高速列车旅客服务质量评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。
功能3：
以高速列车运行图均衡性指标为导向优化目标管理
构建高速列车运行图均衡性指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。
功能4：
以高速列车运行图可调整性指标为导向优化目标管理
构建高速列车运行图可调整性指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。
功能5：
以高速列车运行图经济评价指标和高速列车运行图后评价指标为导向的优化目标管理
构建高速列车运行图经济评价指标体系和高速列车运行图后评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。
功能6：
多场景（如大客流、紧急灾害等）条件下，综合多重目标导向的列车运行图优化目标管理
研究实现多场景、多目标条件下，自动生成高速铁路列车运行图编图优化的变量集。
2.2运输组织子系统运行环境
2.2.1系统运行硬件环境
1.客户端
（1）高端PC
表2客户端PC的最低配置表
基本参数
型号
StudioSlim（R211262CN）
处理器
IntelCore2DuoE84003.0G
处理器类型
酷睿2双核
处理器频率
3000MHz
处理器接口
LGA775
二级缓存（KB）
6144KB
处理器外频
333MHz
主板/内存
主板/芯片组
IntelG45芯片组
总线频率
1333MHz
主板参数I
1×PCI-EX16扩展槽,1×PCI-E,1×PC
内存类型
DDR3
内存容量
2048MB
存储设备
硬盘类型
SATA硬盘
硬盘参数
7200转
硬盘容量
320GB
光驱
16XDVD光驱
视频音频
显示器
宽屏液晶
尺寸
22寸
显示器描述
22寸宽屏液晶显示器
显卡
IntelGMAX4500
显卡性能
PCI-EX16接口标准,支持DirectX10
声卡
板载声卡,7.1声道
2.服务器端
（1）IBM服务器
表3服务器的最低配置表
设备类型
企业级服务器
外观结构
机架式
光盘驱动器
DVD/CD-RWCombo
主板扩展插槽（个）
7
支持操作系统
MicrosoftWindowsServer2003
处理器类型
IntelXeonMPE7320
标称主频（MHz）
2130
CPU核心
Tigerton（四核心）
标配处理器数量
2
最大处理器数量
4
处理器缓存
2MB*2
处理器外频
266MHz
内存类型
ECCDDR2
标准内存容量
4GB
最大内存容量
256GB
硬盘类型
SAS
随机硬盘容量（GB）
0
热插拔硬盘
支持
SCSI控制器
LSI1078SASControler
IDE控制器
ATA100
网卡类型/数量
集成双千兆以太网接口
电源类型
全冗余热插拔
电源数量
1+1
额定电压（V）
220
额定功率（W）
1440*2
工作温度（℃）
10–35
存储高度（米）
2133
工作高度（米）
2133
存储温度（℃）
10-43
存储湿度：
5%至95%
工作湿度
8%至85%
（2）双机热备、磁盘阵列
（3）大屏幕显示
（4）一托二多屏卡
（5）绘图仪
（6）打印机
2.2.2系统运行软件环境
1.客户端
（1）操作系统WindowsXPprofession
（2）办公软件MicrosoftOffice
（3）杀毒软件
目前社会上最流行的杀毒软件包括以下几个：
卡巴斯基、瑞星、金山毒霸等。
在这里采用卡巴斯基杀毒软件。
其中卡巴斯基杀毒软件是KasperskyLab公司研制的，俄罗斯民用最多的杀毒软件。
目前在国内有很好的声誉。
卡巴斯基有很高的警觉性，它会提示所有具有危险行为的进程或者程序，病毒查杀率为97.89%。
（4）NetFramework2.0
NETFramework2.0是在Microsoft.NETFramework1.0和1.1成功的基础上构建的，由于本系统拟采用MicrosoftVisualstudio2005平台的C#.Net开发，应次应用程序运行必需要安装NetFramework2.0。
（5）应用系统:
Tuberail运输组织子系统，为课题完全自主设计开发的用户直接操作的应用系统，提供给用户Tuberail运输组织系统中的所有功能。
2.服务器端
（1）操作系统2003server
WindowsServer2003是目前微软推出的使用最广泛的服务器操作系统。
（2）防毒软件
采用卡巴斯基杀毒软件。
（3）数据库平台Oracle或SQLServer（两选一）
OracleServer是由Oracle公司开发的一个对象一关系数据库管理系统。
它提供开放的、全面的、和集成的信息管理方法。
每个Server由一个OracleDB和一个OracleServer实例组成。
它具有场地自治性（SiteAutonomy）和提供数据存储透明机制，以此可实现数据存储透明性。
每个Oracle数据库对应唯一的一个实例名SID，Oracle数据库服务器启动后，一般至少有以下几个用户：
Internal，它不是一个真实的用户名，而是具有SYSDBA优先级的Sys用户的别名，它由DBA用户使用来完成数据库的管理任务，包括启动和关闭数据库；Sys，它是一个DBA用户名，具有最大的数据库操作权限；System，它也是一个DBA用户名，权限仅次于Sys用户。
有以下几个版本：
Oracle数据库8i、Oracle数据库10g特别版、Oracle数据库10g快捷版、Oracle数据库11g版等。
SQLServer是由一个关系数据库管理系统。
它最初是由MicrosoftSybase和Ashton-Tate三家公司共同开发的，于1988年推出了第一个OS/2版本。
在WindowsNT推出后，Microsoft与Sybase在SQLServer的开发上就分道扬镳了，Microsoft将SQLServer移植到WindowsNT系统上，专注于开发推广SQLServer的WindowsNT版本。
Sybase则较专注于SQLServer在UNIX操作系统上的应用。
主要有以下几个版本：
SQLServer2000、 SQLServer2005、SQLServer2008。
2.2.3系统运行网络环境
建立稳定的局域网。
由服务器、高端PC和网络设备构成。
局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。
局域网是封闭型的，有很高的安全性。
局域网采用TCP/IP协议。
2.3基本设计概念和处理流程
结合基础装备数据库与客流需求数据库两个基础数据平台以及运力资源配置系统、列车开行方案生成优化及决策支持系统，实现编制列车运行图需要的数据元素抽取及融合，并依照高速铁路运行图的铺画特点，对运行图数据分项管理。
在此基础上实现多场景、多优化目标以及融合列车运行图要素集的运行图规则管理平台。
图1列车运行图数据抽取及运行图规则管理系统总数据流程图
图2高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与列车运行组织优化设计各子系统间逻辑关系
2.4结构
根据该系统的功能需求，设计系统的模块划分，如图3所示。
图3高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统功能模块划分结构图
2.5功能需求与程序的关系
功能需求与模块的关系如下表所示。
表4功能需求与程序的关系表
高速铁路列车运行图数据抽取
列车运行图自动编制数据管理
列车运行图编图
规则管理
列车运行图编图优化
目标管理
路网逻辑结构的描述和表示
√
√
开行方案数据描述和抽取
√
√
运力资源数据描述和抽取
√
√
区间标尺数据管理
√
√
√
全局路网基础数据管理
√
√
√
车站技术作业时间及停站时间标准管理
√
√
√
列车接发与运行
间隔时间管理
√
√
√
用户管理
√
2.6尚未解决的问题
说明在概要设计过程中尚未解决而设计者认为在系统完成之前必须解决的各个问题。
3运输子系统接口设计
3.1用户接口
说明将向用户提供的命令和它们的语法结构，以及软件的回答信息。
3.2外部接口
1.接口一：
与高速铁路运输设备基础数据平台接口
接口定义：
高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与高速铁路运输设备基础数据平台的数据传输、转换与信息反馈接口
接口描述：
通过该接口，高速铁路运输设备基础数据平台向高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统提供路网数据结构等相关信息。
运控子系统应向运组子系统提供的数据有：
a）线路信息
b）关车站及车站平面图
c）区间平面图数据
2.接口二：
与高速铁路开行方案自动生成与决策支持子系统的接口
接口定义：
高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与高速铁路开行方案自动生成与决策支持子系统的数据交换接口
接口描述：
通过该接口，高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统从高速铁路开行方案自动生成与决策支持子系统中得到列车开行方案信息。
综合监控子系统应向运组子系统提供的数据有：
a）列车开行对数
b）列车开行对数
c）列车运行时间标准
d）停站方案
2.接口三：
与高速铁路运力资源优化配置子系统的接口
接口定义：
高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与高速铁路运力资源优化配置子系统的数据交换接口
接口描述：
通过该接口，高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统从高速铁路运力资源优化配置子系统中得到运力资源配置信息。
综合监控子系统应向运组子系统提供的数据有：
a）动车组装备数据
b）动车组运用规则
c）动车组检修基地布置
d）动车组检修状态
e）动车段（所）规模及检修能力
3.3内部接口
1.接口一：
列车运行图数据抽取与列车运行图自动编制数据管理之间的接口
本接口将列车运行图数据抽取中路网数据结构、列车开行方案和运力资源配置等信息传递给列车运行图自动编制数据管理子模块。
2.接口二：
列车运行图自动编制数据管理与列车运行图编图规则管理之间的接口
此接口将列车运行图自动编制数据管理中区间标尺数据管理、全局路网基础数据管理、车站技术作业时间及列车停站标准数据管理、列车接发与间隔时间管理相关数据传递给列车运行图编图规则管理模块。
3.接口三：
列车运行图数据抽取与列车运行图编图优化目标管理之间的接口
该接口将列车运行图数据抽取中路网数据结构、列车开行方案和运力资源配置等信息传递给列车运行图编图优化目标管理子模块。
4.接口四：
列车运行图自动编制数据管理与列车运行图编图优化目标管理之间的接口
此接口将列车运行图自动编制数据管理中区间标尺数据管理、全局路网基础数据管理、车站技术作业时间及列车停站标准数据管理、列车接发与间隔时间管理相关数据传递给列车运行图编图优化目标管理模块。
5.接口五：
列车运行图编图规则管理与列车运行图编图优化目标管理之间的接口
该接口将列车运行图编图规则管理中基于区间运行标尺的列车运行线规则、基于车站站线运用和区间正线使用方法的约束规则、基于车站技术作业时间及停站时间标准的规则、基于列车接发与运行间隔时间约束规则、基于列车等级的运行规则传递到列车运行图编图优化目标管理模块。
4运输组织子系统运行设计
4.1运行模块组合
1.当操作列车运行图自动编图数据时，调用列车运行图自动编图数据管理模块，结合列车运行图数据抽取，实现高速铁路综合路网、区间标尺、车站间隔时间、技术作业时间标准等要素的综合数据管理功能。
2.当运用列车运行图编图规则时，调用列车运行图数据抽取模块模块，根据列车运行图自动编图数据，设计多场景模式的运行图规则生成组件。
3.当实现列车运行图编图优化目标管理，调用列车运行图数据抽取模块，运用列车运行图自动编制数据，依据列车运行图编图规则，构建高速列车基本评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集、高速列车旅客服务质量评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集、高速列车运行图均衡性指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集、高速列车运行图可调整性指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集、高速列车运行图经济评价指标体系和高速列车运行图后评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集及实现多场景、多目标条件下，自动生成高速铁路列车运行图编图优化的变量集。
4.2运行控制
说明每一种外界的运行控制的方式方法和操作步骤。
（软件开发之后做描述）
4.3运行时间
说明每种运行模块组合将占用各种资源的时间。
5运输组织子系统数据结构设计
5.1逻辑结构设计要点
给出本系统内所使用的每个数据结构的名称、标识符以及它们之中每个数据项、记录、文卷和系的标识、定义、长度及它们之间的层次的或表格的相互关系。
5.2物理结构设计要点
给出本系统内所使用的每个数据结构中的每个数据项的存储要求，访问方法、存取单位、存取的物理关系（索引、设备、存储区域）、设计考虑和保密条件。
5.3数据结构与程序的关系
说明各个数据结构与访问这些数据结构的形式:
6运输组织子系统出错处理设计
6.1出错信息
用一览表的方式说朗每种可能的出错或故障情况出现时，系统输出信息的形式、含意及处理方法。
6.2补救措施
说明故障出现后可能采取的变通措施，包括：
a.后备技术说明准备采用的后备技术，当原始系统数据万一丢失时启用的副本的建立和启动的技术，例如周期性地把磁盘信息记录到磁带上去就是对于磁盘媒体的一种后备技术；
b.降效技术说明准备采用的后备技术，使用另一个效率稍低的系统或方法来求得所需结果的某些部分，例如一个自动系统的降效技术可以是手工操作和数据的人工记录；
c.恢复及再启动技术说明将使用的恢复再启动技术，使软件从故障点恢复执行或使软件从头开始重新运行的方法。
6.3系统维护设计
说明为了系统维护的方便而在程序内部设计中作出的安排，包括在程序中专门安排用于系统的检查与维护的检测点和专用模块。
各个程序之间的对应关系，可采用如下的矩阵图的形式；
7文档控制
编制人
编制日期
审核意见
审核人
审核日期
批准人
批准日期
升级会员 