（计算机软件与理论专业论文）跨平台数据整合策略：铁路货运系统的综合应用.pdf

摘要本文从铁路货运信息的综合应用出发，论述了为什么要进行货运数据整合，怎样进行数据整合。随着铁路运输管理信息系统t m i s 建设的不断深入，数据的利用与传输就显得十分重要i 1 呼和浩特铁路局地处祖国北疆，肩负着发展和振兴内蒙古自治区经济的重任，在信息化建设的道路上也遇到了有关信息交换和传输的矛盾和困难，需要研究系列的策略、步骤和方法来解决数据整合问题。而现有的铁路货运系统是基于不同平台的系统，主要涉及确报系统、货票系统和车号自动识别系统三个子系统，彼此基本上是孤立的，资源无法共享，这种彼此孤立不能满足日益发展的铁路货运业务需求。因此必须利用相应的中间件技术来实现不同操作系统平台之间重要数据和信息的交换与传递，实现跨平台的数据整合。通过数据整合后的铁路货运信息系统，从总体上讲，对铁路减轻劳动强度，提高生产效率，促进现代化管理等方面有着重要的意义。本文首先从铁路业务及其相关技术的背景出发，详细讨论了如何利用已经有的系统，实现数据的综合应用。针对货物追踪、违流控制、十八点报告等应用难点提出了相应的整合策略，详细介绍了为实现跨平台、跨数据库整合策略所运用的中间件技术，特别是j 2 e e 开发平台和m q 消息中间件技术。探讨了呼和浩特铁路局货运系统基于c s 结构和基于b s 结构的不同整合方案。最后，通过o r a c l e 数据库的重构和m q 的使用，本文设计并实现了呼和浩特车站货运综合应用系统的部分数据整合以及确报、货票和车号自动识别三个系统在货物追踪方面的综合应用。这不但满足了车站的实际需求，而且产生了显著的经济和社会效益。关键词t m i sa t i s 确报货票货运综合应用中间件j 2 e ea b s t r a c tf r o mt h ep o i n to fv i e wo fc o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o no fr a i lf r e i g h tt r a n s p o r t ，t h et h e s i sd i s c u s s e sw h yd a t ai n t e g r a t i o no ff r e i g h tt r a n s p o r ti sm a d ea n dh o wt oi n t e g r a t e w i t ht h eo n g o i n gc o n s t r u c t i o no fr a i lt r a n s p o r tm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m( t m i s ) ，t h eu t i l i z a t i o na n dt r a n s p o r to fd a t aa r eb e c o m i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t s i t u a t e do i l t h en o r t hb o r d e ro f0 1 1 1 c o u n t r y , t h er a i l w a yb u r e a uo fh u h h o th a st h eg r e a tr e s p o n s i b i l i t yo fd e v e l o p i n ga n db r a c i n gu pt h ee c o n o m yo fi n n e rm o n g o l i a i nt h ep r o c e s so fi n f o r m a t i z a t i o nc o n s t r u c t i o n ，t l l e ya l s om e e tv a r i o u sb a r r i e r sa n dd i f f i c u l t i e si na s p e c t so fi n f o r m a t i o ne x c h a n g ea n dt r a n s p o r t s oi ti sn e c e s s a r yt or e s e a r c ha n dd e v e l o pas e r i e so fs t r a t e g i e s ，p r o c e d u r e sa n dm e t h o d st os o l v et h ep r o b l e mo fd a t ai n t e g r a t i o n h o w e v e r , t h ec u r r e n t l ya v a l l a b l er a i lf r e i g h tt r a n s p o r ts y s t e mi sb a s e do nd i f f i c u l tp l a t f o r m s ，w h i c hi n c l u d et h r e es y s t e m so fi d e n t i f y i n ga n dr e p o r t i n gs y s t e m ，f r e i g h tt i c k e ts y s t e ma n dt r a i nn u m b e ra u t o m a t i ci d e n t i f y i n gs y s t e m t h e s et h r e es y s t e m sa r eb a s i c a l l yi s o l a t e df r o me a c ho t h e ra n dt h e r ee x i s tn or e s o u r c es h a r i n g s u c hi s o l a t i o nc a n n o tm e e tt h eg r o w i n gb u s i n e s sr e q u i r e m e n t so fr a i lf r e i g h tt r a n s p o r ts oc o r r e s p o n d i n gm i d d l ew a r et e c h n o l o g i e sm u s tb eu t i l i z e dt or e a l i z ei m p o r t a n td a t aa n di n f o r m a t i o ne x c h a n g ea n dt r a n s p o r ta n dd a t ai n t e g r a t i o na m o n gd i f f e r e n tp l a t f o r m s g e n e r a l l ys p e a k i n g ，t h er e s u l t e dd a t a - i n t e g r a t e dr a i lf r e i g h tt r a n s p o r ti n f o r m a t i o ns y s t e mp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei na l l e v i a t i n gr a i l w a yl a b o ri m e n s i o n ，i m p r o v i n gp r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya n dp r o m o t i n gm o d e mm a n a g e m e n t t h et h e s i ss t a r t sf r o mt h eb a c k g r o u n d so fr a i lb u s i n e s sa n dr e l a t e dt e c h n o l o g i e s ，d i s c u s s e si nd e t a i lh o wt ou t i l i z ep r e s e n ts y s t e mt or e a l i z ec o m p r e h e n s i v ed a t aa p p l i c a t i o n c o r r e s p o n d i n gi n t e g r a t i o ns t r a t e g i e sa r ea d v a n c e di na l l u s i o nt of r e i g h tt r a c k i n g ，a b n o r m a lf r e i g h tf l o wc o n t r o l ，6 p md a i l yr e p o r te t e r e l a t e dm i d d l e w a r et e c h n o l o g i e sf o rr e a l i z i n gm u l t i - p l a t f o r ma n dm u l t i - d a t a b a s ei n t e g r a t i o nw i l lb ed e s c r i b e di nd e t a i l ，e s p e c i a l l yj 2 e ed e v e l o p i n gp l a t f o r ma n dm qm e s s a g em i d d l e w a r et e c h n o l o g i e s d i f f e r e n ti n t e g r a t i o ns c h e m e so fh u h h o tr a i lb u r e a uf r e i g h tt r a n s p o r ts y s t e mb a s i n go nc ss t r u c t u r ea n db ss t r u c t u r ea r ed i s c u s s e d i nt h ee n d ，t h r o u g hr e c o n s t r u c t i n go r a c l ed a t a b a s ea n du t i l i z i n gm q ，t h et h e s i sd e s i g n sa n dr e a l i z e sp a r t i 醴d a t ai n t e g r a t i o no fh u h h o tr a i lf r e i g h tc o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o ns y s t e m a tt h es a l l l et i m e ，i td e s i g n sa n dr e a l i z e st h ec o m p r e h e n s i v ea p p l i c a t i o no ft h et h r e es y s t e m so fi d e n t i f y i n ga n dr e p o r t i n g ，f r e i g h tt i c k e ta n df r e i g h tn u m b e ra u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o ni nt h ea s p e c to ff r e i g h tt r a c k i n g t l l i sn o to n l ym e e t st h ep r a c t i c a lr e q u i r e m e n t so ft h er a i ls t a t i o n sb u ta l s ob r i n g sf o r t ho b v i o u se c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s k e y w o r d s ：t m i sa t i sc o n s i s tf r e i g h tw a y b i l lf r e i g h tt r a n s p o r tm i d d l e w a r ej 2 e e引言引言随着我国经济的蓬勃发展，铁路运量大幅增长，进一步要求铁路运营管理从经验管理过渡到现代化管理。管理人员迫切需要有一个信息系统来获取及时、准确和完整的信息，以便用于决策支持。铁道部运输管理信息系统( t m i s ) 就是在这一背景下提出来的。目前，t m i s 建设的不断深入，数据的利用与传输就显得十分重要，现有的铁路货运系统是跨平台的系统。主要涉及t m i s 系统和“确报系统”、“货票系统”、“车号自动识别系统”等几个子系统，彼此基本上是独立的，这种独立不能满足日益发展的铁路货运业务需求。因此必须利用相应的中间件技术来实现应用系统在不同操作系统平台之间传递和交换重要的数据和信息，实现跨平台的数据整合。呼和浩特铁路局地处祖国北疆，肩负着发展和振兴内蒙古自治区经济的重任，在信息化建设的道路上也遇到了有关的信息交换和传输的矛盾和困难，需要研究一系列的策略、步骤和方法来解决数据整合问题。车站系统是t m i s 工程至关重要的一个组成部分，它是数据采集的信息源点，这也使得车站系统在铁路信息化过程中所占的地位越来越重要，在数据整合的基础上开发一套完整的车站货运信息系统对于提供铁路的现代化水平和管理水平有着十分重要的意义。下面是在这一背景下对相关问题的逐一讨论。第一章数据整合是铁路货运信息综合应用的需要第一章数据整合是铁路货运信息综合应用的需要1 1 什么是数据整合数据整合包括同一操作系统下不同数据库的数据整合和跨平台跨操作系统下的不同数据库的数据整合。也就是说，数据整合是对于分散异构信息资源体系，在兼顾信息资源现有配置与管理状况的条件下，实现无缝整合；在新的信息交换与共享平台上，开发新应用，实现信息资源的综合应用和最大增值。与其他信息系统的整合一样，铁路货运系统的数据整合，同样是一个烫手的山芋。这是因为整合需要提供“适合铁路货运各个部门需要的统一的软件平台”、需要提供“新平台所需要定制的全面解决方案”、需要提供“实施这一解决方案的全过程集成化服务”这三个条件。而这三个条件在我国铁路现有信息化水平下都比较欠缺。原因是在现有铁路体制下，一方面从铁道部向各个路局纵深发展，已经和正在进行铁路货运的总体建设与规划；另一方面各个路局、甚至路局下属的车站，其名目繁多的试点工作也正在进行。铁道部与路局，路局与车站之间的系统又相对独立，信息无法实现共享，更谈不上综合应用。这一切都让铁路货运的信息整合问题成为让人大伤脑筋的问题。1 2 数据整合必须满足的条件铁路货运信息系统的整合与其他信息系统的整合一样应满足如下需求。整合应该满足应用的需求。整合后的系统应该对原有的货运应用系统和应用功能完全支持。整合后的系统还应该根据需要支持新的应用和综合应用，这些应用可能涉及新的并发功能、定时更新功能、以及各个子系统的新的协调工作等等。整合应该从整体架构出发。整合需要实现对货票分散异构信息资源的无缝接入，对业务应用系统的全面支持。整合应该通过对信息资源的分层次整合实现对数据的整合、应用的整合和内容的接台。整合需要认识被连接的对象。从接入对象的角度来看，整合无非是结构化数据、非结构化数据、应用软件的三种整合。整合的关键是整合技术的选择。铁路货票系统涉及跨平台、跨数据库的复杂关系，在实施这种分散异构信息资源系统的整合中，不可避免地要应用和解决若干共性的关键技术问题，比如门户技术：包括个性化制作技术、多级门户技术、信息资源的分级分类管理标准技术体系与单点登录的实现技术、统一目录管理基础建设、元数据技术、虚拟数据库技术、w e bs e r v i c e 技术、c s 系统接入技术等。在整合技术平台方面，目前有多种选择，因此选择哪种技术是一个慎重的问题。安全问题至关重要。安全问题是铁路货运系统建设中的一个非常关键的环节，需要花费时间和精力认真进行研究和解决。整合要符合规范。货运综台应用的开发要符合铁道部的相关标准，标准与规范是整合的基础，标准与规范必须强制性的推行。2第一章数据整合是铁路货运信息综合应用的需要整合要满足运营体系的需要。管理运营体系结构的模式为：分布式运行+ 强中心管理。分布式运行包括货运综合应用系统的分布式运行、底层数据库的分布式运行。强中心主要是指物理网络资源管理中心、信息资源管理中心、数据交换管理中心、并行业务处理中心、技术支持服务中心，如果没有这种集中式的管理，无法实现真正意义上的整合。整合实施的核心问题是如何实施分散异构的货运信息系统的整台。这是当前铁路货运系统面临的一大挑战，应该遵循一个“大概念、小项目；& 规划、短安排”的策略。大概念、小项目就是一个小步快走的原则，在既定目标不改动的前提下，以一个个行之有效的方案促成目标的实现；而长规划、短安排，也是根据铁路货运的特点提出的，只有在保证长期规划不变的情况下安排灵活、可调整的短期计划，才能使这些计划安排不受其他因素的影响。1 3 铁路货运信息系统的现状现有的铁路货运系统是基于t s 、c s 的跨平台的系统。主要涉及t m i s 系统和“确报”、“货票”、“车号自动识别”和“车站现在车”等几个子系统，彼此基本上是独立的。这种独立不能满足日盏发展的铁路货运业务需求。1 3 1 确报系统1 确报系统简介凡是使用报路传递“列车编组顺序表”，包括其预报和确报统一简称列车确报。列车确报信息是铁路运输组织工作的重要基础信息。它是列车到达解体车站前，确报点之间通报到达列车编组内容的资料编组；是分局、车站编制阶段计划、调车作业计划和组织货物装卸工作的重要依据；是车站组织实现日班计划、作业计划、组织装卸作业所依据的基础信息资料。目前列车确报信息系统，已经实现了自动生成列车确报，并能够通过计算机网络传递列车确报信息。2 确报系统意义计算机列车确报可以及时提供完整、准确的车流、货流信息，保证了车站作业计划、车流衔接、装卸作业和列车运行的有序进行。为各级运输生产和指挥人员提供及时准确完整的列车确报信息，对挖掘运输潜力，提高运输效率，合理均衡的组织车流，实行紧密运输，扩大运输能力都有着重要作用。但是目前与“货票管理信息系统”以及“车号自动识别系统”彼此独立，无法实现信息综合应用。如果能够与现有的“货票管理信息系统”以及“车号自动识别系统”进行整合，可以实现货物追踪等综合应用。3 确报系统的构成由计算机“现车管理信息系统”和“货票管理信息系统”的联网确报车站( 点) 产生确报。通过计算机网络，各确报车站( 点) 向路局计算机发送和接收列车预确报的文本文件。第一章数据整合是铁路货运信息综台应用的需要本局管辖的所有列车的预确报，由路局统一转发；跨分局的列车预确报也由路局转发；跨铁路局列车的预确报，由铁道部转发。铁道部建立列车确报库。路局在转发预确报的同时，送一份到铁道部。铁路局内和铁道部与铁路局均采用x 2 5 + t c p i p 网络传递列车确报，接口在路局。4 确报系统功能本铁路局与其他铁路局的列车确报信息自动交换；对确报报文进行处理、分类、汇总一为路局调度所提供查询、打印功能；自动接收本铁路局站段和相邻铁路局发来的列车确报；对接收到的列车确报报文进行处理，生成供铁路局调度中心使用的打印文及分类汇总信息；根据列车性质( 直通、区段、零摘等) 、编解站、发报站等标识，自动将确报发送到列车前方技术站或货运站；接收站段计算机的确报查询和索要确报请求，向站段发送有关确报信息或确报报文：网络发送确报失败的重发控制以及收发确报日志登录。5 确报系统的软硬件平台铁道部数据库平台：e s 9 0 0 0 ，d b 2 。铁道部确报前置机：2 台i b mr s 6 0 0 0h 5 0 ，运行a i x 操作系统。铁路局系统的确报系统：基于o r a c l e 数据库得到跨平台应用系统，目前采用客户机服务器( c s ) 体系结构。铁路局确报服务器数据库：o r a c l e8 1 5 及其以上版本。铁路局确报服务器操作系统：d i g i t a lt r u 6 45 1 版本的u n i x 系统1 3 2 车号自动识别系统1 a t i s 系统简介铁路车号自动识别系统( 简称a t i s - - a u t o m a t i ct r a i ni d e n t i f i c a t i o ns y s t e m ) 是在列车运行过程中，正确地识别出机车、车辆标识信息的自动信息采集系统。由车号自动识别系统采集的列车信息，提供给相应的各级管理系统，实现对全路货车、机车、列车的实时追踪管理。该系统在铁路所有货车、固定调机上安装只读标签，在机车( 调机除外)上安装可有线改写标签，在铁路所有编组站、区段站、大型货运站的出入口，以及铁路局间分界口、铁路允局间分界口安装地面识别设备；建立铁路车号、车次信息自动化采集报告体系；向铁路运输管理信息系统( t m i s ) 实时提供列车、机车、货车的标识、属性和位置的确切信息；在铁道部、铁路局、铁路分局实时显示通过分界口列车的车次、通过时间、列车组成等，同时可以提供各种实时统计报表。4第一章数据整合是铁路货运信息综台应用的需要2 a t i s 系统意义车号自动识别系统对提高信息采集的可靠性、实时性、准确性，加速实现对列车、货车、机车的追踪管理有着重要意义。车号自动识别系统通过刘货车、机车的实时跟踪管理，可以提高车辆周转率和使用效率；可以为运输调度、确报、编组、车流预报、运输统计、运输计划等诸多信息系统提供及时可靠的信息。如果能够与现有的“货票管理信息系统”以及“确报信息系统”进行整合，可以实现货物追踪等综合应用，也将加快铁路信息现代化建设的步伐。3 a t i s 系统总体结构和布局a t i s 由分布在全路各主要车站上的车号报告系统t r s ( t r a i nr e p o r t i n gs y s t e m ) 、铁道部铁路( 分) 局车号数据库、相应车号数据处理系统以及机车货车标签共同构成。t r s由局、分局分界口安装的地面识别设备( a e i ) 、实施车站安装的中央处理系统( c p s ) 和列检复示几个部分组成。a e i 与c p s 通过专线连接，c p s 与列检复示通过x 一2 5 网连接。所有t r s 通过t m i s 各级局域网和铁路数据通信网形成全路车号信息自动采集报告体系。a t i s 系统总体结构和布局如图1 1 所示。- m 车号数据库 井口车号信息lt m i s中央处理系统li 中央系统部机关喇标签安装管理li 货车货车数据库系统r 1 数据库! 坐! 堕墨至堕，、降孺疆日7 1 魏i 磊磊忑；h删卜1 磋筘备釜系磊车号信息处理系统li 堡芝曼兰垒塾车站l a n电话阿t m i s车站系统车号报告系统豫s( a t i s 车号报告站)图1 1a t i s 系统总体结构和布局4 a t i s 系统的构成车辆机车电子标签( t a g ) ，安装在机车、货车底部的中梁上，相当于每辆车的“身份证”。地面识别系统( a e i ) ，由地面天线、车轮传感器及r f 微波射频装置、读出计算机( 工控机) 、防雷装置等组成。将运行的列车及车辆的标签信息准确识别后，传给c p s 。中央处理系统( c p s ) ，车站主机房配置专门计算机，把读出计算机传来的信息进行整理、存储，并按通信协议和规程转发给t m l s 等管理系统和列检复示系统。5第一章数据整合是铁路货运信息综合麻用的需要列检复示，复示c p s 管理设备的数据信息，为车辆管理和设备维护提供可靠信息。信息跟踪查询终端，该设备可以进行网络查询，对c p s 管理设备提供给网络的列车、车辆信息数据，进行车辆追踪查询，实现列车、机车、车辆、集装箱运用管理。标签编程网络，标签安装前在车辆段、厂将分配的车辆信息写入标签内存的网络系统5 a t i s 的工作流程工作流程为：对a e i 及供电等进行自检- , n 车到来，车轮传感器工作一启动r f射频一天线开始工作，接收标签反射的信号，识别标签一由读出计算机对调波信号进行解调、译码、处理一并计轴、计辆、测速、标签定位一传至c p s 系统、列检复示系统一关闭r f 射频，停止发射微波信号一准备接下一趟列车。其工作流程如图1 2 所示。图1 2a t i s 工作流程图信息流程：由轨道内设置的地面天线实时接受运行中的货车、机车上标签信息，送入无人值守机房的工控机，由工控机将处理后的标签信息，通过通信线路送到车站主机房通讯网服务器，再传送到c p s 微机，c p s 微机将部分数据传送到本站t m i s 系统主机。经铁路t m i s 网络，完成向车辆段、分局、路局、铁道部传输数据的要求。c p s 微机还非定时性地向列检所传送车号信息。6 系统软硬件平台铁道部车号数据库平台：e s 9 0 0 0 ，d b 2 。6第一章数据整合是铁路货运信息综合应用的需要铁道部车号前置机为2 台n e t f i n i t y7 0 0 0 服务器，运行w i n d o w sn t 操作系统。铁路局车号服务器数据库：o r a c l e8 1 5 及其以上版本。铁路局车号服务器操作系统：d i g i t a lt r u 6 45 1 版本的u n i x 系统1 3 3 铁路货票信息系统1 货票系统简介、铁路货票信息系统是t m i s 的一个重要子系统，货票信息系统是铁路站点录入货票，并且根据货物运输的业务需求进行记帐、核算和信息查询的计算机信息管理系统。货票信息系统也是统计、预测、运营管理及行车组织等作业不可缺少的依据。货票是铁路运营最重要的票据，是运输生产记录、成本核算、运输清算的主要凭证和依据。货票按运输业务，可以分为：普通、水陆联运、国际联运、军运等不同形式：按货物运载形式，可以分为：整车、零担、集装箱三种形式。铁路货票的票面所记载的内容包括了关于货物的运输、流向、种类、计费等信息。其中信息有；发站、到站、车种、车号、箱型、箱号、车箱属性、经由、运到期限、施封和篷布号，以及运价分段里程、保价保险金额、托运人名称地址、收货人名称地址、货物品名、件数、重量、运价号、运价率、各种详细收费、各种记事说明等。货票信息系统研究内容包括：开发全路统一的货运制票软件，完成基层机器和手工制票的信息收集工作；制定铁路各级货票系统与t v u s 以及其他应用系统的接口标准；制定有关货票的收集、传输、存放、交换、转储等处理方案；建立分局、路局、铁道部处理系统建立中央货票库，开发货票信息应用和综合处理软件。系统运行在多种操作系统、多硬件平台上，通过网络集成，将所有货票信息综合到一起，从货主咨询、计划受理、运单填制开始，到货运制票、收费、运输；从信息发送分局、路局、铁道部一直到到达路局、分局、到站、卸车及到达查询服务，完成整个货运过程的货票信息管理。2 货票信息系统的意义货票信息系统投入运行后，具有明显的经济和社会效益。可以最大限度地杜绝里程和运费的计算错误，提高制票准确性；大大提高了工作效率，降低了劳动强度，实现了减员增效。利用货票信息可以作为实际装车和计划完成的考核依据，杜绝虚报、漏报，强化运输管理；可以将货票转发到到达站和中转站；可以对始发站的装卸、货物配装以及终到站的卸车、货物催领，考核货车、集装箱和蓬布的使用情况进行分析；可以及时反映铁路各地区间的货物交流状况及运量的特点；可以满足运输调度指挥对货物信息的需要，并为铁路管理部门提供完整的基础信息；货票信息的集中处理，还可以为客户提供咨询服务、货物到达查询等服务。然而现在的货票信息管理系统，离信息的综合应用还有相当大的差距。原因是它仍然是一- 个孤立的子系统，与确报子系统及车号自动识别予系统还没有做到信息在线实时共享。如果充分利用网络和数据库技术，进行数据整合，与现有的“确报信息系统”以及“车号7第一章数据整合是铁路货运信息瑞台府用的需要自动识别系统”进行整台，全部实现运输、营销、收入、统计等部门的货票信息共享，这将大大推进铁路现代化进程；对各级管理部决策、生产指挥及深化改革，推进集约经营，增强市场竞争力，晟大限度创造社会被益和经济效益都将起到不可估量的作用。3 货票系统的结构组成货票信息系统分为铁道部、路局、分局、基层站段四级，每级应用功能基本一致，只是处理对象和范围不同，其系统结构采用b s 和c s 混合形式。数据库结构设计在铁道部、路局、分局基本一致；由路局实现计算机制票和货祟信息传输、建立局货票信息库椰处理至选货票的分发和处理。基层货票系统包括普通现付、国际鞋运、水陆联运等货运制票软件，用于有货运制票业务的所有货运站( 肯报告点和非报告点) ；路局、分局系统片j 于各铁路局、分局建库和共享；铁道部中央系统可以运行完整的系统，实现全路货票共享。货票系统的组成如图13 所示。图13 货票系统的组成4 货票系统的软硬件平台铁道部货幕数据库平台：f s 9 0 0 0 ，d b 2 。铁道部货票前置机：2 台i b mr s 6 0 0 0r 2 4 ，运行a i x 操作系统。集装箱数据库下台：e s 9 0 0 0 ，d b 2 。铁路局货票数据库服务器：操作系统a i x 4 3 ，d i g i t a lt r u 5 45 1 版本的u n i x 系统客户端：w i n d o w s9 8 或w i n d o w sn t ，数据库：o r a c l el _ 5呼和浩特火车站：p c 机，w i n 9 5 9 8 ，o r a c l e 数据序第一章数据整合是铁路货运信息综合应用的需要1 3 4t m i s 系统具有重要意义t m i s 是世界上最复杂、最庞大的运输管理信息系统，也是我国“九五”重点科技攻关项目。该系统不仅覆盖铁道部、路局和分局的各个主管业务部门，而且还遍及全路各基层站段，通过铁路计算机网络联成一体。t m i s 系统以提高运输生产，特别是货运管理水平为目标，为铁路运输调度部门提供实时掌握全路货车、机车、列车、集装箱及所运货物的位置、状态变化的信息，也为领导和计划、统计、财务等部门进行宏观决策和科学管理提供可靠的依据；同时，将货物运输的动态信息提供给货主，可作为企业组织生产和适应市场变化的重耍依据。t m i s 包括车站管理信息系统、货票系统、确报系统、货运营销与生产管理系统、运输调度信息系统、货车追踪系统、集装箱追踪系统等。t m i s 系统采集的主要信息包括：( 1 ) 全路货物运输市场需求动态信息；( 2 ) 货物运输执行动态信息；( 3 ) 机车、车辆、集装箱、蓬布等运力资源的配备和使用动态信息；( 4 ) 列车组成动态信息；( 5 ) 列车到发和通过信息；( 6 ) 装卸车作业信息；( 7 ) 其他运输生产作业与管理信息。t m i s 车站系统及信息采集点采集的信息除了在本地建立数据库外，还及时将原始信息通过计算机网络传送至铁路分局、铁路局和铁道部，各级应用部门共享同一信息源，建立本级管辖范围内的、完整的动态信息资源库。自1 9 7 5 年铁道部电子中心开始筹备以来，经过2 0 多年的历程，铁路信息事业从无到有，逐步发展，特别是开展t m i s 等系统建设以来，铁路信息化建设已经初具规模。多年来，铁道部、铁路局在资金非常困难的情况下，在信息化建设上投入了许多资金。现在全路已经拥有大、中、小型计算机1 0 0 0 余台，微型计算机近1 0 万台，在部、局、分局、站、段均建立起了内部的计算机网络，通过x 2 5 、专线、光缆通道互相连接，形成了覆盖全路的四级计算机网络，为铁路信息化建设提供了基本的网络平台，在国内处于领先水平。另外，铁路计算机应用也达到了一定水平。多年来，铁路计算机应用走过一段艰难困苦的历程，从简单的单机应用以1 8 点报告为代表的统计项目，逐步发展到今天范围涉及全路各部门，覆盖了运输和车、机、工、电、财务、统计、办公等铁路各系统，功能深入到铁路运输生产内部环节的全路全网实时性系统。尤其是t m i s 建设开始以来，确报、货票、车站系统陆续投入使用，今后货运清算、三级调度等应用系统也将陆续投产。目前全路己形成计算机与通信相结合的网络系统，计算机已成为铁路运输生产、组织管理不可缺少的有力工具。9第一章数据整合是铁路货运信息综合应用的需要1 4 铁路货运的综合应用要求必须进行数据整合1 4 1t m i s 系统存在的问题已经建成的t m i s 系统在铁路信息化发展的初期发挥了巨大的作用，产生了相当的经济效益。但是与其他行业一样，经过多年的发展过程，铁路行业信息化发展也遇到了一个不可逾越的障碍与瓶颈，企业需求的变化与信息化发展出现了脱节的现象。t m i s 建设工程浩大，情况复杂，虽然在确报、货票、货运营销等局部领域取得了突破，但是系统整体的效益并没有显示出来。而且这种差距在某些方面在逐渐扩大，具体的表现多种多样。例如，应用系统的生命周期过短，有些系统还没有搞完，已经面临过时；越来越多的“信息孤岛”不断产生；面对与日俱增的海量应用，数据管理者无所适从。按照铁道部总工程师王麟书的话来说：“铁路计算机的应用水平与社会主义市场经济下的铁路运输的总体要求还有差距，仍然处于初级阶段。”“t m i s 工程白1 9 9 4 年开始立项，由于各种原因，现在看来剩余工作量还很大。工程的久战不决，给各方面带来很大影响。”“建成t m i s ，只是搭起了铁路信息化的框架。t m i s 建设的久战不决，使得后续的许多甚至是对铁路体制改革至关重要的应用项目无法开展，对铁路信息化整体进程造成严重影响。”“按照工程管理来说，有工期的要求、质量的要求、投资的要求，按照工程设计的规模和标准，三个要求都完成了，就可以验收了。t m i s 始终验收不了，原因是多方面的，一是计算机技术发展很快，老的没验收又要换新的；二是需求不断增加。”总结存在的问题可以归纳为以下几点：夺同其他信息管理系统一样，已经完成的t m i s 只是计算机在铁路系统的初级应用阶段。夺各个子系统提供的信息彼此独立，不能作到实时共享，限制了综合应用。夺t m i s 系统的应用开发赶不上计算机技术的发展。夺现有的功能不能满足更高层次的应用要求。1 4 2 现有的t m i s 系统在铁路货运中遇到了难题信息孤岛不能满足业务需求。不能实现货物实时追踪由于现有的“货票信息系统”，“确报系统”和“车号自动识别系统”彼此独立，因此在实际应用中遇到了问题。比如，货主将货物发出后不知何时运到，或者现在己运到何处；对于货主的自备车来说，一旦出现意外情况( 如临时的扣修、甩挂等) ，更无法掌握其去向，犹如掉进了黑洞。而车站不能提前掌握到车、到货情况，因此对股道的预留、装卸机械、人力、仓库的准备也无法做出科学合理的安排。这是因为铁路货运本身是一个不可分割的1 0第一章数据整合是铁路货运信息综台应用的需要整体，货票不但与结算有关，还与确报、调度、行车等密切相关。如果能够综合利用各个子系统中的数据，进行货物实时追踪，就可以解决上述问题。不能实现到达和出发列车编组情况的自动校核目前铁路各车站在进行列车编组校核时，基本还采用人工方式。即列车到达后，由车号员拿着确报单到站场对到达的列车逐一核对；而对山发列车，往往没有时间核对，有时造成“南车北辙”的恶劣后果，不仅给货主带来损失，也给铁路带来不良影响。如果能够综合利用车号信息和确报信息，就可以实现到达和出发列车编组情况的自动校核，既降低了车号员的劳动强度和工作上的烦琐，又可以在最短时间内完成对车辆的校核，确保编组质量。不能对“现车编组钩计划”进行自动编制目前车站不能对“现车编组钩计划”进行自动编制的原因是，现车的车号自动识别系统没有为其提供列车、车辆的实时数据。因此，自动识别系统实时检测到的车辆数据，如果能够准确、无误地提供，就可以彻底消除对手工干预的依赖。实现“现车编组钩计划”进行自动编制。不能确保1 8 点统计的正确无误对丁一个车站来说，通过车号自动识别系统，可以很容易得到当日( 按铁路规定：从昨日1 8 点到今日1 8 点为“当日”) 本站列车出、入以及站存数量的情况。但由于车号自动识别系统没有与车站的现在车系统联接，往往造成当日生产隋况统计( 即铁路的1 8 点统计)与实际情况不符，各站的统计报到铁路局、铁道部后将产生更大的误差，不仅给下一步的生产指挥和决策造成影响，同时也给各局、各站的正确的清算收入带来很大困难。因此，如果能够将车号自动识别系统得到的车号信息传送给车站的“现在车管理系统”，自动核对和更新车站的“现在车信息系统”中的车辆资料，保证现在车信息库中的出入车情况、装卸情况、甩挂情况等准确无误，就可以彻底避免车站向上级报告1 8 点统计时，出现人为错误。不能进行违流货物统计违流货物是指因某些原因，不按正常路径即最短路径运输，而是绕道开行。这些数字的提供需要几个铁路局统计部门相互协调，才能得出，因为牵涉到发送局、通过局的利益，西调难度很大，往往不易得出准确数字。2 0 0 2 年，陇海线宝鸡天水段复线建设对正常运输造成很大干扰，致使大量车流绕道京包、包兰线迂回运输。6 月9 日，洪水冲垮了陇海铁路霸河桥，中断运输7 0 天，更多的车流迂回呼和浩特铁路局运输。按铁道部规定的车流特定径路，上海、济南、郑州等局与兰州、乌鲁木齐局相互间的车流本不该呼和浩特局通过，这些局正常统计时，自然就不计算呼和浩特局的通过最。当这些与计费径路不一致的车流通过时，如果呼和浩特局不与上述发送局统计部门联系，要求对方把迂回运量调整到实际径路上来，将大大减少呼和浩特局的直通周转量，严重影响呼和浩特局与铁道部清算运输收入。第一章数据整合是铁路货运信息综合应用的需要根据确报系统、货票系统与车号自动识别系统中的信息应该很容易计算出违流货物的精确数字。查阅列车编组顺序表，将与计费径路不一致货物整理成分发到局、站，分品类、重量的资料，连同铁道部调度命令，提供给发送局客货统计中心，作为列方调整实际径路的依据。由于迂回车流数量太大，又需在月初有限的时间内提出资料，仅靠手工整理费时费力且不易统计准确，如果利用确报库信息，编制一个软件，搜集、整理迂回运输信息，达到既快又准的目的。随着信息技术日新月异的发展和铁路运输管理信息系统( t m i s ) 的不断完善，综合利用现有的信息系统中的信息，为铁路运输管理、生产人员提供更准确、更快捷、更便于利用的数据，已成为铁路计算机应用的个方向。1 4 3 数据整合势在必行所有的应用问题使得铁路货运系统数据的整合越来越迫切。整合的目的是要求系统具有完备的服务能力，即对铁路货运业务需求的所有分项都要具有服务实力。整合就铁路货运而言，是对于t m i s 中与货运业务相关的所有子系统，包括“确报”、“车号自动识别”、“货票”、“现在车”各个子系统，给出一个硬件配置方案，给出一个软件平台，使得各个子系统能够共享数据和信息，以满足货运业务不断发展的要求和综合应用。具体地说，要求整合后的系统具有综合的协调能力，能将各个子系统所提供的不同分项服务进行有效的调和、整理，使得整合后的系统能够提供高效率的一揽子方案，以满足进一步的业务需求。整合的过程是将不同要素进行整理、组合，使其具有合为一体的能力的过程。整合就是要在原有货运子系统的基础之上建设一个货运综合应用的平台。1 5 数据整合是铁路信息系统发展的必然趋势铁道部长傅志寰在全路信息工作会议上强调“铁路的发展与改革，要靠科技进步，很重要的一条要靠信息进步，要以信息技术支持铁路的管理、营销和改革。”铁道部总工程师王麟书在谈到t m i s 系统时也指出“需求不断增加，原先原始信息由车站直接报中央，现在根据运输生产的要求和现场的反映，要改成信息三级落地、三级应用，这是整个战略部署的变化，造成t m i s 系统建了变，变了再建，无法收口。所以，当务之急就是要把它收口，在现有情况下，把能够完成的项目先收起来，比如说货票和确报系统。收完了，根据新的需求，再立项，再二次开发，再搞第二期工程，逐步提高。”第二章数据整台的相关技术第二章数据整合的相关技术2 1 中间件2 1 1 为什么用中间件铁路货运系统包括了多种操作系统，多种数据库和多种开发工具，如果按照传统的方法构建一个能够随业务增长而扩展的应用将是一项耗费大量人力财力的繁杂工程，即便如此，其结果仍然会出现吃力不讨好的情况。这就是说，随着对各种旧有应用的不断扩充和新应用的不断增加，当面临不同硬件平台、不同网络环境、不同数据库之间的相互操作时 当遇到多种应用模式并存，系统效率过低，传输不可靠时；当遇到软件开发周期过长等等这些问题时；如果单纯依赖传统的系统软件或工具软件所提供的功能已经不能满足要求时；用户迫切需要的是一种简捷的、屏蔽了复杂基础技术细节的开发步骤。中间件技术的发展为我们提供了这种方法。人们从大工业生产方式带米了有益的启示。大工业生产中，标准零部件的出现，使得功能再复杂的产晶都能够由大量现成的标准件装配而成，这就使得生产走向了规模化和分： ：协作的道路。而且分工越细致、专业生产的程度越高，总体生产效率就越高。软件其实也是种j 、i k ，软件构件化技术的发展得到了大i ) i k 生产分工协作方式的启发，改变了软件的传统生产方式，从个别生产发展到标准化分工协作，从而在根本上提高了软件生产的效率和质量。软件中的中间件抽象了典型的应用模式，应用软件设计者基于标准的中间什进行再开发，这种操作方式其实就是软件构件化的具体实现。中间件所带来的好处已经在数不清的信息产业应用中得到了体现。曾有一位使用世界上著名中间件b e a 的客户，将i b m 平台开发的系统迁移到s u n 的平台，原有的2 0 0 万行c 语言代码仅仅花了3 个小时就重新编泽完成，而且没有遇到任何问题。如果没有中间件，这样的平台迁移，其丁作量势必让人大伤脑筋。2 1 2 什么是中间件中科院软件所研究员仲萃豪认为中间件( m i d d l e w a r e ) 是处于操作系统和应用程序之间的软件，“也有人认为它应该属于操作系统中的一部分。人们在使用中间件时，往往是一组中间件集成在一起，构成一个平台( 包括开发平台和运行平台) ，但在这组中间件中必需要有一个通信中间件，因此，我同意这种定义；中间件= 平台+ 通信。这个定义也限定了只有用于分布式系统中才能称为中间件，同时还可以把它与支撑软件和实用软件区分开来。”中间件其实是一个非常新的概念，不过实践往往会走在理论的前面，有些软件在中间件的概念产生以前可能就已经存在了。此外，有些软件虽然不是作为中间件开发出来的，但是符合中间件的定义。目前国内外有不少厂商都号称是中间件技术的开发商和产品提供商，但他们对技术的阐述和产品功能的介绍却是千差万别，这就给中间件的分类带来了一定程度上第二章数据整合的相关技术的复杂性。”2 1 3 中间件的分类中间件的产品种类很多，根据中间件在系统中所起的作用和采用的技术不同，大致划分为以下五种：1