（交通运输规划与管理专业论文）计算机编制列车运行图网络数据库的研究与设计.pdf

西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文 ab s t r a c t ，钧， w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f i n n o v a t i o n a n d t h e i m p e t u s o n r a i l w a y t o m a r k e t , m o r e a n d m o r e r e q u i r e s h a s c o m e o u t o n t h e即s t e m o f c o m p u t e r m a k i n g t r a i n d i a g r a m妙 t h e r a i l w a y t r a n s p o r t a t i o n d e p a r t m e n t . i t c a n n o t m e e t t h e n e e d t o n e w p o s i t i o n b y s t a n d - a l o n e m o d e , i t i s h i g h t i m e t h a t t h e d a t a a n d a p p l i c a t i o n s h o u l d b e l a c a t e d o n d if f e r e n t n o d e i n n e t w o r k . i n v i e w o f a p p l i c a t i o n f a c t , c o n s i d e r i n g a m p ly t h a t t h e r e a r e a f e w u s e r s i n a p p l i c a t i o n , t h e m a i n r e s e r c h c o n t e n t s a r e a s f o l l o w s . t h e d e s i g n a t i o n a n d c o n s t r u c t i o n o f t r a i n d i a g r a m c o n c e p t u a l mo d e l . . t h e d e s i g n a t i o n a n d c o n s t r u c t i o n o f t r a i n d i a g r a m p h y s i c a l mo d e l . . t h e d e s i g n a t i o n o f t r a i n d i a g r a m d i s t r i b u t e d d a t a b a s e i n n e t w o r k . . t h e d e s i g n a t i o n o f t r a i n d i a g r a m d i s t r i b u t e d a p p l i c a t i o n l o g i c i n n e t wo r k . . t h e d i s i g n a t i o n o f t r a i n d i a g r a m d a t a b a s e s y s t e m f u n c t i o n mo d u l e . t h e k e y t e c h n i q u e s a b o u t t r a i n d i a g r a m n e t w o r k d a t a b a s e a r e d i s c u s s e d i n d e t a i l w h i c h s e t o u t s t e c h n o l o g y c o n d i t i o n f o r t h e s h a r i n g o f w h o l e r a i l w a y t r a i n d i a g r a m d a t a . i n a l l u s i o n t o w u l u m u q i r a i l w a y b u r e a u , t h e p a p e r b r i n g s f o r w o r d a c o n c e p t o f l o n g - r a n g e m a k i n g t r a i n d i a g r a m , c o r r e s p o n d i n g s o f t w a r e w i l l b e a p p l i e d w u l u m u q i r a i l w a y b u r e a u w h i c h m u s t b r e a k t h e o l d m o d e l a n d b r i n g a b o u t a n e w o n e f o r t h e w h o l e b u r e a u . t h e a u t h o r w i s h t h e a p p l i c a t i o n o f c o m p u t e r m a k i n g t r a i n d i a g r a m n e t w o r k d a t a b a s e s y s t e m i n w u l u m u q i r a i l w a y b u r e a u w o u l d b e a w e l l t h r e s h o l d a b o u t r e m o t e m a k i n g t r a i n d i a g r a m m o d e l . s o u t h w e s t j i a o t o n g u n i v e r s i t y 2 0 0 0 . 1 2 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文 k e y w o r d s t r a i n d i a g r a m , r e l a t i o n d a t a b a s e , t r a n s ac t i o n , n o r m a l f o r m , d i s t r i b u t e d a p p l i c a t i o n , n e t w o r k n o d e , d a t a s w a p 内 气 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第i 页 第一章绪论 1 . 1 问题的提出 列车运行图是铁路运输工作中受多种因素制约、技术性强的综合 性计划，是铁路行车组织工作的基础，是铁路经济效益的源头。铁路 这个复杂的巨型联动机就是通过列车运行图把车、机、工、电、辆等 部门和工种联结成一个有机的整体，昼夜不停地进行着有条不紊的工 作，科学地、合理地利用铁路运输资源，为国民经济生产和人民生活 服务。 列车运行图数据库系统是列车运行图系统的一个重要组成部分，它 既是编图调图工作的基础数据源，又是编图结果的存储地，为编调图、 时刻表提供全部资料和条件，同时又将计算机编图完成后的结果信息 组织入库，供多种应用不同方式的共享。 随着网络时代的到来，信息知识突飞猛进，在经济杠杆的调节作 用下，编制列车运行图不再拘泥于每次大集中的形式，足不出户的远 程编图模式已经提到日程当中来，编图网络数据库正是在这种背景下 产生的。编图数据库在单机上运行，数据分布在每个用户的计算机上。 这样路局和分局之间就出现了信息脱节现象，无法实现数据的集中管 理与共享。因此，大部分数据维护工作就成了重复劳动，冗余的工作 增加了用户使用的复杂程度，而且延长了编图时间。其次，单机模式 的编图数据库系统，应用程序和数据全部堆放在一台机器上，造成了 单机负载过重，运行效率低的现象。 编图网络数据库实现以后，大部分数据可以只要路局级编图人员 或分局级编图人员进行维护，其他用户便可以共享，大大降低了编图 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第2 页 人员的劳动强度，进而缩短了编图时间。在网络环境下运行编图数据 j车系统，应用逻辑与数据实现分离，实现了在网络上均衡负载，充分 利用服务器的处理能力，提高应用程序的执行效率。市场经济体制下， 经济费用成了产品是否成功的至关因素之一。单机模式的编图数据库 ， 应用程序的分发无疑是一项艰巨的工作，由于要为分布在不同地点的 每一位编图用户分发应用程序而造成了大量的人力、财力的浪费。应 用网络化的实现将会有效地解决上述问题，这时只需将共用的、易变 化的应用逻辑放在服务器上即可，从而实现应用逻辑的集中控制。 1 . 2 计算机编制列车运行图的研究应用现状 早在六七十年代初，日本就开展了利用计算机编制具有实用价值的 列车运行时刻表的研究。到七十年代初期，已在部分线路开始采取人 机对话方式编制列车运行图，取得了显著的效果。近几年来，日本在 研究 “ 人工智能”的基础上进行列车运行图编制专家系统的开发，采用 搜索树原理和经验制约作为知识规则进行驱动，以列车运行带代替列 车运行线，考虑各列车之间的相互约束及各车站间的列车顺序组合， 利用人工作业中以经验为依据的所谓启发式手段，找出 “ 满足条 件程度尽可能高的选择标准 ” ，进行局部 自动调整，从而把人的判 断能力和计算机的高速运行能力结合起来，开发了列车运行图编制系 统 ( d i a d s ) ，并在 1 9 9 1 年后在实际工作中得到了应用。 原苏联从五十年代后期开始试图用模拟人工算法、试探法、逻辑代 数法以及数学规划法来解决计算机编制列车运行图问题，但均因算法 的局限性而未能达到实用，进入八十年代，他们从追求最优到着眼于 实用，在计算机选定方案的基础上进行人机对话方式的修改调整，直 到满意为止。到九十年代，己在部分双线线路上采用计算机编制列车 运行图，对单线列车运行图的计算机编制研究也取得了一定的进展。 美国、英国、德国、加拿大、比利时等国家也先后进行了计算机编 制列车运行图的研究，不同程度地取得了一些成果。 一 一一 卫 毛 鱼 逐 扭 1土 遗 乞 巫兰 * (a i y x一- - m 3 x 在我国，铁科院于六十年代初期开始计算机编制列车运行图的研 究。进入七十年代， 通过一定时期的研究，由 铁科院研制的 “ 人机对话 方式铺画全路直通客车方案系统”达到了实用程度，标志着我国计算机 编制列车运行图的研究工作向前迈出了实质性的一步。 哈尔滨铁路局从七十年代开始研究计算机编制列车运行图工作，利 用d j s - c 4 机研究模拟人工编图，1 9 8 0 年试编了双线区段货物列车运行 图。1 9 8 7年与铁科院一起承担了铁道部下达的 “ 电子计算机编制列车 运行图”的科研项目，在哈尔滨至安达间7 对旅客列车运行时刻确定的 j清况下，试编了 1 6对与 2 4对单线货物列车运行图。其方法是建立数 学模型和车站越行判别条件及区间占用判别条件的数学公式，利用模 拟人工算法对模型进行求解。但由于数学模型复杂且不够全面，软件 功能不够完善，计算结果离实际应用仍有一定的距离。但作为用数学 模型并设计算法求解的计算机编图模式，取得了许多可借鉴的经验。 北方交通大学从七十年代初开始应用计算机对有关列车运行图问题 进行了多方面的研究。他们首先通过大量模拟试验铺划满表列车运行 图，取得了双线闭塞区段旅客列车扣除系数方面的一些重要的数据和 结论，并开展了研究编制具有较合理弹性及均衡性双线列车运行图。 八十年代初期，西南交通大学开始 了计算机编制列车运行图的研 究。他们通过对国内外计算机编制列车运行图的研究现状和采用的方 法进行深入分析，充分吸取其成功经验，并结合我国实际情况，采取 了以模型控制计算机处理为主，人机交互为辅的人机系统设计方法， 充分利用各类模型及规律分层决策，由计算机负责处理，产生运行图 方案。近几年相继成功推出了 “ 计算机编制列车运行图软件 1 . 0版”和 “ 计算机编制列车运行图软件 2 . 0版 ” ，这为我国列车运行图的编制走 向实用和实现全路列车运行图的统一编制提供了科学的手段和依据， 也是我国铁路运输走向市场的良好开端。 近年来，德国、法国、日本等国相继建立了高速铁路列车实时调 度指挥系统，可以控制指挥高速列车运行。另外，自 9 0年代初，北美 铁路的先进列车控制系统( a t c s ) 建成后，对传统的运输管理方式产生 了巨大冲击 。各大铁路公司在市场经济竞争形式下，纷纷考虑新的运 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第 4 页 输管理体制，其中包括利用实时信息，开发实时列车运行图的研究。 随着市场经济的发展，实现全路列车运行图的统一编制 己势在必 行，其结果是数据信息量成倍的增加、线路设备情况更为复杂，它不 但要求系统具有更强的自适应性和更快的处理速度，而且由于铁路作 为一个大系统，局和分局之间的信息共享与交互是不可避免的。 我国计算机编制列车运行图系统数据管理技术的发展经历了文件 系统和数据库系统两个阶段。其中，文件系统阶段由于文件是面向程 序的，即文件与一个或几个应用程序相对应，存在着较大的数据冗余 和不 一 致性，给系统的开发带来了较大的困难。采用数据库管理系统 组织数据使得数据具有较高的独立性，冗余度也明显减少，而且它提 供了方便的用户接口，为实现数据共享提供了条件。目前计算机编制 列车运行图数据库仍局限于在单机上运行，并没有充分利用数据库管 理系统提供的强大通讯功能来实现数据共享。 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第 5 页 第二章列车运行图网络数据库关系模型 2 . 1 列车运行图数据库关系数据模型基本理论 1 9 7 0年美国 i b m 公司 s a n j o s e研究室的研究员 e . f . c o d d首次提 出了 数据库系统的关系模型，开创了数据库关系方法和关系数据理论 的研究，为数据库技术奠定了理论基础。 关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部 分组成。关系数据模型有严格的理论基础，较高的数据独立性，对其 作如下几点说明: ( 1 ) 关系是元组的集合，各个元组在关系中的顺序是无关紧要的。 在实际系统中一个关系的诸元组是具备一定存储顺序的，只不过元组 的顺序对用户来说具有透明性。 ( 2 )关系的每一属性都是不可再分的基本数据类型，即在关系的二 维表中每行每列位置上的值都是原子值，而不能是集合、元组或其组 a 仁 0 ( 3 ) 允许属性值为空值 ( n u l l v a l u e ) 。空值用以表达未知情况，支 持对不完全信息的处理。 ( 4 )同一关系任意两个元组不允许全部相同，即若把关系作为元组 集，则其中不能有相同的元组。 同层次数据模型、网状数据模型相比，关系数据模型有下列优点 ( 1 ) 可以简单、灵活地表达各种实体及其之间的联系。 ( 2 )用户界面好，易用性最佳。 ( 3 ) 支持数据库重构 ( 视图v i e w ) . ( 4 ) 具有严密的数学基础和操作的代数性质。 s o u t h w es t j i s o t o n g u n iv e r s i ty c h e n g d u 2 0 0 0 . 理 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文 第6 页 ( 5 ) 和一阶谓词逻辑在理论上密切相关，易于开发为演绎数据库。 ( 6 ) 具有较高的数据独立性。 2 . 1 . 1 数据库系统的三级模式结构 数据库系统的三级模式结构指外模式、模式和内模式三级结构。 .模式 ( s c h e m a ) 数据库系统模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述， 它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具体的值。模式的一个具体值称为模 式的一个实例 ( i n s t a n c e ) 。同一个模式可以有很多实例。模式是相对稳 定的，而实例随着数据库中数据的不断更新而作相对变动。模式反映的 是数据的结构及其联系，实例反映的是数据库某一时刻的状态。模式是 数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环 境，也与具体的应用程序，与所使用的应用开发工具及高级程序语言无 关。一个数据库只有一个模式，关系数据库模式以某关系数据模型为基 础，统一综合地考虑了所有用户的需求，将这些需求有机地结合成一个 逻辑整体。 .外模式 ( e x t e r n a l s c h e m a ) 视图通常由关系数据库模式的某个关系中满足用户给定条件的若千 属性列或元组组成，也可以是对若干个不同关系进行运算的结果，它 反映的是局部数据逻辑结构，系统中仅存放其定义，实际数据并不依 赖于视图而是依赖于关系数据库模式来存放于数据库中，因此视图是 一个虚关系。 外模式也称子模式 ( s u b s c h e ma ) 或用户模式， 它是数据库用户 ( 包 括应用程序员和最终用户)能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和 特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的 逻辑表示。外模式通常是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式。 由于它是各个用户的数据视图，如果不同的用户在应用需求、看待数 据的方式、对数据保密的要求等方面存在差异，则其外模式描述就是 不同的。既使对模式中同一数据在外模式中的结构、类型、长度、保 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第7 页 密级别等都可以不同 个应用系统所使用， 。另一方面，同一外模式也可以为某一用户的多 但一个应用程序只能使用一个外模式。外模式是 保证数据库安全性的一个有力措施。每个用户只能看见和访问所对应 的外模式中的数据，数据库中的其余数据是不可见的。 .内模式 ( i n t e r n a l s c h e ma ) 内 模式也称存储模式 ( s t o r a g e s c h e m a ) , 应用 c 一个数据库只有一个内 应 、用 ? 一 a a 模式 外模式/ 模式映象 内模式/ 模式映象 盖幽 图2 . 1 数据库系统的三级模式结构 模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的 表示方式。系统三级模式结构如图 2 . 1 所示。 2 . 1 . 2 关系数据模型数据的独立性 关系数据模型数据的独立性是通过数据库系统的二级映象功能实 现的。数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的 具体组织留给 d b ms管理，使用户能逻辑地处理数据，而不必关心数 据在计算机中的具体表示方式与存储方式。为了能够在内部实现这三 个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第 颐 两层映象，从而保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立 性和物理独立性。 . 外模式/ 模式映象 模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据的局部 逻辑结构。对应于同一个模式可以有任意多个外模式。对于每一个外 模式，数据库系统都有一个外模式/ 模式映象，它定义了该外模式与模 式之间的对应关系。这些映象定义通常包含在各自外模式的描述中。 当模式改变时，只需对各个外模式、模式的的映象作相应改变，可以 使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用 程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，这便是数据的逻辑 独立性 。 . 模式/ 内模式映象 模式、内模式映象定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的 对应关系。该映象的定义通常包含在模式的描述中。当数据库的存储 结构改变了，只需将模式、内模式的映象作相应变换，可以使模式保 持不便，从而应用程序也不必改变。保证了数据与程序的物理独立性， 这便是数据的物理独立性。 特定的应用程序是在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于 特定的外模式，与数据库的模式和存储结构独立。不同的应用程序可 以共用一个外模式。数据库的二级映象保证了数据库外模式的稳定性， 从而从底层保证了应用程序的稳定性。 2 . 1 . 3 关系数据结构 关系数据结构通常描述如下: . 域 ( d o m a i n ) 一组具有相同数据类型的值的集合; . 关系 ( r e l a t i o n ) 一个关系对应通常讲的一张表，其数学描述为:给定一组域d , . d 2 . . . d， 其笛卡尔 积d , x d 2 x . . . x 几定 义为n元组( dd 2 , . .,， d o ) 的 集 -一一一一 一 一s o u t h w e s t j ia o t o n g u n tv e r s tt y 一 c h e n g d u 一 2 0 0 0 . 1 2 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第 9 页 合， 其中d d 2 ,. . . ，d 。 分别是d , , d z ,，d 。 中的任意元素， 记为: d , x dx . . . d = ( d l , d 2 , . 二 d j i d , 。 di = 1 , . . . , n ) 其中每一元素(d , d 2 ， . . . , d ) 叫作一 个 n元组 ( n - t u p l e )或简称元组 ( t u p l e ) ; 元素中的 每一个值“ 叫作一个分量 ( c o m p o n e n t ) : d , x d x . . . x d . 的子 集叫 作在域d , , d , , ，d上的 关系， 表示为: r ( d d 2 , . . .i d j . j 已 组 ( t u p l e ) 表中的侮一行即为一个元组; . 属性 ( a t t r i b u t e ) 表中的 一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即为属性名; . 分量 ( c o m p o n e n t ) 元组中的一个属性值; . 侯选码 ( c a n d i d a t e k e y ) 若关系中的某一属性组的值能唯一地标识一个元组，则称该属性组 为侯选码; . 主码 ( p r i m a r y k e y ) 若一个关系有多个侯选码，则选定其中一个为主码。主码的诸属性 称为主属性 ( p r i m a r y a t t r i b u t e ) 。不包含在任何侯选码中的属性称为非 主码属性 ( n o n - k e y a t t r i b u t e ) 。 如果关系模式的 所有属性组是这个关系 模式的侯选码，称为全码 ( a l l - k e y ) . . 关系模式 对关系的描述，是一个关系的属性名序列，也就是一个关系的型。 如果给一个关系命名 r ， 且其属性的一般形式为a , , a 2 ,，a，则 关系模式通常可写成: r ( a , , a 2 , . . . , a j 2 . 1 . 4 关系操作 关系操作的特点是集合操作方式，即操作的对象和结果都是集合。 这种操作方式亦称为一次一集合 ( s e t - a t - a - t i m e )的方式。专门的关系 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第1 0 页 运算包括选择、投影、连接、除等。为了 叙述上的方便，先引入几个 符号。 ( i ) 设关系模式为r ( a , , a 2 , - . , a) ， 它的 一个关系为r , t e r 表示t 是r 的 一 个 元组，t a , i 则 表示 元 组t 中 相 应 于 属 性a ， 的 一 个分量。 ( 2 ) 若a = i a n a ;z , . . . , a ,j ， 其中a il , a;2 . ，a ;、 是a , , a z ， 二 ， ， a ， 中 的一 部 分， 则a称为 属 性 列 或 域 列。 t a = ( t c a l 4 4 2 1 . . . i t (a . d 表示 元 组 t在属性列 a上诸分量的集合。万表示执， 几, . . . a 中去掉 l a n , a ;z , . . ., a ;k 后 剩 余 的 元 组 。 ( 3 ) r为n目 关 系， s为m目 关系。t , e r , t, e s ,获称为元组的 连 接 ( c o n n e c t i o n ) 。它是一个n + m目列的元组，前 n个分量为 r中的一 个 n元组，后 m个分量为 s中的一个 m元组。 ( 4 ) 给定 一 个关 系r ( x , z ) , x和z为 属 性 组。 定 义当t x = : 时 ， x 在 r中的象集 ( i m a g e s s e t )为: z .r = ( t fz l l 。 r , t x j = x 它表示 r中属性组 x上值为 x的诸元组在 z上分量的集合。 下 面给出关系运算的定义: 1 . 选择 ( s e l e c t i o n ) 选择又称限制 ( r e s t r i c t i o n ) 。它是在关系 r中选择满足给定条件的 诸元组，记作: 。 二 扭 ) = (t i ， 。 r a f t - 真 其中f表示选择条件，它是一个逻辑表达式，取逻辑值 “ 真”或 “ 假， 。 逻辑表达式 f由逻辑运算符二，n v 连接各算术表达式组成。算术表 达式的基本形式为: x , b y , 其中b 表示比 较运算符，它可以是 ，_ .乙 等是 属性名或常量，或为简单函数;属性名也可以用它的序号代替。 2 .投影 ( p r o j e c t i o n ) 关系在 r上的投影是从 r中选择出若千属性列组成新的关系。 记作: n , ( r ) 二 t a i ， 。 r ) 一一一一一一 s o u t h w e s t s o u t h w e s t jia o t o n g u n iu n i 第u页西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文 其中a为r的属性列。 3 .连接 ( j o i n ) 连接也称为 b 连接。它是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足 一定条件的元组。记作: r 黑 s 一 1.t, t, e r 八 ， 。 s 人 . ,4 r , b ) 其中a和 b分别为 r和 s上度数相等且可比的属性组。b 是比较运算 符。连接运算从 r和 s的广义笛卡尔积r x s 中选取 ( r关系)在 a属 性组上的值与 ( s关系)在b属性组上值满足比较关系b 的元组。 4 .除 ( d i v i s i o n ) 给定 关系r ( x , y ) 和关系s ( y , z ) ， 其中x , y , z为 属性组。 r中的 y与 s中的 y可以有不同的属性名，但必须出自相同的域集。r与 s 的除 运算得到一个 新的 关系p 份) ， p是r中 满足下 列条件的 元组在x 属性列上的投影:元组在x上的分量值x 的象集y 包含s 在y上投影 的集合。记作: r = s = m x i 1 ， 。 r a ii ,(s ) 二 y 其中y 为x 在r 中 的 象 集， x = t ,. lx . 关系数据库标准语言 s q l是一个综合的、功能极强的语言，在此 不再赘述。 2 . 2 列车运行图网络数据库概念模型设计 概念模型是对信息世界建模，是现实世界到信息世界的第一层抽 象。最为著名的概念模型表示方法是 p . p . s . c h e n于 1 9 7 6年提出的实体 联系方法 ( e n t i t y - r e l a t i o n s h i p ) 。 该方法用e - r图来描述现实世界的概 念模型。它既具有较强的语义表达能力，能够方便、直观地表达应用 中的各种语义知识，又简单清晰、易于用户理解。 s o u t h w e s t j i a o t o n g u n i v e r s it y c h e n g d u 2 0 0 0 . 1 2 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第2 s 页 设定保证了车站实体集中车站记录的唯一性。具体内容见下节中的物 理表。 . 参照完整性 参照完整性规则: 若属性 ( 或属性组)f是基本关系 r的外码，它与基本关系 s的主 码k 、 相对应 ( 基本关系r 和s 不一定是不同的关系) ，则对于r 中 每个 元组在 f 上的值必须为: ( 1 ) 或者取空值 ( n u l l ) ( f的每个属性值均为空值) ; ( 2 ) 或者等于s中某个元组的主码值。 编图数据库系统的参照完整性设计主要是为了保证记录的完整性。 如路局和分局关系中有着共同的属性:路局码，其中在路局关系中， 路局码是主属性，分局关系中路局码是非主属性，因为一个路局有多 个分局，所以在分局关系中路局码不能作为唯一标识。因此分局关系 中路局码属性的取值要么和路局关系中路局码的属性值相同，要么为 空值。具体设计见上节中的e - r 图。 . 用户自定义完整性 用户定义的完整性就是针对某一具体关系数据库的约束条件，它 反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义婆求。运行图数据库 系统中的自定义完整性主要有:列车特征中，用户输入的车次必须在 对应的列车特征车次范围内，列车时刻表中，用户输入的时间，分钟 位只能小于 6 0分钟，等等。 2 . 3 . 2 编图网络数据库物理模型设计 物理模型设计主要是针刘 一 具体的 d b m s将概念模型转换为物理表， 包括主键、索引、规则、缺省、触发器、存储过程的建立。其中规则 和表的列相联系，用来检查用户输入数据的有效性;缺省和表的列相 联系，用来保证为列提供合适的默认值;触发器和表相联系，用来保 证编图数据的清洁性;存储过程和数据库相联系，用来实现部分事务 逻辑。为了提高数据的查询速度，我们在表上建立了不同的索引。下 s o u t h w e s t j ie o t o n g u n iv e r s i t y c h e n g d u 2 0 0 0 . 1 2 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文 第2 6 页 面给出物理表的具体结构 路局( b u r e a u d i c ) 列名数据类型可否 n u l l备注 b u r e a u c o d e c h a r ( 4 ) n 路局码 b u r e a u c h a r ( 2 0 ) y 路 局名 敌对间隔( c o n t r a _ s e p a r a t e ) 歹 j 名数据类型可否 n u l l备注 s t a t i o n c o d e c h a r ( 5 ) n 车站码 a r r i v e s e c t i o n 1c h a r ( 6 )y 到达区间1 m u l t i _ l i n e _ s i g n _ 1c h a r ( 2 ) y 多线标志1 s t a rt s e c ti o n 1 c h a r ( 6 ) y 出发区 间1 m u l t i , l i n e _ s i g n 2c h a r ( 2 ) y 多线标志2 t r a i n _ t y p e _ 1c h a r ( 1 0 ) y 列车种类1 t r a i n _ s i g n _ 1c h a r ( 2 ) y 列车标志1 a r r i v e - s e c t i o n - 2 一ic h a r ( 6 )丫一到 达 区间 2 m u l t i _ l i n e _ s i g n _ 3c h a r ( 2 ) y 多线标志3 s t a r t s e c t i o n 2c h a r ( 6 )y出发区间2 m u l t i _ l i n e _ s i g n _ 4c h a r ( 2 ) y多线标志4 t r a i n _ t y p e _ 2c h a r 00 ) y 列车种类2 t r a i n _ s i g n _ 2c h a r ( 2 ) y 列车标志2 s e p e r a t e _ t y p e _ c o d e c h a r ( 2 ) y间隔类型 s e p e r a t e _ t i m ec h a r ( 2 ) y 间隔时分 e s p e c i a l _ t r a i n _ n oc h a r ( 2 0 ) y 特殊车次 s u b b c o d e l c h a r ( 2 ) y 分局码1 s u b b c o d e 2 c h a r ( 2 ) y 分局码2 n0i n tn 编号 b u r e a u c o d ec h a r ( 4 )n局码 敌对间隔类型( c o n t r a _ s e p e r a t e _ t y p e ) 歹 i 名 数 据类型 可否 n u l l备注 c o n t r a _ s e p e r a t e _ t y p e _ c o d ec h a r ( 3 ) 一in敌对间隔类型编号 一ic h a r ( 3 0 ) n 敌对间隔类型 显示分段( d i s p l a y _ s e p a r a t e ) 歹 i1 名数据类型可否 n u l l备注 d i s p l a y _ s e p a r a t e _ c o d e i n tn 显示分段码 noi ntn 序号 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第2 7 页 s t a t i o n c o d ec h a r ( 5 )y站码 s e g m e n t _ c o d ec h a r ( 1 ) n 区段码 m u l t i _ t r a c k _ s i g nc h a r ( 4 ) y 多线标志 线路 ( l i n e d i c ) 歹 名数据类型可否 n u l l备注 p a s s _ b u r e a u _ c o d e 4c h a r ( 4 ) y 经 由局4 p a s s _ b u r e a u oo d e 5c h a r ( 4 ) y 经 由局5 l i n e c o d ec h a r ( 4 )n线路码 i n e n a m e c h a r ( 1 0 ) n 线路名 p a s s _ b u r e a u _ c o d e lc h a r ( 4 ) y 经 由局1 p a s s _ b u r e a u _ c o d e 2一c h a r ( 4 ) y 】经由 局2 p a s s _ b u r e a u _ c o d e 3c h a r ( 4 ) y 经 由局3 车站 ( l i n e s t a t i o n ) 列名数据类型可否 n u l l备注 f l o a t _ p _ t r a i n _ l i n ec h a r ( 2 ) y 活用客车到发线 d o w n f t r a i n l i n ec h a r ( 2 )y 下行货车到发线 u p _ f _ t r a i n _ l i n ec h a r ( 2 ) y 上行货车到发线 l i n e c o d e c h a r ( 4 ) n 线路 码 s e g m e n t _ c o d ec h a r ( 4 ) y i 区 段码 s t a t i o n c o d ec h a r ( 5 )n 车站码 s t a t i o n n a m e c h a r ( 1 8 ) y 车站名 s t a t i o n n oi n ty站顺编号 b u r e a u c o d ec h a r ( 4 )y局码 s u b b c o d e l c h a r ( 2 ) y分局码1 s u b b c o d e 2 c h a r ( 2 ) y分局码2 s t a t i o n k i n d c o d e ic h a r ( 1 ) y车站性质码 d o w n _ p _ t r a i n _ w o r k _ l i n ec h a r ( 2 ) y 下行客车作业线 d o w n _ p _ t r a i n _ l i n e i c h a r ( 2 ) y 下行客车到发线 u p _ p _ t r a i n _ w o r k _ l i n ec h a r ( 2 ) y 上行客车作业线 u p _ p _ t r a i n _ l i n ec h a r ( 2 ) y 上行客车到发线 f l o a t _ p tr a i n _ w o r k _ l i n ec h a r ( 2 ) y 活用客车作业线 f l o a t f t r a i n l i n e c h a r ( 2 ) y活用货车到发线 t o t a l t r a i n l i n e n o c h a r ( 2 ) 一iy到发线总数 重合区间恤 u l t i _ s e c t i o n ) 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第2 8 页 noi n t n 编号 s u b b c o d e c h a r ( 2 ) n 分局码 b u r e a u c o d e c h a r ( 4 ) n局码 m u l t i _ l i n e _ s i g n _ 1c h a r ( 4 ) y 多线标志1 s e c t i o n 1 s t a t i o n c o d e 1c h a r ( 5 )y 区间1 站码1 s e c t i o n 1 s t a t i o n c o d e 2c h a r ( 5 )y 区间1 站码2 m u l t i _ l i n e _ s i g n _ 2c h a r ( 4 ) y多线标志2 s e c t i o n 2 s t a t i o n c o d e 1c h a r ( 5 )y区间2 站码1 s e c t i o n - 2 - s t a t i o n - c o d e - 2c h a r ( 5 ) y 区间2 站码2 大径路 ( r o u t i n e _ b i g ) 列名数据类型 可否 n u l l i 备 注 r o u t i n e c o d en u m e r i c ( 4 )n径路码 s t a t i o n s t a r t c o d ec h a r ( 5 )n起站码 s t a t i o n e n d c o d ec h a r ( 5 ) n 终站码 m u l t i _ t r a c k _ s i g nc h a r ( 1 ) y 多线标志 s u b b c o d e c h a r ( 2 ) y 分局码 n0i n ty序号 大径路说明 ( r o u t i n e _ b i g _ d i c ) 3 m名数据类型可否 n u l l备注 r o u t i n e c o d en u m e r i c ( 4 )n径路码 s u b b c o d e c h a r ( 2 ) y 分局码 r o u t i n e _ e x p l a i nc h a r ( 4 0 ) y 1 111 路说明 c o u n t e r r o u t i n e c o d en u m e r i c ( 4 )y对向径路码 小径路 ( r o u t i n e _ s m a l l ) 歹 j 名数据类型 可否 n u l l备注 r o u t i n e c o d en u m e r i c ( 4 )n径路码 s t at i o n s t a r t c o d ec h a r ( 5 )n起站码 s t a t i o n e n d c o d e c h a r ( 5 ) n 终站码 m u l t i _ t r a c k _ s i g nc h a r ( 1 ) y 多线标志 noi n ty 序号 小径路说明 ( r o u t i n e _ s m a l l _ d i c ) 歹 d 名数据类型可否 n u l l备注 r o u t i n e c o d e n u m e r i c ( 4 ) n 径路码 西 南 交 通 大 学 硕 士 学 位 论 文第2 9 页 r o u t i n e _ e x p l a i nc h a r ( 4 0 ) y 径路说明 c o u n t e r r o u t i n e c o d en u m e r i c ( 4 )y 对向径路码 区间 ( s e c t i o n d i c ) 歹 ii 名数据类型可否 n u l l备注 s e g m e n t _ c o d ec h a r ( 4 ) n区段码 s e c t i o n c o d ec h a r ( 6 )n区间码 section c h a r ( 3 0 ) y 区间 s t a t i o n - s t a r t - c o d ec h a r ( 5 ) y起始站码 s t a t i o n s t a r tc h a r ( 2 0 )y 起始站 s t a t i o n e n d c o d e c h a r ( 5 ) y 终止站码 s t a t i o n e n d c h a r ( 2 0 )1y终止站 u p _ d o w n _ s i g nc h a r ( 2 ) y上下行标志 m u l t i _ t r a c k _ s i g nc h a r ( 1 ) y 多线标志 d o w n _ l e n g t hc h a r ( 4 ) y 下行区间长度 u p _ l e n g t hc h a r ( 4 ) y 上行区间长度 s u b b c o d e