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关于铁路物流自动跟踪信息系统的研究与应用 摘要 长期以来，我国企业铁路物流存在的问题很多，集中体现在物流系统效益 不佳，物流系统对企业生产和销售的服务效用差等方面。具体表现为规划不合 理、专业化技术程度不高、效率较低、信息管理水平不足、信息化水平低。因 此企业铁路物流自动跟踪信息系统对企业铁路物流进行优化，从而实现以较低 的物流成本，适当的数量、质量、时间、地点、价格和最好的服务将物资送到 各个使用地。而要实现对企业铁路运输物流信息的自动跟踪必须要满足4 个方 面：( 1 ) 获取物流初始化信息；( 2 ) 能够自动获取企业内部铁路运输物流变化 信息；( 3 ) 能够自动获取企业内外部铁路运输物流变化信息。( 4 ) 能够自动获取 企业外部物流交换信息。在这种情况下，本文认真分析企业铁路物流数据信息 的特点，采用s t r u t s + h i b e r n a t e 软件开发模式开发了该系统。 本文第一章简要介绍了物流运输的发展和现状，并阐述了铁路物流中存在 的问题及其解决措施。第二章给出了铁路物流自动跟踪信息系统的相关技术基 础，包括析计算机信号联锁技术、车号自动识别技术、集群通信技术。第三章 介绍铁路物流自动跟踪系统开发的关键技术，该技术主要是指s t r u t s 开发技术 和h i b e r n a t e 开发技术。第四章对铁路物流自动跟踪信息系统进行了开发实现。 关键词：铁路物流；s t r u t s ；h i b e r n a t e ；自动跟踪。 r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n so fr a i l w a yl o g i s t i c s a u t o m a t i ct r a c k i n gi n f o r m a t i o ns y s t e m a b s t r a c t f o ral o n gt i m e ， 1 0 t so fp r o b l e m sl i ei no u rc o u n t r y sr a i l w a yl o g i s t i c s e n t e r p r i s e s ，m a i n l ye m b o d i e d i np o o re f f i c i e n c yo ft h el o g i s t i c ss y s t e m ，a n dp o o r s e r v i c e so fl o g i s t i c ss y s t e mf o re n t e r p r i s e p r o d u c t i o na n dm a r k e t i n g i t ss p e c i f i cr e f l e c t e d i nt h eu n r e a s o n a b l ep l a n n i n g ，l o wd e g r e eo fs p e c i a l i z a t i o n ，l o we f f i c i e n c y ，i n a d e q u a t el e v e l o f 恤i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，l o wl e v e lo fi n f o r m a t i o n t h e r e f o r e ，e n t e r p r i s er a i l w a y l o g i s t i c sa u t o - t r a c k i n g i n f o r m a t i o ns y s t e mm a k eao p t i m i z et oe n t e r p r i s er a i l w a y l o g i s t i c s ，s oi tc a i la c h i e v e l o w e rl o g i s t i c sc o s t s ，a p p r o p r i a t eq u a n t i t y ，q u a l i t y ，t i m e ，l o c a t i o n ， p r i c ea n db e s ts e r v i c et od e l i v e rt h em a t e r i a l st oe a c hp l a c eo ft h eu s e r s s oi no r d e r t o a c h i e v ea u t o m a t i ct r a c k i n go fr a i l w a yt r a n s p o r te n t e r p r i s el o g i s t i c si n f o r m a t i o nm u s t m e e t f o u rf a c t s ：( 1 ) a t t a i nt h ei n i t i a l i z a t i o nl o g i s t i c si n f o r m a t i o n ；( 2 ) i tc a l la u t o m a t i c a l l yo b t a i n t h ec h a n g el o g i s t i c si n f o r m a t i o ni ni n t e r n a lr a i l w a yt r a n s p o r t ；( 3 ) i tc a na l s oa u t o m a t i c a l l y o b t a i nt h ec h a n g el o g i s t i c si n f o m m t i o ni ni n t e r n a la n de x t e r n a lr a i l w a yt r a n s p o r t ；( 4 ) i tc a n a u t o m a t i c a l l yo b t a i nt h ec h a n g el o g i s t i c si n f o r m a t i o ni ne x t e r n a lr a i l w a yt r a n s p o r t u n d e r t h ec i r c u m s t a n c e s t h i s d i s s e r t a t i o n c a r e f u l l ya n a l y s i s t h e r a i l w a yl o g i s t i c s d a t a i n f o r m a t i o n sf e a t u r e s ，u s e s t r u t sa n dh i b e r n a t es o f t w a r ed e v e l o p m e n tm o d ea n d a c c o m p l i s ht h i ss y s t e m 。 t h i sd i s s e r t a t i o nb r i e f l yi n t r o d u c t i o nt h ed e v e l o p m e n ta n dc u r r e n t s t a t u so f l o g i s t i c sa n dt r a n s p o r t ，d e s c r i b e st h ep r o b l e ma n ds o l u t i o n si nt h el o g i s t i c sr a i l w a y t r a n s p o r t w h a t sm o r e ，i tg i v e st h eb a s i ct e c h n o l o g yo fr a i l w a yl o g i s t i c sa u t o m a t i c t r a c k i n gi n f o r m a t i o ns y s t e m ，i n c l u d er a i l w a ys i g n a li n t e r l o c k i n gt e c h n o l o g y , a t i s t e c h n o l o g y ，t r u n k i n gt e c h n o l o g y m o r e o v e r ，i ti n t r o d u c t i o n t h ed e v e l o p i n gk e y t e c h n o l o g i e so ft h i ss y s t e m ，t h et e c h n o l o g yi sm a i n l yr e f e rt o s t r u t sd e v e l o p i n g t e c h n o l o g ya n dh i b e r n a t ed e v e l o p i n gt e c h n o l o g y f i n a l l y ，i td e v e l o p s a n di m p l e m e n t s t h er a i l w a yl o g i s t i c sa u t o m a t e dt r a c k i n gi n f o r m a t i o ns y s t e m k e y w o r d s ：r a i l w a i yl o g i s t i c s ； s t r u t s ；h i b e r n a t e ；a u t o m a ti ct r a c k l n g 插图目录 图2 1h j 0 4 a 计算机联锁系统视图7 图2 2 车号自动识别流程图9 图3 一ls t r u t s 的m ，c 结构图1 3 图3 2s t r u t s 的工作流程图l5 图3 3s t r u t s 开发流程图l8 图3 4h i b e r n a t e 的开发流程图2 3 图3 5h i b e r n a t e 核心接口的层次架构关系2 4 图3 6 接口类的产生关系2 5 图4 - 1 企业铁路物流自动跟踪系统总体框架3 4 图4 - 2 铁水作业流程图3 6 图4 - 3 装车处理流程图3 8 图4 4 卸车业务流程图4 0 图4 - 5 进厂作业流程图一4 3 图4 - 6 进厂作业流程图二4 5 图4 - 7 进厂作业流程图三4 6 图4 8 重复入厂车作业流程图4 6 图4 - 9 篷布管理作业流程图。4 7 图4 - 1 0 出厂业务流程图4 8 图4 一1 1 初始信息实际界面视图4 9 图4 1 2 企业内部铁路运输物流变化信息实现界面视图。5 0 图4 1 3 企业内外部铁路运输物流变化信息实现界面视图5 0 图4 1 4 企业内外部铁路运输物流变化信息实现界面视图5 1 插图目录 表3 1s t r u t s 核心组件1 4 表3 2st r u ts 配置文件1 4 表3 3s t r u t s 标签库1 4 表3 4h i b e r n a t e 属性配置文件的属性2 3 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得 金目曼王些太堂 或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签字： 签字日期乒d f d 年绎月专b 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 金胆王些盍堂 有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人 授权金胆王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文者签名：嘶 导师签名： 签字日期：剜d 年上 ，月；d 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 签字日期：b f 口年伞月弓0 日 电话： 邮编： 致谢 首先，我要衷心感谢的是我的导师魏臻教授。在我的研究生学习期间，魏 老师在我的学习和生活上均给予了我悉心的指导和热情的关怀，倾注了大量的 心血，使我在各方面均有长足的进步。魏老师活跃的学术思想，渊博的知识， 丰富的经验、忘我的工作态度、对事物敏锐的观察力都令我钦佩不已，给我留 下了深刻的印象。在魏老师身上，我看到了一个成功者的胸怀和师长的风范， 让我受益终身。值此论文完成之际，谨向导师致以衷心的感谢。 其次，我要衷心感谢程磊老师，程老师在我的研究生学习生涯中，一直给 予我最真诚的帮助和关心，给了我很多学习上的指导和生活上的帮助。同时还 要感谢工大高科杨光同志在我攻读硕士学位期间给予我无私的帮助和友情。 感谢研究生室的李卢强同学、吴迈同学、孙旭东同学、潘承毅同学、蔡政 策同学、罗静同学、胡惠灵同学以及方天平同学在学习中的帮助与合作。 同时，由衷的感谢我的父母、姐姐和我的亲人朋友们，你们的支持给了我 学生生活的帮助，你们的关心给了我奋发向前的动力，是你们在背后默默的支 持使我能顺利的完成研究生学业。 最后，真诚地感谢有关专家和学者对本文的评阅和指导。 作者：任建华 2 0 1 0 年4 月2 6 日 第一章绪论 1 1 物流的产生和发展 物流的概念最早起源于2 0 世纪的美国从2 0 世纪初到现在近一个世纪的时间 里，它经历了如下的三个发展阶段。 ( 1 ) 物流概念的孕育阶段2 0 世纪出n 5 0 年代是物流概念的孕育和提出阶 段。该阶段的主要特点：1 ) 在美国国内这一局部范围；2 ) 只由少数人提出； 3 ) 提出这的意见不统一。 ( 2 ) 分销物流阶段2 0 世纪5 0 8 0 年代是分销物流阶段( p h y s i c a l d i s t r i b u t i o n ，简称p d ) 。该阶段的主要特征是分销物流学的概念占统治地位， 并从美国走向世界，成为世界各国一致公认的物流概念，因而也形成了物流学 派、物流产业和物流领域。 ( 3 ) 现阶段该阶段从2 0 世纪8 0 年代至今，它此时已不再只限于物流分销 学领域，而是已经涉及企业物流供应、企业生产、企业分销以及企业废弃物再 生等全范围和全领域，并用现代物流学( 1 0 9 is t i c s ) 代替分销物流学作为物流的 概念。其主要事实是：1 ) 2 0 世纪8 0 年代以来企业内部的集成化物流。2 ) 物流 外包和第三方物流的产生，进一步导致物流专业化、技术化和集成化，实现了 生产和物流的分工合作，提高了各自的核心竞争力。3 ) 9 0 年代以来供应链理论 诞生，供应链管理系统的形成进一步导致物流管理的联合化、共同化、集约化 和协调化。 从一般意义上讲，物流是指在生产和生活中涉及的各种物质实体由供给的 一方向需求的一方的物理性转移的过程。这一概念将物流定义在有用的物、供 方、需方等几个基本的因素之上。也就是说，我们通常所说的物流是指人们在 生产和生活中发生的有意义的物流流动行为。整个物流过程是一个物理过程， 只改变空间和时间状态，不改变其使用价值。其中时间状态的改变称为仓储、 流通加工等活动，空间状态的改变成为运输、搬运等活动。 2 0 0 1 年8 月1 日起正式实施的由国家质量技术监督局发布的中华人民共和 国国家质量标准物流术语中规定：物流是物品从供应地向接收地的实体流动 过程比1 。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、 信息处理等基本功能实现有机结合。物流主要有国际物流与区域物流、宏观物 流与微观物流、社会物流和企业物流三种分类方法。本文主要与企业物流相关， 企业物流是指企业内部的物品实体流动，它可以具体划分为如下的物流活动： 1 ) 企业生产物流活动；2 ) 企业供应物流活动3 ) 企业销售物流活动；4 ) 企 业回收物流活动：5 ) 企业废弃物物流活动。企业物流是具体的、微观的物流 活动，从企业角度研究物流。 1 2 国内外物流概况 1 2 1 发达国家物流发展现状 ( 1 ) 第三方物流蓬勃发展 广义的第三方物流是相对于自营物流而言，凡是由社会化的专业物流企 业按照客户要求，所从事的物流活动都可以包含在该范围内。狭义的第三方 物流主要是指现代的系统的第三方物流活动b 1 。第三方物流是运输、仓储等 基础服务行业的一个重要发展。近几年，随着市场经济体制的完善和企业改 革的深入，企业自我约束机制增强，外购物流服务的需求日益增大。外资企 业的进入和市场竞争的加剧，企业对物流重要性的认识逐渐深化，视其为 “第三利润源泉 ，对专业化、多功能的第三方物流需求日渐增加。 ( 2 ) 各种层次的物流节点数量增多、功能增强 由于物流的战略地位得到了普遍认可，无论是政府还是民间都加大了对 物流设施投资的力度。各个企业为了提高自身的物流效率，提升竞争能力， 也积极各种物流节点进行投资建设，从而大大增加了物流节点的数量和功能 h 1 。从物流企业的形成结构看，大体分有四个途径：第一是传统仓储、运输 企业经过改造转型而来的占主导地位，占据较大市场份额。第二是新创办的 国有或国有控股的新型物流企业，它们是现代企业改革的产物，管理机制比 较完善，发展比较快。第三是外资和港资物流企业，它们一方面为原有客户 一一跨国公司进入中国市场提供延伸服务，另一方面用它们的经营理念、经 营模式和优质服务吸引中国企业，逐渐向中国物流市场渗透。第四是民营物 流企业，它们由于机制灵活、管理成本低等特点，发展迅速，是我国物流行 业中最具朝气的第三方物流企业。 ( 3 ) 策略联盟是国际物流业的新趋势 物流企业战略联盟指两个或多个物流企业为了实现资源共享、开辟新市 场等特定战略目标而签订的长期互利的协定关系，联盟企业分享约定的资源 和能力。物流服务由于运作的复杂性，加之一个企业的物流资源终究是有限 的，某一单一的物流服务提供商往往难以满足物流服务的全球化与分析化发 展需要，难以实现物流动作整体的有效控制与管理，难以实现物流全过程的 价值和运营行为的最优化，难以实现低成本、高质量的物流服务，也无法给 客户带来较高的满意度。通过与相关物流企业间战略结盟，能够使物流企 2 业在未进行大规模的资本投资的情况下，利用伙伴企业的物流服务资源，增 加物流服务品种，扩大物流服务的地理覆盖面，为客户提供集海运、河运、 公路运输、铁路运输于一体，货架到货架的“一站式 服务，实现一个系统 一张单，担任到底，提升市场份额和合作能力，进而从联合营销和销售活动 中获益。目前，这已成为许多具有一定实力的物流企业的发展战略。物流运 营和研究人员认为，相同的文化背景和相互相互依赖、有效而积极的消息沟 通、共同的企业运营目标和凝结力、技术上的互补能力、双方高层管理人员 在管理方面的共同勤奋等，是物流企业战略联盟成功的关键因素。 ( 4 ) 政府积极推动，树立物流协调机制 地方政府政策和物流规划的协调发展。大量的地方保护性竞争仍然存在 主要是由地方政府财政收入最大化；地方政府保护本地企业，促进本地经济 增长；地方辖区存在保障产品质量安全的需要，并以此为名推行地方保护； 地方政府官员创造政绩的需要以及政府管制等原因造成的。那么如何改善这 种情况、在区域之间建立起高效率的纳什均衡，关键就是要建立和培养区域 之间合作的机制。由于地方政府的代理性质，区域合作使多个政府在相互资 源配置博弈中的共谋行为。这些原则和要件的设立和实施是建立区域物流系 统协调机制的基本内容。 1 2 2 国内物流业发展现状 ( 1 ) 物流相关主管部门的改革初见成效，物流经营的大环境日渐宽松 2 l 世纪的现代物流业将成为中国经济发展的重要产业和新的经济增长 点。我国“十五 计划纲要也把物流列为服务业发展的一个重要内容， 并对信息基础设施、综合交通体系和对外贸易服务等物流相关问题提出了很 多具体目标和措施，为我国物流业的发展指明了方向。物流相关产业主管部 门如铁道部、交通部、民航总局、中国邮政、商务部等主管部门的改革初见 成效，物流经营的大环境日渐宽松；各级政府鼓励和扶持物流业的发展， 物流基础设施和装备条件得到明显改善； ( 2 ) 各级政府鼓励和扶持物流业的发展，物流硬件条件明显改善 政府的在这方面的主要作用是提供适应物流业健康发展的市场环境，例 如深入金融体制改革，建立市场信用评价体系，建立健全法律法规，完善市 场监督机制等。从社会化物流服务的需求方面来看，工商企业也包括物流 服务部分外包的物流企业，应该综合分析企业各项能力，剥离非核心能力， 把非核心的物流业务采用外包的形式委托给专业化的物流服务企业，不仅有 利于专业化物流企业的发展，也有利于工商企业核心能力的增强和市场竞争 力的提高。从社会化物流服务的供给方面来看，物流企业应该本着一切为 客户服务的宗旨，不断满足客户适时的多样化需求，改善作业流程，提高作 业效率，减少出错率和货损率，并在此基础上不断降低物流成本，在物流价 值充分实现的过程中引导市场提高社会化的物流需求。 ( 3 ) 我国大型企业内部物流管理的水平得到提高 物流管理的核心是在供应链中流动的存货。控制存货的数量、形态和分 布，提高存货的流动性，使物流、资金流、信息流、控制流畅通并形成一个 完整的闭环反馈系统，在“最需要的时候提供最适量的物料 ，是企业内部 物流管理的根本所在。因此，企业内部物流管理就是指企业对采购、生产到 销售过程中各种形态的存货进行有效协调、管理和控制的过程。如原材物料 的用料申请计划、采购、运输装卸、仓储、加工包装、产品入库发运销售业 务等等物流活动的有效控制，也就是说如何实施更有效的供应链管理 实践证明，制造业企业实施供应链管理和内部物流的优化，总管理成本可以 降低1 0 以上，中型企业的交货率可以提高1 5 ，订单满足提前期缩短2 5 - 3 0 ， 中型企业的增值生产率提高1 0 以上，绩优企业资产运营业绩提高1 5 - 2 0 ， 库存降低1 5 ，资金周转周期比一般企业少4 0 - 5 5 天。 ( 4 ) 我国第三方物流业的发展取得长足的进展 随着物流热的兴起，第三方物流得到长足发展。从宏观方面看，1 9 9 9 年一2 0 0 1 年，中国仓储协会对物流市场供求状况进行的三次抽样调查显示： 在生产企业成品销售物流中，第三方物流所占的比重分别是9 1 、1 6 1 和2 l ，呈明显上升势头。从微观方面来看，国内物流企业出现了“量 的增加和“质的提高，2 0 0 1 年仅北京市注册为“物流”的企业就有1 2 0 多家，上海截至2 0 0 1 年底挂“物流”名称的企业也己超过1 0 0 0 家；并且， 物流服务功能都得到了显著改善，出现了像中远集团、中外运集团那样既有 规模又有效益的物流企业。有分析表明，随着我国加入世贸组织后，2 1 世纪 的第一个十年，第三方物流服务提供的年增长率将达到1 0 以上；而近五年 内的年增长可能达2 5 以上。 ( 5 ) 企业生产环节缺乏先进有效的管理方法，内部资源缺乏合理配置，信息 沟通不畅，上传下达不及时 虽然我国物流行业发展很快，但目前我国第三方物流信息化应用的水平还 比较低。大量物流企业的信息化水平还停留于单点应用的第一阶段，大概占物 流企业总数的7 5 。我国的物流企业中，中小企业占了大部分。绝大多数中小物 流企业尚不具备运用信息技术处理物流信息的能力。拥有信息系统的企业，其 信息化需求也多数属于底层需求，基础信息系统建设是目前信息化建设的主要 内容。造成这种状况的主要原因是大多数物流信息系统的成本较高，而中小物 流企业的起点很低，市场上缺少适合中小物流企业的信息系统。 4 1 3 我国企业铁路物流中的问题及解决措施 长期以来，我国企业铁路物流存在的问题很多，集中体现在物流系统效益 不佳，物流系统对企业生产和销售的服务效用差等方面。具体表现为规划不合 理、专业化技术程度不高、效率较低、信息管理水平不足、信息化水平低。因 此需要根据物流系统中各种物流活动的相互联系、相互制约、相互影响的关系， 把各种物流活动作为一个整体系统来研究、规划、组织和管理，使整个物流活 动达到最优；从而实现以较低的物流成本，适当的数量、质量、时间、地点、 价格和最好的服务将物资送到各个使用地。为了达到以上要求主要采用了以下 优化企业物流的措施，： ( 1 ) 对企业生产措施进行合理布局 企业内部生产和服务设施的相应位置是确定企业物流( 尤其是生产物流) 路 线的基础，该位置一旦确定形成，物流路线就很难修正，企业生产和服务系统 的各类设施的空间规划和设计是物流合理化的前提。 ( 2 ) 提高和推广先进的物流技术 物流技术是指流通技术或输送技术，是对有形物资进行输送、存储等为社 会提供无形服务的技术，包括物流硬件技术和物流软件技术。物流硬件技术在 物流发展初期是起主导作用的技术，它是指组织实物运动所涉及的各种机械设 备、运输工具、仓库建筑、站场设施以及服务于物流的计算机、通信网络设备 等。物流软件技术是指为组成高效的物流系统而使用的应用技术，具体地说， 是指各种物流设备、设施、人才等最合理的调配和使用。物流软件技术具有能 够不改变物流硬件技术装备的情况下，充分地发挥现有设备能力，获得较高经 济效益的特性。 ( 3 ) 提高物流效率 在物流活动中，要提高物流效率，除了采用先进的物流设备和物流技术外， 还可以运用许多方法和手段，例如，提高物资装卸搬运的灵活性，可以在衔接 物流其它环节作业时，使装卸搬运作业更方便、更容易、且时间短、效率高： 而这些则需要及时，准确的物流信息。 ( 4 ) 加强和深化企业物流管理 管理和生产是企业的两个年轮，管理是提高企业物流水平与经济效益的主 要措施。物流管理的本质要求是求实效，即以最少的消耗实现最优的服务，达 到最佳的经济效益。物流管理体现在“管”上，是指要使物流活动受到一定的 约束和限制；体现在“理 上，则是指要使物流活动符合物资实体运作的规律。 因此，物流跟踪管理要通过定的组织体系、手段和方法，使物流活动与客观 规律的要求相适应，从而求得实效。 ( 5 ) 健全物流跟踪信息系统 信息系统水平是物流现代化的标志，物流信息几乎覆盖企业的全部生产过 程，合理控制生产计划、控制生产物流节奏、压缩库存、降低成本、合理调度 运输和搬运设备，使企业内部物流顺畅等，这些都依赖于及时、准确的跟踪物 流信息。在企业外部，原材料供应市场和产品销售市场的信息也是组织企业物 流活动的依据。因此，必须从基本数据的搜集、整理、加工做起，健全完善的 物流信息跟踪管理系统，以利于物流管理层进行分析，使企业领导者的决策更 具有科学依据。 1 4 课题的来源及主要的研究内容 课题来源于企业铁路智能运输调度综合信息平台项目。该项目获得了国家 8 6 3 计划项目支持。该系统已研制成功并应用于上海梅山钢铁公司、马鞍山钢铁 公司等国内大型工矿企业，主要面向各企业所覆盖的自备铁路站场。 本课题主要研究内容： ( 1 ) 介绍企业铁路物流自动跟踪系统相关基础技术，包括计算机联锁技 术、车号自动识别技术、无线机车作业技术；并阐述了企业铁路物流自动跟踪 系统框架结构。 ( 2 ) 采用s t r u t s + h i b e r n a t e 项目开发模式对企业铁路物流信息系统进行编 写。介绍s t r u t s 开发技术，包括s t r u t s 的体系结构、核心组建、工作流程、请 求处理流程、并给出开发流程；然后介绍h i b e r n a t e 开发技术，包括h i b e r n a t e 的基础理论、开发流程、配置文件、核心编程并给出开发实例，同时介绍了 h i b e r n a t e 的会话跟踪技术。 ( 3 ) 铁路物流自动跟踪系统的数据处理方式和软件实现的流程。通过对数 据处理方式可以了解系统数据的具体走向和具体编写方式。 ( 4 ) 铁路物流自动跟踪系统的体系结构。通过系统的体系结构用各种j a v a 软件开发技术进行编写。 1 5 本章小结 本章首先讲述了物流的各个发展阶段，物流和企业物流。然后讲述了物流 发展的国内外概况。接着阐述了企业铁路物流存在的规划不合理、专业化技术 程度不高、效率较低、信息管理水平不足、信息化水平低等问题；并给出现对 应的解决措施，从中可以看出，除了规划不合理的问题，自动跟踪信息系统的 建立都对其有着促进或决定性的作用。 6 第二章企业铁路物流自动跟踪系统相关基础技术 2 1 铁路信号联锁技术 合肥工业大学研制的h j 0 4 a 铁路信号计算机联锁系统是实现铁路自各站场 内信号、道岔、进路三者联锁关系的技术保障系统，它以二级互为复核的集散 式工业控制计算机网络为核心、贯穿“逻辑冗余 的设计思想、引进相位判断 机制，配以多种专门研制的故障一安全型检测、执行设备以及成套专用软件 包，从而实现安全可靠的联锁控制。目前，计算机联锁系统大多数都是集中 式控制系统c c s ( c e n t r a l i z e dc o n t r o ls y s t e m ) ；h j 0 4 a 铁路信号计算机联锁系 统是一种技术先进的集散式控制系统d c s ( d i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m ) s 3 。 2 1 1h j 0 4 a 系统基本工作流程 h j 0 4 a 铁路信号计算机联锁系统包括人机对话层、连锁运算层、复核驱动 层、结合层和监控对象层五个部分h 1 。其结构视图如图2 1 所示 显示屏显示屏 辩鼋曲 液晶显示大屏 i l l i - 1 。e = 剥4 iy i ， 一l 一， i t 1 个 t 画 il凰 堋戮到i 切换装置h 鬟回 联锁主机 。 。 联锁备机 一g e n i u sn e t v 一 i n r l 0 ) u o d i 龇岩j ! i 童皇童 匾萄厉袁高瞒赢 i 濞模件1i o 牟模件2i 0 似 牛3 道岔结合模块 信号结合模块轨道结合模块 伞伞伞 道岔 信号机轨道电路 图2 一l 基本工作流程如下呻1 ： h j 0 4 a 计算机联锁系统视图 7 机对话层 锁运算层 核驱动层 结合层 控对象层 值班员下发任务给信号员，信号员通过鼠标在站场图形上预排进路；然后 上位机联锁程序对预排进路进行逻辑运算，在满足要求条件后，将道岔驱动命 令下发给p l c ；p l c 收到道岔驱动命令后，会对道岔驱动命令再进行一次复核， 判断正确无误后，结合层设备就会发出驱动信号给室外道岔使之移动到指定位 置，同时将道岔的各种状态通过结合层设备上报给上位机，显示在站场实时运 行图形上；上位机联锁程序确定道岔位置和其它条件都符合后，将信号机开放 命令下发给p l c ；p l c 会再次复核收到的信号机命令，若发现错误将输出一个 关信号灯信号并向上位机报警，若复核无误则给信号机发出驱动信号，然后信 号机就会打开对应的信号灯并上传各种道岔状态；上位机通过p l c 上报的道岔状 态绘制站场实时运行图形、然后判断站场现有状态与执行命令的结果是否一致， 若一致则通过，若不一致则报警；另外上位机会根据p l c 实时上报道岔等状态进 行图形显示，并根据现有行车条件下发关灯、区段解锁等命令凹1 2 1 2 联锁系统在物流自动跟踪系统中的作用 调度作业通知单由操作员根据信息系统所提供的当前各个站场的信息所编 制计算机联锁程序根据调度作业通知单自动生成信号的进路操作指令。操作员 根据进路预排情况确定各种车辆进路的执行时间，并依次执行。列车进路在设 备故障条件下可自动降级处理直到不能处理。从而不再使用纸质计划单进行传 输，提高执行效率和自动化水平以前企业铁路物流系统主要是从调度管理的角 度考虑，缺乏对物流运输过程的控制。而计算机联锁系统可以物流的整个运输 过程控制，实现了企业铁路机车运输的自动化调度，使得企业铁路运输物流成 为一个整体，实现了铁路物流系统和计算机联锁系统的有机结合。从而为企业 铁路物流运输的自动化奠定了基础，为企业铁路物流的自动跟踪管理提供了必 要前提条件。 2 2 自动识别技术 自动识别技术是以计算机和通信技术的发展为基础的综合性科学技术，它 是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，归根到底，自动识 别技术是一种高度自动化的信息或者数据采集技术。自动识别技术近几十年在 全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条磁卡技术、 i c 卡技术、光学字符识别、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、 磁、物理、机电、通信技术为一体的高新技术学科。目前应用最广泛的自动识别 技术大致可以分为两个方面n 砌：光学技术和无线电技术。 一般来讲，在一个信息系统中，数据的采集( 识别) 完成了系统的原始数据 的采集工作，解决了人工数据输入的速度慢、误码率高、劳动强度大、工作简 单重复性高等问题，为计算机信息处理提供了快速、准确地进行数据采集输入 的有效手段，因此，自动识别技术作为一种革命性的高新技术，正迅速为人们 所接受。自动识别系统通过中间件或者接口( 包括软件的和硬件的) 将数据传输 给后台处理计算机，由计算机对所采集到的数据进行处理或者加工，最终形成 对人们有用的信息。在有的场合，中间件本身就具有数据处理的功能。中间件 还可以支持单一系统不同的协议的产品的工作。 2 2 1 车号自动识别系统 在铁路物流自动跟踪信息系统中，车号自动识别系统采用的是无源微波反 射调制自动识别技术。它主要包含三个部分：( 1 ) 电子标签；( 2 ) 电子标签读 出装置；( 3 ) 计算机通讯系统。其中电子标签含有车辆的标识信息( 车号车次 等信息) ，是自动跟踪系统需要读取的数据信息，电子标签读出装备对电子标签 上的信息进行读取，然后通过通讯模块传递给计算机信息系统，计算机信息系 统通过系统软件把具体数据存储到数据库中以备查询。车号自动识别流程如图 2 2 所示。 图2 2 车号自动识别流程图 2 2 2 车号自动识别系统在跟踪系统中作用 企业铁路物流自动跟踪信息系统主要包含三个方面的信息n 。( 1 ) 物流初 始化信息：( 2 ) 企业内部铁路运输物流变化信息；( 3 ) 企业外部铁路运输物流 变化信息。物流初始化信息容易得到，企业内部铁路运输物流变化信息可以结 合计算机连锁技术进行软件实现。关键是当有车辆进站时，出现企业内外部铁 路运输物流变化信息，这时必须要用到车号自动识别技术记录相关车辆的必要 信息才能实现对车辆的自动跟踪。车号自动识别系统在企业铁路物流自动跟踪 信息系统中具体有以下几个方面的作用：( 1 ) 实现对进出车辆的实时追踪，提 供准确、实时的连贯性信息。( 2 ) 准确、实时地车辆进行出入统计( 包括车号、 车种、车型、过车时间、上下行等) 。( 3 ) 能实时将各个作业区的相互中转信 息( 时间、车数、车辆流向) 进行相互预报，提示作业区合理安排线路，减少接 发列车的等待时间，减少单向运输和机力浪费。( 4 ) 是运输资产现代化经营管 理的好帮手( 如车辆使用情况、货车履历、检修统计、各类车辆分布、调度、产 权管理、货车运行安全状况等) 。 车辆的流动是为了运输各种具体的货物，因此在车辆进站的时候，在进行 车号识别的同时往往伴随着货票录入的数据信息。货票是铁路运输的主要票据 之一，它贯穿于整个货物运送整个过程，其发送过程n 引为：计划寸受理专制票 9 一装车专取车一编组- - 列车出发。到达过程为：接收到达确保一列车到达_ 列 车解体一送车一卸车一达到交付。可见，货票是货流货物分析、运输统计、财 务管理、基础信息，也是运输调度指挥作业不可缺少的基础依据n 叫。也是进行 货物信息自动跟踪的基础。货票系统实现对货票和清单的管理，为整个铁路物 流跟踪系统提供正确、完整的货票和清单信息。 2 3 集群通信技术 2 3 1 集群通信技术系统 传统移动通信系统是指具有专有信道，应用于某一部门或行业或的以调度 指挥为目的的移动通信系统。由于信道一旦选定，在用户退出前会一直占用信 道，因此该通讯系统的利用率很低，通信质量不高。为解决移动通信系统中存 在的不足，人们研发了高层次的专用业务移动通信系统一集群通信系统。 集群通信系统属于专用业务通信系统，是在给定业务范围内，为特定单位服务 的专用通信系统。系统所具有的全部可用信道可为系统的全体用户共用，具有 自动选择信道功能。集群系统通过频率共用较好地解决了频率资源严重不足而 用户独占频率又造成频率资源极大浪费这一矛盾，集群系统是共享资源、分担 费用、共享信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度系统。与常规通信系统 相比，集群系统采用频道共用技术，使原来专用通信网独立使用频率的状况改变为， 指配一组频道 5 个、i 0 个、1 5 个或2 0 个) 分配给若干个专业网共同使用信道虽然共用， 但仍保留专业网的各自独立性，系统内各专业网的业务互不影响n4 1 。目前比较先进 的是采用多信道共用，这就是所谓的集群式系统( t r u n k i n gs y s t e m ) 。其基本思 想是让基站有多个共用信道，其中有用于控制与管理的控制信道。通过控制信 道，移动交换控制中心可对共用信道及业务实行统一规划与集中管理，达到使 用户共享多信道、共用覆盖区、共享通信业务、降低费用的目的。集群通信系 统中一个基站有多个共用信道，受控制中心控制。基站共有多部收、发信机， 提供多个信道，其中一个可为控制信道，控制信道用于信令传递，为用户选择 空闲信道和完成接续任务。通常，移动用户总是在接收状态，处在控制信道上 等候，一旦收到信令，就转入指定的空闲信道进行通话 集群通信系统的特点为u 副： ( 1 ) 共用设施：由于频率共用，就有可能将各家分建的控制中心和基地台 等设施集中管理； ( 2 ) 共用频率：将原分配给各部门的少量专用频率集中管理，供各家共同 使用； ( 3 ) 共享覆盖区：可将各家邻接覆盖的网络互联起来，从而形成更大的覆 盖区域； ( 4 ) 共享通信业务：除可进行正常的通信业务外，还可以有组织地发布共 同关心的一些信息； ( 5 ) 改善服务：共建网络，信道利用可调剂余缺，共同建网时总信道数所 1 0 能支持的总用户数，要比分散建网时分散到各网的信道所能支持的用户总和要 大得多，因此也能改善服务质量，集中建网还能加强管理和维护，因而可以提 高服务的等级，增强系统功能； ( 6 ) 共同分担费用：共同建网肯定比各自建网费用要低，机房、电源、天 线塔和天馈线等都可共用，有线中继线的申请开设和统一管理也比较方便。 2 3 2 集群通信在铁路物流信息系统中的应用 在铁路物流运输的过程中，各种工种以各自调度为核心组织作业。在协调 作业的过程中，话务中心的话务量都十分庞大，对话时间持续时间也往往很长， 且这些数据必须实时、可靠。根据上面分析集群通讯特点，可以看出集群通信 系统能满足铁路物流运输中的群体对话要求。在铁路物流运输过程中，集群通 信技术有以下几个方面应用n 副： 集群通信系统可以进行群体共享通信，将通信频率进行共用，还可设定通 信的优先级；从而在实现无线移动通信系统功能的同时，解决无线列调通信中 存在的问题。比无线列调系统更加完善。 ( 1 ) 调度通信。集群通信系统可以进行群体共享通信，将通信频率进行共 用，还可设定通信的优先级；从而在实现无线移动通信系统功能的同时，解决 无线列调通信中存在的问题。比无线列调系统更加完善。 ( 2 ) 区间移动通信。移动用户通过基站的转发，可实现通信区间组内的通 信，还可以用软件设置选呼、组呼、选群呼，越区通信和漫游通信等，因此， 集群系统可解决区间内移动人员的通信问题。并且通过控制中心交换机还可以 与有线网络用户的通信。 ( 3 ) 数据传输。集群通信系统由于共享控制信道，可以将各种数据信息实 时地发送到铁路列车调度中心，从而使调度中心能够随时了解到车辆的位置， 速度等各种情况。在通信间隙还可以传输诸如风压，温度以及列车的各种运行 状态。同时它还可以与铁路t i m s ，d i m s 等数据网相结合，作为数据网中的数据 通路使用等等。 ( 4 ) 站场通信，出于铁路系统自身的特点，在某一单基站的范围内( 如一 个大的编组场) 可能会集中许多用户，他们不需要和其他基站内的用户通信，而 只对本地基站范围内的用户有通信要求。因此通过集群系统，就可将这个基站 的某几个信道设定为单基站的信道，供基站内的用户使用。其控制方式可以采 用分散和随路信号两种方式。另外，根据集群系统可以迸行频率复用的特点， 利用几个有限的信道可以解决若干组通信的要求。 总之，集群通信系统应用在企业铁路运输调度中可以实现铁路物流运输 调度中的语音传输和调度作业计划数据传输，从而为实现企业铁路物流自动跟 踪信息系统起到很大一部分作用。 2 4 本章小结 本章首先介绍了对铁路物流自动跟踪系统的起到关键作用的基础技术。包 括h j 0 4 a 铁路信号计算机连锁技术，车号