（电气工程专业论文）铁路水电企业综合信息系统的研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 摘要 铁路水电段担负着铁路沿线供水和供电的任务，提高对其的管理不仅提高 了供水和供电效率，而且也大大增加了系统安全可靠性。目前在办公自动化、 给水生产和供电生产过程监控等方面都分别开发了信息管理、生产调度和监控 制自动化系统，但存在着各系统之间的共享互联的瓶颈，使各个系统成为“信 息孤岛”，制约了生产效率的提高、降低了铁路生产安金性和紧急事故处理的快 速性。 根据对现状的分析，本文以水电段管理信息系统研究对象，进行研究并解 决水电段各信息系统的整合技术措施和实施。在设计和分析办公自动化系统、 生产调度系统、给水监控系统和供电监控系统的特点的基础上，根据水电段生 产特点，应用软件工程的方法，对此信息系统的需求分析，提出了整个系统的 构架。 结合水电段生产的特点，本文重点对给水监控系统的技术实施、供电监控 系统的技术实施进行了研究，对上述两系统的生产流程进行了分析，把 l o n w o r k s 总线技术、无线通讯技术分别引进到上述两系统中，解决了水电段生 产设施点多、分散造成的监控困难。 同时本文针对传统的c s 构架存在的不足，引进了b s 构架，改善了系统 的信息共享性能，使各远程终端能迅速有效地获得所需数据，实现了信息交换 的无障碍化。 所研制的水电段综合管理信息系统已成功投入到实际运行中，其运行结果 表明：该系统有效地解决了信息共享问题，提高了对紧急事件和日常调度的响 应速度，提高了生产效率。 关键词信息管理系统；办公自动化：监控系统；u m l a b s t r a c t t h em a i nd u t i e so fp o w e ra n dw a t e rs u p p l ys e c t i o no fr a i l w a ys y s t e m a r e p r o v i d i n g w a t e ra n d p o w e r s e r v i c e sf o r r a i l w a ys y s t e m ，s o i m p r o v i n g l t s m a n ；t g e m e n tc a n n o to n l ym a k ei tw o r k sm o r ee f f i c i e n c y , b u ta l s oe i l l l a n c ei t ss a f e t y a n ds t a b i l i t y a l t h o u g ht h e r ea r ei n f o r m a t i o ns y s t e m sh a v eb e e nd e v e l o p e d ，s u c h a s o f f i c ea u t o m a t i o n ( o a ) s y s t e m s ，p o w e ra n dw a t e rs u p p l ym o n i t o rs y s t e m s ，q u e s t i o n a b o u th o wt os h a r ei n f o r m a t i o na m o n ge a c hs y s t e mm a k e s t h e s es y s t e m sh a r dt ob e u s e di np r a c t i c e a c c o r d i n g t oa n a l y s i so f p r a c t i c e ，t h i st h e s i sr e s e a r c h e dh o w t ou n i t ea n ds h a r e a l li n f o r m a t i o np r o d u c t i o ns c h e d u l i n gs y s t e m ，a n dp o w e ra n dw a t e rs u p p l ym o n i t o r s y s t e m ，as t r u c t u r eo fw h o l es y s t e mh a sb e e nb u i l tb yu s i n gs o f t w a r ee n g i n e e r i n g m e t h o d c o n s i d e r e df e a t u r e so fp o w e ra n dw a t e rs u p p l ys e c t i o no fr a i l w a y , t h i st h e s i s d o e ss o m ew o r k si nh o wt or e a l i z em o n i t o rs y s t e mi nf a e tt h a tl o t se q u i p m e n t s1 0 c a t e i nd i s t r i b u t e da r e a i nt h es a m et i m e ，i no r d e rt oo v e r c o m et h el a c k so fc ss y s t e m ，b ss y s t e mi s i n t r o d u c e di nt h i st h e s i s b a s e do nd a t a b a s es y s t e m i ti se a s yt os h a r ea l li n f o r m a t i o n a m o n g e a c hi n d i v i d u a li n f o r m a t i o n s y s t e m ，a n d m a k e si n f o r m a t i o n e x c h a n g e s f l u e n t l y t h es y s t e md i s c u s s e di nt h i st h e s i sh a sb e e na p p l i e dt op o w e ra n dw a t e rs u p p l y s e c t i o n s u c c e s s f u l l y t h er e s u l t ss h o wn o to n l yt h eq u e s t i o no fh o w t os h a r eo f i n f o r m a t i o na m o n ge a c hs y s t e mh a sb e e ns o l v e db u ta l s ot h ee f f i c i e n c yr e l a t e dt o h a n d l ee m e r g e n c ya c c i d e n t sa n dd a i l yw o r k si si m p r o v e d g r e a t l y k e y w o r d s ： i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ；o f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m ( o a ) ； m o n i t o r s y s t e m ；u m l 堕塑皇望查兰塑圭婴窒生堂竺亟塞 篁! 里 第1 章 绪论 管理信息系统m i s ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ) 的概念在我国传播始 于大约2 0 年前。但在2 0 多年中，m i s 系统并未在我国得到快速发展，与一些 发达国家相比，我们在m i s 建设上相对落后了。今天，在这个领域中，m i s 、 d s s 、m r p 、e i s 、s i s 、e r p 、c i m s 等新名词层出不穷，反映出这一新领域迅 猛发展之势。近年来，国内一些企业也不惜投入巨资购买m r p 、e r p 软件，以 建立自己的m r p 、e r p 系统。对铁路运输企业而言，如何选择适合自身实际的 信息化模式，是首先需要考虑的问题悼j 。 1 1 铁路运输企业的信息化建设现状 铁路运输企业的信息化进程早在8 0 年代就开始实旄，早期开发的应用项目 有十八点报告系统等，近年来开发的应用项目有运输计划、调度系统、 货票系统、预确报、现车管理、集装箱、客票发售等t m i s 项目。 早期开发的应用项目并非在企业发展内部动力的推动下进行的，仅仅是铁路电 算部门根据运输组织的特点，取其中的单项的，相对规范的作业流程进行的局 部开发。由于没有严格遵守软件工程的方法进行设计与实施，因此多年来一直 直到今天仍然在不断的修改，造成人、财、物的浪费，同时也缩短了系统的生 命周期。究其原因，一是缺乏对铁路中长期规划的研究，开发没有全局性。二 是缺乏对运输业的详尽了解。电算部门的技术人员大多对运输业缺少了解。关 键是开发任务的来源并非来自于运输业的需求。造成开发与需求脱节。 1 9 9 6 年以来，铁路运输企业的信息化建设进入一个新的阶段。即，在原来 t m i s 开发的基础上，又由运输系统( 车务，电务) 牵头与实力较强的软件开发 公司联合开发铁路d m i s ( d i s p a t c hm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) 系统。由 于d m i s 系统的开发是在运输业务的直接需求推动下展开的，因而表现出了强 大的生命力。1 9 9 8 年至今，全路新建了北京、上海、郑州、济南、南昌、沈阳、 广铁集团公司7 个铁路局主要干线5 4 5 个车站的基层信息采集网络。开通了1 7 个局间分界口指挥中心，以1 1 个铁路分局为中心建立了京沪全线、京广线北京 武昌、京哈线山海关三台、京九线( 9 3 个车站) d m i s 系统。为时数年的 信息部门( t m i s ) 与运输部门( d m i s ) 的“d ”“t ”之争，以d m i s 系统在全 路的推行而结束。 综观铁路运输企业的信息化进程，可以从过去的经验和教训中得出：m i s 系统的开发必须严格遵循软件工程的设计和实旌。 1 2 对铁路运输企业的信息化建设方向的判断 当前，随着经济全球化的形成，企业之间的竞争己不再是一个企业对一个 西壹窒塑查堂塑主塑塞皇堂堡迨塞 篁! 要 歪面孺西蚕f 而瓦经发展成为一个企业的供应链同竞争对手的供应链之间的 竞争。而铁路运输企业作为供应链的一环，必须顺应这个发展趋势，积极在全 球化经济发展中，准确定位，谋求自身的发展。因此说，铁路运输企业的m i s 系统的开发，已不仅是企业生产、运营自动化，管理现代化的问题。而是企业 能否在经济全球化的大潮中，在w t o 的规则下生存、发展的问题。基于此，铁 路运输企业的m i s 系统将朝以下方向发展： 1 以现已开发的d m i s 系统为龙头，不断完善铁路运输调度指挥管理信息 系统的各项功能。 目前开发的铁路运输调度指挥管理信息系统( d m i s ) ，仅仅解决了调度监 控的自动化。可以完成自动排列车运行图，自动监视列车运行区间及所到车站 的进路等情况。尚不能完成遥控指挥。准确地讲，该系统目前只是行车指挥的 辅助系统。就其自身功能而言，还需要完善。不仅如此，对于自动跟踪货物等 功能更是有大量的功能有待扩展。 2 以机务、工务、车辆、供电、水电等运输保障系统为对象，与d m i s 配 套的m i s 系统的开发也急待开发。 铁路运输系统虽然属于服务业，但又不同于宾馆、旅游、商场等经典的服 务业。因为铁路是大众化的交通工具。其客运量占全国客运周转量的3 6 ，货 运量占全国货运周转量的5 4 。铁路企业的营销策略是：安全、舒适、快捷。 这三者不仅要有一流的服务，更重要的是要有足够的技术支撑和设备支撑。因 此说，没有铁路保障系统的m i s ，铁路运输企业管理信息系统( d m i s ) 是不完 备的。 3 铁路运输企业管理信息系统不仅是根据铁路的现状进行机械地分析和抽 象，而是在m i s 的开发中要同时考虑企业的管理现代化。具体讲，就是要与目 前铁路的改革相配套。 1 。3 本文所做的工作 本文根据以上的分析，以水电段的管理为例，开发了铁路运输保障系统的 管理信息系统。 对企业的组织结构、管理职能和业务活动的分析来建立企业模型。 对该企业的所有信息资源进行系统总体规划。 开发了采用b i s 结构 3 1 1 4 1 1 5 1 信息管理平台软件铁路m i s 系统。此系统以办 公自动化为基本架构，并集成了知识管理、m i s 系统、铁路供电监控系统、给 水监控系统等各种信息管理模块。以此处理企业中的多种信息资源。解决了”信 息孤岛”的问题。 按此模式，该系统可以大大地加强信息管理水平，通过系统利用信息内容， 改进企业的创新能力、快速响应能力，实现企业技能素质和生产效率的整体提 高。本系统紧紧围绕人对信息的搜索、学习、共享、利用的关键环节，不仅能 够帮助用户高效率地分类和搜索信息内容，同时能够帮助用户发现和组织已经 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 获取的信息，定位拥有专门技能的人，成为企业能够共享的、可以指导行动的 企业知识资产，通过企业信息快速而方便的访问，确保企业能够在最恰当的时 候把最恰当的信息传递给最恰当的人，借助有效的信息管理力量，在日益激烈 的竞争环境中建立并不断扩大竞争优势。 一西查壅堕查堂塑堡窒兰兰堡垒塞 蔓! 蔓 一 - - _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ - - - _ _ - _ _ _ _ _ _ - _ _ 一一一 第2 章铁路现代企业统一的信息系统的构思 2 1 铁路水电企业的综合信息系统的分析砼时n 1 信息工程方法论认为，规划建设一个企业的计算机信息系统的核心工作是对 该企业的所有信息资源进行系统总体规划。而在总体规划的面向用户对象的需 求分析中，首要的工作则是通过对企业的组织结构、管理职能和业务活动的分 析来建立企业模型。企业模型是对企业生产、经营管理职责的划分和抽象，对 业务程序的辨识和对全部业务项目本质的确定和概括描述。它是由“职能域 业务过程一业务活动”三层结构来表达的。 准确的建立某个企业的企业模型，是一项复杂细致的工作。它一方面要求企 业的管理决策者、各级生产、经营管理者及现场上的每一个操作人员的密切参 与、配合，另一方面也要求系统研制人员全面调查、分析企业的组织机构和业 务职能体系并结合企业的现行业务和中长期的发展目标，总结出支持与控制企 业向既定目标发展的根本业务职能和从各业务职能间的逻辑关系；抽象出企业 的若于个职能域，并以此为基础向纵深延伸。辨识出各个职能域中所包含的全 部业务过程，进而再逐一地将各个业务过程细分成一系列的业务活动。这一过 程亦可称之为自上而下逐层分析、逐层确认，直至得出三层结构的企业模型图 表。在对某典型水电企业的总体设计中，对该企业进行了各种信息资源的总体 规划建立了该水电企业的模型，尽可能使该企业模型在形式上具有代表性， 在研制方法上具有一定的借鉴意义。 在得到水电企业的模型后，如何处理企业中的多种信息资源管理就显得格外 重要。这里的信息资源不仅包括大家所熟知的企业各类数据，还包括办公自动 化、知识管理、各类m i s 系统等。这些资源是企业花费了大量资金与心血组建 起来的。但由于历史的原因，各系统之间不能兼容，从而形成企业中的一个个” 信息孤岛”：信息需要重复多次的输入，信息存在很大的冗余，存在大量的垃圾 信息。信息交流的一致性无法保证，个人、部门之间难于进行信息共享，领导 也难于统揽全局。 ”信息孤岛”的问题已经严重地阻碍了企业信息化建设的整体进程，使企业进 行新轮投入时，瞻前顾后，难于决断。许多企业迫切需要一种构架信息中心 的工具，帮助他们组织企业各类信息，让这些资源发挥最大的作用。而解决”信 息孤岛”问题的关键不仅仅是软件方面的技术，更重要的是在企业的流程管理和 相关技术的标准化等方面。 有鉴于此，我们开发了采用b s 结构信息管理平台软件铁路m i s 系统。此 系统以办公自动化为基本架构，并集成了知识管理、m i s 系统、铁路供电监控 系统、给水监控系统等各种信息管理模块。运行于w e b 服务器之上的各模块提 供了企业管理和相关技术的标准化和统一性。通过本系统可以对企业价值链进 甭歪磊r 巧丽磊甄孬莉司蟊丽丕面覃疆磊了焉丽i 至产、物流等信息，全面掌 控系统、数据、流程等，对信息实时存取，对业务流程全面透视。 实施此系统可以大大地加强信息管理水平，通过系统利用信息内容，改进企 业的创新能力、快速响应能力，实现企业技能素质和生产效率的整体提高。本 系统紧紧围绕人对信息的搜索、学习、共享、利用的关键环节，不仅能够帮助 用户高效率地分类和搜索信息内容，同时能够帮助用户发现和组织已经获取的 信息，定位拥有专门技能的人，成为企业能够共享的、可以指导行动的企业知 识资产，通过企业信息快速而方便的访问，确保企业能够在最恰当的时候把最 恰当的信息传递给最恰当的人，借助有效的信息管理力量，在日益激烈的竞争 环境中建立并不断扩大竞争优势。 ”有效便是成功”，是关于企业信息化建设成功与否的检验标准。此系统的容 易部署、容易使用、容易升级和维护的特点，将在一定程度上保证利用此系统 进行统一的信息管理的有效与成功。 本系统结构模型由图2 。l 所示。由图2 1 可知，水电企业的层次结构可分为 五层，分别是生产过程、过程监控层、生产调度层、管理信息层、决策支持层， 三个支持系统分别为操作系统、数据库系统( 关系型数据库、文档数据库、实 时数据库) 和计算机网络系统。 ，、 【竺皇：坐】勺1 - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ ， 回q 回q i 供电、给水l 1 - _ _ _ - - - _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， ，。_ 、 【供电、排j 勺 i - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ - - _ _ ， 匝亟习勺 其中 1 、过程监控层 图2 - 1 铁路统一信息系统的框图 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 工作的基础。依靠各类监控系统，可实现对全流程生产的稳态控制。基础控制 级实旌性能的好坏，对整个系统的管理实施来说至关重要。 2 、生产调度层 调度层接受管理级发来的对生产任务、目标的指定要求。针对实际生产状态， 解决不同装置间的生产协调与平衡，特别是判断和找出影响生产的“瓶颈”，提 高“瓶颈”的通过能力，获得更高的生产效益。 调度层本身起着承上启下的作用。对下层来说，它相当于生产指挥系统：对 上级来说，它又是接受指令，起到执行机构的作用。调度级要把较多的注意力 放在装置与装置之间的交集处，以获得最大限度的均匀、协调生产。 调度层将过程层中有关信息与企业m i s 网信息能有机的连接起来，使全企 业的信息实现高效流转。 3 、管理信息层 管理级则要以提高全员劳动率为目标，对直接生产信息与物资消耗、生产计 划制定、检验周期安排等多方面相结合，实现全厂信息集成与全面质量管理。 作为水电企业的m i s 管理级与原先一般事务管理有根本区别。虽然它也要求完 善原来的事务管理，如文档管理、劳资管理以及财务管理，但在m i s 工程中还 要充分发挥人在管理系统中的作用，使各功能层次能与自动化系统互相协调、 密切配合。 在管理方面主要包括物资管理、技术管理、人事管理、多经管理、安全管理、 计划统计管理、质量化验管理、机动设备管理、备品配件管理等功能，同时增 加了经济、成本方面的快速分析，并能给管理者提供生产经营指导，从面保证 了全段的安稳长满优，促进全段的管理。 4 、决策支持层 该层次是为水电企业决策层领导服务，该系统采用人工智能为基础的软件对 生产、质量、销售等方面的信息进行分析、挖掘，形成包括生产安排、维护安 排、原材料采购等各方面信息，并提供进行辅助决策的有关方法库和不同决策 的评价体系，供领导人员做出最终决策参考。 2 2 水电企业模型的建立 根据以上分析，利用计算机和网络技术，一个典型的水电企业的综合信息系 统可以通过图2 2 来描述： 西南交通大学硕士研究生学位论文 第7 页 一二二二二_ l _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - - _ 。一 图2 - 2 铁路水电企业的综合信息系统构成图 在本图中，根据前一节的分析，这里把水电段综合信息系统分解成了五个 子系统：办公自动化( 0 a ) 、监控系统( s c a d a ) 、调度系统、管理信息系统( m i s ) 和辅助决策系统。 在实际实施过程中考虑目前武威南水电段的实际情况以及资金和技术，我 们构造了本模型系统中的m i s 系统和监控系统两个子系统。其中监控系统又根 据以前段内科室的设置和铁路内的实际情况分解为供电监控系统和给水控制系 统两个子系统。 其中m i s 子系统的主要功能如下： 1 、“班组台帐”：动态w e b 页面采用s q ls e r v e r 数据库服务器和a s p 数据库访问技术实现。 2 、“信息公告”：动态w e b 页面采用c g i 编程实现信息发布和显示，用 来发布通知和近期的工作重点。 3 、“电子邮件”：段内各部门问邮件传递可通过m i c r o s o f te x c h a n g e s e r v e r 实现。 4 、“数据共享”：各股科室间数据高度共享，对已经录入的可共享的数据， 直接可从数据库中获取，不需再次录入。 5 、“物资管理实现智能化”：有机的把材料采购、库存、领取结合起来， 自动完成物资库存自动更新，并生成物资明细表。 6 、“报表管理自动化”：各种报表由领工区、车间、班组填写，自动生成 段月报，从而实现报表电子化，提高了办公效率。 7 、“自动生成检修计划”：根据设备的履历、上次检修时间和检修周期， 自动生成检修计划和更新计划。 8 、实现网上教学，使职工可以在终端机上浏览教学课件，随时学习相关内 容。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 统等预留扩展接e l 。 1 0 、系统设置了不同权限，提高了系统的安全性。 监控子系统的主要功能如下： 如下基本功能和特点： 1 、常规r t u 的“四遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调，为自动化系统 的s c a d a 监控功能服务。 2 、直接交流采样。能够根据采集到的电流电压值，计算2 - 1 6 次谐波、有 功、无功、电度、功率因数以及各种不平衡分量等。 3 、p l c 功能。随着自动化技术的发展，r t u 与可编程逻辑控制器p l c 之间 的界限正在消失，在r t u 里集成p l c 功能是一重要的发展趋势。应用的p l c 功 能，可以实现预先设定目标控制、闭环开环控制等功能。 4 、数据转发功能。 5 、具有可扩展的接口，为系统的扩展奠定基础。 6 、软硬件平台化设计。硬件采用可编程逻辑阵列( f p g a ) ，装置的逻辑关 系可以通过程序进行修改；应用程序可以通过维护口在线修改：软件采用实时 多任务操作系统( r t o s ) ，应用软件模块化设计；装置配置维护口，通过该口利 用便携机可以整定装置的用户方式字，从而改变装置的运行方式和工作状态。 7 、配置蓄电池和智能充电器，保证装置在掉电8 小时内正常工作；配置执 行机构可以直接控制开关、变频器等。 在以下的三个章节中，具体介绍开发的三个子系统。 亘堕奎堕查兰塑主堡壅皇兰篁堡塞 蔓! 里 第3 章水电企业的m i $ 系统 进入2 0 世纪8 0 年代末，随着计算机网络和通信技术的大力发展，管理信息 系统( m i s ) 进x n 络化的发展时期。世界发达国家已建立起完善的先进管理信息 系统体系，在社会经济发展中发挥了巨大作用。我国管理信息系统大发展是在 8 0 年代末9 0 年代初，国家相继建立起了“金卡”、“金关”、“金桥”工程，很多 企事业单位建立了局域网( i n t r a n e t ) 和广域l 网( i n t e m e t ) 管理信息系统。信息社会的 现代企业管理在企业内部通过企业信息系统合理协调物流和资金流，并由各子 系统所获取的信息流进行企业的战略决策，各子系统以i n t r a n e t 为平台，合理调 配人力、财力、物力资源。同时，企业通过i n t e m e t 网，参与全球一体化市场竞 争。美国巨人食品公司高级副总裁布坎南曾说：“经营管理最难的不是作决策， 而是掌握各种必要的情况。如果信息齐备，作决策就是顺理成章的事。”正因为 信息如此重要，人们把当今时代称为“信息经济”、“信息经营”和“信息制胜” 的时代。管理信息系统( m i s ) i e 是依托先进的信息技术，及时提供反映企业实际 情况的信息，支持决策，并且能用数学模型及过去的信息预测未来，针对不同 的管理层给出不同要求的报告，达到控制企业行为的目的。它还能辅助管理者 进行监督和控制，以便有效地利用企业的资源。企业通过管理信息系统( m i s ) n - - i 以 改善企业内部工作和管理的质量，提高企业的效率和竞争能力，适应日新月异的 外部市场环境，尤其是同业竞争环境，为企业创造更大的效益，这对于成功的现代 化企业管理是至关重要的【8 】【9 】【l l i i l 2 1 。 3 1 我国管理信息系统( m i s ) 开发的现状 作为国外管理信息系统( m i s ) b b 优秀的m r p i i 、e r p 管理软件早在2 0 年前 就已经进入我国。到现在，我国建立m i s 的企业接近5 0 。我国自己开发m i s 也已有十几年的历史了，至今仍是方兴未艾。1 9 9 8 年国内几十家财务软件公司 如金蝶、用友、浪潮国强、安易等发起了“向全面企业管理软件的进军”。客观 的说，我国m i s 的建设确实取得了一定的成绩，一批m i s 正逐渐走向成熟，为我国 企业的现代化发挥着应有的作用。例如烟台汽车制造厂的“现代企业管理信息 系统”。自1 9 9 7 年运行以来，基本上实现了“信息集成、过程集成、功能集成”； 实现了“一张原始凭证( 销货发票、购货发票、入库单、领料单等) 一次录入，业 务核算、统计核算、会计核算全部自动完成”；“标准成本控制与责任成本考核 相结合”，实现了由成本核算向成本控制的质的飞跃；攻克了信息集成的关键技 术原始凭证自动编制会计凭证。由于该系统设计的创新和独特的管理功能 这套方便、实用的m i s 系统已在企业管理的各个方面发挥着重要作用。但是， 这些成功的案例与整个m i s 开发规模相比显得微乎其微，可以说，我国m i s 开 发的现状并不容乐观。不少企业为了开发企业管理信息系统，在没有进行认真 的系统分析和设计的情况下，仓促购买计算机。开发过程中又不授系统工槿阴 理论与方法办事，开发出来的系统不成熟，集成度不高，业务、财务、人事、办 公自动化等子系统各自为阵，不能共享数据，难以为管理层提供全面、有效的 决策支持，其系统也达不到预期目标，得不到应有的经济效益。这里有一个怪圈： 人们一方面抱怨“低水平重复”，一方面却又对这种行为乐此不疲。这就导致同 是一个行业，大家使用的m i s 常常五花) k l l ，甚至同一个企业的分厂、同一个 商场的不同楼层，使用的m i s 也是“龙生九种，各不相同”。投巨资开发的m i s 往往也只能做些简单的事务、报表处理，真正能够体现管理水平，提高效率的 却很少见到。 3 2 管理信息系统( m i s ) m 小1 8 3 未来的发展趋势随着计算机通讯技术的迅速发展，i n t e m e t 已经成为全球最 大的信息中心，全球最大的信息资源宝库。另一方面，伴随着全球经济一体化 的步伐，世界经济和我国经济正逐步向知识经济迈进，无论是基于工业经济的 管理信息系统，还是面向少数专家和管理人员的专家系统( e s ) 或决策支持系统 ( d s s ) ，其处理对象和服务对象，自身的系统结构和处理能力都将适应知识经济 发展的要求发生重大的变化。这就使得管理信息系统向更高一级信息系统 知识信息系统( k n o w l e d g e i n f o r m a t i o ns y s t e m ，k i s ) 发展进化成一种必然趋势。 知识信息系统除具有管理信息系统的全部功能以外，能得出规律是其主要的新 特点。它的核心是专家系统，并具有自学和进化性。它是通过一组问答序列， 即所谓“解决方案的集合”，寻找和辨识与问题有关的关键性信息，并且将这些 信息提供给用户，形成对某一问题的专门知识，作为用户决策依据。可见，到 了这一阶段，管理信息化的问题已经上升到了一个新的层次，由过去的对信息 资源的开发转变为对知识资源的开发，即如何利用数据、信息取得知识，如何 利用知识指导决策，以获取最大效益或利润的问题。在知识信息系统时期，目 前构造信息系统的客户服务器结构将不能适应企业需要在全球范围内建立自 己信息网的需求，不得不向着i n t e m e t 结构的方向扩展。并根据企业的需求在 i n t e m e t 的基础上构造i n t r a n e t ，这使得不同行业、不同单位之间信息管理的一体 化得以实现。不仅单位内部的信息流可以籍助于这些技术实现自动化，单位外 部的信息流也可以利用这些技术而实现自动化，由此带来的效率和经济效益的 提高和企业竞争能力的增强是令人难以想象的，也完全改变了企业操作和运行 的方式。将来随着知识经济向更高阶段智能经济的发展进化，知识信息系统 也将向智能信息系统( i n t e l l i g e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，i i s ) 进化。智能信息系统 除了具有知识信息系统的全部功能以外，思维模拟活动将是其主要的特点。它 具有很高的自学习、自组织和进化性，并具有知识创新功能，可以解决非结构 化事务，在决策中处于主导地位，是人的向导，在体系上将是大规模分布式计 算模式，以基于网络神经元构件的智能网为主。到那时，信息系统对人类的贡 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 献将会更大。 3 3 基于i n t e r n e t i n t r a n e t 的管理信息系统( m i s ) 锄3 1 九十年代以来，随着计算机技术在企业中的应用，对管理系统的要求也比以 往有了很大的提高。现在的管理信息系统是一个复杂且庞大的系统，系统开发 的周期相当长，开发工作也比较繁杂。随着信息化建设的深入，企业所面临的 先进的信息化技术与传统利用传统c l i e n t s e r v e r 结构的开发的管理系统软件产 品之间的矛盾也日益突出。许多企业都纷纷组建自己的i n t r a n e t 网，采用 i n t e m e t i n t r a n e t 技术实现信息通讯和企业管理。如何将原有管理信息系统与 i n t e m e t i n t r a n e t 技术相结合，在企业网内实现基于w e b 技术的管理信息系统， 形成个广域的、分布的、有序的，并能迅速检索、查询的信息系统，是许多 企业将要面对的问题。当今很多i n t e m e t i n t r a n e t 应用正在采用一种新的技术模 式：b r o w s e r s e r v e r 结构。b s 结构是种类似于终端主机系统的结构模式，同 时又具有客户服务器模式的分布计算特性，其主要特点是集中管理，也就是说 应用程序以及其他一些组件都集中在服务器端：客户端除了浏览器之外无需其 他软件和相关的管理维护工作，即瘦客户端胖服务器方式。从管理的角度来 看，程序代码的维护、更新和日常维护等都可在服务器端进行。另外，在传统 的c s 结构下，要为每一个使用不同操作系统的用户开发不同的客户端软件， 而b s 结构基于t c p h p 协议，完全支持跨平台，因此开发者只需关注服务器端 的操作系统平台以及基本配置，而客户端只需安装浏览器。大大方便了网络的 整体规划和设计以及降低了客户端硬件和软件配置的要求。企业传统的c s 体 系结构的m i s 在i n t e r n e t i n t r a n e t 网络环境的应用有如此多的限制因素，如不可 伸缩、不易管理、不易升级、不能跨平台、性能较差等等，由此引发了传统m i s 向三层体系结构的迁移。下面就是对这一迁移过程中的w e b 技术与数据库技术 相结合的关键步骤和技术进行分析和讨论。 3 3 1 利用w e b 技术访问数据库的优势 传统的c ，s 结构是封闭式系统，不同操作系统平台之间无法交流，用户界面 风格不一，使用繁杂；系统开发和维护复杂，移植困难，升级麻烦；不能接纳 新技术，限制了其扩展性。而以w e b 技术为中心的三层体系结构测览器应 用服务器数据库服务器，采用t c p b p 为传输协议，客户端通过浏览器访问 i n t r a n e t i n t e m e t 以及后台数据库。三层体系结构突破了传统的文件共享模式，具 有很高的信息共享性。利用w e b 技术访问数据库比原有的c s 方式访问有如下 几点优势： 在传统c s 结构之下，必须为客户端开发数据库前端应用软件，而且要给每 一台客户机进行软件的安装与调试。例如：在使用d e l p h i ，s q ls e r v e r 开发的 m i s 系统中，每一台客户机都需安装s q lc l i e n t 软件和b d e ( 数据库引擎) ，相 应的设置以及相应的前端应用软件。而在三层体系结构之下，分工非常简单， 客户端只需安装浏览器，所有的开发工作都在服务器端进行。 2 、简化软件升级工作 在传统的c s 结构之下，如果要在现有m i s 系统中添加新功能，除了软件 要重新编写外，还要给每一台客户机安装新软件和进行相应调试，而在三层体 系结构下，软件的升级只需在服务器端进行，大大简化了升级工作。 3 、支持跨平台 在传统的c s 结构之下，要为使用不同操作系统平台的用户开发不同的客 户端软件，而w e b 技术是基于t c p i p 协议，支持跨平台，浏览器可以运行在 不同的操作系统下，软件的编制无需考虑客户端平台问题。 4 、方便信息共享和对外交流 在传统的c s 结构下的m i s 系统是一个封闭的内部系统，当一个企业在地 域上处于分布状态时，c s 结构就会面临窘境。而三层体系结构很容易地将企业 纳入i n t e r n e t 的浩瀚大海中，使企业内部信息方便地与外界信息社会交流，另 外，企业内部网也可以使用电子邮件服务进行通信，大大地方便了信息的交流。 当然，在开发基于w e b 技术的数据库应用时，会不同程度地在将数据库应 用与w e b 技术相结合时产生各种问题。比如：数据库与w e b 服务器连接方式问 题，w e b 数据库应用程序开发过程中存取数据库数据的速度和性能问题，以及数 据库的安全问题等。下面以其中较为典型的数据库连接方式问题和如何进行应 用程序的转换问题进行深入讨论。 3 3 2 基本实现方案 下面以如何将一个中小型企业的数据库应用系统由c s 向浏览器一w e b 服务 器一数据库服务器结构转换提出基本改造方案。一个企业原有m i s 系统结构如下： 1 ) w i n d o w sn t 服务器端 使用s q ls e r v e r 作为数据库； 西南交通大学硕士研究生学位论文 第13 页 2 ) w i n d o w s9 8 客户端 前端使用主要由d e l p h i 开发的合同管理软件，人事管理软件，仓库管理软 件，资料档案管理软件，以及专用的c a d c a m 软件，财务软件；原有系统在处 理不同地域业务时，主要采用电话以及传真方式。m i s 要实现结构的转换，并不 是盲目地进行整个系统的大迁移，而应该是从全局上重新对网络体系结构和数 据集成应用的总体策划和系统分析。决策者的考虑重点应放在如何将新的技术 与已有m i s 的数据库和文件集成，根据具体的应用不同，在尽量保障原有的投 资的基础上，实现w e b 技术和数据库技术相结合的应用。以往的信息管理系统 往往由于信息系统的通信协议、体系结构、文件格式不同而导致难以统一管理， 资源难于共享，不同系统间信息分离等问题，而通过w e b 技术”标准化”，通过统 一的t c p i p 协议连接，i n t r a n e t i n t e r n e t 技术将以更方便、更低成本来集成 各信息系统。利用i n t r a n e t 建立企业内部与外部相联系的信息系统，将更容易 达成连接。建设过程中重点应考虑的技术问题是如何将已有m i s 系统中的数据 库、图形、文档等资源均能由i n t r a n e t i n t e r n e t 环境下的浏览器来存取，将 原有的各种应用平台移向统一的浏览器方式，使用户稍加培训即可适应新的操 作环境。另外，企业网要与外部i n t e r n e t 交流，原先m i s 系统中不曾考虑的数 据资源安全性问题和数据流量带宽问题，在设计时也应给予考虑和解决。如上 例企业网的整体规划，可以使原有的局域网络硬件和操作系统平台基本保持不 变，另外需增加w e b 服务器。原有的专用系统如c a x 的应用，工资结算软件的 应用等相对独立的模块，没有跨部门或向外发布的需要。可以考虑保持其原来 的结构及其独立性。而对于信息需要共享，如产品信息、客户信息、可供客户 或相合作单位使用，或是作业流程跨部门需要协同合作等，还有企业内部系统 本身就与外部系统密切相连，如客户服务系统、技术支持等，这些与客户频繁 接触的环节，都是i n t r a n e t 可以发展的空间。信息流量大，数据共享性高的功 能模块，就可以考虑将其数据库集成到数据库服务器，供i n t r a n e t i n t e r n e t 访问和信息共享以及实施安全措施。网络的体系结构为基于t c p i p 协议，企业 网之外可通过i n t e r n e t 进行访问企业的w e b 服务器。w e b 服务器和数据库服务 器的规模依据企业数据信息流量的大小以及网络规模而定。 3 ) 数据库的连接方式 企业信息网络的主要应用在于信息共享和协同合作上，故数据库访问接口 是开发基于w e b 的数据库信息管理系统的关键，是普遍存在的技术难点。在 i n t e r n e t 的发展过程中，不同的系统开发商基于不同的开发平台，发展了多种 数据库访问技术，目前主要有： 1 、c g i 技术【3 4 】 公共网关接口( c g i ) 是最早的w e b 数据库连接技术，是一种传统的接口程序 设计方法。几乎所有的w e b 服务器都支持c g i 。程序员可以选择任何一种语言， 一要塞奎堕查兰塑主塑塞皇堂篁鲨壅 矍! ! 夏。 面而五面i l i i 干干丽磊面1 忑i 五两写万再西丽i 程序，但是c g i 的缺 点是运行速度慢，而且当大量用户同时访问时，服务器将会不堪重负。除此之 外，开发c g i 需要许多有关h t t p 协议和各种编程概念的支持，而且很难调试和 检错，因此开发难度大。c g i 程序中容易发生的安全隐患，也使c g i 程序开发者 非常头疼。但是，由于c g i 发展历史较长，应用广泛，而且不依赖于某种浏览 器和w e b 服务器，因此仍具有一定的市场占有率。 2 、服务器a p i 技术 3 1 1 4 】 服务器应用编程接口( a p i ) 可以弥补c g i 的缺点，较著名的有m i c r o s o f t 的i s a p i 和n e t s c a p e 的n s a p i 。其特点是在第一次a p i 应用被调用后就驻留在 服务器中，当有新的请求到来时，可以共享同一个进程，节省了服务器资源。 但是服务器a p i 技术编程难度较大，只有熟悉这种技术的专业编程人员才能胜 任。 3 、i d c ( i n t e m e t d a t a b a s ec o r m e c t o r ) 3 4 】 由于a p i 开发的难度和复杂性，m i c r o s o f t 公司推出了i d c ，即i n t e r n e t 数据库接口，i d c 实际上是一个基于i s a p i 的动态链接库h t t p o d b c d 1 1 ，可以 通过这个动态链接库来访问o d b c 数据源，而开放的o d b c 支持很多的数据库， 如a c c e s s ，f o x p r o ，s q ls e r v e r 等等。因此，通过i d c 可以简单快速地建立数 据库连接。但是，由于是微软公司自行开发的，通用性较差，i d c 只能运行在 m i c r o s o f ti i s 上，也就限制了其应用范围。 4 、j a v a j d b c 技术 3 】 3 d b c ( j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) ，是由j a v a s o f t 公司推出的第一个 标准的，支持j a v a 语言的数据库a p i 。在功能上与o d b c 相同，提供一个统一的 接口来访问数据库。它是由w e b 浏览器将嵌入h t m l 文档中的j a v a a p p l e t 直接 下载到客户机上运行，也就是说，与数据库服务器的通信是由w e b 浏览器直接 完成的。j d b c 主要由两部分组成：j d b ca p i 和j d b cd r i v e ra p i 。j d b ca p i 提 供了应用程序到j d b cm a n a g e r 的通信，程序员使用该a p i 就可以访问采用j a v a 机制的数据库服务。j d b cd r i v e ra p i 提供了从j d b cm a n a g e r 到数据库驱动程 序的通信。 5 、a s p 技术 a s p (