（机械电子工程专业论文）天津轻轨车质管理信息系统的研制.pdf

北京交通大学硕士论文 接要 “天津轻轨车质管理信息系统的研制”是作为“天津轻轨运用安 全关里信息系统及列车质量管理系统”项目的一个子项目而提出的， 旨在适应轻轨车辆段信息化建设的发展，实现轻轨车辆调度、维修和 生产作业的统一规划，更好地为车辆段信息化提供准确、自动、实时 的动态信息。 微软公司提出的n l 汀框架是一种开发和运行软件的新环境，它包 括三部分：n e t 战略、n l 玎框架和w i n d o w s 服务器系统。进而为我 们提供了一个跨平台的、功能强大的、健壮的及语言类型安全的软件 开发与运行平台，大大降低了应用系统开发和部署的难度，目前已成 为业界主流的软件开发与运行平台。 本系统以n e t 软件技术为核心，结合o r a c l e9 i 数据库技术和网络 技术，开发了集自动排车和自动排停车股道算法于一体的车辆运用与 维修管理模块，进而使得车辆的调度管理趋于规范化、科学化、自动 化；并以现有的车辆段的各种作业单为对象，开发出具有在线下达、 在线填写、在线确认功能的网上办公模块；同时，也开发了具有统计 查询功能的故障库管理模块。此外，整个系统的运行是基于权限进行 管理的，一方面保证了使用的安全性，另一方面也使用户的责任系统 化、明确化。系统基于客户端服务器( c s ) 软件结构中的胖客户端 ( h e a v yc l i e n t ) 模式，利用车辆段现有的局域网络，组建成一个高速、 快捷而有效的信息共享平台。 文中叙述了“天津轻轨车质管理信息系统的研制”的研究背景、 整体的结构规划、系统的开发环境、基于n l 玎平台的可视化程序设计 方法以及基于0 r a d e9 i 数据库的数据库设计与管理。由于在系统访问 数据库的结构中使用了n e t 平台上的a d o n l 玎数据访问框架，本文 对a d 0 n e t 的结构和访问数据方法进行了详细的说明。同时，文中也 介绍了软件设计中所用到的一些算法，如车辆运用于维修模块中的自 动排车算法和自动排停车股道算法等。 北京交通大学硕士论文 目前，已完成了基于o r a d e 9 j 的数据库设计，基于n e t 平台的可 视化程序设计及编码工作，并完成了现场安装调试，并投入了试运行。 “天津轻轨车质管理信息系统的研制”是轻轨车辆段信息化建设 的一个初步尝试，并取得了一定的成果，为建立新型统一的综合信息 管理平台提供了丰富的经验。 关键词：管理系统，n e t ，0 珀c l e ，客户段服务器，网络 北京变通大学硕士论文 摘要 a b s t r a c t “1 n h e d e v e l o p m e n to f 面锄j i 玎i j g h tr a j l w a y v e h i d e o u a l j t y m a n a g e m e n ti n f o m a t i o ns y s t e m ”i sp r e s 曲t e da sas u b s 舛e mo f “t i a n j i n l i 曲tr a i l w a yo p e r a t i o ns a f c t y v e h i c i e q u a l i t ym a i l a g e m e n t i n f o 椭a t i o ns y s t e m ”，w h i c hi s p u tf o 刑a r d t o s a t i s f y t h ec a r d e p o t s i n f o 硼a t i o nc o n s t 兀l c t i o n ，t or e a l i z et l l eu n i f i e dl a y o u to ft l l ev e h i d e s a m n g e m e n t ，m a i n t a i n c c 柚dp m d u c t i o n 叩e r a t i o n s ，a n dt op r o v i d et h ec a r d e p o t s i n f b 册a “o nc o n s t n l c t i w i t he x a c t a u t o m a t i ca l l dr e a l t i m e d y a m i ci 1 1 f o m a t i o n m i c r o s 曲n e tf r a m e w o r ki san e wi n t e f a t e de n v i m m e n tt o d e v e l o pa n d 埘ns 0 脚a r e ，w h i c hi n c l u d e st h r e e c o m p o n e n t s ： n e t s t r a t e 鼢n e t 丘啪e w o r ka i l dw i n d o w ss e e rs y s t e m 舳di tp r o v i d e su s w i t ha c m s s p l a t f 0 珊，p o w e m i l ，h e a l t h y a n d1 柚g u a g es a f es o f t w a r e d e v e l o p m e n ta n d1 1 l n n i n gp l a 怕珊t h a ts i g n i f i c a n n yr e d u c e sm ed i f f i c u l t j e s o fd e v e l o p m e m 柚dd e p 】o y m e n ta 即l i c a t i o n s nh a sn o wb e c o m et h e m a i n s t r e 椰o f 行w a r ed e v e l o p m e n ta n dm n n i i l gp l a t f 0 姗 n e ts o f t w a r ct e c l l n o l o g yi st h ec o r eo ft h i st h c s j s b a s e do no r a c l e9 i d a t a b a s ea n dn e t w o r kt e c h n o l o g y ，v e h i d em a a g e m e m m a i n t a i n c e m o d u l ei s d c v e l o p e d ，w h j c hi n d u d e s 跏t 蚰l a t i cv e h j d ea m n g e m e n t a l g o r i t h m 柚da u t o m a t i ct r a c ka m n g e m e n ta l g o r i t h m ，m a l 【i n gt h ev e h i d e a r r a n g e m e n t t e dt ob e n 咖a t i v e ， s c j e n t i f i c柚d卸t o m a t i c a n d c o n s i d 商n gt h ec a rd e p o t sw o f k s h e e t sa so b j e c t ，强o n l n eo 蛳c em o d u l e h a sa l s od c v e l 叩e d ，w h i c hh a st h ef u n c t i 衄so fo n l i n eo r d e r ，o n l i n ef i l l i n g 柚do n l j n ec 0 面硼a t i o n m e a i l w h i l e ，af a j l u r em a i l a g c m e n tm o d u l ei s d e v e l o p e dt om a k et h eq u e r ya i l ds i a t i s t i cm a n a g e m e n to fv e h i d e sf a i l u r e s m o r e n v e n j e n t i a d d i t j o n ，l h e 如t i r cs y s t c mi sm a n a g e db a s e do n j u r i s d j d i o n ， w h i c hc u s u r e st i l e s c c 耐t y a n dm a k e st h e u s e r s r e s p o n s i b i l i t i e ss y s t e m a t i ca n ds p e c i f i c b a s e d0 nh e a v yd i e n tm o d e li i l 北京交通大学硕士论文 c l j e n 帕e r v e r s o f 研a r e a r c h j t e c t u r e ，al l i g l l s p e e d ，f a s t 柚d e 仃e c t i v e i n f o 珊a t i o n s h a r i n gp l a t f o 册h a sb e e nb u i l tv i at l l el o c a l 雒e an e t w o r ki n c a rd e p o t 1 n b ed e v e l 叩m e n tb a c k g m u d ，t h eo v e r a l ls t n l c t u r co fp l a 曲i n g ，t h e d e v e l 叩m e n te n v i r o n m e n t ，t l l ev i s u a lp f o g r a m m i n gd e s i 印b 勰e do n e t p l a t f 0 咖a dt h ed a t a b a s ed e s i 印a i l dm a n a g e m c n tb a s c do no 眦l e9 i d a t a b a s ea r ed e s 吲b e d a n dt h es t m c t l l t ca n dd a t aa o c e s sm e t h o d s0 f a d o n i 汀a r ci l l t r o d u c e d d e t a i l e d l y a st h ea d o n e td a t aa c c e s s 胁e w o r ki su s e dt oa c c e s sd a t a b a a tt h es a m et i m e ，s o m ea 1 9 0 r i t h m ， s u c ha sa u t o m a t i cv e h i c l ea r r a n g c m e n ta i i da u t o m a t i ct r a c k 锄锄g e m e n t ，i s a l s op i 船e n t e d c u e n t l y ，t l l ed e s i 印b a s c d 彻0 r a c l e9 j ，t h ev i s u a lp m g r 砌m j n g d e s i 印卸ds o f t 、a r ec o d i n gw o r kh a v eb c e nf i n i s h e d a n dt h ei n s t a l l a t i o a 1 1 dt e s tw o r k sh a v ea l s ob e f i l l i s h e d n et r i a l 叩e r a t i o nh a sj u s t b e g l l n “n e d e v e i o 呷e n to f 啊枷i ni j g h t 蹦1 w a y v c h i c l e q u a l i t y m a n a g e m e n ti n f b r n l a t i o ns y s t e m ”i sap f e l i m i n a r yt r yo t l l ei n f 0 瑚a t i o n c o n s t n l d j o no fl i 曲tm i l w a yc a rd c p o t ，a n da c h i e v e st h ee x p e c i e dp u i p o s e np r o v i d e sp l e n t i f l l lc x p e r i e n c e sf b rb u i l d i i l g 柚i n f b r i n a t i o nm 卸a g e m e n t p l a t f o 瑚，w l l i c hi sn e w ，u n i f j e da n dc o m p r e h c n s i v e k e yw 们岫s ：m a n a g e m e n ti n f o 珊a t i 锄s y s t 锄，n e t o r a c l e ，d i e n t ，s e e r n e t w o r l ( 北京交通大学硕士论文第一章绪论 总客运量中所占比重日益增大。 ( 1 ) 伦敦地铁最早的地铁 英国伦敦是世界上最早修建地铁的城市，第一条地铁线在1 8 6 3 年 1 月1 0 日通车，伦敦地铁总长2 9 4 公里，居世界第二位。伦敦有8 0 的职工是乘坐地铁上下班的。 ( 2 ) 纽约地铁线路最多的地铁 纽约地铁的第一条线路于1 9 0 4 年1 0 月2 7 日建成通车，经过不断续 建，共有地铁线路4 0 条之多，全长4 1 6 公里，堪称世界第一。 ( 3 ) 旧金山地铁车速最快的地铁 旧金山地铁位于美国第一条快速运输网上，全长1 1 4 公里，其中有4 英里的线路建筑在水下4 0 米的深处。旧金山地铁列车的运行速度高达 每小时1 2 8 公里，而一般地铁列车的运行度为每小时8 0 9 0 公里，居世界 首位。当1 9 8 9 年旧金山发生大地震时，海湾大桥的桥板受震而断裂，一 瞬间大桥瘫痪，但引人注目的是地铁仍畅通无阻。 ( 4 ) 巴黎地铁最方便实用的地铁 法国巴黎的地铁以设备先进、方便实用冠名予世。自1 9 0 0 年第一 条地铁线通车后，现已发展到1 7 条线路，总长达2 9 3 公里，共设3 7 0 个车 站，每天平均运送旅客约4 0 0 万人次。巴黎地铁车站建有六层，建筑精 致美观，分布着通往各处的地铁线及地下商业建筑群。更与众不同的 是各个站台标有各种颜色，每种颜色代表一条线路。乘客只要记住颜 色，就不会下错站或乘错车。在各层大厅之间还有5 2 部自动电梯输送 乘客。每个地铁进站口都设有本站至各站的地图，采用不同颜色表示 不同线路及站区范围和站名。乘客只要按一下某种颜色按钮，电子显 示器就会显示出你乘车的线路、区段和票价。投入硬币即可购到记录 使用区间密码的车票。 ( 5 ) 里尔地铁无人驾驶的地铁 法国里尔地铁是无人驾驶的全自动化轻型地铁。地铁列车的运行 全部由电脑控制，列车的运行情况十分清晰地显示在控制中心的2 4 个 电视荧屏上。列车在运行中，如果由某种原因造成局部混乱时，电脑 2 北京叟i f i i 犬学硕士论文第一章绪论 能合理地调整，迅速恢复正常的运行秩序，万一发生故障，控制中心 的遥控员可命令列车减速或停车，并可在几秒钟内根据有关技术数据 进行检查，以判断故障性质和确定解决方法。列车间隔短时化是地铁 现代化的重要标志，高峰时段，里尔地铁列车间隔时问只有7 2 秒钟( 世 界上地铁间隔时问最长的1 5 分钟，最 短的在2 分钟左右1 。 除了以上形形色色的地铁外，作为城市轨道交通的另外一种主要 形式，轻轨交通在城市轨道交通中正逐步扮演者越来越重要的角色。 新加坡是一个城市国家，国民居住点相对集中，所以尽管有较先 进与完善的地铁( m r t ) 和巴土公共交通系统，但仍然难以满足一些 高密度居住区的交通需求。对此新加坡陆路管理局( u 于1 9 9 6 年开始 建设该国第一个轻轨列车系统( ir 1 卜武吉班让轻轨列车系统，并于 1 9 9 9 年1 1 月6 日正式开通。该系统耗资2 8 5 亿新元( 约1 5 亿元人民币) ，全 长7 8 k m ，共1 4 个车站。列车采用无人驾驶动力车辆，单节设计容量为 1 0 5 人，在交通繁忙时间2 节或3 节一组编挂，非繁忙时间单节编挂。列 车运行间隔繁忙时为2 分钟，非繁忙时为6 分钟。 新加坡i r 哺以下一些特点： ( 1 ) 先进的无人驾驶系统 l l 玎采用全自动无人驾驶系统f a t c l 。它不需要任何驾驶员或工作 人员在车辆内进行操作与监控，可以大大缩短列车在车站的停车时间， 提高行车密度。由于行车密度高，可以减少乘客候车时间，从而对乘 客更具吸引力。采用a t c 还可以避免驾驶员因判断和操纵失误所引起的 事故，而且扩大了车厢容量，又减少了工作人员。 ( 2 ) 方便的中转换乘 u 汀的起点和终点站与m r n _ 占结合，乘客通过2 0 m 长的空中走廊 不用出站即可方便地进行换乘。m r t 、i r t 及公共汽车之间便利的换乘， 大大提高了乘客的出行效率，体现了以人为本的设计思想，同时也提 高了u 玎的利用率和经济效益。 ( 3 ) 完善的安全配备 3 北京交通大学硕士论文第一章绪论 u 砸b 备了列车自动防护系统似r p ) 、列车自动监控系统( 衄s ) 及消 防报警系统畔s ) ，保证了行车安全。一旦发生意外，乘客可以触动按 钮，使列车紧急停车或阻止站台内列车启动，并通过通话机与控制中 心联系。车辆设有紧急出口，高架线路上也设有紧急走道，发生意外 时乘客可以通过紧急出口与紧急走道疏散到站台。 ( 4 ) 场地空间的合理应用 i r i 全部采用高架路基方式，以节约土地的使用。高架线路一般沿 地面道路平行或在其上空穿越，充分利用地面道路与两边建筑物之问 的绿化带上方空间。这样既可以避免沿路建筑物的拆除，又可以保留 原有的绿化带并且节省了新建绿化带费用。 ( 5 ) 以人为本的设计 u 汀的许多设施充分体现了以人为本、方便乘客的设计思想。为保 证乘客能够便利地换乘，不仅将车站与m r t 车站和公共汽车站尽量设 在一起，而且实行“一卡通”车票。车辆两侧的车窗采用变蒙玻璃， 在列车接近住宅时玻璃自动变白，使乘客无法看到住宅内部情况，保 证了周围居民的隐私权。每个车站仅间距6 0 0 米，以保证周围8 0 的居 民步行不超过4 0 0 米即可以到达u t 砗站。 目前中国已有北京、上海、重庆、青岛、沈阳、武汉、长春等十 多个城市在筹建不同形式的轨道交通系统，正在拟建中的轨道交通线 路超过二十条，总长度约二千公里。这表明，中国的一些大城市正在 兴起一股兴建轨道交通的热潮。 北京地铁第一期工程于1 9 6 9 年1 0 月基本建成，于1 9 7 1 年1 月开始试 运营。目前运行区段从北京火车站至西郊苹果园，全长2 3 6 公里，共有 1 7 个车站。近几年来，通过技术革新，提高了地铁的自动化水平，先 后实现了高度集中、自动闭塞、自动广播等自动化项目，使的发车间 隔由过去的十几分钟缩短到4 分钟，提高了列车的运输效率。 目前北京正在兴建地铁五号线。根据规划，未来的北京轨道交通 网将由十三条线路和两条支线组成，总长度约四百零八公里。届时， 北京的轨道交通客运量占城市公共交通总量的比例，将由现在的百分 4 北京变通大学硕士论文 第一章绪论 之十五提高到百分之五十。 作为世界上屈指可数的几家能赢利的地铁香港地铁公司，是特区 政府全资拥有的一家企业，但并不由政府直接经营。而是通过有关条 例，由政府委托有关人员成董事局成员，按照商业原则进行地下铁路 的修建、经营和日常管理。 据地铁公司计算，香港目前平均每天有2 2 3 5 万人次乘搭地铁，星 期天的乘客超过2 2 8 4 万人，而1 9 9 9 年圣诞前夕，全日载客量约为3 0 0 万人次。合理的选线设计、先进的硬件设施，保证了地铁运行的安全 和畅通，为地铁公司吸引了庞大客流量。 香港地铁系统目前共由5 条主线组成，即荃湾线、观塘线、港岛线、 东涌线和机场快线，总长为8 2 2 公里，低于亚洲区的东京地铁、汉城地 铁，与伦敦地铁的规模更是不能相提并论。但若以每公里地铁线路接 载的乘客计算，香港超过1 0 万人次。从这个意义上说，香港地铁是世 界上使用密度最高的市区铁路之一，也是最繁忙的地下交通系统。 1 1 2 国内外城市轨道交通信息化发展现状 近年来，地理信息系统( g i s ) 、全球卫星定位系统( g p s ) 、遥感( r s ) 等技术的发展，日渐成熟和普及，随着虚拟现实、高分辨率遥感、分 布式数据库、网络技术、数据仓库、多媒体技术、海量数据处理及宽 带通信等技术的突飞猛进，为城市轨道交通信息化的广泛应用提供了 坚实的技术基础并展示了光明的前景。 j r 东日本公司于1 9 9 5 年1 1 月1 0 日开发了新一代的列车运行管理系 统，取名为c o s m o s 系统，把原先分别开发的c t c ( 调度集中系统) 、 c o m 认c ( 计算机综合管理系统) 、s m i s ( 新干线信息管理系统) 等 系统统一起来，再加入尚未系统化的运输计划、维修作业管理、车辆 基地作业管理等内容，形成了大的综合管理系统( c o s m 0 s ) 。 c o s m o s 由以下3 个子系统组成： ( 1 ) 运输计划子系统 该子系统编制新干线各种运输计划。编制的日计划传送到运行管 理部门，作为运行管理的数据。次日以后的计划，系统自动传送给车 5 北京交通大学硕士论文第一章绪论 站、机务段派班室等现场。自动打印生成车站所需的运行计划表和所 需的司机报单等。 ( 2 ) 列车调度子系统 该子系统由中央系统及车站控制系统组成。中央通过专用回线把 当天和次日的运行图传给车站，在专用回线故障时，车站可自行控制 列车运行。中央系统管理当天和次日的运行图及车辆运用计划，利用 c 盯画面显示列车在线情况和沿线的风、雨、雪等信息。中央系统还可 对车站发出的列车进行直接的临时速度控制。 车站系统的功能是根据实际列车在线情况及运行图，自动地进行 高密度、高速度运行列车的进路控制，对旅客广播和揭示牌进行控制。 ( 3 ) 设备调度和设备管理子系统 该系统包括以下几部分： 维护作业管理系统 设备管理系统 集中信息监视系统 车辆、站内作业关系系统( 已在开发之中) 1 9 8 5 年，法国为巴黎至里昂的第一条高速线维修作业而制定了 “t i m o n ”系统。它是对检测车综合曲线图进行处理的信息化系统， 其目的是辅助决策维修。之后又不断加以改进，亦用于其他高速线路。 目前，已向普通线路的维修部门建议使用该系统。 该系统的主机与设在每一领工区的终端机相联结。 输入的数据包括： ( 1 ) 线路实际状态描述陡向、设备、道岔) 。 ( 2 ) 每次检查记录后，线路几何状态的评定。 ( 3 ) 维修作业过程( 机械化捣固、打磨) 。 输入至数据库中的信息，在主机上可以完成综合曲线图，在领工 区的终端上，每一次维修作业之后，根据其重要性进行量化处理( 线路 高度、打磨往返次数等) 。 输出结果是进行维修规划的依据，从中可以清楚地看出线路地理 6 北京交通大学硕士论文 第一章绪论 图1 1 新干线车辆架修修程示意图 rrr 日检 il 定期检查 月检 l 堕篡 9 北京交通大学硕士论文第一章绪论 能够有条不紊地安排各种车辆段相关作业。因此，车辆的运用调度安 排得是否合理有效直接决定着车辆的能否完成运营任务。 因此，为了更加合理而有效地对车辆维修保养及运用调度进行管 理，需要利用现有的计算机技术和网络技术构建一个列车质量管理系 统，使车辆的维修保养及运用调度等工作集成化、信息化、网络化， 最终形成个车辆综合管理应用平台，实现整个车辆段的高度信息化。 1 。2 2 课题的选定 中国线路最长的轻轨天津津滨轻轨，于2 0 0 3 年l o 月1 日建 成通车，2 0 0 4 年3 月2 8 日试运营，从运营开始到现在，以高效、优质、 周到的服务，赢得了广大市民和乘客的一致好评。 津滨轻轨工程投资约6 5 亿元，由市区中山门至开发区第八大街， 全长约4 6 公里，共设车站1 9 座( 包括5 个预留车站) ，为目前中国线路 最长的轻轨。沿线设有停车场、车辆段、控制中心各一个。津滨轻轨 采用技术成熟的钢轨、钢轮走行系统。车辆在国内首次采用轻量化不 锈钢车体，每列车近期采用两动两拖四辆编组，定员8 0 0 人。轻轨列 车的牵引、制动、控制等关键系统采用先进成熟的日本技术。借助美 国u s s i 公司的信号系统，列车具有自动防护、自动驾驶功能。通信、 供电、自动售检票、防灾报警等系统均采用西门子、摩托罗拉、a b b 、 霍尼维尔等世界知名品牌产品，整个系统技术非常先进、安全可靠。 由于运营刚刚起步，在停车场和车辆段中，其信息化应用还相对 不完善，各种日常作业包括车辆维修调度、车辆运用计划制定以及故 障统计查询基本全部采用人工、手写及结合o 厢c e 办公套件的工作方 式，此外全部的工作表格都是采用传统的纸张打印的方法，不仅容易 造成资源的浪费和办公成本的提高，而且也造成工作效率和质量低下。 因此应天津滨海快速交通发展有限公司的要求，经过多次技术交 流和现场实际调研考察j 而提出了“天津轻轨运用安全管理信息系统 及列车质量管理系统”项目。而本课题“天津轻轨车质管理信息系统 的研制”，是作为该项目的一个子项目而提出的。旨在使轻轨车辆在更 安全地运营的基础上，构建列车综合管理平台，以提高整体工作效率， 1 0 北京交通大学硕士论文第一章绪论 促进轻轨车辆管理的自动化及信息化水平。 1 2 3 课题的研究内容 针对天津轻轨车辆段的车辆调度及维修工作流程，本课题主要要 完成的工作包括： ( 1 ) 建立轻轨车辆的履历表，并制定车辆的运用计划和维修计划， 以保证轻轨车辆的安全而有效地运行； ( 2 ) 对各种现有的工作表格实行电子化，从而达到表格的下达、 填写以及回收等过程的网络化，初步实现工作表格的无纸化办公： ( 3 ) 对运营中出现的各种车辆故障进行记录，建立可供统计查询 的车辆故障统计库，从而为车辆的维修提供现实依据。 ( 4 ) 对整个系统的功能进行系统化分类，实现完整而灵活的用户 权限管理功能，从而保证系统的使用安全。 “天津轻轨车质管理信息系统”的应用，旨在改变传统的工作方 式，增加生产管理的科技含量，为车辆段工作的高效性及其安全性提 供有力的保障，提高车辆段运用安全管理水平，为领导者的决策提供 了科学的依据，推动津滨快轨交通的快速发展，以此适应社会的需要。 北京交通人学硕士论文第二章天津轻轨车质管理信息系统总体规划 第二章天津轻轨车质管理信息系统总体规划设计 2 1 系统的功能规划设计 2 1 1 系统的软件功能 图2 1 车质管理信息系统软件功能图 “天津轻轨车质管理信息系统”的软件功能图如图2 1 所示。系统 主要包括三个功能模块：车辆运用与维修、电子工作表格及故障库管 主要包括三个功能模块：车辆运用与维修、电子工作表格及故障库管 1 2 北京交通丈学硕士论文第二章天津轻轨车质管理信息系统总体规划 信息进行查询参考打印。故障库的建立旨在为用户提供最全的故障统 计信息，为维修工作提供强有力的辅助支持。 此外，整个系统采用了主管授权的方法进行权限管理。通过主管 授权，对不同的用户分配不同的权限，为系统管理带来了很大的灵活 性。 2 1 2 系统的软件平台 软件必须在平台上开发与执行，例如在w i i l d o w s 上使用v i s u a l b a s j c 开发窗口应用程序、在i l s 上使用a s p 开发w 曲应用程序或者在 u n 系统下用c + + 开发系统程序，其中的w i n d o w s 、i i s 与u n 就 是所谓的软件平台。 随着i i l t e m e t 的时代，全世界所有类型的软件系统都悄悄连上了 i n t e n l e t ，软件平台不再局限于操作系统，现在的1 1 l t e m e t 就是一个软件 平台，因此如何运用i n t c m e t 上丰富的软件开发资源，使用适当的软件 开发工具，在h l t e m c t 上开发出适应各类型软硬件的软件系统的问题就 引出了本系统的软件平台选择问题。 经过比较分析，我们选择以下软件平台： ( 1 ) 选择了微软公司的n l 玎平台中的s u a lb a s j c n e t 作为系统 的前端软件开发工具。 选择v i 辄a lb 雒i c n e t 的原因是：使用s u a lb a s i c n e t 开发 、矾n d o w s 应用程序非常简单：只需拖放所需的用户界面，添加一些代 码，再运行它即可。因此，它是一种所见即所得( w y s y l w y g ：w h a t y o us e e i s w h a t y o ug c t ! ) 的开发工具。 ( 2 ) 选择了甲骨文公司的o m c l e9 i 数据库作为系统的后台数据库 支持工具。 选择咖d e9 i 的原因是：o t a d e9 i 是专门为在互联网上进行数据 管理而设计的数据库开发平台，它拥有包括平台产品、应用产品、完 善的服务在内的三位一体的电子商务策略，为用户提供最完整的电子 商务技术和咨询服务。 ( 3 ) 选择目前最流行的微软w j n d o w s 操作系统( w i n d o w s2 0 0 0 1 4 北京交通大学硕士论文第二章天津轻轨车质管理信息系统总体规划 或w i n d o w s x p ) 作为系统的运行平台。 虽然n e t 的目标是适用于几乎所有可以连上i l l 把m e t 的系统以及 异质系统的集成上，但考虑到w i n d 明，s 系统的普及性以及用户的使用 习惯等问题，还是选择了微软的w i n d o w s 操作系统来作为本系统的运 行平台。 2 2 系统的结构规划设计 2 2 1 系统的网络拓扑结构 网络拓扑结构是指网络中节点的互连形式。图2 2 为几种拓扑结 构。 ( a )星形 ( b )总线形 ( c )环形 图2 2 网络拓扑结构图 ( 1 ) 星形拓扑 如图2 2 ( a ) 所示，星形拓扑结构是一种中央控制系统型结构， 一切通信经由中央控制节点，正像日常生活中的电话系统那样，各分 机之间的通信一律经过交换台。这种结构的控制方式简单便宜；缺点 是当中央控制节点有故障时，整个系统就会瘫痪；当通信量增加并要 求高速通信时，中央控制单元的功能必须扩充，以解决“瓶颈阻塞” 问题。因此不适宜作为本系统的网络拓扑结构。 ( 2 ) 总线拓扑 在总线型拓扑结构中，所有节点共享一个公共物理通道总线。 如图2 2 ( b ) 所示，这种结构的特点是：网络不封闭，很容易加扩新 节点，甚至用中继器连接多个总线，形成无根树形结构；节点间通过 总线直接通信，速度快，延迟和开销小；某个节点故障对整个系统的 北京交通大学硕士论文第二章天津轻轨车质管理信息系统总体规划 影响相对较小。总线型网络结构是目前使用最广泛的结构，也是最传 统的一种主流结构，尤其适用于信息管理系统，办公室自动化系统、 数字系统等领域的应用。因此，本系统作为一个管理信息系统，选择 总线型拓扑结构就势在必然。 ( 3 ) 环形 这是相邻节点顺序连接形成环路的结构，如图2 2 ( c ) 所示。信 息一般仅以一个方向在环上以源节点传送到目的节点。这种控制方式 简单，节点间可采用不同的传输介质，速度也可不同。其缺点是某个 环节故障会阻塞信息通道，可靠性差。由于环路是封闭的，所以扩充 也不方便。其结构形式不但有单环路，还有多环网和星式环网。比较 适用于信息处理系统和工厂自动化系统。 结合天津轻轨车质管理信息系统自身的特点，本课题的网络拓扑 结构选择总线型，这样一方面克服了星形拓扑和环形拓扑的不足之处， 另一方面，直接利用天津轻轨车辆段现有的总线型以太网拓扑结构， 达到了对现有资源的最大利用。 2 2 2 软件系统的结构 软件系统按功能分类，可以分成以下几种不同的层次结构： 表示层 在软件系统的表示层( p r c s c n t a t i o n ) 中，主要负责用户界面的处理， 包含数据的输入与显示、图表的绘制等与数据展现有关的工作。 业务逻辑层 软件系统中都包含了许多逻辑的处理，例如账号与密码的检查、 数据的加密与解密等，这些工作都属于业务逻辑层( b u s i n e s sl o 舀c ) 的工 作范围。 数据源层 所谓数据源层( d a t as o u r a 0 就是软件系统中数据保存的位置，例如 m i c m f ts o ls e r v e r 、o f a c l e 、s y b a s c 、a c c e s s 等数据库，甚至x m l 数据都可以称作为数据层。 北京交通大学硕士谤壹麓一三呈叠 羹j 2 萋鋈鋈雾羹囊l 雾藿。胖。蚤昱础馔w 一蘩落努“嚣双酾毪 冀篓望2 筐禹罂；笛翳群蕊硝刘静泰肟各户喜耋j 萄烈瞢芥蛩蛋莲馁镁 蝥骘翘聚垂蠢。8 譬量篓子业务逻辑3 噩鹌甄静驯礁琵崮些型壁登辰币 上釜凄暨龟二颂瑟。酗窜一馨毋珥占吊警蟊描碧某务謦滞浠滗霎 嬲盟骢题匹艮囊安装在夔影。烘瑶l 厂御矗艇；弪辈奔舔爰翟：甄辩 1 彝丛蘸一豫晴j 力柏好一于召。z 憩髓朝m 翳。理需联竖；7 镥陲济 罐啪馐琢滁”青兄；e 硝啭瓷留礓蕊佯渤障溶注磕，滢庠自制胥鸯蓑鞫 摧蹦鞘纠；酮鞋嚣酝骗藓醚醚茗翳驰香足强茶堡丞否隼击臻娜骡懿堑 埔髓妨。 ii 薹囊囊冀蠢翥萋錾薹氧雾 ：雪；i 咝泡习累咧 墓剐型剿裂。蹦醵鞋鞋蛙“簇辩矗描廷并鞒斟必鬻，掣渣逛涌 灞揣囊瀵艨陪灞商逸蠢g 面雁霸疆霎；雾鸶篓吾筵弱辩建霉0 憋哺制 蔫攫匝埋臻强皤骤濯溺淄瑶： 霎描滔薹昆掣融纽掣巍雠裂塾酗协基躺蚕滋鼍诎端舞引型雪型蕊 北京交通大学硕士论文第二章天津轻轨车质管理信息系统总体规划 将业务逻辑独立出来，不论是在业务逻辑的更新与维护上，还是 对于客户端与数据层的执行效率上都有很大的帮助，其中负责处理业 务逻辑的那部s e r v e r ，就是业界俗称的a ps e r v e r 。 ( 4 ) 多层结构m t i e r s l 三层结构中客户端程序要修改时，例如更改操作界面，就必须将 新版客户端程序安装到所有的客户端计算机上，在客户端维护上仍然 非常不方便。另外业务逻辑层需要大量运算资源，往往会造成整个系 统的瓶颈，因此在多层结构中( 如图2 5 所示) ，可以将业务逻辑层再 加以分层，分层负责各类型运算处理，借此提高整个业务逻辑的执行 效率。 图2 - 5多层结构( n - t 1 e r s ) 由于本系统相对较简单，且客户端数量有限，因此我们选择了客 户段朋艮务器结构中的胖客户端( h e a v va i e n t ) 模式，软件结构如图2 0 所示，将业务逻辑和表示层放在客户端上，以达到速度快、功能完备 的特点。而后台数据库服务器o r a c l e 主要完成数据的存储管理工作。 这样，使用两层结构，一方面节省了成本投入，另外一方面，也使系 统的软件结构更加简洁，更加一日了然。 1 9 北京交通大学硕士论文第三章系统的开发环境 第三章系统的开发环境 3 1 数据库的选择 数据库的发展可分为3 个阶段：第一阶段是层状数据库；第二阶 段是网状数据库；第三阶段是在现代社会广泛应用的关系型数据库管 理系统，即r d b m s ( r e l a t i 咖d a t a b a s em 如a g es y s t 锄) 。当今市场上流 行的几种数据库，如o r a d e 、d b 2 、s y b a s e 、l n f b m i x 、m ss q l s e r v c t 等都是关系型数据库，目前前两种类型数据库已经很少使用，因此选 择关系型数据库就是在必然。 关系型数据库简单来说即按照实体关系模型建立起来的数据库， 它能描述复杂的客观世界对象，在当今世界的科学、军事、商业等部 门中广为应用。关系型数据库有一系列具有“关系”的表格组成，通 过不同的s q l 语句操作实现十分复杂的查询功能，因此充分满足现代 信息与管理的需要。 3 3 1 两类主流关系型数据库系统 目前主流的关系型数据库产品包括： ( 1 ) m i a o s o f t 公司的a c c e s s9 7 、2 0 0 0 、及2 0 0 3 。 ( 2 ) m i c r 0 f t 公司的f b x p m6 、7 、8 。 ( 3 ) m i c m s o f l 公司的s q l s e r v e f 2 0 0 0 及2 0 0 5 。 ( 4 ) o r a c l e 公司的o r a d e8 、8 i 、9 i 及1 0 9 。 这些数据库产品可以分为两类，即桌面关系型数据库系统和网络 关系型数据库系统。 3 3 1 1 桌面关系型数据库系统 f o x p r 0 、a i ：c c 翳等小型数据库产品被称之为桌面关系型数据库系 统，其主要特点包括： ( 1 ) 广泛应用在单机环境。 ( 2 ) 计算机操作系统为桌面型操作系统，如w m d o w s 9 8 、w i n d o w s 北京交通丈学硕士论文 第三章系统的开发环境 x p 等。 ( 3 ) 不提供或仅仅提供有限的网络应用功能。 ( 4 ) 没有或仅有较弱的安全方案。 ( 5 ) 开发的数据库应用系统主要目的是日常小型办公需要。 ( 6 ) 提供的是较弱的数据库管理和较强的前端开发工具，开发工 具与数据库集成为一体，既是数据库管理工具，同时又是数据库应用 开发的前端工具，如在v j s u a lf 0 x p m6 里就集成了应用开发工具，在 a c c e s s 9 7 和2 0 0 0 里集成了脚本语言等。 ( 7 ) 侧重于可操作性、易开发和简单管理等方面。 3 3 1 2 网络关系型数据库系统 以0 f a c 】e 公司的o f a c l e9 i 等为代表的网络关系型数据库系统与传 统意义上桌面关系型数据库系统相比较，具有以下主要特点： ( 1 ) 需要网络操作系统支持，包括w j n d o w sn ts e e r 、w i n d o w s 2 0 0 0s e r v e r 、i 血u x 、s e r v e r 、u n 等。 ( 2 ) 数据库系统管理工具、前端开发工具和后台数据库是可以分 离的，通常我们所说的网络数据库管理系统指的是管理工具和后台数 据库的总和。 ( 3 ) 具有强大的网络功能和分布式功能，可以根据软硬件和网络 环境的不同组织各种工作模式。 ( 4 ) 技术先进，支持超大规模数据库技术、并行查询、多线程服 务器等。 ( 5 ) 提供完备的数据安全性方案，提供完善的数据库备份和恢复 手段。 可见，与桌面关系型数据库相比，网络关系型数据库更适于作为 管理信息系统的后台数据库。 在网络关系型数据库系统中，有3 个特别重要的概念。 ( 1 ) 数据库服务器 逻辑上的服务器指的是安装在计算机上提供一些基于网络环境的 应用的软件。比如我们要访问互联网上的网页，就需要在计算机上安 北京交通大学硕士论文第三章系统的开发环境 装名为w 曲服务器的软件( 如w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 内嵌的i l s 、a 口a c h e 等) ，我们就说这台计算机是一台w 曲服务器，可以提供w 曲服务。 要使用电子邮件，就需要安装能提供电子邮件服务的软件，我们 说这台计算机是一台电子邮件服务器。 要查询后台数据库中的数据，就需要在计算机上安装名为数据库 服务器的软件( 如s 0 ls e r v e r 、o r a c l e9 i 等) ，我们就说这台计算机是一 台数据库服务器。 ( 2 ) 管理客户机 逻辑上的管理客户机是指对数据库进行管理的软件。它和数据库 服务器既可以位于同一台物理上的计算机上，也可以位于不同的计算 机上。 ( 3 ) 端口 在一台物理服务器上可以安装多个服务软件，构成逻辑上的多个 服务器。为了区分这些不同的逻辑服务器，使用了称为端口的概念。 网络中的计算机有惟一的一个i p 地址，如服务器的口地址为 1 9 2 1 6 8 1 0 0 8 9 。这里i p 地址的作用就是用来区分联网的计算机，相当 于计算机的网络身份号。 i p 地址只能区分不同的计算机的信息，当我们在同一台物理上的 服务器上构建多个服务时，就要用端口区分这些同一台计算机上的各 种服务软件提供的信息。 可以这样理解，在计算机网络这个虚拟的社区里，口地址相当于 每个单位的门牌号码，端口就是该单位内部的各个办公室的编码。通 过“i p 地址+ 端口号”的方式，就能区分同一台计算机上的不同的逻辑 服务器提供的服务了。 如服务器的l p 地址为1 9 2 1 6 8 1 0 0 8 9 ，上面安装了i l sw 曲服务器 ( 默认的端口号是8 0 ) 和o r a d e9 i 数据库服务器( 默认的端口号是 1 5 2 1 ) 。那么客户机访问服务器的方法就是： 访问w e b 服务器：1 9 2 1 6 8 1 0 0 8 9 ：8 0 。 访问0 m c l e 数据库服务器：1 9 2 1 6 8 1 0 0 8 9 ：1 5 2 1 。 北京交通大学硕士论文第三章系统的开发环境 3 3 2 数据库的选择 o r a d e 关系型数据库管理系统是世界上最流行的数据库。它是个极 其强大、灵活和复杂的系统，可以用于构造从小型的单用户系统到支 持数干个并发用户的大中型应用项目。现在，市场上已经有各种支持 0 r a c l e 的应用系统以及多种多样的相应的0 r a d e 工具。应用开发人员 可以使用0 怕d e 的d e v e l o p e r2 0 0 0 、r e l e a s e6 1 2 ，以及最新的o r a d e j