（机械电子工程专业论文）地勤周期检管理信息系统的设计与实现.pdf

武汉理工大学工学硕士学位论文 捅要 铁路信息化成为了必然的趋势，机务段的信息化程度直接影响到整个铁路信 息化的进程。因此，有必要将信息技术应用于机车检修作业过程中，以达到利用 数据预测未来，利用信息和模型辅助决策，实现管理和控制的行为和目标。最终 实现机车检修的信息化，适应经济社会发展的需要。本文主要讲述利用软件工程 的思想，结合襄北机务段机车地勤车间的实际情况，研究并开发出地勤周期检管 理信息系统的详细过程。 本论文总共分为六章，对周期检管理信息系统的整个开发过程进行了全面系 统的介绍。 第一章首先提出了周期检的概念，分析了国内外发展现状并讲述了开发该系 统的目的和意义。 第二章主要提出了机车周期检管理信息系统的总体思路的构想；分析并完善 了机务段当前机车周期检的业务流程；最后结合机务段实际情况列出了该系统的 网络结构设计方案。 第三章主要对该系统功能模块的设计作了详细介绍。该系统严格遵循模块划 分原则，然后利用图形工具( 层次方框图，w 盯n i e r ，i p o 图) 辅助描绘出系统的功 能模块。 第四章介绍了该系统的开发和实现，也是本文的核心部分。该部分通过前面 的详细分析得出一个比较合理的系统解决方案，包括采用的体系结构、开发工具、 软硬件平台及后台数据库支持。数据库设计部分详细地介绍了周期检管理信息系 统的数据库开发步骤。首先进行数据库的需求分析，根据所作的需求分析然后利 用e - r 图设计方法进行概念模型设计；然后实现概念模型向关系模型的转化，并 且规范化关系模型，确保数据库的完整性；最后是物理模型设计以及数据库运行 与维护。此外还对该系统的周期计划动态表和分解修计划的设计过程作了详细的 介绍。 第五章探讨了系统开发过程中使用的关键技术( 如动态链接库技术，对象库 技术，事务处理，异常处理和安全维护等) 和遇到的问题。 第六章对整个系统的开发进行了总结，并且针对本系统的不足之处对未来工 作进行了展望。 周期检管理信息系统投入使用以来，将传统的状态修和计划修有机的结合起 来，真正意义上对机车作业周期进行了控制，真实、客观地记录检修生产中产生 的各项数据，使机车质量由“人控”变为“机控”。真正提高了机务段检修管理 的水平，有效控制生产的各个环节，规范作业标准，达到提高机车检修质量的目 的，为机务段创造了明显的经济效益和社会效益。 关键词：信息化，周期检，状态修 武汉理工大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ei n f o r m a t i e n i z a t i o no ft h er a i l w a yh a sb e c o m eai n e v i t a b l et r e n d t h e i n f o r m a t i o n i z a t i o nd e g r e eo ft h el o c o m o t i v ed e p o t d i r e c t l y i n f l u e n c e st h e i n f o r m a t i o n i z a t i o n p r o c e s so f t h ew h o l er a i l w a y s o ，i ti so f v i t a li m p o r t a n c et oa p p l y i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yt ot h el o c o m o t i v eo v e r h a u lp r o c e s s i n g t h u s ，i tc a nu t i l i z et h e d a t at op r e d i c tf u t u r e , u t i l i z ei n f o r m a t i o na n dm o d e lt oa i dd e c i s i o n , a n da l s or e a l i z e i t sc o n t r o l l i n g g o a la n db e h a v i o r u s i n gt h em e t h o do f s o f t w a r ee n g i n e e r i n g , t h i sp a p e r i sb a s e d0 1 1t h ec o n c r e t ec o n d i t i o no fx i a n g b e ig r o u dd u t yw o r k s h o pa n dc o m p l e t e s t h ea n a l y s i sa n dd e s i g np i 渊so f t h ec y c l e - o v e r h a u lm i s t h ep a p e ra r ed i v i d e di n t os i xc h a p t e r s , t h ep r o c e s so f t h ew h o l ed e v e l o p m e n to f t h ec y c l e - o v e r h a u l v l i sh a sb e e ns y s t e m i c a l l yi n t r o d u c e d t h ef i r s tc h a p t e rf i r s t l yi n t r o d u c e dt h ec o n c e p to ft h ec y c l e - o v e r h a u lm i s 、 a n a l y z e dt h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h ed o m e s t i ca n df o r e i g nd e v e l o p m e n ta n dt o l dt h e p u r p o s ea n dt h es i g n i f i c a n c eo f t h es y s t e md e v e l o p m e n tb r i e f l y t h es e c o n dc h a p t e rm a i n l yi n t r o d u c e dt h ec o l l e c t i v i t yf r a m eo ft h el o c o m o t i v o c y c l e - o v e r h a u lm i s 、a n a l y z e da n dp e r f e c t e dt h eo p e r a t i o nf l o wo ft h el o c o m o t i v e c y c l e - o v e r h a u l f i n a l l yt h ep a p e rl i s tt h en e t w o r ka r c h i t e c t u r ed e s i g np r o p o s a lo ft h e s y s t e mu n i f i e dt h ea c t u a ls i t u a t i o no f l o c o m o t i v ed e p o t t h et h u dc h a p t e rm a i n l yh a sm a d et h ed e t a i l e d l yi n t r o d u c t i o nt oe a c hm o d u l e f u n c t i o n a ld e s i g no ft h es y s t e m t h es y s t e ms t r i c t l yf o l l o w st h em o d u l ed i v i s i o n p r i n c i p l e , t h e nu s i n gg r a p ht o o l ( p a n ec h a r t , w a m i e r , i p oc h a r t ) a s s i s t a n f l yd e s c r i b e d t h ef u n c t i o n m o d u l eo f t h es y s t e m t h ef o r t hc h a p t e rw h i c hi st h eh a r d - c o r ep a r to ft h ep a p e ri n t r o d u c e dt h e d e v e l o p m e n ta n dr e a l i z a t i o no ft h es y s t e m , as y s t e m a t i ca n dr e a s o n a b l es o l v i n g p r o j e c ti sb r o u g h tf o r w a r db a s e do nf r o n t a ls p e c i f i ca n a l y s i s i ti n c l u d e sf r a m e w o r k , e x p l o r a t i o nt o o l s ，p l a t f o r mo f s o f t w a r ea n dh a r d w a r e ，s u p p o r t i v ed a t a b a s eb a c k g r o u n d a n ds t r u c t u r eo ft h en e t w o r k t h ep a r to fd a t a b a s ed e s i g ni n t r o d u c e st h ed a t a b a s e e x p l o r a t i o np r o c e s so f t h el o c o m o t i v ec y c l e - o v e r h a u lm i si nd e t a i l f i r s t l y , t h ep a p e r m a d et h ed e m a n da n a l y s i so ft h ed a t a b a s e , a c c o r d i n gt ot h ed e m a n da n a l y s i sw h i c h m a d e , t h e nu s i n gt h ee rc h 舡- td e s i g nm e t h o dc a l t i e so nt h ec o n c e p t u a lm o d e ld e s i g n ； t h e nt h et r a n s f o r mo fc o n c e p tm o d e la n de n t i t y - r e l a t i o nm o d e li sr e a l i z e d , t h el a t t e r o n em u s tb es t a n d a r d i z e dt oe n s t 】t h ei n t e g r i t yo ft h ed a t a b a s e f i n a l l y , d e s i g no f p h y s i c a lm o d e l 雒w e l la sr u n n i n ga n dm a i n t e n a n c eo ft h ed a t a b a s ei st h el a s ts t e p m o r e o v e r , t h ep a p e ri n t r o d u c e dt h ed e s i g np r o c e s so f t h ec y c l i c a lp l a nd y n 舡【i i ct a b l e 武汉理工大学工学硕士学位论文 m o d u l ea n dt h es t a t eo v e r h a u lp l a l lm o d u l e t h ef i f t hc h a p t e rd i s c u s s e dt h ek e yt e c h n o l o g yw h i c hi su s e di nt h ep r o c e s so f t h es y s t e md e v e l o p m e n t ( f o r e x a m p l ed l lt e c h n o l o g y , o b j e dl i b r a r yt e c h n o l o g y , t r a n s a c t i o np r o c e s s i n g , e x c e p t i o np r o c e s s i n ga n ds a f em a i n t e n a n c ea n ds oo n ) a n d p r o b l e mw h i c hi sf a c e d i nt h ee n d ，t h ew h o l ed e v e l o p m e n to ft h es y s t e mh a sb e e ns m n m a r i z e da n dt h e f u t u r ew o r kh a sb e e np o i n t e do u ta c c o r d i n gt ot h ew e a k p o i n t so f t h es y s t e m s i n c et h e c y c l e - o v e r h a u lm i si sl a u n c h e d , t h ew a d i t i o n a ls t a t e - o v e r h a u la n d p l a n - o v e r h a u la l eb a n d e dt o g e t h e ro r g a n i c a l l y e a c ht e r mo fd a t ad u r i n gt h e , w o r ka r e r e c o r d e de x t e r n a l l y t h eq u a l i t yc o n t r o li sw a r t s f o r m e df r o mm a n u a lt oa u t o m a t i c t h e l e v e fo fm a n a g e m e n tw i t hr e p a i ri si m p r o v e d a l lp a r t so fp r o d u c t i o na r ec o n t r o l l e d e f f e c t i v e l y t h ea i mo fi m p r o v i n gt h eq u a l i t yo fr e p a i ri sa c h i e v e d t h e r e f o r e , e c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t so a nb em a d eo b v i o u s l y k e y w o r d ：i n f o r m a t i o n i z a t i o n , c y c l e - o v e r h a u l , s t a t e - o v e r h a u l n i 武汉理工大学工学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 周期检管理信息系统的概念 1 1 1 管理信息系统概念 计算机管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称m i s ) 经过多年 的发展，已形成了一个独立的科学应用领域。它是集计算机科学、管理学、经济 学、软件工程、系统工程等于一体的科学应用领域叫。 管理信息系统( m s ) 是一个由人和计算机等组成的能进行信息收集、传递、 存储、加工、维护和使用的系统。它为企业实现科学化管理，辅助企业决策，利 用信息控制企业行为，帮助企业实现规划目标。m i s 是信息革命的产物，也是信 息革命的先锋。信息革命的象征出现在2 0 世纪6 0 年代，这也正是m i s 出现之时。 信息革命和工业革命一样给人类带来的是生产工具的改变、劳动生产率的提高。 随着市场竞争的加剧，信息变得越来越重要。信息已成为企业入、财、物之外的 第四资源”。 一 信息化是历史潮流，是现代化的必经之路。信息化是提高企业素质和竞争能 力、促进企业改革与发展战略措施。信息系统在企业中的战略地位的提高也使信 息成为企业战略因素的重要标志之一。 我国研究m i s 已有很长的历史了，国内m i s 的开发与应用也在不断改进、不 断发展。其中有些企业的m i s 运行提高了企业管理水平，带来了经济效益。尤其 使改革开放以来，企业外部环境发生了根本性的变化，在市场经济环境下，大部 分企业的领导层已在认真考虑企业如何发展、如何参与市场竞争的问题了饼。目 前的市场竞争已经是一种企业经济管理水平的竞争，这使得企业的领导层认识 到，仅凭引进设备与技术已无法达到目的。企业技术改造必须走硬件与软件同步 改造的道路。这就是市场经济发展规律给m i s 带来的机遇。 1 1 2 管理信息系统的开发方法 1 自底向上和自顶向下的开发方法 自底向上开发方法的基本思想是：在进行系统分析和系统设计时自下而上进 行，先从底层模块做起，自下而上地实现系统地总目标。 随着m i s 规划的扩大和对开发经验的不断总结和提高，自顶向下的开发方法 逐步得到了发展和完善。自动向下的开发方法是从全局和整体来规划其信息需 求，首先制定系统的总体规划，然后逐步分离出结构化的子系统，从上至下实现 武汉理工大学工学硕士学位论文 整个系统 2 结构化生命周期法 结构化生命周期法是由所谓结构化系统分析s s a ( s t r u c t u r es y s t e m s a n a l y s i s ) 和结构化系统设计s s d ( s t r u c t u r es y s t e m sd e s i g n ) 组成。它是一种 常用的开发方法。它运用系统工程的思想，将整个系统开发生命周期划分为系统 分析、系统设计、系统实施和系统运行维护等明显的阶段，并明确规定各阶段的 任务。 ，。 结构化生命周期法的优点是对系统进行科学地分析与设计，因而能全面地规 划，得到优化的整体设计，使整个设计过程科学化、系统化缺点是开发周期过 长，见效慢，难以适应环境的急剧变化；尤其是由于一开始不可能得到全部的严 格的需求分析，这为后来的修改带来困难。 3 原型法 原型法( p r o t o t y p i n g ) 是针对结构化生命周期法过于繁琐、开发周期太长而 提出的为提高m i s 的开发效率的一种方法。它提出的基本思想是：在开发人员初 步了解用户需求的基础上就去构造一个应用系统模型，即原型；然后使用开发工 具快速地予以实现这个原型，并立即交付给用户使用；在此基础上，随着用户和 开发人员对系统理解地逐步深入，不断对应用需求进行补充和细化，不断地修改 和完善。用原型法开发管理信息系统可以分为以下四个步骤： ( 1 ) 明确用户基本需求：初步了解用户地主要功能需求，包括系统输入、处 理、输出、保密性能、可靠性等。 ( 2 ) 建立初始原型：借助数据库前端开发工具建立满足用户基本需求的、可 以实际运行的原型系统，这个原型系统一般只反映应用系统的核心部分。 ( 3 ) 模型验证：让用户尽可能多地使用这个原型系统，看其是否满足用户地 基本需求，收集用户的修改一件和进一步的需求。 ( 4 ) 修改和完善原型：每一次成功的改进都会促进模型的进一步完善，直到 实现该系统所应具备的所有功能。 4 先总统规划后逐步实施开发方法 先总体规划后逐步实施开发方法是一种将生命周期法和原型法相结合的方 法。这种方法是将系统开发过程分为两个基本阶段：第一阶段完成总体规划，第 二阶段用原型法的基本思想逐步实施各个子系统。总体规划阶段的任务包括对系 统进行调查，初步明确系统的信息需求和功能需求，划分子系统，确定系统目标。 第二阶段的任务是按规划对每个子系统进行详细调查，然后进行数据库设计等。 先总体规划后逐步实施开发方法提高了系统开发的速度，又可保证系统的开 发有一套科学管理方法 2 武汉理工大学工学硕士学位论文 5 面向对象的开发方法 面向对象的开发方法，是随着面向对象编程( o o f ) 、面向对象设计( o o d ) 和面 向对象分析( o o a ) 的发展而形成的一种软件开发方法。该方法采用对象模型、动 态模型和功能模型来描述一个系统。对象模型描述的是系统的对象结构，它用含 有对象类的对象图( e _ r 模型的扩充) 来表示。对象模型建立后，很容易在这一基 础上导出动态模型和功能模型。动态模型描述与时间和操作顺序有关的系统属 性，它用状态图来表示。功能模型描述的是与值的变化有关的系统属性，其描述 工具是数据流图( d f d ) 这三种模型一起构成要求解的系统模型，系统模型建立 后就开始分解，在o t m 中，通常按服务来分解。服务是具有共同目标的相关功能 的集合，如i o 处理、图形处理等。面向对象开发方法的优点是可以大大提高开 发效率和改善系统的可维护性。 1 1 3 周期检管理信息系统概念 在机车的维修作业模式中，比较典型的有计划修和状态修两种： 计划修是指在尚未发生故障之前就对车辆进行修理。消除车辆零部件的缺陷 和隐患，预防车辆故障发生的一种修理模式。这种修理模式的修理作业是定期的。 修理范围一旦确定一般是固定的，其修理所需设备和工装也相对较固定，无需做 大的变更或增减，全年的任务是可以计算出来的，可以提前准备检修所需的材料、 零件、设备及人力。计划修包括定期检修和日常保养。定期检修是指车辆每运用 一定时间( 或里程) 对车辆的全部或部分零件进行一定程度的检修：日常保养是车 辆在运用中对易损零件和由于特殊情况造成的故障进行维修。计划修是对某一特 定种类的车辆的使用寿命、运用状况、设计制造工艺要求、用户需求进行综合分 析和科学预测之后给出的具有系统性、预防性和计划性的修理方式。 状态修”1 是指车辆在运用中发生损伤时才进行修理，发现一件故障就修理一 件，每次修理无一定的作业范围及检修工作量，对车辆不作彻底修理，车辆使用 到规定年限就报废。状态修的修理范围一般不固定。随车辆状况的不同而做相应 调整，其相应的修理设备与工装也有增减，因此，状态修理作业需要对工艺装备 进行预先准备，要求有关人员在制定检修规划时具有超前性和预见性，跟踪一些 重要或大型零部件的故障及损伤情况，提前准备修理所需的工装和设备。状态修 要实行预检，即在制定检修规程和检修工艺之前对车辆的当前状况进行全而检查 评估，针对车辆各系统的当前损坏状况制定出科学合理的修理计划。状态修需要 预检人员具备丰富的故障损伤判定、检查经验，能够在较短时间内判别出各种复 杂的车辆隐患及故障损伤类型，并加以分类分析；在此基础上给定不同的技术修 复、工艺布置及环控要求，同时，针对出现的新问题，调整工艺步骤，完善工艺 3 武汉理工大学工学硕士学位论文 流程，为实旌过程中出现的相关技术和工艺障碍提供技术支持。 周期检则是采用了计划修和状态修相结合的修理模式。周期检实际上是以计 划修为主，状态修为辅的检修制度，充分的利用了计划修的安全稳定、状态修的 成本控制等优点。而周期检管理信息系统就是以周期检为背景开发的机车检修管 理信息系统。 1 2 周期检国内外发展及现状 1 2 1 周期检的国内发展状况 近年来，我国也开始广泛采用客观地检查机车技术状态的方法。机车部件和 整车的技术，工作状况数据资料可通过利用装在机内的或固定的诊断装置来诊断 获得。在对部件和机组进行诊断时所得到的信息通过电子计算机进行处理后便可 确定机车的实际状态，并确认是否有必要进行修理。采用全套诊断装置，对信息 进行自动化的采集与处理就有可能在保持维修保养体系( 预防) 特点的情况下根 据每一台具体机车的具体技术状态及时完成其修理工作。 目前我国推行状态修遇到的问题主要有以下几个问题旧：、诊断技术相对落 后，主要零部件的使用寿命不详，对状态修缺乏正确的理解，政策上向状态修倾 斜不够，缺乏有章可循的管理模式。总之，我国机车状态修发展程度还较低，电 力机车属检查和统计状态修，内燃机车仍处在诊断状态修的初级阶段，有些所谓 的“状态修”仅仅是延长公里修而已，离发达国家诊断状态修还有较大差距。 1 2 2 周期检的国外发展状况 相比国内而言，目前国外状态修发展比较快，对铁路车辆实行按其实际技术 状态修理起源于欧洲，在北美一些发展比较快。瑞典铁路维修部门实施的是以计 划修为主，状态修为辅的车辆检修制度，并在逐步扩大状态修的推广运用范围m 。 德国i c e 高速列车在回检修基地前1 0 0 公里处，就根据列车监视，故障诊断的结 果，通过信息系统传递给检修基地，在列车还没有到达之前已经做好了一切检修 准备。它可以最大限度地节省保养费。先进地故障诊断及地面信息管理系统是实 现车辆状态修的前提。目前各国高速列车都做到了3 0 0 0 公里以内不需要任何维 修，一般预防性维修大多以模块化换修为主，以节省列车维修停车时间，提高列 车使用效率。美国是较早推行状态修的国家。美国现行的机车修理制度是以安全 为前提，以效益为中心的维修制度。各铁路公司在m r 标准，f r a 法规和制造厂 家建议所决定的计划预防维修的大框架下，根据本公司特点决定维修周期和修 程，在具体修理中按照实际情况实行状态修和换件修。美国机车维修工作，除利 4 武汉理工大学工学硕士学位论文 用计算机信息系统和必要的常规检查外，还采取了适情、实用的检测手段，检测 的另一措施是近年来才兴起的机车自身微机控制系统，该系统除对机车进行优化 控制外，还能对机车故障进行诊断，并给出故障排除指南和操作程序等，给操作 人员拆除故障带来方便。 1 3 课题来源、研究目标、研究内容、目的和意义 1 3 1 课题来源 课题来源：武汉铁路局襄樊北机务段 课题经费：1 0 万 1 3 2 课题研究目标和研究内容 研究目标：开发一套安全的，健全的地勤周期检信息管理系统。 研究内容：( 1 ) 周期检系统的流程分析，数据需求分析及系统性能分析。 ( 2 ) 周期检系统的总体设计。 ( 3 ) 采用数据库技术，网络技术完成系统软件的实现。 ( 4 ) 系统开发过程中所用到的关键技术探讨。 1 3 3 课题研究的目的和意义 目的：能够及时发现和解决机车整备场和进库分解修过程中的安全和质量问 题，使管理进一步科学化、规范化和信息化。并且能进一步提高数据信息资源的 共享能力和传输速度。使信息收集、数据反馈更加及时，最终达到了保证机车分 解修质量的目的。 意义：提高机车分解修的效率，减少分解修过程中数据采集的手工机械重复 劳动和人为因素。所以为了提高机车维修保养体系的有效性，掌握其全部管理该 体系的知识是具有重要的意义。 5 武汉理工大学工学硕士学位论文 第2 章系统总体框架设计 2 1 机车周期检信息管理系统的总体思路 检修信息管理系统是在现有的网络管理与机车检修之间架起的一座桥梁。该 管理系统是专门针对检修人员和管理人员的特殊管理性质而设计的，使用电脑对 机车的故障检修进行管理，通过简洁的菜单提示，直按在屏幕上生成可视信息， 为检修人员或其他运用管理人员提供方便，实现检修管理现代化。机车检修信息 管理系统以机务段检修工作为核心，覆盖机车检修的各项相关业务及流程，建立 机车质量保证体系，对检修生产过程进行监控、记录、管理、统计、分析，对检 修工作人员的工作成绩、劳动分配，竞争排序、分析考核进行科学、系统的管理； 该系统一个主要特点是实现了自动生成下一次的检修计划，即根据本次机车检修 完成的实际情况和周期来自动生产下一次的检修时间和任务，对地勤车间各项检 测数据、检测指标进行科学的管理，智能化的分析，进一步提高机务段机车检修 质量，降低运作及管理成本，增强企业内各部门的业务和技术联系，使机务段地 勤车间的检修水平提高到一个新的台阶。 u + 地勤周期检信息管理系统要实现以下目标： 1 以机务段检修作业为对象，对检修计划、过程、数据和结论进行记录、管 理、监控和分析；并根据实际作业情况自动产生下一次作业时间和任务；对机车 正常检修、故障处理、机车保养等生产过程进行详细、准确地跟踪记录，并与标 准生产流程相比较，及时提醒管理人员和工作人员，防止不规范的操作； 2 对管理者在管理过程中遇到的各种情况进行预测分析，为管理者决策提供 可靠的信息； 3 自动实现对机车检修数据的汇总、报表生成，减轻工作人员的统计负担； 4 实现对机车生产过程中记录的数据提供强大的查询功能； 5 根据实际作业时间等指标来对员工的工作成绩，业务水平、技术能力、学 习情况等内容进行考核，为职工的管理及竞争上岗提供参考； 6 为质量体系实施提供载体。 为此，在铁路工程设计中，要按照以上的功能目标对周期检信息管理系统进 行规划设计。 2 2 机车周期检业务流程分析 襄北机务段现行的周期检还没有完全将计划修和状态修有机地结合起来。并 且在整个业务流程中还存在很多问题： 6 武汉理工大学工学硕士学位论文 1 诊断技术相对落后 实行状态修成功与否的关键在于诊断技术水平。全路内电机车检测与诊断技 术经过十多年的努力，已取得了一些成绩，但远不能满足状态修的要求。现有诊 断设备的状况是：( 1 ) 产品品种和数量少。内燃机车走行部和辅助部分诊断设备近 乎空白，电气部分和柴油机检测还需进一步开发。电力机车检测设备为数更少。 ( 2 ) 部分产品质量可靠性差。诊断设备部分元件选择不合理、寿命短、故障率高。 一些设备的电路没有自我保护装置，稍有失误就可造成设备损坏。( 3 ) 没有建立 起可行的检测标准。有些设备很先进、较可靠，如光谱分析仪、便携式电气仪表 等，由于种种原因，没有建立相应的检测标准，使技术人员对检测数据缺乏判断 依据，误判现象时有发生，使一些机务段将这类仪器闲置，发挥不了应有的作用。 2 主要零部件的使用寿命不详 实用可靠的诊断手段和主要零部件寿命研究是状态修的两大支撑点。诊断技 术已有了良好的开端，而寿命研究尚未系统地进行。设计制造厂提不出设计寿命， 运用部门也提不出使用寿命，没有符合实际的使用寿命，就难制定出恰当的维修 周期。单靠检测工作只能诊断零部件的功能而不能控制使用寿命。这就必然使状 态修难以避免地存在盲目性。寿命研究是一项长期复杂的工作，必须要有可靠的 工程理论作指导，要有大量的统计资料为基础，先进的实验方法为手段。而我国 的机车损伤理论还需进一步完善，实验室研究需要加强，主要零部件维修统计工 作和数据处理有待重视。 3 对状态修缺乏正确理解 状态修是通过诊断手段，在机车不解体的情况下及时掌握机车技术状态( 动 力性能、经济性能和损伤情况) 发现不良状态及时修理的一种维修方式，其特点 是根据机车技术状态确定是否维修，怎样维修。它仍然是一种预防维修，而一些 人认为状态修就是故障修，哪坏修哪，什么时候坏什么时候修，这种不正确的理 解给状态修的推广带来了消极影响，因为铁路是以安全为宗旨的，整台机车“故 障修”是绝对不允许的。还有些人把状态修与机车质量对立起来，总认为这种修 制不可靠，虽然对机车各零部件的使用期限较明确，检测手段也跟碍上，离状态 修只有一步之遥，但为了“安全”谁也不愿去冒“风险”搞状态修。实践证明， 搞状态修后，机车的质量非但没有下降，反而有明显提高。襄北机务段状态修后 机车每1 0 万l 锄机破事故下降了2 8 ，临修率下降了3 3 ，段修率始终控制在2 以下。 4 政策上向状态修倾斜不够 修制改革不是机务段和检修车问凭热情所能做到的，它涉及面较广，是一个 系统工程，只有上下齐心协力，才能促其发展。客观地讲，主管部门主要从安全 7 武汉理工大学工学硕士学位论文 考虑，担心一些机务段搞状态修后机车的质量会下降，从政策上并不鼓励更多的 段搞状态修，所以对定点实施段的成功经验宣传不够，实施段之间的经济交流也 不足，造成现有的状态修，特别是内燃机车的状态修自成体系，百家争鸣。在劳 资政策上，对状态修的倾斜也不足。目前的修车费用是按修车台数清算的，这对 计划修段来说是正确的，但对状态修则不尽合理。虽然他们节约了大量的维修开 支，但实际修车台数减少了，检修部门的经济利益和工人的实际收人也减少了， 这无疑会挫伤检修部门和工人搞状态修的热情。长期下去，会制约我国机车状态 修的发展。 5 缺乏有章可循的管理模式 传统计划修固定修程、固定周期、固定范围。内、电机车现在基本上都采用 “四按”、“三化”记名检修，人员管理上井井有条，质量管理上层层把关，已经 形成了近乎完美的管理体系。搞状态修后，原有的均衡生产遭到破坏，如何组织 新的均衡生产，检修指挥机构怎样确定，定员怎样安排，验收如何与检修同步工 作等，成为摆在检修管理人员面前的新课题。的确，在状态修初期，由于缺乏规 范的管理模式，状态修显得操作性差，质量不好把关，但通过借鉴实施段的经验， 结合本段实际，定会找出行之有效的管理体制。 。 为了解决上述原周期检流程中存在的诸多问题，我们将得到改进的周期检流 程，如下图2 1 所示： 图2 - 1 周期检业务流程图 2 3 系统的网络结构 2 3 1 系统网络设计原则 随着现代计算机应用的高速发展，特别是诸如图形、语音、视频等多媒体信 武汉理工大学工学硕士学位论文 息和技术在信息系统领域的广泛应用，给网络平台的设计提出了更高的要求嘲。 在本网络系统方案设计中，本文遵循以下几个原则： 1 先进性 ， 技术上体现时代潮流，反映当代的先进水平，性能上应能适应计算机领域日 新月异的发展，从而使该网络平台在较长时间内不落后。 2 标准化 整个方案设计和选用产品坚持标准化原则，遵从国际标准化组织所制定的各 种国际标准及国内相关的行业标准。 3 开放性 网络具有优异的开放性和升级扩展能力，易于实现对外互连，并为用户提供 最佳的投资保护。 4 可靠性 网络传输具备高可靠性、高安全性。 5 易维护性 网络易于维护、易于管理。 6 经济性 系统主要设备均采用应用广泛且具有良好性价比的产品，既考虑尽可能节省 投资，又保证产品的先进性和可用性。 在下面的网络技术选型和系统方案中，以上设计原则和思想都将会被贯彻始 终。 2 3 2 本系统网络结构 2 3 2 1 网络需求分析 在网络建设中主要考虑相关各部门的分布情况和目标系统的通讯量，同时要 考虑现有软硬件设备( 包括通信设备) 的配备情况。首先应当了解以下几点： 1 了解现有的应用环境，即了解该企业原有的计算机应用现状，包括计算 机软硬件资源以及应用对象对系统的掌握与热悉。一旦环境发生变化后，如何使 用户平滑过渡等等。这些对规划好网络方案是十分必要的。 2 了解安全性需求，即了解该网络系统中哪些应用系统是保密的，哪些是开 放的。对于保密的应用系统，应在网络规划和设计时制定安全策略。 3 了解网络带宽需求，即了解不同用户的多网络带宽需求，特别是一些公共 服务器的接入，如公共文件服务器、公共数据库服务器，应采用高速接入技术。 4 了解网络通信流量，即了解部门与部门之间，部门内部之间的信息流量。 一般将数据交换最为频繁的用户组织在一个网段上，提高网络效率。 9 武汉理工大学工学硕士学位论文 地勤周期检管理信息系统是一个信息共享的多用户系统，也是一个实时信息 处理系统，本网络系统的需求分析如下： 系统的建设目标是利用先进的计算机技术、多媒体技术和通信技术相结合， 建成一个机务段检修车间范围内的、先进的、实用的计算机网络及其应用系统， 为机务段检修车间的管理提供基础网络平台及相应的业务管理，同时为管理者构 筑一个数据业务服务管理平台，组织、协调和规范各环节的工作，提高机务段检 修车间数据业务的服务质量和综合管理水平。建设任务是把检修车间的职能部门 和所有的相关部门连接起来，构筑安全可靠、性能优良的网络系统。 2 3 2 2 网络方案概述 根据前面所作需求分析，结合当今网络技术的最新发展，本网络系统拟采用 快速交换式以太网技术为机务段内部提供数据库服务。 以太网技术是目前使用最广泛的网络技术，随着用户要求的提高，以太网也 不断更新升级，从l o m b p s 的传统以太网，到l o o m b p s 的快速以太网，到1 0 0 0 m b p s 的吉以太网，以太网的发展不断超越人们的想象嘲。与其它技术相比，高速以太 网技术有着许多优势：兼容性好，世界上有8 0 的网络节点是以太网，而且三种 速率的以太网是向上兼容的：易安装、易维护且价格低廉，吉以太网的安装费和 网络维护费都远低于同等级别的a t e ! 网络，其对网管技术的要求也简单得多：在 对新应用的支持方面，吉以太网也可通过i e e e 8 0 2 i p 服务分级以及预留带宽等 技术来保证关键应用的服务质量。目前生产的许多以太网交换机都支持资源预留 协议( r s y p ) ，使网络预留适当带宽来传送多媒体数据。同时，采用交换机构成的 交换式网络能为用户提供独占的点到点连接，大大降低了网络的传输时延，提高 了网络带宽、系统的数据的安全性以及系统的可靠性。因此，中等规模的机务段 建网采用l o o m b p s 的快速交换式以太网技术，由一个主干以太网交换机、几个桌 面以太网交换机组合而成的星型网络系统就可较好地满足机务段内部的需求。系 统的具体设计方案如图2 2 所示： 1 0 武汉理工大学工学硕士学位论文 图2 - 2 网络结构图 武汉理工大学工学硕士学位论文 第3 章系统功能模块设计 3 1 模块划分原则 一个大的信息管理系统总是由若干子系统组成的，而每个子系统又可以划分 为若干程序模块。系统划分的基本原则为“”： 1 子系统划分要有相对的独立性 子系统的划分要使得内部功能、信息等各方面的凝聚性较好，在实际中每个 子系统或模块相对独立，尽量减少各种不必要的数据，调用和控制联系。并将联 系比较密切、功能近似的模块相对集中，以便于调试和维护。 2 子系统之问的依赖性要尽量小 子系统之间的联系要尽量减少，接口要简单、明确。一个内部联系强的子系 统对外部的联系必然是相对很少。因此划分时应将联系较多的都划入子系统内 部。这样划分的子系统将来调试、维护、运行都是非常方便的。 3 子系统划分的结果应使数据的冗余较少，以提高工作效率 如果忽视这个问题，则可能引起相关的功能数据分布在各个不同的子系统 中，大量原始数据需要调用，大量的中间结果需要保存和传递，大量计算工作将 要重复进行。从而使得程序结构紊乱，数据冗余，不但给软件编制工作带来很大 的困难，而且系统的工作效率也大大降低了。 4 子系统的设置应考虑今后管理发展的需要 子系统的设置光靠上述系统分析的结构是不够的，由于用户的需求和公司业 务的发展，模块的划分如果不考虑到系统将来的升级换代，必然导致系统不适应 将来的应用需要。 5 子系统划分便于子系统分阶段实现 信息管理系统的开发是一个大的工程，它的实现一般都要分期分步布完成。 所以子系统的划分应考虑到这种要求，同时，这样做可以让用户较早地看到某个 系统的运行效果。 6 子系统划分应具有层次性 3 2 系统需求分析的图形工具 在描绘复杂的关系时，图形比文字叙述优越得多，它形象直观一目了然。这 里介绍在模块设计阶段可能用到的三种图形工具“”。 3 2 1 层次方框图 武汉理工大学工学硕士学位论文 层次方框图用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。树形 结构的顶层是一个单独的矩形框，它代表完整的数据结构，下面的各层矩形框代 表这个数据的子集，最底层的各个框代表组成这个数据的实际数据元素( 不能再 分割的元素) 。 随着结构的精细化，层次方框图对数据结构的描绘得越来越详细，这种模式 非常适合需求分析阶段的需要。系统分析员从对顶层信息的分类开始，沿图中每 条路径反复细化，直到确定了数据结构的全部细节时为止。 3 2 2w a r n i e r 图 法国计算机科学家w a r n i e r 提出了表示信息层次结构的另外一种图形工具。 和层次方框图类似，w a r m e r 图也用树形结构描绘信息，但是这种图形工具比层 次方框图提供了更丰富的描绘手段。 用w a r n i e r 图可以表明信息的逻辑组织，也就是说，它可以指出一类信息或 一个信息量是重复出现的，也可以表示特定信息在某一类信息中是有条件地出现 的。因为重复和条件约束是说明软件处理过程的基础，所以很容易把w a r n i e r 图转变成设计软件的工具。图中花括号用来区分数据结构的层次，在一个花括号 内的所有名字都属于同一类信息；异或符号( ) 表明一类信息或一个数据元素在一 定条件下才出现，而且在这个符号上、下方的两个名字所代表的数据只能出现一 个；在一个名字下面( 或右边) 的圆括号中的数字指明了这个名字代表的信息类 ( 或元素) 在这个数据结构中重复出现的次数。 3 2 3i p 0 图 i p o 图是输入处理输出图的简称，它是美国i b m 公司发展完善起来的一种 图形工具，能够方便地描绘输入数据、对数据的处理和输出数据之间的关系。 i p o 图使用的基本符号既少又简单，因此很容易学会使用这种图形工具。它 的基本形式是在左边的框中列出有关的输入数据，在中间的框内列出主要的处 理，在右边的框内列出产生的输出数据。处理框中列出处理的次序暗示了执行的 顺序，但是用这些基本符号还不足以精确描述执行处理的详细情况。在i p o 图中 还用类似向量符号的粗大箭头清楚地指出数据通信的情况。下图3 - 1 是一个主文 件更新的例子，通过这个例子不难了解i p o 图的用法。 武汉理工大学工学硕士学位论文 输入处理输出 旧的主文件 一 1 校验主记 有效的主记 录 录 事务文件 。，。赫 2 校验事务 穹魁 有效的事务 记录 影 记录 3 更新主记