（工商管理专业论文）大西铁路客运专线建设项目管理信息系统设计与实现.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任 论文作 日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 愕一名：壤 日期：训p 玲 山东大学硕士学位论文 目录 摘要。1 a b s t r a c t 2 第一章绪论4 1 1 选题的背景和意义4 1 1 1 论文研究背景一4 1 1 2 论文研究意义。4 1 2 现有建设项目管理信息系统存在的问题6 1 3 本文的主要内容与结构6 第二章系统开发中的相关理论技术8 2 1b s 与c s 混合软件体系结构8 2 1 1 三层c s 体系结构原理8 2 1 2b s 软件体系结构原理9 2 1 3b s 与c s 混合软件体系一1 1 2 2 条形码技术l3 2 2 1 条形码技术工作原理1 3 2 2 2 条形码技术优点1 4 2 3 地理信息技术1 4 2 3 1 地理信息系统构成1 4 2 2 2 地理信息系统工作原理15 2 2 3 地理信息系统在铁路工程建设中的作用1 6 2 4 基于x m l 的数据交换技术1 7 2 4 1x m l 数据交换原理1 7 2 4 2x m l 数据交换方式应用意义18 第三章系统业务功能需求分析1 9 山东大学硕士学位论文 3 1 系统建设目标1 9 3 2 系统建设原则1 9 3 3 其他客专信息系统使用情况1 9 3 4 用户及组织结构2 1 3 4 1 系统用户2 1 3 4 2 组织结构2 2 3 5 系统总体业务需求分析2 3 3 6 信息系统平台2 4 3 7 物资管理2 5 3 7 1 计划管理2 5 3 7 2 供应管理2 7 3 7 3 供应商管理。2 7 3 8 混凝土搅拌站管理控制3 0 3 8 1 管理要求3 0 3 8 2 业务流程3 1 3 9 隧道施工人员统计监控3 2 3 9 1 管理要求3 2 3 9 2 业务流程3 3 3 1 0 梁场、轨枕厂管理。3 4 3 1l 施工安全管理3 6 第四章系统设计3 9 4 1 系统设计原则3 9 4 2 系统软件体系设计3 9 4 3 系统网络设计4 0 4 3 1 网络设计4 0 4 3 2 网络接入设计4 l 4 4 系统模块设计4 2 4 4 1 模块总体设计4 2 l l 鼙 曩 山东大学硕士学位论文 4 4 2 物资管理子系统4 4 4 4 3 混凝土搅拌站管理控制子系统4 5 4 4 4 隧道施工人员统计监控子系统4 7 4 4 5 梁场、轨枕厂管理子系统4 8 4 4 6 施工现场视频监控子系统4 9 4 5 数据库设计5 0 4 5 1 总体设计5 1 4 5 2 物资管理子系统5 1 4 5 3 混凝土搅拌站管理控制子系统5 4 4 5 4 梁场、轨枕厂管理系统5 5 4 5 5 隧道施工人员统计监控系统5 7 第五章系统实现5 8 5 1 系统用户界面实现5 8 5 1 1 中心管理系统5 8 5 1 2 功能子系统5 9 5 2 系统底层数据采集实现6 0 5 2 1 设备采集6 1 5 2 2 数据人工输入6 4 5 3 系统外部接口实现6 5 第六章结论及展望6 7 6 1 文章完成的主要工作6 7 6 2 展望6 7 参考文献6 9 致 射7 2 l i i 山东大学硕士学位论文 c o n t e n t s c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n 。l 1 1 b a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c e 4 1 1 1 t h e s i sr e s e a r c hb a c k g r o u n d 4 1 1 2 t h e s i sr e s e a r c hs i g n i f i c a n c e 4 1 2 p r o b l e m si nc u r r e n tc o n s t r u c t i o np r o j e c tm a n a g e m e n t 4 1 3 c o n t e n ta n ds t r u c t u r eo f t h et h e s i s 2 l c h a p t e ri id e v e l o p i n gm e t h o d s 8 2 1 b sa n dc sh y b r i ds o f t w a r ea r c h i t e c t u r e 8 2 1 1 t h r e e - t i e rc ss y s t e ms t r u c t u r ep r i n c i p l e 8 2 1 2 b ss o f t w a r ea r c h i t e c t u r ep r i n c i p l e 9 2 1 3 b sa n dc sh y b r i ds o f t w a r ea r c h i t e c t u r e 1 1 2 2 b a rc o d et e c h n o l o g y 1 3 2 2 1 b a r c o d et e c h n o l o g yw o r k s 1 3 2 2 2 b a r c o d et e c h n i c a lm e r i t s 1 4 2 3 g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y 1 4 2 3 1 g i sc o n s t i t u t e 一1 4 2 3 2 g i sw o r k i n gp r i n c i p l e 11 ； 2 3 3 g i si nr a i l w a yc o n s t r u c t i o n 1 6 2 4 b a s e do nx m ld a t ae x c h a n g et e c h n o l o g y 1 7 2 4 1 x m ld a t ae x c h a n g ep r i n c i p l e 1 7 2 4 2 x m ld a t ae x c h a n g em e t h o d sa p p l i e ds i g n i f i c a n c e 1 8 c h a p t e r i i is y s t e m sb u s i n e s sf u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t sa n a l y s i s l9 3 1 t h es y s t e m - b u i l d i n gg o a l s 1 9 3 2 s y s t e mc o n s t r u c t i o np r i n c i p l e s 1 9 3 3 m i su s a g eo f o t h e rr a i l w a y s 1 9 3 4 u s e r sa n dt h eo r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e 2 1 i v 山东大学硕士学位论文 3 4 1 s y s t e mu s e r s 2 1 3 4 2 o r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e 2 2 3 5 t h es y s t e mo v e r a l lb u s i n e s sn e e d sa n a l y s i s 2 3 3 6 i n f o r m a t i o ns y s t e mp l a t f o r m 2 4 3 7 m a t e r i a l sm a n a g e m e n t 2 5 3 7 1 p r o g r a mm a n a g e m e n t 2 5 3 7 2 s u p p l ym a n a g e m e n t 2 7 3 7 3 v e n d o rm a n a g e m e n t 2 7 3 8 c o n c r e t em i x i n gs t a t i o nm a n a g e m e n tc o n t r o l 一3 0 3 8 1 m a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t s 3 0 3 8 2 b u s i n e s sp r o c e s s 31 3 9 t u n n e ls t a t i s t i c a lm o n i t o r i n g 3 2 3 9 1 m a n a g e m e n tr e q u i r e m e n t s 3 2 3 9 2 b u s i n e s sp r o c e s s 3 3 3 1 0 l a r g e - s c a l et e m p o r a r yf a c i l i t i e sm a n a g e m e n t 3 4 3 1 1 c o n s t r u c t i o ns a f e t ym a n a g e m e n t 3 6 c h a p t e ri vs y s t e md e s i g n 3 9 4 1 s y s t e md e s i g np r i n c i p l e s 3 9 4 2 s y s t e ms o f t w a r es y s t e md e s i g n 一3 9 4 3 s y s t e mn e t w o r k 4 0 4 3 1 w e bd e s i g n 4 0 4 3 2 n e t w o r ka c c e s sd e s i g n 4 l 4 4 s y s t e mm o d u l e 4 2 4 4 1 m o d u l ed e s i g n 4 2 4 4 2 m a t e r i a l sm a n a g e m e n ts u b s y s t e m 4 4 4 4 3 c o n c r e t em i x i n gs t m i o nm a n a g e m e n tc o n t r o ls u b s y s t e m 4 5 4 4 4 t u n n e ls t a t i s t i c sm o n i t o r i n gs u b s y s t e m 4 7 4 4 5 l a r g e - s c a l et e m p o r a r yf a c i l i t i e sm a n a g e m e n ts u b s y s t e m 4 8 v 山东大学硕士学位论文 4 4 6 m o n i t o r i n gs y s t e mo fw o r k i n gp l a c e s 4 9 4 5 d a t a b a s e d e s i g n 5 ( ) 4 5 1 d e s i g n 51 4 5 2 m a t e r i a l sm a n a g e m e n ts u b s y s t e m 5 1 4 5 3 c o n c r e t em i x i n gs t a t i o nm a n a g e m e n tc o n t r o ls u b s y s t e m 5 4 4 5 4 l a r g e - s c a l et e m p o r a r yf a c i l i t i e sm a n a g e m e n ts u b s y s t e m 5 5 4 5 5 t u n n e ls t a t i s t i c sm o n i t o r i n gs y s t e m 5 7 c h a p t e rvs y s t e mi m p l e m e n t a t i o n 5 8 5 1 t h es y s t e mu s e ri n t e r f a c e 5 8 彤 5 1 1 c e n t e rm a n a g e m e n ts y s t e m 5 8 5 1 2 f u n c t i o n a ls u b s y s t e m 5 9 5 2 t h eu n d e r l y i n gd a t aa c q u i s i t i o ns y s t e m st oa c h i e v e 6 0 5 2 1 e q u i p m e n ta c q u i s i t i o n 6 l 5 2 2 d a t ai n p u tm e t h o d s 6 4 5 3 i n t e r f a c e so ft h es y s t e m 6 5 c h a p t e rv ic o n c l u s i o n sa n do u t l o o k 6 7 嚼 6 1 ma jo rw o r k 6 7 6 2 p r o s p e c t 6 7 r e f e r e n c e s 6 9 thanks 7 ：! v l 山东大学硕士学位论文 摘要 2 0 0 8 年8 月1 日京津城际铁路的开通拉开了中国高速铁路建设和运营的序 幕，标志着中国经济的再一次跨越性发展的开始。随着中国高速铁路建设项目井 喷式的上马，以及高速铁路施工要求的不断提高，铁路工程施工质量安全管理越 来越受到关注。 本文首先介绍了大西铁路客运专线项目的基本概况，并就国内主要客运专线 铁路建设项目管理信息系统的使用情况作了介绍，并分析了在使用中遇到的主要 问题，进而阐述了大西铁路客运专线工程建设项目实施信息管理的必要性，提出 了信息系统建设目标及原则。 本文阐述了建设大西铁路客运专线建设项目信息系统所用到的四项关键技 术，即b s 与c s 混合软件结构、条形码技术、地理信息技术和基于x m l 的数 据交换技术，并结合大西铁路客运专线工程的特点，选择了适合本次项目建设信 息系统使用的模型。 文章从大西铁路客运专线工程组织结构入手，对该建设项目的主要业务需求 进行了细致调查，分析总结出大西铁路客运专线建设项目信息系统主要功能需求， 即物资管理、混凝土搅拌站管理、隧道施工人员统计控制管理、梁场、轨枕厂质 量安全管理以及施工现场视频监控管理。在分析了需求的业务流程后，从网络、 业务功能、数据流和数据库四方面对信息系统结构进行了研究，并提出了可行的 系统设计方案。 针对大西铁路客运专线工程的线路特点和技术难点，文章创新性的在系统软 件结构上，采用b s 与c s 相结合的软件体系结构，使系统具有极大的适应性和 可扩充性。此外，着重分析了信息系统用户界面实现手段、底层数据采集方式以 及与外部信息系统间的数据交换实现方式。依托地理信息系统的图形化界面，研 究设计了友善的用户界面；针对信息系统普遍存在的数据造假和数据失真问题， 探索使用机械设备、条形码等自动化数据录入手段，减少人对信息系统数据的干 预程度；通过对现有信息系统的调查，信息系统设计时大量采用x m l 数据交换 格式解决与外部信息系统数据互通问题，极大的优化了系统结构。 关键词：高速铁路工程质量安全管理信息系统g i s 山东大学硕士学位论文 a b s t r a ct a u g u s t1 ，2 0 0 8o p e n i n go ft h eb e i j i n g - t i a n j i ni n t e r - c i t yr a i l w a yo p e n e dc h i n a s 1 l i g h - s p e e dr a i l w a yc o n s t r u c t i o na n do p e r a t i o no ft h ec u r t a i n ，m a r k i n gal e a pf o r w a r d i nc h i n a se c o n o m i cr e - d e v e l o p m e n tc o u l db e g i n w i t hc h i n a sh i 曲一s p e e dr a i l w a y c o n s t r u c t i o n p r o j e c t l a u n c h e d b l o w o u t - s t y l e , 硒w e l l a s h i g h s p c 一, dr a i l w a y c o n s t r u c t i o nr e q u i r e dt h ec o n t i n u o u si m p r o v e m e n to ft h er a i l w a yc o n s t r u c t i o nq u a l i t y a n d s a f e t ym a n a g e m e n t m o r ea n dm o r ea t t e n t i o n t h i s p a p e r i n t r o d u c e st h e d a t o n g - x i a l lh i 曲一s p e e dr a i l w a yp r o j e c t sb a s i cp r o f i l e , a n dt om a j o rd o m e s t i c p a s s e n g e rr a i l w a y l i n ec o n s t r u c t i o n p r o j e c tm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m i n t r o d u c e dt h eu s eo f , a n da n a l y z e dt h em a i np r o b l e m se n c o u n t e r e di nu s e ，t h u s e x p o u n d e dt h ed a t o n g - x i a l lh i g h s p e e dr a j l w a yc o n s t r u c t i o np r o j e c ti n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t ，t h en e e dt op u tf o r w a r dt h eo b j e c t i v e sa n dp r i n c i p l e so fi n f o r m a t i o n s y s t e mc o n s t r u c t i o n t h i sp a p e rd e s c r i b e st h ec o n s t r u c t i o no fd a t o n g - x i a nh i 曲- s p e e dr a i l w a y 醇 c o n s t r u c t i o np r o j e c ti n f o r m a t i o ns y s t e mu s e db yt h ef o u rk e yt e c h n o l o g i e s ，n a m e l y , b sa n dc sh y b r i ds o f t w a r ea r c h i t e c t u r e ，b a rc o d et e c h n o l o g y , g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n dx m l - b a s e dd a t ae x c h a n g et e c h n o l o g y , c o m b i n e dw i t hd a t o n g - x i a n h i g h s p e e dr a i l w a y sp r o j e c tf e a t u r e ss e l e c t e df o rt h i sp r o j e c tt h eu s eo fi n f o r m a t i o n s y s t e m sm o d e l s a r t i c l ef r o md a t o n g - x i a l lh i g h - s p e e dr a i l w a yp r o j e c to r g a n i z a t i o n a l s t r u c t u r es t a r tw i t ht h em a i nb u s i n e s so ft h ec o n s t r u c t i o np r o j e c tn e e d sad e t a i l e d i n v e s t i g a t i o n ，a n a l y s i ss u m m a r i z e dd a t o n g - x i a nh i g h s p e e dr a i l w a yc o n s t r u c t i o n 謦 p r o j e c ti n f o r m a t i o ns y s t e m i s m a i n l yf u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s ，t h a ti s ，m a t e r i a l m a n a g e m e n t ，c o n c r e t em i x i n gs t a t i o nm a n a g e m e n t ，a n dt u n n e lc o n s t r u c t i o ns t a t i s t i c a l c o n t r o la n dm a n a g e m e n tp e r s o n n e l ，l a r g e - s c a l et e m p o r a r yf a c i l i t i e sq u a l i t ya n ds a f e t y m a n a g e m e n t ，a n dc o n s t r u c t i o ns i t ev i d e om o n i t o r i n ga n dm a n a g e m e n t a f t e ra n a l y z i n g t h en e e d so fb u s i n e s sp r o c e s s e s ，t h ef r o mt h en e t w o r k ，b u s i n e s sf u n c t i o n s ，d a t af l o w a n dd a t a b a s es t r u c t u r eo ft h eq u a r t e tt h ef a c eo fi n f o r m a t i o ns y s t e m sh a v eb e e ns t u d i e d 2 山东大学硕士学位论文 a n dp r o p o s e daf e a s i b l es y s t e md e s i g n f o rt h ed a t o n g - x i a nh i g h - s p e e dr a i l w a yp r o j e c tc h a r a c t e r i s t i c sa n dt e c h n i c a l d i f f i c u l t i e s ，a r t i c l e s ，i n n o v a t i v ei nt h es y s t e ms o f t w a r ea r c h i t e c t u r e ，u s i n gt h eb sa n d c sc o m b i n a t i o no fs o f t w a r ea r c h i t e c t u r e , t h es y s t e mh a sg r e a tf l e x i b i l i t ya n d s c a l a b i l i t y i na d d i t i o n ，t h ee m p h a s i so na n a l y s i so f i n f o r m a t i o ns y s t e mu s e ri n t e r f a c e m e a n s ，t h eu n d e r l y i n gd a t ac o l l e c t i o nm e t h o d s ，a sw e l la sw i t he x t e r n a li n f o r m a t i o n s y s t e m sf o rd a t ae x c h a n g eb e t w e e nt h ei m p l e m e n t a t i o n s r e l y i n g o ng e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e r ag r a p h i c a li n t e r f a c er e s e a r c ha n dd e s i g naf r i e n d l yu s e ri n t e r f a c e ； 囊 o ff a lrtionthed a t af o rt h ep r e v a l e n c es ei n f o r m a t i o ns y s t e r n sa n dd a t ad i s t o r t i o n ，e x p l o r et h e o f f a l， u s eo fm e c h a n i c a le q u i p m e n t ，b a rc o d e ，a n do t h e ra u t o m a t e dm e a n so fd a t ae n t r y , m l m m m m 。gt h ei n f o r m a t i o ns y s t e md a t at h ed e g r e eo fi n t e r v e n t i o n ；t h r o u g has u r v e yo f e x i s t i n gi n f o r m a t i o ns y s t e m s ，i n f o r m a t i o ns y s t e m sd e s i g no f al a r g en u m b e ro fx m l d a t ae x c h a n g ef o r m a tu s e dt os o l v et h ed a t ae x c h a n g ew i t he x t e r n a li n f o r m a t i o n s y s t e m si s s u e s ，g r e a t l yo p t i m i z i n g t h es y s t e ms t r u c t u r e k e yw o r d s ：h i g h s p e e dr a i l w a ym i sg i s 3 山东大学硕士学位论文 1 1 选题的背景和意义 第一章绪论 1 1 1 论文研究背景 按照我国铁路跨越式发展战略以及中长期铁路网规划和铁路”十一五” 规划的要求，特别是随着国家加大基础建设投资，拉动内需保持经济稳定增长 措施的实施，铁路建设高潮已经在全国范围内掀起，“工程规模大，技术标准高， 建设速度快 是新时期铁路建设的显著特点。传统的建设理念及管理手段已无法 满足新时期铁路建设“信息、资源要共享，信息处理及传递要快速，工程质量、 进度、投资等各个环节要有效控制等 的需求，因此，通过引入先进的管理理念 及现代信息技术，建设铁路建设管理信息系统并实现对铁路建设项目的有效管理， 是新形势下铁路建设的必然选择。 大西铁路客运专线工程是国家中长期铁路网规划的重大项目，建设大西铁路 客运专线是铁道部、山西省、陕西省深化战略合作的又一重大举措，是促进当前 经济社会平稳较快发展的又一实际行动，大西铁路客运专线建成后，将成为全国 快速客运网的重要组成部分，大幅度的缩减区域中心城市间的时空距离，促进区 域内的人流、物流、资金流、信息流的快速流动，为广大人民群众的出行提供更 加安全、快捷的客运服务，对于促进沿线矿产和旅游资源的开发利用，加快沿线 工业化、城镇化进程，促进区域经济又好又快发展具有十分重要的意义。大同至 西安铁路客运专线起于山西省大同南站，止于西安北站，自北向南贯穿山西省中 部的主要经济据点，在永济跨黄河后进入陕西省。沿途经山西省大同市、朔州、 忻州、太原、晋中、临汾、运城、陕西省渭南至西安，线路全长8 5 9 k m 。全线共 设车站2 9 个。 1 1 2 论文研究意义 本文的研究意义在于： ( 1 ) 实行信息管理是落实“六位一体”，建设精品工程、安全工程的需要 4 山东大学硕士学位论文 客运专线铁路建设是国家拉动内需的主要举措，铁道部党组提出的“以人为 本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的铁路建设新理念和“质量、 安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新 六位一体的建设管理要求，就是 要在科学发展观的引领下为社会提供资源节约、环境友好、具有循环经济功能的 工程成果；就是要按照科学发展观的总体要求，将先进的理念和完善的功能完美 统一，通过采用先进的技术平台，对工程项目进行规范化、标准化、科学化、智 能化管理及有效的过程控制，达到建设精品工程、安全工程的最终目标。 ( 2 ) 实行信息化管理是建设数字化铁路及提升运营管理水平的需要 铁路建设的目的是创造新增运输能力。为此，铁道部提出了建设数字铁路的 新思路。要求铁路建设要以运输需求为基础，通过采用信息化、现代化、智能化、 数字化的管理理念及手段，不断提升管理水平，从而达到“面向全局、统筹规划、 科学管理、有效指挥”的现代管理境界，最终实现提高运输效率，扩大运输能力， 增加运输效益的目标。这就要求在建设过程中与运营单位密切结合，在竣工后及 时移交资产和相关资料，完成由建设阶段到运营阶段的转变。而以往的铁路建设 模式，由于管理手段落后，建设过程中的各种技术资料、工程实施情况等难以形 成完整、全面、系统的资料，移交的竣工资料也比较笼统，对运营管理及系统维 护水平的提升形成了制约，难以满足铁路现代化运营管理及维护的需要。建设管 理信息系统的“建设运营一体化平台”，通过积累、整理、规范工程建设过程的技 术资料，过程资料，将基于地理图层的数据转换成数字铁路原始信息，形成各相 关专业领域的技术基础数据，并及时生成工程档案，实现信息的有序、高效管理 和共享，为建设数字化铁路及提升管理水平提供有力支持。 ( 3 ) 实行信息化管理是大西铁路客运专线工程建设及运营的需要 大西铁路客运专线作为国家重点建设项目，具有线路覆盖距离长，参建单位 多，技术标准高，工期要求紧，控制工点多，施工难度大等特点，只有引进现代 管理理念、体制及建设项目管理信息系统，并辅以实时监控监测手段，才能满足 工程建设统一管理、统一指挥、协调配合、协同办公，全方位、全过程有效控制 的管理需求，为创建优质工程、精品工程、安全工程提供有效支持。 5 山东大学硕士学位论文 1 2 现有建设项目管理信息系统存在的问题 ( 1 ) 与外部信息系统数据共享方面 铁路建设项目参建单位多，目前多数单位都有自己的管理信息系统，目前各 项目的建设管理信息系统在与外部系统数据信息共享普遍存在问题，没有统一的、 标准的数据接口规范，数据无法实现共享，信息孤岛问题较为严重。 ( 2 ) 数据造假问题 信息系统使用效率收到多方面因素影响，从目前各客运专线信息系统使用情 况看，系统数据造假的情况较为严重。底层数据录入人员为了赶进度、应付领导 检查等，数据上报的违规情况时有发生。 ( 3 ) 永临结合及可追溯性方面 现有建设项目管理信息系统没有或很少考虑永临结合的问题，也就是建设归 建设，运营归运营，建设与运营完全脱节，工程竣工后，建设单位除向运营单位 移