（机械工程专业论文）铁路货车车辆段信息化建设方案研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 v e h i c l es e g m e n ts t i l ln e e d sa n dt h ei n f o r m a t i o ns y s t e mo ft h eu p p e r 伊a d er o a d b u r e a ua 1 1 dt o g e t h e rt h ec o v e y a n c eo ft h ec l a s sw a i t so t h e rs e c t i o n si n f o r m a t j o n s y s t e mt oc a r r yo nt h ei n f 0 咖a t i o ns h a r e ，c o n s t r u c t i n gt ot h e e t w o r k ，t h e h a r d w a r e ，t h es o f t w a r eu s a g e sa l lc a r r yo t h ea n a i y s i s ，a n dp u tf 0 1 w a r d r e c o m m e n d i n gt h ep r o j e c t ，b u i l d i n gu pt h eh a r d w a r et e s tp r i n c i p l eo ft h e e t w o r k s y s t e ma n dt h et e s tp r i n c i p l ea n ds t a n d a r do ft h es t a n d a r d ，t h es o f t w a r es y s t e m ，a t t h es a m et i m et oe s t a b l i s h m e n tt h ev e h i d ea ni n f o f m a t i o n _ b a s e ds a f cs y s t e m c a r 订e so nt h ed e s c r i p t i o n p a s sm o d e m m a n a g e m e n t t qa ni n f o r m a t i o n - b a s e da p p l i c a t i o no ft h et m c k v e h i c l ei st h ee x a m p l e ，t h ev e h i c i es e g m e n t p a s st h ei n f o r m a t i o n b a s e d c o n s t r u c t i o n ，f i o mf h el e a d e r s h i p ，s t r a t e g y ，t h ea p p l i c a t i o n ，t h ep e r f o r m a n c e ， h u m a nr e s o u r c e ，t h ei n f o r m a t i o ns a f e t ye t c s e v e r a la s p e c t sp r o v i d et h eb a s i sf o r t h ed e c i s i o n ，b e i n ga d v a n t a g e o u st ot h ee x a l t a t i o nq u a n t i t y ，p u s h i n gf o r w a r dt h e v e h i c l es e g m e n t k e y w o r d s ：i n f o 珊a t i z a t j o n ；n e t ；i n t e n s j t y ；d a t as t n l c t u r e ；h a r d w a r e ；s o f t w a r e ； s e c u r i t y 西南交通大学硕士研究生学位论文笺! 夏 1 1 问题的提出 第一章绪论 党的十六大确立了全面建设小康社会的宏伟目标，把“努力实现我国生 产力发展的跨越”确定为“我们党代表中国先进生产力发展要求必须履行的 重要职责”，这必将加速推动我国工业化、城镇化和市场化进程，从而带动 全社会运量需求的增长和质量需求的提升。铁路在我国具有不可替代的特殊 地位和重要作用。不加快铁路发展，没有一个发达的完善的铁路网，要实现 现代化是难以想象的。 铁路实现跨越式发展，必然要走新型工业化道路。与计算机、通信、生 物等高新技术产业相比，铁路是传统产业，更需要通过不断加强技术创新， 来获取新的发展动力，保持发展的活力。信息技术的广泛渗透和关联带动作 用，可以使铁路在较高的起点上，以全新的方式，用更短的时间，完成传统 产业的技术升级。我们必须紧紧抓住这个机遇，推动铁路生产力发展跃升到 一个新的层次，加快实现铁路现代化。我国铁路运输的“十一五”规划和 “2 0 2 0 年远景规划”均对信息技术在铁路中的发展应用提出了更为具体的要 求。 十六大提出加快实现信息化，坚持以信息化带动工业化。这是顺应世界 科技经济发展大趋势的必然选择。铁路的网络型特点决定了其现代化离不开 信息化的支撑。铁路的信息化，覆盖运输安全、运输组织、技术装备、客货 营销、经营管理等各个方面，将对各种生产要素起到倍增和催化作用，带来 效率和质量的大幅度提升。许多发达国家铁路广泛应用信息技术，使铁路这 个传统产业展现了全新的面貌。我国铁路信息化建设经过多年发展，取得了 可喜成绩，但由于总体思路形成较早，在推进过程中调整不够及时，不能适 应当前形势要求。信息化建设重点不够突出，功能发挥不够理想；项目比较 分散，资源不能共享；建设周期过长，资源利用率不高；通道能力不配套， 对信息系统发展形成制约；安全保证系统建设滞后，系统安全存在不少隐患。 根据铁道部跨越式发展的战略目标，着眼未来铁路发展需求，站在更高层次、 更高标准上，确立我国铁路信息化建设的新思路。这一思路的核心是把运输 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 组织、客货营销、经营管理作为信息化的重点，带动其他方面的信息化，建 设一个技术先进、功能可靠、保障有力的铁路信息系统。 铁路信息化是铁路跨越式发展的重要保障，是铁路行业现代化的主要标 志。铁路车辆信息化是铁路信息化的重要组成部分，是保障车辆运行安全、 提高生产效率和管理水平的重要手段，是车辆生产力布局调整、修制改革、 装备现代化的重要技术支撑。 1 2 研究意义和国内外现状分析 总体上看，铁路这些年取得的成绩是很大的，但铁路运输生产力不适应 全社会日益增长的运输需求，运输能力仍然十分紧张，不能满足旅客货主的 基本运输需求。这些年铁路发展和过去比是快的，但与国民经济发展速度和 其他一些行业发展速度比是慢的。与发达国家铁路比，我们在路网密度、技 术装备、信息化建设、经营管理等方面存在较大差距。铁路必须在运输能力 上有个快速的扩充，在技术装备上有一个快速的提升，在运输服务质量上 有一个全新的飞跃，才能支撑住这样一个惠及十几亿人口的、更高水平的小 康社会发展需求。 铁路货车是铁路运输的重点装备，担负着保障安全，服务运输的双重责 任。根据运输需要，铁路货车在全路运行，无配属和固定维修地点，实行研 制、购置、检修、运用、验收、安全直至报废的集中管理。企业自备铁路货 车，按统一技术条件、质量标准、检修管理、质量安全等要求比照铁路货车 实行行业管理。目前，我国铁路共有国铁货车4 4 万余辆，企业自备铁路货车 1 l 万辆左右。我国现有的铁路货车绝大多数运行速度为8 0 公里小时，有少 量运行速度为1 2 0 公里小时( 从2 0 0 5 年开始，全路开始对既有货车进行1 2 0 公里小时提速改造) ，除特殊货车装用滑动轴承外，9 9 5 以上装用滚动轴 承，每天均产生数量庞大的货车检修、运用、安全等技术数据。由货车车辆 段承担铁路货车的定期检修和运用维护，导致车辆利用率不高，生产效率低 下。因此，按照铁路跨越式发展的思路，在技术装备提高的情况下，要提高 运输能力，必须实行修制改革，合理确定检修周期，扩大机车的状态修、换 件修和主要部件的专业化集中修，延长货车车辆的走行周期；减少货车列检 所数量，逐步撤销区段列检所。而目前由于各种数据无法共享，对货车动态 数据不能进行时时分析，无法达到状态修的目标。 根据铁路运输发展的需要及货车技术管理的特点，多年来，全路车辆部 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 作为铁路运输生产的基本工具，铁路运输任务的完成r 在相当大的程度上依 赖于铁路车辆不问断的正常运行，依赖于车辆部门及时地供给铁路运输以足 够数量的质量良好的车辆。这就决定了车辆信息化以铁路货车运力资源为基 础，围绕运输组织、客货营销、经营管理，构建安全可靠、保障有力的铁路 车辆信息系统。 安全是铁路运输永恒的主题，车辆出现故障，是酿成事故隐患之一， 一旦发生事故就会影响运输生产，甚至造成设备和货物损坏，造成铁路交通 堵塞。我国铁路货车类型多、数量大、分布在广大地区，使用条件复杂( 如 气候差异、路基和轨道不平顺性、司机操纵水平不一致性、货物装载数量和 质量的不均匀性，以及车辆结构因素等等) 而引起的冲击和震动，使车辆在 运用过程中不可避免地会发生不同程度的磨耗、变形、疲劳、腐蚀、松弛、 裂纹、破损和配件丢失等等故障，以及非正常运用而产生的脱轨、倾翻、切 轴、火灾、冲击和分离等等事故。因此须对行车进行安全监控，及时发现并 处理故障，防止事故发生。已建成的“铁路车号自动识别系统( a e i ) ”，解决 了多年来货车现在车管理和时时跟踪的难题，为状态修、换件修的实现提供 了依据。铁路现代化建设不仅是需要实现安全技术装各的现代化，还需要用 先进的管理来为决策提供依据，才能实现铁路跨越式的宏伟目标。 综上所述，车辆信息化以铁路货车运力资源为基础，围绕运输组织、客 货营销、经营管理，形成车辆信息化的行车安全、车号识别、车辆管理( 包 括生产组织、技术管理、安全质量、经营管理) 三大应用领域。其中，行车 安全领域的信息系统，主要服务于行车安全监控、行车调度指挥和车辆检修 运用的作业部门和人员，以保障行车安全和提高车辆的使用效率为目标：车 号识别领域的信息系统，主要服务于运输生产组织、车辆检修与运用及调度 管理部门和人员，以及时、准确的车辆追踪和合理配置运力资源为目标；车 辆管理领域的信息系统，主要应用于车辆段修、运用、调度、验收、经营管 理等部门管理人员和现场生产人员，以优化车辆运力资源配置、降低车辆检 修成本、确保检修质量为目标。三大应用领域利用公共基础平台实现数据共 享，共同组成了车辆信息化建设体系( 见下图2 1 ) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 r 苗菡。苞 | 一决簧管理人员 自- 经营管理人员 亭亭孪画三爱i ! 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一1 ：铁路货车车辆 i l _ 一一一一一一一一一一一一一一一i 从上图可以看出，行车安全、车号识别、车辆管理( 包括生产组织、技 术管理、安全质量、经营管理) 三大应用领域是车辆信息化涉及的主要应用 领域的实现层。每个应用领域包含若干主要方面，每个主要方面由多个相关 的信息系统支撑，信息系统包含各业务应用模块。信息系统和应用模块可根 据发展的需要进行重构和扩充。各个应用领域并不是孤立存在，造成资源的 严重浪费，利用现有网络、数据库公共基础平台等实现资源的有效使用。车 辆信息系统提供公用的基础环境。车辆公共基础平台应包括： ( 1 ) 通信网络基础平台：依托铁道部总体规划规定的通信网络基 础平台，完善车辆系统基层网，满足车辆应用系统互连互通的需要； ( 2 ) 车辆信息共享平台：作为铁路信息共享平台的重要组成部分，按 照统一的车辆信息系统业务数据交换要求和信息共享规范，实现车辆各应用 子系统间的信息交换与共享： ( 3 ) 车辆公用基础信息平台：作为铁路公用基础信息平台重要组成部 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 分，实现车辆专业相关基础信息的统一维护，为各信息系统提供标准的中间 件服务： ( 4 ) 信息安全保障平台：为车辆应用予系统间数据交换提供保障信息 安全的标准服务。 三大应用领域和公共基础平台构成了货车车辆信息化体系，如图2 2 所示。 信 l 曰圉园p 生 辆 公 息 用 安 基 全 础 保 8 信 障 息 皿 剿言总共摹平台 p 皿 厶 台 口 u8 车辆遁 害网络基础平台 图2 2 货车车辆信息化体系结构图 车辆信息化涵盖车辆部门各主要业务环节。车辆段是铁路车辆部门的基 层单位，它是各种车辆的主要检修基地，同时还要保证区段管内一切应用车 辆在运用中的安全和技术状态良好。其主要职能是：正确执行一切有关规章 命令；正确编制生产计划及技术措施，不断改善经营管理和技术管理工作； 维护好段管线内一切运用车辆的技术状态，防止事故，保证行车安全；根据 人员配备情况，认真制定职工培训计划，不断提高职工的思想政治和技术业 务水平；不断地统计、调查、研究、分析车辆技术状态，对车辆的结构设计、 制造和修理工艺、运用管理提出改进意见。因此对行车安全、车号识别、车 辆管理( 包括生产组织、技术管理、安全质量、经营管理) 三大应用领域按 照业务性质，应包括以下的应用体系层次结构( 如图2 3 ) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 0 页 行车安全疆羟系统 苹号自动碑别氟鲮 卑诵旨耀怡矗幂袋 子 生产组织 性爿亡智瑷 囊童展巨 经营旨埋 理子 车号啦别垃喜箍拉子氰绩 号自葫旧别持启鹰用于鬲绒 生产计划子幕鲤 卓辆两度于系统 赞卓运用旨埋子系绒 簧卑栓任曾理子象蜒 贾苹报废哲理芋幕鲥 兆锚醴矗瞥艘子茉眭 卑翩标艟他管理手笊 囊垒杼埕予鬲敞 用质盆智壤予 图2 3 车辆信息化应用体系层次结构 2 3 系统主要功能分析 车辆畦收管理子氘统 重爱零掷佧资产雷埋于幕毓 畦备资产旨理子系统 生产韪力瓷扭曹埋子茉绽 车辆专业人员管理子贰绒 叫皇查壁堕量堡蔓墼 - 口匾麴亘耍妇 车辆信启发赤子系统 从货车车辆段的职能可知，车辆段信息化建设系统应铁路货车车辆段的 列检、站修、段修等车间的车辆及配件检修业务需求和车辆调度、技术管理、 安全管理、质检管理的需要，同时，还要满足段级领导对车辆段的车辆及配 件检修情况的查询、统计分析的需要和对车辆段日常管理及运营管理辅助决 策的需要。并满足车辆段与上级部门数据上报、下载等数据交换的需要等等。 这些需求决定了各子系统必须具备相应的功能，才能构成车辆段信息化体系。 西南交通大学硕士研究生学位论文第n 页 根据车辆信息化应用体系层次结构，各主要子系统具体功能可表示如下： 1 、轨边监控子系统：即5 t 系统，按照铁道部统一部署安装相应设备， 对段管线内轨边设备过车监测信息复示，故障车辆及时报警，轨边设备运行 状态远程监测，提供车辆维修信息支持，接收部、局下达的安全防范技术措施 指令和行车命令，向局反馈处置信息。 2 、货车标签管理予系统：完成部属企业自备货车标签信息的申请写入 改写、读取；设备状况确认；按车号车种车型统计制表查询打印：系统 维护管理。 3 、车号识别设备监控予系统：列检所通过从c p s 复示的过车报文的实时 监测，及时发现a e i 设备故障，并通知相关人员及时修理，确保a e i 设备运 行正常。 4 、车号自动识别信息应用子系统：已安装a e i 设备的车站现车管理信息 系统实时收集、处理a e i 采集的列车报文，与确报报文进行自动校核，辅助 车号员核对现车；列检所对从c p s 复示来的过车报文进行实时监测，及时了 解掌握车辆标签状况信息。 5 、生产计划子系统：根据本单位的配属和检修资质、招标合同、生产能 力以及资金、物料储备、铁道部临时下达计划等资源状况，制定本车辆段的 车辆生产实旌计划，逐级分解、落实、发布生产计划的内容，动态监控计划 的执行情况，合理调整实施计划，及时进行生产总结，并及时向铁路局反馈 生产计划执行信息。 6 、车辆调度子系统：实现货车车辆段各站点安全信息、调度命令、车辆 1 8 点生产报告、检修车、运用车维修的网络化管理：实现货车检修到期预警、 网络扣车等功能。 7 、货车运用管理子系统：采集运用维修情况，掌握本段管内货车通过修 工作量；汇总分析货车运用监控信息：为各级修程的货车提供扣修、回送信 息 为车站调度系统提供修竣车信息。 8 、货车检修管理子系统：实现车辆段货车及零部件检修加改生产过程的 电子化监控；及时发布工艺文件并采集工艺兑现信息。评价工艺的有效性； 通过对检修车技术状态、技术参数的采集、统计、分析，形成完整的修车电 子档案；实现车辆段经营管理层、车间执行层、工位作业层三个层次的检修 精细管理，逐步实现工位作业层实时数据的自动采集和共享。 9 、货车报废车管理子系统：网上上传接收货车报废计划、报废命令，实 现货车报废的电子化管理。掌握本段管内货车报废数量。收集报废车的零配 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 件信息，报废车残值管理。 l o 、设备管理子系统：对车辆段的车辆检修、运用过程所需设备的配置、 检修、更新改造、运行状态进行管理，对设备科技成果和专利进行管理，为 保障检修、运用生产和行车安全提供技术支持。 1 1 、车辆标准化管理子系统：对货车车辆业务相关技术标准、管理标准、 作业标准等进行技术文件的全过程网络化管理；接收部局级下发标准。 1 2 、安全管理子系统：综合利用行车安全监控信息、车辆安全管理相关 信息和生产过程中人身、设备等安全信息，建立车辆段安全信息档案库、事 故分析模型，为车辆段安全分析、考核和评估提供技术支持。 1 3 、检修与运用质量管理子系统：对本单位车辆及配件检修、运用过程 中的故障、作业质量等信息进行采集、分析、评估、考核；对本单位车辆检 修人员素质、设备能力、物料保障、工艺标准、环境质量等工程能力数据进 行采集、分析、评估、考核。 1 4 、车辆验收管理子系统；对车辆及其零部件验收工作进行全面管理， 采集、存储、分析、上报验收过程发现的质量故障，存储和上报各类工作报 告，接收和落实铁道部各类文件电报等，局驻段车辆验收室人事等综合管理。 1 5 、重要零部件资产管理子系统：提供重要零部件资产在检修、运用、 技改、报废中的有关数据。 1 6 、关键设备资产管理子系统：提供车辆段关键设备资产在检修、运用、 技改、报废中的有关数据。 1 7 、生产能力资源管理子系统：建立车辆设备技术履历与设备布局、人 力资源结构和安全质量历史档案的段级动态库；提供生产能力的智能分析与 调整的基础数据。 1 8 、车辆专业人员管理子系统：拓展使用全路人力资源管理信息系统， 提取车辆段的人力资源信息，统计、分析车辆专业人力资源结构、分布情况； 建立车辆专业人员素质教育知识库与培训管理；进行重各种职位的人员上岗 资质认定及考核管理：对本段劳动生产率评估。 1 9 、全面预算管理子系统：拓展使用全路全面预算管理系统，制定、发 布生产作业费用预算，动态审核业务支出，控制本单位成本、费用，分析预 算执行结果。 2 0 、财务会计管理子系统：拓展使用全路财务会计管理信息系统，核算 车辆产品的修理成本，建立车辆生产成本构成信息档案，实现检修成本的精 确核算，进行段预算执行管理、资金流分析、按项目、班组核算；管理车辆 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 产品清算凭证，进行车辆产品的清算校核和生产经济指标统计，实现车辆段 检修业绩的综合分析和评估。 2 l 、材料管理予系统：建立车辆修理相关材料、配件的供、求信息网络， 进行订货、配送、调拨、退货、储备等管理，实施重要材料配件准入卡控， 为实现不合格材料配件质量责任追溯和重要配件寿命跟踪提供技术支持。 2 2 、车辆信息发布子系统：发布、收集车辆部门有关管理、安全、质量、 生产等信息。 2 4 本章小结 通过对铁路货车运力资源进行分析，本章建立车辆信息化的体系结构， 分为行车安全、车号识别、车辆管理( 包括生产组织、技术管理、安全质量、 经营管理) 三大应用领域。并根据各自业务性质不同，对组成系统的各模块 功能进行了描述。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 4 页 第三章信息系统数据结构分析 从上一章的分析可知，行车安全、车号识别、车辆管理( 包括生产组织、 技术管理、安全质量、经营管理) 三大应用领域是车辆信息化涉及的主要应 用领域的实现层，每个应用领域包含若干主要方面，每个主要方面由多个相 关的信息系统支撑，信息系统包含各业务应用模块。因此，信息系统的总体 数据结构可按行车安全监控、车号自动识别、车辆生产组织、车辆技术管理、 车辆安全质量、车辆经营管理六大部分( 图3 一1 ) 来描述，根据各个部分的 数据结构来体现其业务特点，以下将对这六大部分数据结构进行分析。 镀路髫禁壤输信息 ( 车辆业舞) 行车安垒监控 车号自动识另9 车辅生产坦蛆 车辆披茸管理 苹辆安全质置 图3 1 车辆信息系统基本构成示意图 3 1 数据结构分析 3 1 1 行车安全监控数据结构 行车安全监控信息系统的数据结构包括车辆运行过程中检测到的各种原 始信息数据、用于分析原始信息数据影响的交易信息数据和供各级管理部门 做判定的决策信息数据等。例如原始数据中包括t h d s 车辆检测系统提供的 轴温信息、t p d s 车辆检测系统提供的关于车辆运行状态、踏面擦伤状态、 车辆超载或者偏载状态等信息数据。最终需要提供给各级管理部门的是车辆 故障趋势分析结果数据、车辆故障规律数据和设备质量分析数据。因此其数 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 据结构如图3 2 所示 “t 空囊塘旦 一 砖蟹苗且 一僦警l l ；n * 一。t t 同- a _ 口e ( _ 皿) e l 疆ds t i h * 口b 卜一一 卜 r ；_ t p * 口e 【 c 警鬣“=一m t * * e 卜- 1 ：嚣瑞髀 t 删# - a 砭i 二 一t 肼女* * * e l 一- c * r h * 广 一# t _ # t 卜- r t ，r 1 可 i * * 目el 一 惭“8 “警”“”rz 一x k j t t h * 口e i r j 1 * * 口l r j t m t i 女t n * # l 一“ 一删# 4 * * # b 卜- ”“譬“。l er “”訾“”l 砷s * 4 t ；# 6 4 # l br ，o 口t n t 口i * * _ ￥_ o - z il 图3 2 行车安全监控数据结构示意图 3 1 2 车号自动识别数据结构 车号自动识别数据系统中的原始数据主要是车号自动识别系统提供的车 号、位置、时间、检修( 或者报废) 等信息和车辆业务部门货车标签编程系 统提供的授权标签信息等等。通过车辆信息系统交换信息后提供给各级车辆 管理部门使用的决策信息数据主要是检修车休时分析信息、查询统计信息和 标签变更分析信息等构成了图3 3 所示的数据结构。 虢h 藤芦严l ：h “4 “ 叫箍坚l 一段厦军m -u l 一叠月t 驸* 鼻i - 一镕p ”i 一_ 口* 蛙& 岳妊* _ h l 一敬# * _9lj 耧 叫e & $ s 5 “i j 图3 3 车号自动识别数据结构示意图 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 6 页 3 1 3 车辆生产组织数据结构 车辆段信息系统中车辆生产组织数据的原始信息包括列检检修剩余车回 送通过修数据、修车修竣、报废、加装改造数据和轮对检修、生产及报废调 拨数据等。主要形成1 8 点生产报告，供各级车辆管理部门决策，形成车辆运 用分析和生产实绩分析数据。其数据结构如图3 4 所示。 图3 4 车辆生产组织数据结构示意图 3 。1 。4 车辆技术管理数据结构 车辆技术管理数据主要的原始信息包括货车运用管理子系统、货车检修 管理子系统、货车报废管理子系统、货车关键部件管理子系统、关键设备管 理子系统和车辆标准化管理子系统等提供的关于车辆段相关的货车及其检修 设备的数据。通过交易信息传给各级货车相关管理部门形成的决策信息主要 是列车作业统计信息和典型故障“三率”分析信息、货车履历信息和故障分 析信息、重要部件履历信息和分析信息、设备采购指导信息和检修指导信息 等等。其数据结构如图3 5 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 3 1 6 车辆经营管理数据结构 车辆经营管理数据的原始信息主要有关键设备管理信息、生产能力资源 管理信息、专业人员管理信息、全面预算管理信息、财务会计管理信息和材 料供应管理信息等等。通过形成的设备技术履历信息、劳动生产力评估信息、 业务费用收支信息和材料与配件统计信息等传给各级车辆管理部门进行决 策，从而最终形成生产能力分析和调整信息、人员资质认定和考核信息、生 产作业费用和预算信息、财务成本核算信息和材料、配件采购信息等决策信 息。其数据结构如图3 7 所示。 鼬蓝息交暑蓝息决篇信且 关建设备 管理信息 | 设备技术履历信息 r 隧鳆h 姓质量历史挡寰信寓 一耋磁穿翁錾僮璺 信息 u 徽置h 矮人力婚艘考礓懂愚i 卞j 产翟叫1j 鑫器蠢威啦菔考l 阐勰h 劫黼黜l -生产作避冀用颈冀 值息 罂箍剖一 车辆产晶j 首簋恁证信息l 1 业务费用帔悟晨 二 业落费用收支信息i 车辆检修业绩评健信息。 誓鏊船 奉才料、e 件的储1i 研赘、嚣件的位置信息l 备信息 广 1 树料、酲件静处所信息r 一材料、配件的采购 l 树辑、配件酌状态信且1 图3 7 车辆经营管理数据结构示意图 3 。2 数据流分析 3 2 1 各子系统数据流分析 ( 1 ) 行车安全监控 西南交通大学硕士研究生学位论文 第20页 先传输到附近列检服务器上，经人工核实故障后上，将故障车监测数据和故障部位图像数据上传基层数据汇聚中心服务器，并由基层数据汇聚中心服务 器提供给车辆段复示和查询，每列车数据量约12mb；tfds上传的 上传铁道部监测中心服务器。 ( 2 ) 车号自动识别 车号自 x 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 2 页 辆段信息管理系统可以将铁道货车在车辆段各车间的检修生产组织情况收集 起来，通过局级车号生产组织管理系统可以传送部级信息系统，从而实现 全路的货车检修生产统一管理。车辆生产组织子系统的数据流向如图3 一l o 所示。 翌曼巫垂困 局级生产组织管理系统 ( 2 ) 货餮豁统 霎 藿 通 是 网1 8段 嘉 萋 星 远 蓁 蠢 霾 蓬 垂 艳 点 昱。 羹 强 控 生 理莲 产 喜 望 垂理 理 日 生 生 理 理 理 理 产 产 组 赫织 理 管 理 ，ic “，t b。，如。” i ：ll 站修车间i修车车闸i 隧用车间悔配车间 阮轴车间 ( 1 ) 鞲局检修汇总信息( 7 ) 货车撞倬车信息 ( 2 ) 车辆段捡信基本信息( 8 ) 货车通过修车辆信息 ( 3 ) 给工厂的扣修、回逸车信息 ( 9 ) 赞车回送车辆信息 ( 4 ) 车辆段与车轮厂交互信息( 1 0 ) 货车女口装改造信息 ( 5 ) 货车辅修侮竣信息 ( i1 ) 车辆轮对关键霉部件信息 ( 6 ) 货车段修修竣信息 图3 一l o 车辆生产组织子系统数据流向示意图 ( 4 ) 车辆技术管理 车辆技术管理子系统分为也三级，即部级、路局级和站段级。只是与车 辆段技术管理信息系统相配套还有车辆工厂技术管理信息系统和车轮厂技术 管理信息系统。通过车辆段技术管理信息系统的车辆调度子系统把检修管理 和运用管理子系统等相关信息收集起来，配合车辆工厂和车轮厂的相关信息， 通过局级信息系统可以传送给部级车辆技术管理信息系统，从而实现全路的 货车技术信息统一管理。车辆技术管理子系统的数据流向如图3 1 l 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 0 页 、 条件 2 k v a ( 3 8 0 v ) 2 5 k v a ( 5 k v a ( 3 8 0 v ) 对绞电缆与电力线平行敷设 l 霎龟 ：薹童薹差 矗挺拔釜辑翕羹盆搿爱瑟 墨 ；j攀至薹至董 圈，明毙登艴雏掣熏半合冬 暴 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 5 页 十n 一 冀羹i 囊 囊羹翼纛壁錾 萎耄萋嚣篓委 嚣 孽 耋善薹蕈鑫警 羞菇笺蚕篓霉矗 鏊 鐾攀薹藿垂莩 l i 羹 篓蚕薹耋奏嚣蘸 设备测试报告是判断网络设备好坏的重要参考。 冀妻篓霎萋 网络系统测试包括物理连通性、基本功能和一致性的测试、性能测试、 蔷萋嚣妻舅耋主要 塞 篷 流量测试和模型化等。 蔚警 莹薹蕃鋈鬟颦 蠹鼙物理连通性、基本功能和一致性的测试主要是线缆的测试。通过测试用 以查明所测线缆及布线是否符合设计要求和国际标准。如果线缆的安装不符 薹 合各类标准，就应该绘出具体的各种类型电缆管脚的连接图。 萋参性能测试可以分为被动测试和主动测试。被动测试就是用仪表监测网络 中的数据，通过分析采集到的数据判断网络性能状况。被动测试在不影响网 对象、测试工具、测试环境、测试内容、测试结果等进行详细论述，对各测 试项目的测试结果，应以数字、图形、列表等方式记录下来。完整、客观的 络正常工作的情况下测试。主动测试通过向网络中发送特定的数据包来分析 网络系统的性能。性能测试应该分别针对系统的物理层、数据链路层和网络 纛 | 霎一 层进行。 群 溪 囊 薹 磊 _ j ，壹 茸。- ” 完成网络设备测试和系统测试之后就可以在网络上加载各种应用进行应 用测试。应用测试是网络测试中最高层次的测试内容，主要测试网络对应用 的支持水平，如网络应用的性能和服务质量的测试等。针对不同的网络应用 应采用不同的测试内容和测试方法。 4 3 信息系统软件平台的构建 按照车辆信息系统的应用领域和业务特点，车辆信息化体系数据结构由行车 安全监控、车号自动识别、车辆生产组织、车辆技术管理、车辆安全质量、 车辆经营管理六个数据结构组成，通过上一章对车辆段信息系统各子系统的 数据流向、各子系统之间的数据流向以及各子系统和外部系统之间的数据流 向进行分析，信息化系统软件的构建、系统配置和数据库要求必须满足这些 数据流的要求。 十n 一 冀羹i 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 7 页 舞 圆 薰 竺猫蒌 圆 塞圈 冀 群圆 一羹一 圈 因 羹 啦 萎鬻磊 擀 囊 懈 爿： 蠢薹 蝣 姐 薜 舯 尊霉 ；塞 霾 孽妻兰 莆鐾墓 蓦毫蕈 建菱囊 孽薹蓍 霪蠢 嘉簟未h | 蠢 巷誊蔓露 j ；毫囊囊善妻 ? 薹蠹誊垂釜一 薯譬参掌曩薹 季妻薹霉麓誊耍 薹臻蓬 兰弄量霉酵耋垂熹 i 雾蓁l ! 圣 嚣妻 薹 荔氅 薹霾鬻 鬟雾 垄墓 毒畚 辱譬” 笔一 ；基 量蠹 篓冀 娜钏巷 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 1 页 ( 7 ) 安全质量与其它子系统间的数据流分析 车辆安全质量子系统与车辆经营管理、车辆生产组织和行车安全监控等 子系统之间的数据流如图3 2 0 所示。 车辆按术管理 行车安全盎睦 j 扣峰辙+ ；一 车辆安全质量 一于jf j 车辆生产组织车辆经揪 图3 2 0 车辆安全质量子系统与其它子系统间的数据流 ( 8 ) 经营管理与其它子系统间的数据流分析 车辆经营管理子系统与车辆技术管理和车辆安全质量等子系统之间的数 据流如图3 2 1 所示。 图3 2 1 车辆经营管理子系统与其它子系统间的数据流 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 2 页 3 2 3 与外部系统间数据流分析 ( 1 ) 向外部系统提供信息分析 车辆段信息系统与车辆段外的信息系统之间也存在着信息之间的交流和 共享，为此设置段级车辆信息共享平台。这个信息共享平台需要向行车安全 监控系统、经营资源管理系统、运输调度指挥系统和运输生产组织系统提供 基本的信息，如图3 2 2 所示。 赶， 自遵g * i 确簪忾 瓶譬商 娃剁m 昱 # m 鞭吐、赶限伍0 $ m j i # ：置擅e 主峰乒甏0 搿船1 1 7 靛。 件、 i 、单号、礞廉射鬣十等蛙自 图3 2 2 段级车辆信息共享平台向外部提供的信息 ( 2 ) 向外部系统需求信息分析 段级车辆信息共享平台还需要从行车安全监控系统、经营资源管理系统、 运输调度指挥系统和运输生产组织系统需求一些基本的信息，如图3 2 3 所 不。 厂 广卫高匿产疆硬 l 竺竺竺型l 旦匡l m慵日nh辜n$ b 且 划t 神嚣m 轴触j 蜊l 口 车“瞳* $ 持”* 一! ：! ! ： l 日受车霸信息井事平古 r j 图3 2 3 段级车辆信息共享平台向外部需求的信息 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 3 页 3 3 本章小结 为了实现数据共享这一目标，本章主要对车辆段信息系统的数据结构。 根据上一章对体系结构的分析结果， 构，以及各自提供的共用车辆信息， 析。 本章分析了构成体系得各子系统数据结 并对各子系统的数据交换内容进行了分 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 8 页 后，这两个工作站之间可实现点对点的通信通信完毕，由中心站进行拆线工 作。当同时有多个工作站请求发送信息时，中心站必须具有同时为多个工作 站转接的功能。 图4 3 车辆段局域网结构示意图 网络综合布线系统应满足下列要求： ( 1 ) 综合布线系统与其他干扰源之的间距离应满足表4 3 的要求。 表4 3 综合布线系统与其他干扰源之的间距离要求 最小间距 干扰源综合布线接近状态 ( c m ) 与缆线平行敷设 1 3 3 8 0 v 以下电力电缆 2 k v a有一方在接地的线槽中7 双方都在按地的线槽中 注l 与缆线平行敷设 3 0 3 8 0 v 以下电力电缆 2 “5 k v a有一方在接地的线槽中 1 5 双方都在接地的线槽中 8 与缆线平行敷设 6 0 3 8 0 v 以下电力电缆 5 k v a 有一方在接地的线槽中 3 0 双方都在接地的线槽中 1 5 荧光灯、氩灯、电子启动器或交感 与线缆接近 1 5 3 0 西南交强天擎赢壬褥套车卒蠹灌= 冀曙“烈 纂 i 鍪 蓁荔 型囊 穹鬻 i 囊理 蕊 埋瑶 蕊 继型 矗 j 蠹 薹 ；羞雏 l 兰重 在羹 萎蠢 蓁雾 l 引菩 i 霎霉 霉 鹦 蠢 。 囊嚣 $,20080827modul 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 7 页 大开发应遵循以下原则： ( 1 )标准化原则，即在实现模块编码时，一定要按照详细设计的模块 说明来开发公用模块和若享数据。各编码的使用严格按照铁道部统一要求进 行编码，如表4 1 3 所示。 表4 1 3 车辆段信息系统编码原则表 序 编码名称 使用范围 号 1 局名 全路 2 车种 全路 3 车型 全路 4 关键部件制造厂编码 全路 5 车辆制造厂编码 全路 6 车辆段编码 全路 7列检所、站修所编码全路 8故障全路 9 修程 全路 1 0 罐车油种编码 全路 1 1 主要零部件 车辆系统 1 2 关键设备 车辆系统 1 3关键设备制造厂家编码 车辆系统 1 4关键零部件检修单位编码 车辆系统 1 5 路外铁路自备货车检修厂编码车辆系统 1 6国外客( 货) 车厂编码车辆系统 1 7 检修作业标准编码车辆系统 1 8 专业人员编码车辆系统 1 9 车辆属性编码车辆系统 2 0 施修方法编码车辆系统 2 l 故障定责编码车辆系统 2 2 验收故障编码车辆系统 2 3 扣修条件编码车辆系统 2 4 加装改造编码 车辆系统 2 5 装用配件编码车辆系统 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 8 页 ( 2 )程序设计通用化，即在程序设计过程中，能够坚决的贯彻通用化 原则。这包括： a ) 程序处理逻辑描述标准化。 b ) 公共处理和程序代码标准化，即系统或予系统中所用到的公用程序模 块，采用程序或程序库的形式，按标准化格式统一编码，以供使用。 c ) 源程序“文体”的标准化，即要求具有良好的源程序编写“文体”以 便人们阅读。 4 4 信息系统软件的测试分析 为了充分的对车辆段信息系统软件的正常安全运行，在软件编制完成之 后需要对软件进行一系列的测试。 4 4 1软件测试的目标 编制完成后的各应用程序，应符合铁道部相关要求，因此软件测试的主 要目标有以下几个方面： ( 1 ) 测试是为了发现程序中的错误而执行程序的过程； ( 2 ) 好的测试方案是极可能发现迄今为止未发现的错误的测试方案； ( 3 ) 成功的测试是发现了至今为止尚未发现的错误的测试。 4 4 2 软件测试的原则 软件测试的主要原则有以下几个方面： ( 1 ) 所有的测试都应追溯到用户需求； ( 2 ) 应该在测试工作前真正开始的较长时间内就进行测试计划； ( 3 ) 测试应该从“小规模”开始，逐步向“大规模”扩展； ( 4 ) 测试充分覆盖程序的逻辑，并确保程序设计中使用的所有条件 ( 5 ) 由独立的第三方来构造测试。 4 4 3 软件测试的内容 车辆段信息系统的测试工作主要有以下几个方面的内容 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 0 页 第五章车辆段信息化体系安全保障系统分析 信息化体系的建立，为车辆段实现现代化管理决策提供依据，如果不能 提供一个可信的、安全的信息化体系，将失去建立体系得意义，因此，车辆 段在进行信息化建设的同时，要密切注意系统的安全性，消除不安全因素， 信息系统的不安全因素主要包括三个方面：一是计算机信息系统自身存在脆 弱性问题；二是各种自然灾害；三是人为操作失误或错误及计算机犯罪行为。 要保证计算机信息系统的安全性，需要以下几个方面的保证： 1 、计算机信息系统实体安全的保证是指为了保证计算机信息系统安全 可靠的运行，确保计算机系统在对信息进行采集、处理、传输、存储过程中， 不致受到人为或自然因素的危害，而使信息丢失、泄露或破坏，对计算机设 备、设施、环境等必须采取适当的安全措施。 2 、 计算机信息系统的运行安全的保证。是指在为避免在系统设计中、 系统运行前、系统运行期、系统运行后、系统维护期存在相应风险，采取设 计审核、系统测试、审计跟踪、容错存储等技术方法，确保系统运行的安全。 3 、信息安全的保证。是指为防止信息资料被故意的和偶然的泄露、更 改、破坏或使信息不可用而必须采取的系统辨识、控制等策略和措施。信息 的安全性可以概括为信息的完整性、保密性和可用性。完整性是指信息必须 按照其原形保存，不能被非法的篡改、破坏，也不能被偶然、无意的修改。 保密性是指信息必须按照其拥有者的要求保持一定的秘密性，防止信息在非 授权的方式下被泄密。可用性是指在任何情况下，信息必须可被拥有相应权 限的人在权限范围内使用，是计算机能够完成可靠性操作的前提。为保证信 息安全，必须在操作系统安全、数据库安全、网络安全、病毒防护、加密和 鉴别等方面采取相应的措施。 信息化体系投入正式运行后，它将是各单位日常货车信息管理正常进行 的基本保证，其中包括成本、收入、国有资产等的管理和分析等。作为一个 全路联网，包括多种重要软件、大量重要基础数据的复杂系统。系统的安全 性是非常重要的，同时也是非常复杂的。当然，系统安全性的建设往往是和 投资规模成正比的，如何在有限的投资环境下，设计满足业务特点和要求的 系统安全性，是本章将要描述的主要问题。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 1 页 i 5 1 机房的安全分析 5 1 1 计算机机房的安全等级划分 为了有效合理的对计算机机房进行保护，应将计算机机房划分出不 同的安全等级，相应的提出不同的安全保护措施，根据g b 9 3 6 卜8 8 计算机场 地安全要求，计算机机房的安全等级分为a 类、b 类、c 类三个基本类别。 a 类：对计算机机房的安全有严格的要求，有完善的计算机机房安 全措旌。 b 类：对计算机机房的安全有较严格的要求，有较完善的计算机机 房安全措施。 c 类：对计算机机房的要求有基本的要求，有基本的计算机机房安 全措施。 在实际应用中可以根据所处理信息及运用场合的重要程度，选取适合本 系统安装特点的安全等级机房，而不必强求每一个系统一律引用某一类别的 所有内容。例如：所处理的信息，短时间停止运行不会带来很大的影响，但 信息本身又非常重要的场合，可将有关数据保护的安全措施定为a 类，把防 止系统停机的措施定为b 类或c 类。但是，由于多机系统，考虑到整个系统 的安全性和可靠性，有必要只选择某一类别的安全机房。 5 1 2 段级机房的安全标准 机房的安全标准应采取b 类标准。 计算机场地选址方面，b 类机房应避开易发生火灾、危险程度高的 区域，尘埃、有毒气体、腐蚀性气体等环境污染的区域，避开低洼、潮湿及 落雷区域，避开强震动源和强噪声源，避开对系统造成影响的强电场、强磁 场的场所，避免设在建筑物的高层以及用水设备的下层或隔壁，避开有地震 危害的区域，避开重盐害区域。 开机时，b 类机房要求温度在5 “3 0 ，相对湿度在4 0 。7 0 ，温 度变化率( 1 0 ( c n ) ，要不凝露。停机时，温度要求在1 5 “3 5 ，相对湿 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 1 页 i 5 1 机房的安全分析 5 1 1 计算机机房的安全等级划分 为了有效合理的对计算机机房进行保护，应将计算机机房划分出不 同的安全等级，相应的提出不同的安全保护措施，根据g b 9 3 6 卜8 8 计算机场 地安全要求，计算机机房的安全等级分为a 类、b 类、c 类三个基本类别。 a 类：对计算机机房的安全有严格的要求，有完善的计算机机房安 全措旌。 b 类：对计算机机房的安全有较严格的要求，有较完善的计算机机 房安全措施。 c 类：对计算机机房的要求有基本的要求，有基本的计算机机房安 全措施。 在实际应用中可以根据所处理信息及运用场合的重要程度，选取适合本 系统安装特点的安全等级机房，而不必强求每一个系统一律引用某一类别的 所有内容。例如：所处理的信息，短时间停止运行不会带来很大的影响，但 信息本身又非常重要的场合，可将有关数据保护的安全措施定为a 类，把防 止系统停机的措施定为b 类或c 类。但是，由于多机系统，考虑到整个系统 的安全性和可靠