（计算机软件与理论专业论文）铁路智能信息系统模型与决策方法研究.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：丝日期： rt 厂 劢即( ，) 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：2 纽导师签名：啦日期： 伊ei r l fj 东大学硕十学位论文 铁路智能信息系统模型与决策方法研究 论文摘要： 铁路运输业是我国的基础产业，是我国经济发展的命脉。特别是近几年来我 国的铁路运输业为了适应国民经济的发展，从实际需求的角度作了大量的调整， 为国民经济的迅速发展起到了重要的不可替代的作用。但由于过去传统的计划运 输管理方式的延续，使铁路运输的运营模式和管理模式不再适应于目前的市场经 济管理模式，因此，必须在新的市场经济管理模式和市场经济条件下建立一套与 之相适应的铁路智能信息系统模型，提高铁路运输的决策能力和力度，以保障铁 路运输在新的市场经济条件下的合理运营。 本文对我国铁路运输进行了系统的分析，按照我国铁路信息化建设的总体规 划，对铁路运输信息系统集成模型等进行了分析和研究，从实际运输的需求等方 面进行理论和方法上的探讨。主要工作如下： 从实际应用出发。对我国铁路信息化的基本系统结构进行了分析和总结， 给出了系统的层次结构模型和应用开发步骤；对铁路运输数据仓库及数据库的 构建进行了系统的分析。给出了铁路运输数据仓库的层次模型和集成模型；对铁 路运输信息系统的开发策略进行了研究；对铁路客流量的分析方法进行了叙述， 给出了铁路旅客客流量预测分析方法。 然而许多问题还需要在新的环境和条件下进行重新研究，使其能在市场经济 条件下为铁路运输进行合理科学的决策提供依据，为我国铁路运输从计划组织到 市场经济的平稳过度提供保障，并提供科学的决策支持。 关键词： 信息系统：决策方法；铁路运输；市场经济 山东大学硕士学位论文 【a b s t r a c t ： r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o ni st h eb a s i ci n d u s t r ya n dl i r e l i n eo fe c o n o m i cd e v e l o p m e n t o fo u rc o u n t r y i tp l a y sag r e a ti m p o r t a n ta n di r r e p l a c e a b l er o l et on a t i o n a le c o n o m y i nr e c e n ty e a r s 1 0 t so f a d j u s a m e n t sh a v eb e e nm a d ea c c o r d i n gt op r a c t i c a ld e m a n d si n o r d e rt oa d a p tt on a t i o n a le c o n o m i cd e v e l o p m e n t h o w e v e r , b e c a u s eo f t h el o n ge f f e c t o ft h et r a d i t i o n a lp l a n n e dm a n a g e m e n t , t h eo p e r a t i o na n dm a n a g e m e n tf r a m ed o e s n t s u i tt o c u r r e n tm a r k e t o r i e n t e d m a n a g e m e n tf r a m ea n ym o r e t h e r e f o r e i ti s n e c e s s a r yt os e tu pas u i to fr a i l w a yi n t e l l e c t u a li n f o r m a t i o n a is y s t e m w h i c hi s c o m p a t i b l e w i t ht h en e wm a r k e t - o r i e n t e d e c o n o m y , s o a st o i m p r o v e t h e p o l i c y - m a k i n ga b i l i t y a n df o r c ea n dg u a r a n t e ep r o p e r o p e r a t i o n o fr a i l w a y t r a n s p o r t a t i o n 1 1 _ l i se s s a ya n a l y z e so n rc o u n t r y sr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m a t i c a l l y a c c o r d i n g t ot h eg e n e r a lp l a no fi n f o r m a t i o n a lc o n s t r u c t i o no fr a i l w a yi no u rc o u n t r y , i ta l s o m a k e sa n a l y s i sa n ds t u d i e st ot h ei n t e g r a t e dm o d e lo ft h er a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n i n f o r m a t i o n a ls y s t e mf r o mt h es i d eo fp r a c t i c a lt r a n s p o r t a t i o nn e e d s n 圮m a i n c o n t e n t sa r ea sf o l l o w s ： o nt h eb a s i so fp r a c t i c a la p p l i c a t i o n , w em a k ea n a l y s i sf r o mf o u ra s p e c t s ，i eb a s i c s t r u c t u r eo fr a i l w a yi n f o r m a t i o n a ls y s t e m ，c o n s t r u c t i o no fd a t a w a r e h o u s ea n d d a t a b a s eo fr m l w a yt r a n s p o r t a t i o n , d e v e l o p m e n tt a c t i c so fr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n i n f o r m a t i o n a ls y s t e ma n dt h ea n a l y s i sm e t h o do f r a i l w a yp a s s e n g e rf l o w a c c o r d i n g l y , w eg i v et h er a n ko r d e r ss t r u c t u r ef r a m ea n da p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n tp r o c e d u r eo f t h e i n f o r m a t i o n a ls y s t e m t h eh j e m r c l l i c a la n di n t e g r a t e dm o d e lo fr a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n a n dt h ec a l c u i a t m ga n a l y s i sm e t h o do f r a i t w a yp a s s e n g e rf l o w b u tm a n yp r o b l e m ss a i l lt ob er e s t u d i e di nn e wc i r c u m s t a n c e sa n dc o n d i t i o n s t h u s t op r o v i d es c i e n t i f i ca n dp r e c i s eb a s i sa n dp o l i c yd e c i s i o ns u p p o r tf o rr a i l w a y t r a n s p o r t a t i o nt r a n s i t i n gs t e a d i l yf r o mp l a n n e de c o n o m yt om a r k e t o r i e n t e de c o n o m y 【k e y w o r d s ： i n f o r m a t i o n a l s y s t e m ，p o l i c ym e t h o d s ，r a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n ，m a r k e t - o r i e n t e d e c o n o m y 2 lj j 东大学硕十学位论文 第1 章引言 1 1 课题研究的背景 。 铁路运输业是我国的基础产业，是我国经济发展的命脉。特别是近几年来我 国的铁路运输业为了适应国民经济的发展，无论是在运营模式，还是在管理理念 上都从实际需求的角度作了大量的调整，为我国国民经济的迅速发展起到了重要 的、不可替代的作用。 但由于过去几十年传统的计划运输管理方式的延续，使铁路运输的运营模式 和管理模式不再适应于目i i 的市场经济管理模式，因此，必须在新的市场经济管 理模式和市场经济条件下建立一套与之相适应的铁路智能信息系统模型，提高铁 路运输的决策能力和决策力度，以保障铁路运输在新的市场经济条件下的合理运 营，实现我国铁路运输以组织运输为中心向以市场营销为中心的运营方式的转化。 特别是加入“w t o ”后，中国铁路将进一步实行对外开放，铁路运输业将在更 大范围和更深的程度上参与国际经济的合作和市场竞争。这为我们利用国内外两 种资源、两个市场，提供了新的发展机遇，同时也使企业面临更严峻的国际竞争。 尤其是在市场开发和经营管理方面，对我们将形成更大的压力，我们应该抓紧建 立健全与开放型市场经济相适应的铁路管理体制和运营方式，建立具有高度科学 决策功能的铁路智能信息系统，提高铁路运输在交通运输市场上的决策，竞争能 力，为铁路运输保驾护航 1 2 铁路信息化建设目前存在的问题 我国铁路信息化建设起步较早，但由于条件的限制，使我国铁路信息化建设 滞后于其他领域。 1 信息系统的应用与组织的管理战略之间出现诸多不协调的发展，产生单项 应用多，而缺乏整体效益。虽然在计算机管理信息系统开发和应用实施方面作了 大量工作，花费了大量的资金，在单项应用上取得了一定成效，但没有产生应有 的经济效益，相反地构筑了无数个“信息孤岛”，没有实现信息的交流和共享，产 山东大学硕士学位论文 生的却是巨大的负效益，使组织承受高额的风险代价。 2 信息化建设较多停留在表面应用层次上，没有深入到企业的运行、管理各 个环节。企业信息化过程中的管理重组落后，信息化建设的实质是为了提高企业 竞争力而进行的更高层次上的管理重组，而铁路部门投入较多资金进行信息化建 设，更多的是注重设备上的投资和技术上的更新，而忽视了与此相应的管理模式 方式上的转变，因而，并未取得投资回报，甚至出现负效益，这是铁路企业信息 化建设没有充分发挥作用的一个主要原因。 3 信息化的基础工作不扎实。信息通道能力不配套，铁路光纤数字传送网与 运输需要存在一定差距，接入网仍然是通信主要瓶颈，许多源点信息不能实现数 字化接入，一些重要的干线数字大通道的安全保障程度依然薄弱，专用通信中业 务单一、大量的模拟陈旧设备仍在使用；铁路信息安全保证系统建设严重滞后，信 息化标准体系有待统一。 4 通过近几年的铁路信息化建设，铁路运输信息化的程度有了很大的提高， 特别是以客票发售与预订计算机联网系统为代表的信息化系统，对组织铁路旅客 运输起到了重要作用，但这些信息系统目前都处于独立运行状态之中，信息不能 共享，许多信息资料没有得到深入的挖掘，必须对其进行有效地系统、数据集成， 实现信息、资源共享，才能充分发挥其应有的性能和作用。 随着铁路客票预定和发售系统的完善与稳定，产生了大量格式规整、组织结 构合理的铁路客运业务数据，但要从这些数据中提取出对决策分析人员有用的信 息，仅仅依靠传统的业务数据库系统是远远不够的。 5 加入“w t o ”后，中国铁路将进一步实行对外开放，铁路运输企业将在更 大范围、更深的程度上参与国际经济的合作和市场竞争，特别是在市场开发和经 营管理方面，对我们将形成更大的压力，我们应该抓紧建立健全与开放型市场经 济相适应的铁路管理体制和运营方式，加快铁路信息化建设的步伐，提高铁路旅 客列车运输在交通运输市场上的竞争能力。 具体表现为：缺少信息化整体规划，原有的铁路信息化总体思路不能满足 运输生产一线的急需，项目开发没能与运输主体紧密结合，难以适应运输生产和 市场营销的需要，跟不上信息技术快速发展的步伐，项目建设周期过长，软、硬 件不断更新，资源利用率不高。当前迫切需要有一个适应新的历史发展形势高起 4 ij j 东大学硕士学位论文 点的铁路信息化总体建设方案。信息系统实施起来困难重重，由于各信息系统 独立开发，信息共享困难，要求使用人员重复录入数据，有时不是从信息化中降 低了工作量， 而是增加了工作量，甚至需要增加录入人员。系统使用后， 没有 明确的定位，是代替原有的操作，还是系统仅仅作为原有工作的辅助参考? 没有 及时制定相关的规章制度，造成现场使用人员不愿意使用， 或是不敢使用，怕 负使用不当的安全责任，导致许多信息系统的设备闲置。重复开发， 开发人 员对业务流程不是很了解，缺乏既懂铁路相关专业，又懂信息技术的人才。致使 开发出软件不能很好的在生产和管理中使用，低水平的重复开发不仅浪费时间和 人力、物力。只重开发不重维护，许多信息系统花费了巨大的人力和物力，但 投入使用运行后不久就夭折了，原因在于严重忽视软件工程的最后一个也是最重 要的一个环节一维护，导致信息系统的失败。安全保证系统建设滞后，系统安 全存在隐患，系统容易受到攻击。 1 3 我国铁路信息化网络建设的现状 在市场经济条件下处处充满了竞争，交通运输业也不例外。特别是近几年我 国公路建设随着国家经济改革发展的深入得到了长足的发展，高速公路遍布全国， 交通网格越来越细，对铁路交通运输构成了巨大的挑战。 因此，在高度竞争的市场竞争条件下，如何快速准确的掌握市场信息，对铁 路交通业的生存和发展起着重要的作用。从某种角度上说，数据以及对数据的解 释和数据分析一起构成了信息。铁路运输数据库承载了铁路运输的重要数据，对 于这些数裾的分析已经不能停留在数据的查询、更新操作上，而是需要从数据中 抽取有用信息，比如将数据按照不同种类进行整理汇总等等，让计算机为我们整 理数据、抽取信息、发现信息，更好的为铁路运输生产服务。随着经济的发展、 社会的迸步，人们都在期待着从众多的数据中得到自己想要的信息，将信息转变 成知识，从数据中挖掘出有用的知识。 铁路运输部门经过几十年的铁路信息化建设。已经逐步建立了比较完善的信 息网络。特别是铁路客票发售与预订系统的开发应用，使铁路旅客运输信息化的 程度得到了很大的提高，已覆盖了全国铁路主干网络。到日l j 为止已建成铁道部 客票中心和覆盖全国的地区客票中心2 4 个，车站客票系统建成1 7 7 2 个，计算机 、i 山东大学硕士学位论文 售票量达到总售票量的9 0 ，售票收入占总收入的9 5 。到2 0 0 2 年底，铁路通信 - 光缆总长度达6 4 7 万k m ，覆盖了5 1 7 万k m 的铁路线路。6 4 条干线中的光缆覆 盖率达9 4 ，接入网总长度约3 4 万k m 。卫星通信网一期工程全面实施，二期工 程和全路卫星基层数据通信网项目开始启动。 数据通信网已为各种管理信息系统提供1 6 0 0 多个端口，6 5 的信息源点实现 了联网。 铁路旅客列车的运输目前采用了铁道部、铁路局，客运站三级组织管理运作 模式，铁路旅客客运综合数据由运输的基层单位( 客运站) ，通过现行的旅客运输 管理组织系统产生由下到上的数据流，并将各地数据进行数据汇总，形成一个庞 大的计算机网络数据流和管理流。 经过多年努力，我国铁路信息化建设已取得了一定的成绩，运输管理信息系 统( t m i s ) t 程建设基本完成，行车调度指挥系统( d m i s ) 建设全面启动，客票 发售和预订系( p m i s ) 统已具规模，车号自动识别系统( a t i s ) 投入应用，办公 自动化系统( 0 m i s ) 联网运行，财务及客货运清算系统正在模拟运行。铁通在己 建成的五大干线接入网的基础上继续实施接入网“畅通工程”，铁路干线基本实现 了通信数字化。 如何采取行之有效的信息采集方法，将网络线路上的数据进行处理，使之为 决策提供更加准确、科学的服务是铁路信息化建设目i i 的一项重要任务。 虽然目前各铁路运输企业之问建立了强大的计算机网络体系，我国铁路旅客 运输信息化的现状也有了很大地提高，但由于各铁路运输部门目前仍然按传统的 结构方式从职能上组织各个部门，且各个部门分别担负独立的职能，使用不同的 应用信息系统来协助他们完成规定的职能，其业务信息系统基本上都是独立开发 建设、自成体系，各系统之间的连通性和相互操作性很差大量的基础数据需各 系统自行维护，大量的管理信息难以为其他信息系统及其管理人员利用，从而造 成了信息、资源的极大浪费，导致众多关键的信息被封闭在相互独立的系统中， 形成一个个所谓的“信息孤岛”，各部门之间并没有展开应有的信息数据往来，特 别是由于传统运输模式的影响，使铁路运输信息决策的能力和手段都比较落后， 与目i i 的市场竞争机制无法适应。 如何将众多的“信息孤岛”联接起来以便让不同的系统之间交互信息，实现 6 i i j 东大学硕十学位论文 信息系统的整合与集成，是铁路信息化建设的重要措施之一。 根据目前铁路信息化建设的现状，主要存在的问题如下： 1 运作的僵硬性。在市场经济条件下，铁路运输企业应该具有更加合理的灵 活性。各铁路运输部门之间应该密切合作，无论是在线路管理还是在联合运输上， 都应紧密合作，保证数据信息的共享，各信息子系统之间必须保证合理有效的衔 接，使各种信息能够合理应用，而不能独自为战。 2 数据的有限性。现行的数据分析主要依靠业务部门提供的一些基础数据和 业务报表，这种固定、单一的数据展现方式，在很大程度上制约了决策人员的思 维方式和思考范围。即使已经存储和积累了大量的数据，也只能在数据的表面上 做文章，大大影响了决策的效果，对于某些管理决策，则严重缺乏决策依据。 3 分析的经验性。目前的分析手段主要依靠决策入员的经验和有限的数据报 表来完成，缺少先进工具和决策算法的支持辅助，具有很强的主观性。 随着新技术的不断出现，人们的决策方法和决策手段也会在不断发展和变化， 特别是i n t e r n e t 的广泛应用，已经深入到千家万户，一些新的决策手段日益成熟。 因此，如何将先进的信息处理技术应用于铁路信息化建设之中，使之发挥应 有的作用，是铁路信息化建设的重要途径。 1 4 国际铁路运输信息化建设主要采取的措施 在国际上，特别是欧美一些发达国家铁路信息化建设的程度非常高，如美国， 瑞典以及德国、法国等国家 其中美国的铁路信息化建设的进程大致分为三个阶段。 第一个阶段是建立生产管理系统，对运输生产的全过程进行信息化管理。其 作用是使各级运输组织部门即时掌握生产信息，提高运输组织的质量和工作效率 第二个阶段是以生产系统为核心，形成综合管理信息系统。通过对运输生产， 调度指挥、维护维修等全面的信息化管理，形成运输组织的集中化管理。 第三个阶段是随着互联网技术的应用，服务于市场营销，并通过市场营销手 段的强化，促进了铁路运输以运输组织为中心向市场营销为中心的转变。 主要采取了下列几项措施： 1 构建综合系统，发挥整体效益 7 山东大学硕士学位论文 铁路运输信息化系统建设主要由运输管理信息系统( t c s ) 构成，其他应用 系统通过相应的接口与之相连，进而形成有机的综合体系。 2 以技术为依托，集中调度指挥 各铁路运输公司在信息技术的支持下，实现了信息的集中化管理，也就是运 输总公司直接进行对货主的营销和基层站段的管理，各基层单位虽然都有自己独 立的信息系统，但这些子系统都是相互连接的，信息高度共享。 其营销方式趋于多样化，既可以通过面谈、电话、传真、互联网等形式接受 客户的信息，也可以通过其他的途径进行合作。目前通过网上电子支付的运输交 易正在日益增多。 3 采用多种形式，保障数据采集 各铁路运输公司都非常重视数据的采集工作，通过引进先进的设备完成并丰 富数据自动采集和信息上报的手段。 4 采用同一标准，开展数据交换 数据信息的共享是铁路运输信息化建设的重要目标，其中北美铁路和欧洲铁 路的跨公司运输业务很多，北美铁路协会和欧盟对铁路公司问信息交换的问题非 常重视，出台了许多规定和标准，规定了必须交换的信息及内容。 1 5 我国铁路信息化建设应遵循的技术路线 1 5 1 目前我国铁路信息化建设应采取的措施 1 加快实现铁路运输生产调度指挥现代化，积极发展新一代调度集中系统， 建立铁路综合调度指挥管理信息系统，积极发展列车运行控制系统，建设繁忙干 线行车安全保障系统。 2 努力推进铁路客、货运营销系统现代化，实现铁路客运货运营销，管理 信息化积极发展电子商务系统，实现客货营销社会化。 3 努力提高铁路运输企业经营管理现代化水平，全面完成t m i s 建设任务， 发挥系统效益，组织运营管理信息系统各专业系统开发，建设铁路电子政务系统。 4 强化铁路信息化建设的技术保障工作，建设和完善铁路运输通信网，建设 宽带大容量数字传送网络，积极推进综合移动通信的发展，努力实现调度通信数 字化、网络化，不断开拓运输通信新业务。 8 山东大学硕十学位论文 5 强化铁路信息化安全，确保铁路信息系统安全，采用以信息技术、监控 技术为主要技术支撑的行车安全保障装备和信息网络系统是以科技装备保安全 的重要体现。 1 5 2 我国信息化建设应遵循的技术路线 面对我国庞大、复杂的铁路旅客运输网络和运输市场，建立一套行之有效的 智能信息化模型，其工作是艰巨的。 根据我国铁路旅客运输信息化的状况以及国外的经验，我国铁路旅客运输信 息化的建设必须坚持紧密结合铁路旅客运输生产实际，按照总体部署、系统优化、 突出重点、分步实施的方针；坚持统一规划、统一标准、统- - 审 i 式、统一开发、 统一应用的技术原则；利用目前先进的计算机网络技术和信息处理技术进行系统 综合集成和开发，实现资源与信息的高度共享，建设具有高度科学管理功能和决 策功能的铁路运输智能信息化模型，要达到用最少的投入，获得最大的运输量和 运输经济效益的战略目标。 为了合理地规范铁路信息化建设，我国铁路有关部门对铁路信息化建设的目 标和措施进行了系统的规划按照2 0 0 2 年我国铁路信息化建设的总体规划，主 要有5 个研究特点，分别为： 1 系统目标集成； 2 系统功能集成； 3 计算机、网络、信息和自动化技术的深入应用； 4 智能理论技术的广泛应用； 5 封闭和开放相结合的体系结构 同时界定了铁路运输信息化建设的1 7 项核心关键技术，其中包括： 1 分布式铁路综合数据中心建设； 2 铁路现有业务系统的互联与信息共享技术； 3 铁路客运货运管理信息系统； 4 铁路运输决策支持系统； 是目前要重点研究的几项关键技术，也是铁路运输信息化建设的重要任务。 因此，对铁路运输信息化模型与决策方法的研究，不仅是我国铁路运输信息 化建设的战略要求，同时也是我国铁路运输企业在新的市场经济条件下的迫切任 9 山东大学硕士学位论文 务和急需研究的重要课题。 在新的规划研究和建设中，必须以铁路运输的需求为出发点，进行系统总体 需求、物理结构、逻辑结构、功能结构、数据流以及各功能子系统的功能及标准、 评估方法、相关效益分析方法等关键模型与算法的研究。还需要在下列几个方面 进行重点处理。 1 突出重点 我国铁路信息化建设面临的主要问题是铁路运输不能满足社会的需求，特 别是在市场经济条件下，信息化建设必须按照跨越式发展的思路，围绕提高运能 的重点，在现有条件下优先安排有利于提高铁路运输能力和保障运输安全的项 目。 2 加强基础 信息系统能否正常运转并发挥应有的效益，在很大程度上取决于基层系统 的运用情况，因此采取因地制宜的信息化条件，最大限度的完成信息的采集，是 铁路信息化建设的重要目标。 3 系统整合与集成 目前我国铁路运输信息化落后的主要原因之一就是各运输管理系统分散， 信息不能综合发挥效能，必须在现有系统的基础上进行有机的整合与集成。将铁 路运输不同的信息资源和业务事件有机整合、衔接起来。实现系统边界的跨越式 融合与集成从数据层面开始逐级地集成在一起，解决“信息孤岛”以及信息交 互的障碍问题。通过信息集成不仅可以达到系统之间通信规范化目的，重要的是 使信息在不同应用之间的交互得到支持，并且通过对集成信息的整理挖掘可以使 企业级的应用系统得以发展起来，以适应未来信息系统的纵向和横向拓展。 4 强化标准 标准化建设是铁路目前要重点解决的问题标准化是实现资源共享的前提， 统一的技术标准，不仅有利于铁路各系统内部资源的共享，也有利于铁路信息资 源与其他运输行业的信息交换。 对现有铁路信息资源进行整合与集成是铁路信息化建设的重要措施。目前 铁路运输企业内部各种信息管理系统名目繁多，一些系统在铁路交通运输中得到 了广泛的应用，并发挥了重要的作用。如何采取行之有效的集成方式，把各个独 ij j 东大学硕十学位论文 立的信息系统集成起来，使之发挥更大的作用，是铁路信息化建设的又一个重要 内容。 近年来w e b 应用技术得到了迅速的发展，w e bs e r v i c e 作为一种网络新技术 被应用到各个领域。它能够统一封装各种信息、行为、数据表现以及业务逻辑流 程，而无需考虑应用所在的环境是使用何种系统和设备。 通过使用w e bs e r v i c e ，企业能够以i ； 所不能的方式通过抽象和组合，将自 身的电子业务模块化和组件化。 与传统的企业信息集成相比，w e bs e r v i c e 有以下一些优点： 简单性：相对于传统企业信息集成解决方案，w e bs e r v i c 更便于设计、开 发、维护和使用，它使得创建跨越多个应用程序的商务流程处理将变得相对简单。 开放性：w e bs e r v i c e 基于开放的标准。如h t t p ，s o a p ，u d d i ，w s d l 等，已 经成为业界广泛接受的标准，从根本上节减了企业在信息集成方面花在新技术上 的投资。 ， 灵活性：传统信息集成方案是一种点对点的集成，一端的改变必须告知另外 一端，否则就会造成系统瘫痪，而基于w e bs e r v i c e 的集成是非常灵活的，因为 它对外提供的接口是标准的，服务内部发生的变化不会影响外部对服务的引用， 前端几乎不需要做任何更改，就可以实现新的功能。 集成代价：传统的信息集成解决方案由于其本身的复杂性，其实施、维护和 升级是非常昂贵的。而w e bs e r v i c e 的实施相比之下较为便宜而且快速。 适用范围：传统信息集成解决方案，诸如消息中介，把应用程序作为单个的 实体来集成。然而w e bs e r v i c e 允许企业把大的应用划分为小的独立的逻辑实体 并且包装他们。 高效性：在前面的几点提到，w e bs e r v i c e 允许应用程序划分成为一些小的 逻辑组件，因为在小粒度上集成应用程序，集成将变得更容易，也更容易控制一 些。同时也使得基于w e bs e r v i c e 的信息集成比传统的信息集成方案更有效率。 动态性：w e bs e r v i c e 通过提供动态的服务接口来实施一个动态的集成。然 而传统的信息集成都是静态处理的。 w e bs e r v i c e 将成为企业信息集成技术的主流。 山东大学硕士学位论文 1 6 论文章节安排 全文共分为五章，内容安排如下所示： 第1 章引言 本章根掘我国铁路运输信息化建设的规划，对我国铁路运输信息化建设的 进行了论述，并根据国外先进国家铁路信息化建设的步骤和策略，提出了我国铁 路信息化建设应遵循的技术路线。 第2 章铁路运输信息化系统模型 本章根据铁路运输生产实际，对铁路运输信息化系统中的各种模型，如系 统集成模型、系统层次模型、数据库结构模式以及数据仓库的集成模型进行了比 较系统的分析和研究。 第3 章铁路运输信息系统决策分析方法 本章对铁路信息化建设的数据库模型及系统集成模型进行了分析和总结a 第4 章铁路旅客运输客流分析 本章对铁路旅客运输客流的分析方法进行了分析和研究。 第5 章结论和展望 l i i 东大学硕十学位论文 。i 鼍皇曼曼鼍曼皇曼曼鼍鼍曼量詈鼍皇曼量曼曼寰皇曼曼皇曼鼍曼皇曼曼曼曼曼! ! 曼鲁曼鼍置鼍吕曼量皇曼曼曼曼曼曼量曼曼曼詈曼鼍 第2 章铁路运输信息系统结构模型 随着我国市场经济体制的逐步建立，企业作为市场主体的地位逐步确立，铁 路交通运输市场的需求逐步由卖方市场转向买方市场，各种交通运输方式之间的 竞争日趋激烈，对外开放的进程逐步加快，中国铁路交通运输业也加快了体制创 新的步伐。 我国铁路信息化体系大致有两种描述方式：按照信息技术在企业应用的逻 辑层次由低至高将铁路信息化体系看作是六大系统综合而成的，即通信网络系 统、过程控制与安全保障系统、业务管理信息系统、办公信息系统、社会化信息 服务系统、决策支持与综合应用系统；参照企业三级管理模型，按运营信息系 统、综合信息系统和宏观决策支持系统三个层次形成铁路信息系统的纵向结构， 根据管理职能划分各层的横向结构。 2 1 铁路运输资源的规划与组织 铁路运输业与一般企业在组织管理结构上有很大的不同，不仅表现在其运作 方式上的差异，而且还表现在区域分散，遍布在全国铁路网络沿线周围，不像一 般企业那样集中它们之间既相互独立，又密切合作，充分体现了我国铁路运输 业的运营组织管理特点。 2 1 1 铁路运输资源规划与组织特点 根据网络型产业特点，国外铁路重构采用了各种。网运分离”的模式，即根 据基本功能、服务类别及管理特点的区别，把铁路运输设备资产、所属职工，管 理职能和机构分成。上”、“下”两部分，即下部的基础设旌( 包括线路、桥涵、 场、通信信号系统和调度指挥系统等) 与上部的运营部门( 包括客运、货运，机 车、车辆等) 独立或相对独立地实行生产管理与组织、财务核算、投资建设和发 展规划等。“网运分离”由于程度上的不同，可以分成若干类别。各国铁路的“网 1 3 山东大学硕士学位论文 i i 运分离”并不是一个一成不变的概念，在不同时期采用何种程度分离或合一的经 营模式，是根据各自铁路与运输市场的实际情况以及各自对铁路性质的理念和政 策目标而决定的。 从铁路运输的主行业来看，我国铁路的基础设施、运输能力以及利用率在世 界上是突出的，能力并不富裕，可竞争空问很小，而且这种客货高运量、高行车 密度会增加“客、货、网”分离的交易成本，从“轮轨关系”的效率维度看，“路 网分离”还会降低铁路的规模经济效益，中国铁路属“内部弱竞争格局” 的 行业。从中国实现小康社会，跨越式发展的时代要求看，必须将铁路作为一个整 体，明确其在国民经济生产中的不可替代的特殊地位，充分发挥其在我国可持续 发展战略中的全国交通运输骨干的作用：根据现代企业制度“产权明晰、权责 明确、政企分开、管理科学”的基本要求，把铁路局改造成市场主体，“主辅分 离”。铁路局承担国有资产保值增值的直接责任，是取得运输进款收入和建设资 金的基本单位，是利润中心。站段是铁路运输的基层单位，只能具体承担运输 生产某一方面的工作，不能独立完成运输生产的全过程，通过它们的协调运作才 能形成现实的运输能力，它们是重要的成本责任中心。 铁路运输信息化建设必须首先从铁路运输资源的规划开始，铁路信息资源规 划是指对铁路运输组织部门和运输管理部门( 如铁道部、铁路局、铁路基层站段) 信息的采集、处理、传输和使用的全面规划。其核心是运用合理先进的信息工程 和数据管理理论与方法，通过总体数据规划，打好数据管理和资源管理的基础， 促进实现集成化的应用开发。 因此铁路运输资源的规划与一般企业也有着一些差别，首先铁路运输有自己 独特的特点，各铁路运输部门在运输组织上统一协调，在运输利益上又独立核算， 在资源规划上必须严格、统一标准，明确界定其各自的业务范畴以及利益分配原 则，在人、财、物等各方面进行划分，所以搞好铁路运输资源的规划是铁路运输 信息化建设的重要步。 要使铁路运输企业内部、部门之间、部门与外部单位之间的频繁的复杂的信 息流畅通，充分发挥信息资源的作用，不进行铁路运输企业之间统一的、全面的 资源规划是不可能的，因此，从某种意义上讲，信息资源的规划可以从根本上解 1 4 l ij 东大学硕士学位论文 决信息资源的共享问题。 目前铁路运输在资源的综合利用上存在如下问题，已经阻碍了铁路信息化建 设的步伐。 1 系统之间乃至系统内部的信息资源没有合理整合，各应用系统独立组网， 各系统没有同意的平台，影响了系统整体性能的发挥，造成了现有资源的极大浪 费。 2 各业务部门工作流程不规范、不统一，同样的工作在不同运输地区有不 同的解说，造成了业务的不规范性，必须统一系统标准、业务流程，规范业务术 语。 3 缺乏信息资源的管理基础和标准，造成了基础数据各自定义，独自使用 的混乱局面，使各应用系统的兼容性和可移植性较差。 目前铁路运输包括旅客运输和货物运输两个方面，运输管理由铁道部统一制 定运输策略，由各铁路局来组织具体的运输业务，由各基层站段负责完成具体的 运输业务，其运输组织层次结构如下。 图2 - 1 组织业务关系 铁路旅客运输铁路旅客运输目前采用了铁道部、铁路局、客运站三级组织管 理运作模式，铁路旅客客运综合数据由运输的基层单位( 客运站) ，通过现行的旅 客运输管理组织系统产生由下到上的数据流，并将各地数据进行数据汇总，形成 一个庞大的计算机网络数据流和管理流，如上图2 一l 。 2 1 2 铁路客运信息化建设的主要任务 山东大学硕士学位论文 在铁路旅客运输方面，铁路信息化建设将主要围绕下列任务展开：完善优 化客票发售和预订系统，实现销售网络化，与其他交通运输方式信息共享实现联 合售票，推行代理制，建立由铁道部监管的第3 方客票销售机构，实现客票销 售与旅客运输服务分离；运用现代营销策略加快建立客运综合服务系统，实现 服务人性化；客运营销和预测系统，根据客流预测计划设计与开发铁路客运产 品；行包管理信息系统，实现全国主要行包办理站的行包管理自动化，完成全 路直通行包信息的联网追踪。 铁路旅客运输的主要数据来源于现行的旅客客票发售与预定信息系统。该系 统由铁道部客票数据中心、地区客票中心和车站客票系统三级构成。 现已建成铁道部客票中心和覆盖全国的地区客票中一1 ) , 2 4 个，车站客票系统建 成1 7 7 2 个，计算机售票量达到总售票量的9 0 ，售票收入占总收入的9 5 。 客票数据组织采用三层数据库结构模式，如图2 - 2 所示。 图2 - 2 客粟系统拓扑结构 2 1 3 铁路货运信息化建设的主要任务 在铁路货运方面，铁路信息化建设将主要围绕下列内容进行：全面实现订 单电子化管理。对现有货运营销与生产管理系统整合，增加联网站点，实现各系 统的互联互通、信息共享，丌展货主联网，实现订单电子化管理：建立面向社 会的货运营销与信息服务系统。为货主提供货物承运，追踪、到达信息，运费信 息，运输条件、车站服务信息等咨询服务：建立货运营销辅助决策系统。包括 建立主要行业和主要地区产销变化及市场信息数掘库、货主企业档案信息库，以 1 6 山东大学硕士学位论文 及构建铁路运输市场预测、分析模型，科学预测市场变化：建立以订单信息为 基础的运力配置系统，实现运力配置与市场需求的最优结合。在建设客货营销系 统时，要采用电子商务的思路，整合铁路现有信息系统，建立铁路物流电子商务 门户网站，拓展延伸服务与增值服务，实现客货营销的社会化。 2 1 4 铁路信息化建设的组织与管理 随着铁路客货营销系统的建立，铁路信息化建设重点调整为：在铁道部、 铁路局、营运站段，按照统一的数据结构，建立三级车辆、列车、机车集装箱动 态库，实现对车辆、列车、机车、集装箱、货物更加精确、全面的追踪管理； 推进调度系统实施，实现铁道部、铁路局和营运站段各主要调度工种全部使用计 算机系统；完善系统功能，提高系统运行质量，实现各系统间数据共享。随着 铁路政企分开，现代企业制度的建立，经营管理信息化应该以成本效益为核心， 提高经营效率和增强决策水平，实现管理的现代化。 2 2 铁路信息化资源规划 铁路信息资源规划是指对铁路运输行业的企事业单位或政府部门信息的采 集、处理、传输和使用的全面规划。其核心是运用先进的信息工程和数据管理理 论及方法，通过总体数据规划，打好数据管理和资源管理的基础，促进实现集成 化的应用开发。信息资源与人、财、物资源一样，都是企业的重要资源。因此， 应该像管理其他资源那样管理信息资源。搞好信息资源管理的目的是通过企业内 外信息流的畅通和信息资源的有效利用，来提高企业的效益和竞争力。显然，搞 好企业信息资源管理的前提是，首先搞好信息资源规划。要使企业内部每个部门、 部门之间、部门与外部单位的频繁、复杂的信息流畅通，充分发挥信息资源的作 用，不进行统一的、全面的规划是不可能的。因此，从某种意义上说，信息资源 规划从根本上解决。信息孤岛”问题。企业在实施管理软件时，i r p 先行，将为 系统最终成功应用奠定扎实的基础。从实践方面，信息资源规划作为工程技术， 包括需求分析、系统建模和支持工具等内容。进行i r p 的过程就是企业梳理业务 流程，搞清信息需求，建立企业信息标准和信息系统模型：用这些标准和模型来 衡量现有的信息系统及各种应用，符合的就继承并加以整合提升，不符合的就进 山东大学硕士学位论文 行改造、优化或重新开发。 企业信息化建设需要信息资源规划，这一点在铁路显得更为迫切。铁路信息 化建设已经过了2 0 多年的历程，形成了覆盖全国的部、局、站段三级计算机网 络，各业务信息系统在铁路运输生产和经营中发挥着巨大作用。同时，在计算机 基础设施、数据信息等方面已经形成了非常雄厚的资源基础。但同样由于对信息 资源开发利用的薄弱，阻碍了铁路信息化建设的发展。比较突出的表现有： 系统问乃至系统内的信息资源不能实现信息的有效整合，各应用系统自主成网， 有孤立的数据库以及自编的应用软件现象，使得系统内部缺乏合理的通道，系统 之间信息无法共享、无法交换，影响了工作效率，浪费资源；业务流程不规范、 不统一，同一工作在不同地点有不同解释，使得功能模型无法确定，统一软件有 多个版本；缺乏信息资源管理基础标准，基础数据各自定义、分别建立，使 得应用系统可移植性和兼容性较差，基础数据维护、更新不统一和不及时 而随着铁路运输经营的外部环境与内部环境的变化，经营管理模式也在不断 调整。所面对的内部资源较多，因此，只有解决了分散信息资源的整合问题，才 能真正实现铁路运输经营管理信息化。 铁路要实现信息化改造，首先要确定基本思路。要解决好业务流程重组或 流程优化问题一方面，有许多传统的、落后的模式需要改造；另一方面，改革 开放以来，企业改革与管理创新也有一些成果，需要总结和提升。因此，不能简 单地搞。业务流程重组”，而应该从实际出发，搞。业务流程优化”，以便将it 架构进去，提高经营管理水平和效益。要着重解决好数据环境重建或优化问题 铁路在运输生产、经营管理和市场营销等方面，每天都在产生、处理和积累大量 的信息。怎样管理、开发和利用这些信息资源，就成了应该重点解决的大问题； 要找准切入点信息化改造，首先要改造数据环境。改造数据环境当从数据标 准化入手。 2 3 铁路运输信息系统组织结构模型 铁路运输组织是一个联合运输组织，包括铁路运输各个部门，每一次运输都 是由各运输企业、运输组织部门共同来完成的，运输组织部门具体包括客运、货 运、机车、工务、电务、电力、车辆、站段等，运输主体主要包括客运、货运两 1 8 山东大学硕士学位论文 大部分，分为运输组织、经营管理、客货营销三个层面的业务，其信息化组织结 构如图2 - 3 所示。 描# ：“缸薷聱 i ” 艇科聃静移德- v 静鲜蟪飞妒 撵趣箍h 事“黻f 吨 图2 3 ：铁路运输信息化基本结构图 2 4 铁路运输信息系统集成层次模型 铁路运输系统经过几十年的信息化建设，已经取得了可喜的成就，部分铁路 运输管理信息系统日益成熟，特别是以客票预定系统的开发运用，使铁路运输信 息化的程度有了很大提高，其他系统在各领域也发挥着不同的作用，为了使这些 独立的系统能够发挥更大的效率，必须进行系统综合集成。 集成是铁路信息化建设的基本途径，目前与铁路运输有关的信息管理系统主 要有铁路旅客客票预订与发售系统、客运车辆管理系统、客运线路里程及线路类 型管理系统等铁路基层业务管理信息系统，这些系统是铁路运输的底层数据库管 理系统，是铁路运输的基本数据来源。由于这些系统是独立的，必须进行合理的 集成，实现信息资源的高度共享，才能使这些系统得到更好的综合应用。 1 9 山东大学硕士学位论文 而综合集成包括系统集成与信息集成等方面