（计算机应用技术专业论文）鞍钢铁运公司灵山现车管理系统的设计与实现.pdf

鞍山科技大学硕士论文 摘要 摘要 鞍钢铁路运输公司是鞍钢集团直属大型物流企业，公司主要承担鞍钢原燃材 料输入、产成品输出及部分主体厂矿工序链接任务，同时也为市政部分单位提供 运输服务，是鞍钢生产工艺的重要组成部分。公司始建于1 9 4 8 年，历经5 7 年发 展，为鞍钢的发展做出了巨大贡献。公司下设运输总站、机车厂、电务修建公司 三个厂级单位，机关分设生产经营处、设备处、办公室、党委工作部、物资行政 处、劳资教育处和工会等7 个职能处室，为直线职能部门制组织结构。公司在职 职工3 4 6 7 人，拥有固定资产原值1 21 5 亿元。 鞍钢铁路运输公司生产调度指挥系统涉及面广，系统结构复杂，存在着信息 采集点多、现场作业信息动态变化情况频繁及现场作业情况复杂，其主要业务分 为行车调度和货运调度两大部分，分布在各车站和各个作业区中，总站负责全公 司的宏观调控。本系统采用分布式设计，主要运用组件、网络通讯、n e tr e m o t i n g 和w e b 服务等关键技术，满足了系统对实时性，灵活性，信息的准确性，使用方 便性的要求。彻底地改变了工作人员劳动强度高、信息收集实时性差、信息处理 手段落后不及时、系统资源的配置和使用不尽合理得不到应有的优化等落后状态。 关键字：铁路运输，车辆调度，组件，x m l 鞍山科技大学硕士论文 a b s t r a c t a b s t r a c t t h e r a i l a g ec o m p a n yo fa n s h a ni r o n & s t e e lg r o u pc o r p o r a t i o ni sas u p e rl a r g e s t a t e o w n e dm a t e r i a l c i r c u l a t i n ge n t e r p r i s e t h er a w a n d p r o c e s s e d m a t e r i a l s i m p o r t i n g ，t h em a n u f a c t u r e dg o o d se x p o r t i n g ，a n dt h el i n k i n gb e t w e e nt h ew o r k i n g p r o c e d u r eo fs u b c o m p a n y si st h ep r i m a r yt a s ko ft h ec o m p a n y m e a n w h i l et h er a i l a g e c o m p a n yp r o v i d e st r a n s p o r t a t i o ns e r v i n g sf o rt h em u n i c i p a lu n i t sa l s o i ti st h em o s t i m p o r t a n td e p a r t m e n to fa n s h a ni r o n & s t e e lg r o u pc o r p o r a t i o n t h em i l a g ec o m p a n y h a sm a d et r e m e n d o u sc o n t r i b u t i o n st ot h ed e v e l o p m e n to fa n s h a r ri r o n & s t e e lg r o u p c o r p o r a t i o ns i n c e1 9 4 8w h i c h i tw a se s t a b l i s h e di n t h em a j o rt r a n s p o r t i n gs t a t i o n ，t h e l o c o m o t i v ef a c t o r ya n dt h ee l e c t r i c i t yw o r kc o m p a n ya r et h ec e n t r a ld e p a r t m e n to ft h e r a i l a g ec o m p a n y t h eo r g a n o ft h ec o m p a n yw a sd i v i d ei n t o p r o d u c t i o na n d d i s t r i b u t a t i o n ，t h ee q u i p m e n t ，t h eb u r e a u x ，t h es u b s t a n c e ，t h el a b o u ra n dc a p i t a la n d l a b o u ru n i o n t h er a i l a g ec o m p a n yh a s3 4 6 7e m p l o y e e sa n d1 2 1 5h u n d r e dm i l l i o n f i x e da s s e t s t h ep r o d u c t i o n & a t t e m p e r i n gc o m m a n ds y s t e mo ft h er a i l a g ec o m p a n y , a i s c i n v o l v e dv o l u m es e g m e n t ，i th a sac o m p l e xs y s t e ms t r u c t u r e ，a n dl o t so fi n f o r m a t i o n g a t h e rp o i n t s + t h ed y n a m i ci n f o r m a t i o ni sv a r i e t ya n dw o r k i n gs i t u a t i o nc o m p l e x i t y t h em a j o ro p e r a t i o ni sv e h i c l ea t t e m p e r i n ga n dg o o d sa t t e m p e f i n g t h ej o bd i s t r i b u t e d i ns t a t i o n sa n dw o r ka r e a s t h ep r i m a r ys t a t i o nt a k ec h a r g eo ft h em a c r o s c o p i c a l d o m i n a t a t i o n t h e p r o d u c t i o n & a t t e m p e r i n g c o m m a n d s y s t e m o ft h e r a i l a g e c o m p a n y ，a i s ca p p l i e dt h ed i s t r i b u t e dp r o g r a m m i n g t h ec o m p o n e n t ，n e t w o r k i n g c o m m u n i c a t i o na n d n e tr e m o t i n g 、w e bs e r v i c e sa r et h em a i nt e c h n o l o g yi nt h e s y s t e m r e a lt i m e ，a g i l i t y , n i c e t ya n dc o n v e n i e n c ea r et h et r a i to ft h es y s t e m i t t r a n s f o r m e dt h es t a t u sw h i c hh a di n t e n s i t yw o r k i n g ，l o we f f i c i e n c yo fi n f o r m a t i o n c o l l e c t i o na n du n e n l i g h t e n e di n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ，u n r e a s o n a b l ee m p l o y i n go f r e s o u r c et oa o p t i m i z es t a t u s k e y w o r d s ： r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n ，v e h i c l ea t t e m p e r i n g ，c o m p o n e n t ， x m l 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 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 获得鞍山科技大学或其它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 的说明并表示了谢意。 签名：i 蔓丝缉日期：丝丝! 岁 关于论文使用授权的说明 本人完全了解鞍山科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以 公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：i 星塑军导师签名：圣遗迹一日期：翌兰：梦 鞍山科技大学硕士论文第一章引言 1 1 项目背景 第一章引言 鞍钢铁路运输公司是鞍钢集团直属大型物流企业，公司主要承担鞍钢原燃材 料输入、产成品输出及部分主体厂矿工序链接任务，同时也为市政部分单位提供 运输服务，是鞍钢生产工艺的重要组成部分。公司始建于1 9 4 8 年，历经5 7 年发 展，为鞍钢的发展做出了巨大贡献。公司下设运输总站、机车厂、电务修建公司 三个厂级单位，机关分设生产经营处、设备处、办公室、党委工作部、物资行政 处、劳资教育处和工会等7 个职能处室，为直线职能部门制组织结构。公司在职 职工3 4 6 7 人，拥有固定资产原值1 2 1 5 亿元。 公司主厂区位于鞍钢东南，建国路西侧，厂区占地面积4 0 余平方公里。所属 运输总站为货运行车组织实体，为鞍钢和市政1 3 0 多个工矿企业服务；机车厂主 要为铁路运输生产提供牵引动力和车辆等设备，同时具备电力机车、内燃机车大 中修能力；电务修建公司是公司电力、电路、通讯、信号设备的维护、检修单位， 具有三级铁路电务工程施工能力。 鞍钢铁路运输公司生产调度指挥系统涉及面广，系统结构复杂，存在着信息 采集点多、现场作业信息动态变化情况及现场作业情况极为复杂，使得现行的人 工处理系统处于工作人员劳动强度高、信息收集实时性差( 依靠人工电话方式) 、 信息处理手段落后( 手工绘制各种图表且所绘制的图表不直观不易解读) 不及时 ( 采用三小时推算方式，实时性差) 、系统资源的配置和使用不尽合理得不到应有 的优化等落后状态。 鞍钢铁运公司运输部现有7 个车站，包括灵山站、立山站、北部站、南部站、 耐火站、西部站、东鞍山站等，各车站共辖有7 0 多个作业区，目前管理方式为三 级调度指挥管理，即部调度室、车站调度室、车站作业区调度室。 其主要业务分为行车调度和货运调度两大部分，分布在各车站和各个作业区 中，总站负责全公司的宏观调控。 目前的作业方式是手工作业，手工绘制各类作业图表；所有作业信息的传递 均通过电话和随机车运行传递的方式进行。这使得作业图表绘制量大，信息量不 够充分，解读图表困难，信息传递的速度太慢，出错率高。加大劳动强度，使得 调度人员难以把精力集中到研究如何提高工作效率上来，信息化势在必行。 鞍山科技大学硕士论文 第一章引言 1 2 本文的主要研究工作 本文的主要工作在于以下几个方面： 首先，通过查阅资料，阅读有关的文献和书籍对组件技术和分布式程序设计 作了全方位的了解和研究。通过做各种小型实验和编写不同组件应用形式的代码 掌握了分布式程序设计的规范和技巧。 由于业务逻辑部分涉及到铁路作业的专业知识，所以查阅了大量相关专业文 献和书籍，深入现场调研并和工作人员交流，了解掌握了铁路作业的相关内容和规 范，对原有系统做了全面了解。 其次，在深入调查研究，阅读专业文献，研究和分析现有相关算法的基础上，提 出了一个全新的优化车辆编组的算法，并给与了证明。该算法主要解决了编组厂车 辆成组选编的优化问题，彻底地丢弃了以往的依靠工作人员经验的人工编组方法。 该算法被封装在系统的调车作业组件中，并在实际工作中取得了良好的效果，本文 第六章详细地讨论了这个算法，是本文的一个重点之一。 通过现场调研，深入的分析和研究该系统的主要功能与业务范围，找到原有 系统存在的问题，提出新的解决方案，建立系统的总体框架，并着重进行了灵山站 部分的设计工作。在灵山站部分的设计中应用到c o m + 、w e b s e r v i c e s 、) 凸几、n e t r e m o t i n g 和w i n d o w s 服务等技术，并用u m l 对组件模型进行了设计，这是本文的又 一个重点章节。 1 3 本文的组织结构 本文共有六个章节 第一章引言。介绍了项目背景和主要进行的研究工作。 第二章关于分布式系统。介绍分布式的历史和现状。 第三章系统分析。提出愿系统存在的问题，新系统的目标，新系统的信息需求 分析和功能需求分析。 第四章系统设计。以灵山站为例，详细讨论了系统的设计。 第五章系统实现。简要的介绍了系统的编码过程和部署工作。 第六章详细讨论了本文提出的车辆编组的优化算法。 最后对本文的工作做以总结和展望，提出未来的研究方向。 鞍山科技大学硕士论文 第二章关于分布式系统 第二章关于分布式系统 2 1 分布式系统的历史和现状 分布式编程的历史可以划分为几个阶段：集中式计算、两层的客户机服务器 体系结构、3 层和n 层客户机服务器体系结构、w e b 体系结构等等。 2 1 1 集中式计算 早期，应用程序是围绕一个中心大型主机建立的。大型主机的特点是庞大、 昂贵和专用。大型主机管理和控制应用程序的所有方面，包括业务处理、数据处 理和屏幕显示。使用者一般通过只有一个屏幕、一个键盘和一根主机连接线的“哑 终端”与主机的应用程序进行交互。：因为终端没有处理能力，任何事都需要依靠主 机来做，包括终端显示。用户界面是基于字符的简单屏幕，在许多情况下，需要对使 用者进行几周的培训才能使其熟练使用用户界面。集中式计算具有部署方面的优 势，但确有很多的问题： 一台计算机中进行全部的处理：包括数据访问、业务逻辑和表示逻辑。 单片机的应用程序由于它们的绝对尺寸而非常难于维护。 专用特性使得它们非常难于集成其他应用程序。 2 1 2 两层的客户机服务器体系结构 随着硬件越来越便宜，为用户提供个人计算机变得切实可行，这些个人计算 机要比哑终端更强大。实际上，早期的p c 具有足够的能力处理所有或者至少是 大部分的负载。最重要的是，这些p c 能够为用户提供图形用户界面，它比哑终 端中基于文本的界面更加直观。客户机服务器模型的所有形式都尝试利用p c 的 计算能力，即部分负载被分布到p c 上。这样就清除了大型主机上的处理循环， 同时为用户提供了一个更具有美感和直观的界面，而且还可以显著地减少用户的 培训费用。 早期的客户机服务器系统是两层的。在这个体系结构中，处理被分散在两台 机器上：客户机和服务器。客户机一般用来执行表示逻辑和业务逻辑，而服务器 则提供对数据的访问。服务器通常专用于运行一个关系型数据库管理系统。在客 户端上利用类似于v i s u a lb a s i c 的开发工具开发w i n d o w s 的用户接口。 8 0 年代后期到9 0 年代初，两层体系结构很是受欢迎，各大公司也争先采尉， 鞍山科技大学硕士论文 第二章关于分布武系统 它花费不高，并且可以快速地构建应用程序。然而不久，业界就发现了这种体系 结构的缺点： 随着系统的发展，它在客户机上将业务逻辑和表示逻辑混合在一起，这为 维护带来难以想象的难度。 根据相关的纪录，对业务逻辑和表示逻辑的更新必须被部署到整个用户 群。这包括数以千计的雇员计算机。除了部署应用程序的更新，同时也必 须考虑到数据库驱动程序、网络堆栈和其他第三方组件的更新。一般而言， 部署是一项消耗大量时间和金钱的工作。 如果应用程序从几个数据源访问数据，那就需要特定的客户逻辑。这进一 步使前面的问题更复杂。 客户机不可能共享诸如数据库连接等稀有的资源，两层体系结构的客户机 一般会提前打开连接，并且在会话的持续时间内将一直保持连接。 2 1 33 层和n 层客户机8 1 # 务器体系结构 任何问题都可以用其他间接的方法来解决，9 0 年代这个思想应用在两层体系 结构中，由于采用了其他间接的方法，这种新体系结构被称为3 层体系结构。在 3 层体系结构的计算中，业务逻辑变得最为重要。业务逻辑最低限度也会与表示 层和数据层在逻辑上分离，大多数情况下，它会被分离出来，并且驻留在称为应 用服务器的指定服务器上。如果应用服务器作为业务逻辑的主机，那么许多客户 机就能够连接到应用服务器，并且共享业务逻辑。 n 层架构的定义：由3 层或更多层体系结构构成的分布式设计 优点： 客户机不包含业务逻辑，所以很简洁，部署和维护很容易。 客户机与数据库细节相分离 促进了应用层的严格划分，并使各层通过定义好的接口进行通讯。 能够水平伸缩。 应用服务器能将稀有的企业资源放入缓冲池中，这样可以在多个客户机 上共享他们。 2 1 4w e b 体系结构 自从9 0 年代中期以来，w e b 在分布式编程中扮演关键性角色。w e b 服务器能 够驻留服务器端的业务逻辑、访问数据库、验证安全性、验证安全证书和集成事 鞍山科技大学硕士论文 第二章关于分布式系统 务流控制。在这种结构中，表示逻辑、业务逻辑和数据逻辑都位于服务器端。在 这方面，它类似于集中式模型，因此，w e b 体系结构具有n 层的所有优点，并且 还具有集中式模型中客户端容易部署的优点。但是w e b 应用程序上的负载是不可 预测的，它可能为几个或是数千个并发应用服务，这就使为公共使用而设计的 w c b 应用程序中需要为可伸缩性赋予更高的优先级。而要获得这种级别的可伸缩 性必须进行精心的设计。 2 1 5w i n d o w s 与分布式 微软在分布式的启蒙时期有两个标志性的变化。第一个变化是趋向于基于组件 的编程，一个单层应用程序分解为几个协同工作的小型二进制组件。微软完善了 o l e 并创建了组件对象模型；c c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，c o m ) 。c o m 本身是一个规 范，利用自bi i 建符合c o m 规范的二进制图像的语言，开发人员可以编写i c o m 组件。 使用不同语言编写的c o m 对象在理论上是能过相互操作的。当微软投向服务器市 场时，它对c o m 进行了扩展。从而产生了分布式c o m ( d c o m ) ，d c o m 提供了c o m 组 件在网络上协同操作时所需的基础结构，使得这些组件就像在同一台机器上一样。 第二个有意义的变化是w e b 的出现。微软使用一系列的“a c t i v e ”技术出击w e b 领域，a c t i v e x 控件，a c t i v e x 文档，活动服务器页面( a s p ) 和活动数据对象( a d o ) 。 所有的这些技术是以这样或者那样的方式从c o m 中衍生出来或依赖于c o m 的。 当前的n e t 技术被微软看成是c o m 的一种发展，c o m 和n e t 都有共同的目标， 只是n e t 做得更好。 语言独立性：可以使用任何支持通用语言规范( c o m m o nl a n g u a g e s p e c i f i c a t i o n ) 的语言来构建n e t 应用程序。 组件协作性：n e t 组件共享一个公共类型系统，因此，n e t 可以在组件间获 得几乎是无缝的协同工作性，。而不用考虑语言的实现。 + 位置透明性：访问本地( 进程内) 对象的代码与访问远程( 进程外) 对象的 代码可以相同。具体的细节通过配置来处理。 健壮的版本控制：n e t 提供并加强了一种灵活且健壮的版本控制方法，避免 了d l l 带来的问题。 2 1 6 雕n e t 平台构建分布式应用的优势 随着计算机技术的不断发展，现代企业面临的环境越来越复杂，其信息系统 大多数为多平台、多系统的复杂系统。这就要求现在的企业界解决方案具有广泛 鞍山科技大学硕士论文 第二章关于分布式系统 的兼容能力，可以支持不同的系统平台、数据格式和多种连接方式，在i n t e r n e t 环境下，实现系统是松散耦合的，跨平台的，与语言无关的，与特定接口无关的， 而且要提供对w e b 应用程序的可靠访问。 n e t 提供的公共语言运行库( c l r ，c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ) 、w e b 服务以 及远程处理机制大大简化了分布式应用开发的过程，所有的分布式对象能够让远 程看上去好像是本地的。 公共语言运行库的支持：n e t 平台提供的公共语言运行库( c l r ) 是设计对象 能够跨语言交互的组件和应用程序变得很容易，用不同语言编写的对象可以相互 通信，并且它们的行为可以紧密集成。这种跨语言集成之所以成为可能，是因为 针对运行库的语言编译器和工具的使用由运行库定义的通用类型系统，而且它们 遵循运行库关于定义新类型以及创建、使用、保持和绑定到类型的规则。 程序集简化了应用程序的部署：n e t 平台的程序集简化了应用程序部署并解 决在基于组件的应用程序中可能出现的版本控制问题。使用程序集开发中的很多 问题得以解决，程序集不是依赖于注册表项的自述组件，所以程序集使无相互影 响的应用程序安装成为可能。程序集还简化了应用程序的卸载和复制操作。 从安全性考虑：n e t 框架提供生成、部署、维护、和运行应用程序的最佳平 台，并能解决至关重要的安全性和保密性方面的问题。尝试访问受保护资源时， 将检查调用链中所有代码的权限，以确保他们是授权的访问。 统一数据库接口访问a d o n e t ：a d o n e t 数据库访问技术实现了具有断开式数 据结构，与x m l 紧密集成，能够组合来自多个不同数据源的数据的通用数据表示 形式，以及具有为数据库交互而优化的功能。a d o n e t 是一组向n e t 程序员公开 数据访问服务的类，为创建分布式数据共享应用程序提供了丰富的组件。包括对 关系数据、x m l 和应用程序数据的访问，创建由应用程序、工具、语言或i n t e r n e t 浏览器使用的前端数据库客户端和中间层业务对象。 跨平台的w e b 服务技术：w e b 服务是创建可互操作的分布式应用程序的新平 台。w e b 服务的主要目标是跨平台的可互操作性。为了达到这一目标，w e b 服务是 完全基于x 扎及x s d 等独立于平台，独立于软件供应商的标准的。w e b 服务在应 用程序跨平台和跨网络进行通信的时候是非常有用的。w e b 服务适用于应用程序 集成、b 2 b 集成、代码和数据重用，以及通过w e b 进行客户端和服务器的通信的 场合。 n e t 远程处理技术：通过n e t 远程处理，客户端应用程序可以使用同一台计 算机上的进程中的对象，还可以使用n e t 远程处理与同一进程中的其他应用程序 域进行通信。n e t 远程处理为进程间通信提供了一种抽象的方法，它将可远程处 6 鞍山科技大学硕士论文 第二章关于分布式系统 理的对象与特定的服务器和客户端进程以及特定的通信机制隔离开来。灵活且容 易自定义，可以用一种通信协议替换另一种通信协议，或者用一种序列化格式替换 另一种序列化格式，而不用重新编译客户端或服务器。此外，远程处理系统假定没 有特别的应用程序模型。可以从w e b 应用程序，控制台应用程序，w i n d o w s 服务，即 几乎可以从希望使用的任何程序中进行通信。远程处理服务器也可以是任何类型 的可执行应用程序。任何应用程序都可以承载远程处理对象，从而将其服务提供给 它的计算机或网络上的任何客户端。 2 2 关于分布式和组件 分布式编程的特点是让几个物理生独立的组件作为一个单独的系统协同工 作【3 】。物理上独立的组件可能指多个c p u ，或者更普遍的是指网络中的多台计算 机。各台计算机“以并行方式协同工作”。 组件设计的目标就是管理日益增加的复杂的应用程序和重用代码。组件是被 封装成单独的二进制单元且可复用的自描述程序，并可以通过属性、方法和事件 进行访问口】。组件对象模型有面向对象的编程，松耦合，稳定的版本转换，位置透明 性，语言无关性等特点【3 】。 基于组件应用程序的体系结构从根本上与传统的单一大模块应用程序的结 构不同。单一的大模块解决方法提供了固定的功能。从另一个角度考虑，程序几 乎不可能为每一个客户端程序进行定制。客户端的改变只能在下一版本中实现。 而且这种方法限制了第三方的附加或增强模块。基于组件的解决方法围绕着一组 独立的，提供所需功能的组件设计。每一个组件都是独立的，每个设计人员仅仅需 要控制他正在编写的组件的复杂性，一个组件的内部对另一个组件的内部没有影 响。并且，因为每个组件是独立的，所以可以用任何合适的语言编写，只要组件保持 二进制的兼容。 由此可见，分布式和组件技术的结合是必然的，分布式利用组件的自我封装 性来达到松散耦合的目的，组件结合分布式的设计来增强系统的灵活性和可维护 性。开发分布式应用程序的五个原则【3 】： 1 保守分布 这个原则基于计算中一个简单且不可否认的事实：调用不同进程上对象的 方法要比调用进程内对象的方法慢数百倍。 2 本地化相关内容： 如果决定分布全部或部分业务逻辑，那么应当保证经常交互的组件被放置 鞍山科技大学硕士论文 第二章关于分布式系统 在一起，即本地化相关内容。 3 使用粗力度接口 粗力度接口将避免频繁的跨网络调用，对于访问量突然变大，以至于需要 扩充容量满足新用户的访问时，后者会提供更多的保护 4 优先使用无状态对象 无状态对象是能够在方法调用之间被安全创建和销毁的对象p i 。有两个原因 可说明有状态对象对于可伸缩性具有负面的影响。首先，有状态对象通常 会在服务器上存在很长一段时间。其次，有状态对象是耗费稀有资源的真 正罪魁祸首。 5 接口编程 接口编程保证了在接口不变的情况下升级服务内部实现机制的灵活性。 鞍山科技大学硕士论文 第三章系统分析 3 1 原系统存在的问题 第三章。系统分栀 由于鞍钢铁路运输生产调度指挥系统涉及面广，系统结构复杂，存在着信息 采集点多、现场作业信息动态变化情况及现场作业情况极为复杂，使得现行的人 工处理系统处于工作人员劳动强度高、信息收集实时性差( 依靠人工电话方式) 、 信息处理手段落后( 手工绘制各种图表且所绘制的图表不直观不易解读) 不及时 ( 采用三小时推算方式，实时性差) 、系统资源的配置和使用不尽合理得不到应有 的优化等落后状态。 鞍钢铁运公司运输部现有7 个车站，包括灵山站、立山站、北部站、南部站、 耐火站、西部站、东鞍山站等，各车站共辖有7 0 多个作业区，目前管理方式为三 级调度指挥管理，即部调度室、车站调度室、车站作业区调度室。 其主要业务分为行车调度和货运调度两大部分，分布在各车站和各个作业区 中，总站负责全公司的宏观调控。 目前的作业方式是手工作业，手工绘制各类作业图表：所有作业信息的传递 均通过电话和随机车运行传递的方式进行。这使得作业图表绘制量大，信息量不 够充分，解读图表困难，信息传递的速度太慢，出错率高。加大劳动强度，使得 调度人员难以把精力集中到研究如何提高工作效率上来。 3 2 系统目标 1 实现对铁运公司运输生产过程的实时监控和管理 以各车站和作业区为基础信息源点，实时收集、处理、交换和存储车流信息： 向各级车号员( 车站值班员) 、调度提供日常计划和调度指挥生产运输所需的各种 ：货车运行资料：对鞍钢厂内铁路车辆的状态和位置进行实时跟踪，详细记录车辆 货物的状态( 空重) 变化，停放位置变化，从而可以利用计算机实时查询车辆在 鞍钢厂内车站的位置j 状态和历史过程；动态掌握全厂小运转列车运行，站问车 辆交接，各站现车和装卸车运输生产活动： 同时对车辆到发量、装卸量、运输量、保有量、作业次数、停留时间以及运载的 货物进行分类统计管理，辅助各级调度指挥运输生产，编制日班计划，调整阶段 计划，并为领导及主要职能部门提供管理与决策信息。 2 、实现系统软件的环境数据化和环境无关化 9 鞍山科技大学硕士论文第三章系统分析 建立数据存储和应用软件的三级模式 由于鞍钢铁运公司运输环境的复杂性和运输生产业务过程的复杂性极高，为 了解决环境相关问题和将来系统环境变更问题，同时，也是为了降低开发成本， 提高系统的开发效率，故将其系统设计模式目标确定为三级模式。 其中，将应用软件划分为作业区模式、车站模式和总站模式等三级模式。其 数据结构也相应地确定为：总站模式、车站模式和作业区模式等三级模式。 为了便于对系统中数据库的维护和管理，降低系统开发和维护成本，建立集 中式数据库，在逻辑上将数据划分为多级模式。为整个系统提供数据服务。 实现环境数据化和程序环境无关化技术是实现这个系统的关键技术。 3 系统具有较高的实时性 克服人工系统的信息传递不及时，传递信息的信息量不足，及时反应系统状 态的变化过程，辅助领导决策，是这个项目的基本出发点之一。也是决定这个系 统是否能够成功的一个极为重要的因素。所以实时性必然是这个系统的设计目标 之一。 4 系统具有高度的可靠性 铁路运输生产指挥系统是一个十分复杂的系统，系统是否能够高效、可靠的 运行是使系统成功的一个关键问题。这个问题的可通过提高设备可靠性和软件架 构及使用当前最先进的软件技术两个方面来解决。 5 系统具有高度的可维护性 建立运输生产指挥系统是一个具有相当规模的系统工程，系统维护必然是建 设这个系统必不可少的重要环节，因此，系统的可维护性也是系统能够成功的重 要保障。 6 设计优良的。人性化的友好的人机界面 现代计算机系统中一个十分突出的特点就是都具有一个“友好”的人机界面， 其含义是“操作简捷方便”，“便于用户学习使用”。因此，本系统中，良好的人机 界面设计是这个系统能够成功的一个重要保障。也是系统成败的关键。 7 高度的可伸缩性 铁路运输生产指挥系统是一个环境相关程度极高的系统。从系统实施的观点 出发，为了便于系统的“分期分批”实现，系统必须具备具有“可局部运行性”。 从系统维护的观点出发，系统局部环境的变化也不应影响系统的正常运行。这就 要求系统必须具备高度的可伸缩性。 0 鞍山科技大学硕士论文第三章系统分析 3 3 目标系统信息需求分析 3 3 1 目标系统的基础信息需求分析 1 车站信息的管理i ：包括鞍钢铁运公司管辖的各车站及各个车站间关系的信息的管理。 车站( 车站编号车站名称) 车站间干线( 线路编号，发出车站编号，到达车站编号，线路长度) 小运转( 车次，发车车站作业区编号，到达车站作业区编号，应发车时间， 应到达时间) 2 外部车站信息的管理 与鞍钢铁运公司各车站有交接车作业的各个车站的信息的管理i 外部车站( 车站编号，车站名称) 交接车作业关泵( 车站编号，外部车站编号) 3 作业区信息的管理 鞍钢铁运公司各车站的各个作业区及各个作业区间关系信息的管理。 作业区( 作业区编号，作业区名称，车场个数，容纳总车数，其他属性) 作业区发出方向( 发出作业区编号，到达作业区编号，距离) 值班员? ( 人员编号，姓名) 4 各调车场、装卸场信息的管理 鞍钢铁运公司各车站的各个车场及各个车场问关系信息的管理。 车场( 车场，车场名称，线路数，容纳总车数，车场用途，其他属性) 车场用途：分为到达场、发出场、调车场、装车场、卸车场、装卸场等。 5 各调车线、装卸线信息的管理 鞍钢铁运公司各车站的各个调车线和装卸线信息的管理。 线路( 线路编号，线路名称，线路有效长度，容纳车数，现在车数，线路用途，方向 备注) 线路用途：装车线、卸车线、装卸线、调车线、解冻线、计量线等。 线路使用规则：除专用线外，所有调车线动态使用。 调车线的状态转换模型： 鞍山科技大学硕士论文第三章系统分析 图3 1 线路状态转换图 6 各用户单位信息管理 鞍钢铁运公司服务的各单位及其与铁运公司各车站之间关系信息的管理。 二级子公司( 二级公司编码，名称，备注) 单位( 单位编码，单位名称，备注) 单位与装卸线之间关系( 单位编码，线路编码、货物编码) 7 调度令信息 调度令( 调度令编码，调度令内容，签发人，发送时间，签收人) 8 预确报信息 预确报( 预确报编码，预确报内容，签发人，发送时间，签收人) 预确报内容( 列车编组顺序单，货票) 3 3 2 目标系统的作业信息需求分析 1 区内调车作业信息 调车作业记录( 调车作业编号，调车作业类型，车辆个数，开始时间，结束 时间，起始位置，终止位置，机车号，行车调度) 调车作业细则( 调车作业编号，车号，货票号) 区内调车： 作业内容：从一条线路调到另一条线路。 作业条件：列车解体，编组。执行特种作业，如：解冻作业和计量作业。 2 区间调车作业信息 调车作业记录( 调车作业编号，调车作业类型，车辆个数，开始时间，结束 时间，起始位置，终止位置，机车号，行车调度编号) 1 2 鞍山科技大学硕士论文第三章系统分析 调车作业细则( 调车作业编号，车号，货票曼) 作业内容：取送车作业。 作业条件：装卸车计划，排空车计划。 3 站间取送车作业信息 调车作业记录( 调车作业编号，调车作业类型，车辆个数，开始时间，结束 时间，起始位置，终止位置；机车号，行车调度编号) 调车作业细则( 调车作业编号，车号，货票号) 作业内容：小运转和站间取送车作业。 作业条件：列车运行图计划，排空车计划。 4 小运转作业信息： 调车作业记录( 车次编号，车辆个数，开始时间，结束时间，起始位置，终 止位置，机车号，行车调度编号，晚休原因) 调车作业细则( 调车作业编号，车号，堡噩呈) 作业内容：小运转和站间取送车作业。 作业条件：列车运行图计划，排空车计划。 5 交接车作业信息 调车作业记录( 调车作业编号，车辆个数，发出时间，到达时间，起始位置， 终止位置，机车号，发车方行车调度，接车方行车调度) 核对现车情况记录( 序号，预确报车号，实到车号) 6 与外部车站交接车作业信念 接入车作业记录( 发车车站，车次编号，车辆个数，到达时间，接入时问， 接入位置) 调车作业细则( 调车作业编号，车号，货票号) 作业内容：小运转和站间取送车作业。 作业条件：列车运行图计划，排空车计划。 7 装车作业信息 装车作业记录( 装车作业计划编号，托运单位， 达站，卸场，品名，标记载重，配到货位时间， 8 卸车作业信息 卸车作业记录( 卸车作业计划编号，托运单位， 达站，卸场，品名，标记载重，配到货位时间， 9 检车作业信息 车种，车号，发车站，装场，到 完成时间，货运员) 车种，车号，发车站，装场，到 完成时间，货运员) 检车作业记录( 检车作业计划编号，车站，车号，作业时间，检测结果，处理意 鞍山科技大学硕士论文第三章系统分析 见，列检员) 配车之前进行检车作业。 1 0 技检试风作业信息 技检试风作业记录( 检车作业计划编号，车站，车号，作业时间，检测结果，处 理意见，列检员) 开行小运转之前进行检车作业。 3 3 3 计划信息需求分析 1 路局月卸车计划 ( 收货单位，发车站，入口站，品名，计划数量) 2 路局月装车计划 ( 托运单位，发车站，出口站，品名。计划数量) 3 厂内月卸车计划厂内月装车计划 ( 收货单位，发车站，到达站，品名，计划数量) 4 炼钢系统月厂内保产成组固定车配备计划 ( 配属站，装卸场，品名，日运量，日装车，车种，组数，运用，配备，标记) 5 炼铁系统月厂内保产成组固定车配备计划 ( 配属站，装卸场，品名，日运量，日装车，车种，组数，运用，配备，标记) 6 月份技术指标分配表 ( 车站，车辆类型，运用车辆数，站停时间，作业次数，小运转正点率) 7 机车配备及其指标 ( 车站，火机，电机，内燃，机车台日牵引量) 8 车站日装车作业计划 ( 装车计划编号，计划日期，班别，车站，货运调度) ( 装车计划编号，托运单位，车种，装车线( 货位) ，发车站，到达站，品名，9 。 计划数量，配车数，完成数量，完成时间) 货票( 托运单位，车种，车号，发车站，装场，到达站，卸场，品名，标记载重， 配到货位时间，完成时间，货运员，签证) 1 0 车站日卸车作业计划 ( 卸车计划编号，日期，班别，车站，作业区，货运调度) ( 卸车计划编号，车场，装车线，品名，计划数量，货运员) ( 卸车计划编号，作业区，车号，开始时间，完成时间，是否完成，货运员) 1 4 鞍山科技大学硕士论文第三章系统分析 3 3 4 统计信息需求分析 1 运输量 铁路总运输量= 路局车运输量+ 厂内车运输量 路局车运输量= 到达( 卸) 车运输量+ 发出( 装) 车运输量 厂内车运输量：普通车( 装) 车运输量+ 专用车运输量+ 特种车运输量 铁路运量完成计划： 2 一次作业时间 壅堕塞堕堕堑量! 堕! 计划运输量( 吨) 1 0 0 局车一次作业时间：堕旦墨旦兰垄垒些璺壁宣主! ：盟( 小时) 路局运用车在企业作业总次数： 厂内普通车一次作业时间= 堕曩摹轰鼍掣( 小时) 装车数与卸车数均应扣除各站自轮车装( 卸) 车数。 3 周转时间 厂内普通车周转时间( 天) = 粤菩莩轰差鬻 厂内普通车总装车数：指企业在报告期内装车完了的总车数， 厂内普通车运用车。日数：指企业在报告期内运用车日累计数。运用车日为1 + 8 点 4 当时运用车数 当日运用车数= 在籍车数+ 租入车数+ 固定装运普通货物的冶金车数：一 出租车数一封存车数一备用车数一检修车数一其它专用车数( 辆) 5 机车台普通车日产量： 机车台日产量= 五董箦墨墓：著菩普竿詈l 酊 厂内普车车日产量= 乒鲁薯摹呈蓄萎言端 6 成品价值； a 、货运收入：运输量( 吨公里) x 单价。或者运输量( 吨) 单价 b 、客运收入：客运( 人公里) x 单价 c 、装卸收入：装卸量( 吨) x 单价 d 、自制设备大型工具价值，按已构成固定资产纳入财务账目者。 统计报告时间规定 运输任务统计报告时间采取十八点为一日结算时刻。即从昨日十八点零一分 起至本日十八点止。对各班任务结算均采取早六点至晚十八点或者晚十八点至早 六点为结算时间。 鞍山科技大学硕士论文 第三章系统分析 7 车辆属性 a 、货车按其资产所有权分为铁路车、厂内车及企业自备车三类。 铁路车：铁道部所属货车。 厂内车：运输部所属货车。 企业自备车：指公司所属的其它厂矿( 运输部除外) 及公司外各厂矿的自备 车，分别称为鞍钢自备和他厂自备。 b 、货车按使用分类 铁路车分为运用车和自轮用车。 路局运用车：在厂参加运营生产的所有铁路车。 自轮运转车：在厂的非运用路局车( 自备车及租用车) 。自轮运转车只统计运 输量，不统计工作量和停留时间。 c 、厂内货车按运用分为： r 运用车 厂 封存车 ， ，ij f 支配车弋非运用车弋 备用车 ； jf 过轨车 l检修车- i 厂修车 厂内货车li 租用车 l 工事车。站修车 l 1 非常车 l 清理车 非支配车l 防洪车 i 专用车 防空车事故车 其它占用车代客车 运用车：凡是参加运营生产，用以完成铁路运输任务，除烧结车、铁块车( 装 铁块时) 外的车辆均为运用车。 非运用车：指支配车中运用车以外的货车。其中包括： 封存车：指承担运输任务以外多余部分的车辆，经检查状态良好，封存在指 定的线路内，封存时问在一季度以上。如需动用封存车时，须经运输部主任批准， 即经批准动用，应按厂内普通运用车计算周转时间。 备用车：指承担由于生产和运输波动而增加的运量和完成临时任务以及替换 检修用的车辆。备用车辆必须是设备齐全，整备完好，停放在指定地点，随时可 以使用的车辆。备用车的备用或解除备用，必经运输部调度长或调度主任批准， 以命令下达之。 检修车：指定检到期、临时修理等技术状态不良的货车。其中包括站修车、 1 6 鞍山科技大学硕士论文第三章系统分析 厂修车、待修车、待报废车。 工事车：指我部机车、车辆、工务、电务等部门运送路用器材物资，固定运 佣不参加运营、不计算工作量及运输量的厂内货车。 清理车：凡货车内积累废物过多，经部调值班主任命令停止使用并在指定地 点进行清理的货车。 专用车：指冷却车装烧结矿、团矿等热体货物，铁块车装铁块时按专用车统 计，装其它货物时按普通车统计。 事故车：凡因发生行车或其它事故造成车辆本身不能运转，需回送检修的货 车。 代客车：根据调度命令，用以代替时代用客车而不计算工作量和运输量的普 通货车。 8 列车到发时刻一 一般列车：以列车全部进入车站，并停妥于指定到达线警冲标内的时刻为准。 列车出发时刻：列车出发后因故退回发站而再次发车时，则按一下情况处理： 退回前的出发闭塞手续仍然生效时，以前次出站时刻为准。 退回前的出发闭塞手续取消时，以新的出发时刻为准。 列车通过时刻：以列车机车( 推进时为最前位车辆) 驶过接车站运转室的时 刻；未设运转室的车站，以列车通过站调度室的时刻；如列车不通过站调度室时， 应以通过各区及车场指定人员驻在地之时刻为准。 9 。列车出入时刻 货车到达时刻( 接入) ：为编挂该货车的列车( 车列) 到达之同一时刻。 货车发出时刻( 消车) ：为编挂该货车的列车( 车列) 到达接车站的时刻，即 发车站货车出发( 消车) 与接车站货车到达( 接入) 应在同一时刻。 l o 。联轨站货车出入统计 为正确掌握路厂交返车数及统计在厂停留时间，灵山站、南部站除严格按路 厂货车交接协议办理外，还应做到： 建立各交接点的货车出入登记簿，按路局车或签证单进行登记，并报车站报 告员。车站报告员建立路厂货车出入登记簿，依交接员报告进行登记，于每三小