（交通运输规划与管理专业论文）青藏铁路应急救援系统信息共享机制的应用研究.pdf

中文摘要 摘要：本文结合铁路信息化专项规划内容以及现场实际调磷情况，利用现有技术 和已有资源对青藏铁路应急救援系统信息共享机制进行了探讨，使其能较科学的、 符合实际条件的为青藏铁路现有应急信息资源的建设提供指导性意见，为应急救 援指挥提供决策支持。 青藏铁路应急救援系统需从多个业务系统获取必要的基础信息和业务信息， 这些数据采用的存储方式和数据管理方式大不相同，如何将这些分教的、异构的 数据很好地组织起来，实现应急救援系统与其他业务系统和外部系统的信息共享 是非常必要的。 本文结合首先从信息共享基础理论的研究现状和发展趋势出发，提出信息共 享存在的闷题，对空间数据组织管理、空间数据共享的方法以及其他关键技术进 行研究；其次结合青藏铁路应急救援系统的结构、功能特点，提出信息共享需解 决的四个问题，即不同系统间的数据访问、异构的数据访问、空间属性和业务属 性的关联、不同格式的数据访问；然后在已有的理论和技术基础上研究信息资源 共享模型；最后研究信息共享机制在青藏铁路应急救援系统中的具体实现，包括 信息数据的分类与编码、存储与组织管理以及共享与交换。 关键词：应急救援；青藏铁路；信息共享；数据交换； 分类号：u 4 9 1 i 基塞交通塞堂亟堂位途毫曼墨! 壁里 a bs t r a c t a b s t r a c t ：c o m b i n i n gt h es p e c i a lp l a n so fi n f o r m a t i o n o nr a i l w a ya n dt h e i n v e s t i g a t i o n si nq i n g z a n gc o m p a n y , 翟掩m a i nt a s ko ft h i sp a p e ri s t od i s c u s st h e i n f o r m a t i o ns h a r i n gm e c h a n i s mo fq i n g z 越毽r a i l w a ye m e r g e n c yr e s c u es y s t e m ，w h i c h i st op r o v i d eg u i d a n c ea n ds u p p o r t sf o re m e r g e n c ya n dr e s c u es c i e n t i f i c a l l ya n d p r a c t i c a l l y q i n g z a n gr a i l w a ye m e r g e n c yr e s c u es y s t e mn e e d st oa c q u i r et h en e c e s s a r yb a s i c i n f o r m a t i o na n db u s i n e s si n f o r m a t i o nf r o mm u l t i p l eb u s i n e s ss y s t e m s 。t h e s ed a t am a y b es t o r e da n dm a n a g e di nar a d i c a l l yd i f f e r e n tw a y t h e r e f o r e ，i ti se s s e n t i a la n dc r i t i c a l t h a tt h ed e c e n t r a l i z e da n dh e t e r o g e n e o u sd a t as h o u l db eo r g a n i z e dw e l li no r d e rt om a k e i n f o r m a t i o ns h a r e db e t w e e nt h ee m e r g e n c yr e s c u es y s t e ma n do t h e ro p e r a t i o n a ls y s t e m s a n de x t e r n a ls y s t e m s ， f i r s t l y t h ei s s u e so fi n f o r m a t i o ns h a r i n gw e r eq u e s t i o n e d ，a n dt h e nt h eo r g a n i z a t i o n a n dm a n a g e m e n to fs p a t i a ld a t a , s p a t i a ld a t as h a r i n gm e t h o d sa n do t h e ri m p o r t a n t t e c h n o l o g i e sw e r er e s e a r c h e dc o n c r e t e l y ；s e c o n d l yw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fq i n g z a n g r a i l w a ye m e r g e n c yr e s c u es y s t e m ，t h ep a r t i c u l a ri n f o r m a t i o ns h a r i n gn e e d sw e r er a i s e d ； t h i r d l y , o nt h eb a s i so ft h ee x i s t i n gt h e o r i e sa n dt e c h n o l o g i e s ，t h ei n f o r m a t i o ns h a r i n g m o d e lw a sd i s c u s s e d ；l a s t l yt h er e a l i z a t i o no ft h ei n f o r m a t i o ns h a r i n gm e c h a n i s mt h a t w a sa p p l i e di nt h eq i n g z a n gr a i l w a ye m e r g e n c yr e s c u es y s t e mw e r er e s e a r c h e d ， i n c l u d i n gi n f o r m a t i o nc l a s s i f i c a t i o na n dc o d i n g , s t o r a g ea n dm a n a g e m e n to fd a t aa n d i n f o r m a t i o ns h a r i n ga n de x c h a n g e k e y w o r d s ：r e s c u ee m e r g e n c y ；q i n g z a n gr a i l w a y ；i n 如r m a f i o ns h a r i n g ；d a t a e x c h a n g e ； c i a s s n o ：i m 9 1 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：昊盂至 签字目期：kg 年月l l 因 新躲两酗 签字囡期：矗川年6 月lf 目 独创性声明 本人声裴所里交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取褥的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处辨，论文中不包含其他入已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得j 乏京交遴大学或其他教育祝梅的学位或证书 丽使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均鑫在论文中律 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字霞甥：年 月匿 致谢 本论文的工作是在我的导师贾利民教授和王艳辉副教授的悉心指导下完成 的。在这里，首先我要衷心感谢我的导师贾利民教授，感谢贾老师在两年的研究 生学习生活中一直给予我支持。两年来，贾老烦严谨治学的态度、求实创新的科 研作风，对事业不懈追求无时无刻的不在影响着我，他的言传身教培养了我的思 考方式、提高了我的科研能力、更重要的是教会了我如何正确的对待研究工作， 这是一笔终生受用的财富。另外，贾老师为我们提供了良好科研环境和众多机会 使我能够参与到实际大型项目中，将自已的所学与实践相结合。在论文的准备和 撰写过程中，贾老师广博的知识、丰富的经验始终指导和帮助着我，直至论文的 终稿。其次，我要衷心感谢王老师，在参与项目的过程中，王老师平易返人，悉 心指导我们完成了实验室的科研工佟。无论从传授知识、指导实践、还是从个人 生活的方面，王老师都给与了无微不至的关怀和教诲。另外，在论文的构思、选 题、撰写、组织、审阅、修改的过程中，王老师都提出了许多宝贵的意见，给了 我极大的帮助和指导。借此论文完成之际，谨向贾老师和王老师表示衷心的感谢! 同时我还要感谢陪伴我一起完成学业的研究生同学们，多谢他们在这两年中 给我的快乐和帮助。 最后我要感谢我的家人，谢谢他们对我一盏的鼓励和默默的支持! 1 1 课题的来源 1 综述 青藏铁路作为世界上海拔最高的高原铁路，气压气瀑低、冻土长、地震燕度 高，夏季还经常发生雷暴、冰雹降雪等，特别是格拉段穿越无人区。簿刻丽复杂 的地理环境条件，一方疆增加了发生行车事故和影响行车的童然灾害的可能性和 频度；另一方面，电子铁路沿线维护太员较少，救援队、救援列车只麓驻扎在格 尔本和拉萨，一髓发生特大、蓬大事故，加大了救援工作的难度。为了妥善处置 青藏铁路旅客列车运输中发生的备类菲正常情况，最大限度地减少旅客伤亡和财 产损失，必须采取先进、合适殴技术手段，对青藏铁路的应急救援实觋科学豹指 挥管理。 费藏铁路应急救援系统的研发就是在上述基础上提出来的，即应用g i s 技术 翻秃线通讯技术，构建具有现代纯熬指挥、控制、通信及信惠管理分摒技术手段 的瘟急救援系统，提高青藏铁路应急救援爱应速度、协调水平和决策支持水平。 因为青藏铁路的特殊性，所以在应急救援工作中更加强调救援的效率。即青藏铁 路成急救援系统在灾害事故发生羼，应及时地为领导和技术人员提供事故发生地 段的全面、详缨的信息，包括线路两旁地形地貌情况、事发地段线路设备情况、 事发地段线路图像资料、救援设备分布情况以及当时行牵设备的运行状态等，同 时立即启动各部门相应的应急预案，对救援路径和疏散路径进行分析，提供快速 翌嵩效的救援方案。毽就，痤急救援系统涉及到多方面的信意资源，包括救援资 源、应急预案、地理信息数据、实时益测信息等，这就必然涉及到该系统与其它 业努系统闻的数据和信息的协调交流。这些业务系统多局限于某一专业领域，如 设备管理、工务管理等，各个信息系统的数据存放在异构、异域的数据库当中， 这绘应急救援指挥系统箍崽的集成、统一以及高效的管理造成了严重的障碍。因 此，研究应急救援系统的信息共享机制是非常关键的。 本论文依托于铁道部科研项嚣“青藏铁路应急救援体系及应急救援指挥信息 系统的研发”，结合现场实际调研和系统开发情况，对毒藏铁路应急救援指挥系统 的信息共享机制进行研究。论文核心是详细分拆了系统中应急信息的获取、处理、 综合利用，探讨了如何利用现有理论和技术实现青藏铁路应急救援部门间的信息 共享、应急救援系统与其他业务系统间的数据交换以及青藏公司各部门与路外单 位闯的信息共享，从瑟灵活定制和扩震疲急救援指挥系统的各种服务，有效楚提 高应急救援能力、减少事故隐患。 1 。2 需求调研概述 1 2 1 部门机构设置 青藏公司部门机构设置主要如图1 1 所示，主要分成三个层次：指挥中心、管 理部门、业务部门。 图t l 应急救援体系结构图 f i g i - 1t h es t r u c t u r eo f e m e r g e n c yr e s c u es y s t e m 救援指挥体系建设中的管理机构是指维持应急救援日常管理的负责部门；功 能部门包括与应急救援活动有关的各类组织机构，如机务、车辆、电务、工务、 公安、医疗等单位。当发生事故时会立即成立应急指挥小组，包括应急救援瘘动 后负责应急救援活动的集中指挥与现场指挥小组；救援队伍则交机务、车辆、电 务、工务、公安、医疗等专业和自愿人员组成。 指挥中心和管理部门的主要职责如下： ( 1 ) 应急救援指挥中心设置在格尔木，主要承担公司管内应急救援组织、协 调和指挥工作，同时接受铁道部和青海省、西藏自治区应急救援机构的业务指导。 ( 2 ) 应急救援指挥中心办公室是青藏公司应急救援指挥中心的办事机构，负 责应急救援指挥中心应急值守工作；受责信息收集、报送与分析，在应急救援指 2 一指挥中心一管理部门一 业务部门 一 = | e 塞交道叁堂亟堂位途塞 绽述 挥中心主任的指挥下处置各类突发公共事件。 ( 3 ) 应急办公室设在青藏铁路公司办公楼内，是青藏铁路公司应急管理工作 领导小组的办事机构，负责组织编制、修订公司总体应急预案；起草应急救援指 挥中心的通知、工作计划、工作总结、综合性报告等以及负责对铁道部领导、公 司领导有关应急工作指示、批示的督办落实工作。 ( 4 ) 安监室主要监督各个部门涉及行车安全的业务操作情况、检查涉及行车 安全的规范执行情况以及行车安全的设备运行情况、将调度所提交的影响到行车 安全的故障及行车事故定性定责、查看并记录故障的处理方式和结果以及对统计 数据分析。 ( 5 ) 事故救援管理所设在格尔木，其主要职责是根据铁道部铁路行车事故 救援规则和公司“实施细则”的规定，负责西宁、柯柯、格尔木、沱沱河、那曲、 拉萨救援列车和事故救援队、救援班的日常管理工作。 1 2 2 应急救援流程 调研过程中我们有幸参加了公司组织的实地应急救援演练。应急演练是由上 行模拟货物列车，模拟发生汽车因制动失灵侵入限界与货物列车发生相撞，造成 人员三死二伤的重大交通伤亡事故，青藏公司各有关部门、单位，公安紧急启动 应急救援预案，赶赴现场进行事故救援。参加演练的单位有应急救援领导小组、 应急办公室、应急救援指挥中心、公司办公室、安监室、营运、工务、机务、电 务、车辆、劳卫部、公安局，各单位领导人及工作人员积极配合，完成了此次应 急救援演练任务。事故应急救援演练现场图片如图1 2 所示。 图l 。2 应急救援演练现场 f i g 1 2t h ed r i l l i n go fe m e r g e n c yr e s c u e 通过参加此次应急救援演练，以及对相关部门的专项预案的了解，总结归纳 出发生突发事件时，应急救援指挥中心以及相关应急救援业务部门的应急救援流 程如图1 - 3 所示。 番 疲惫馁建 i r 一 i 琏惫螭求 t 撬场强姆小斑) 鹜1 0 鬓急救援流程匿 f i g 1 3t h ef l o wc h a r to f e m e r g e n c yr e s c u e 应急救援活动般划分为应急准备、初级反应、扩大应急和应急恢复四个阶 段，应急机制与这些应惫活动都密切相关。应急运作主簧包括统一搔挥、分缀确 应、属造为主和公众动员四个部分。 统一指挥是应急活动的最基本原则，鹿急救援指挥般分为集中指挥与现场 指挥，都实行统指挥的模式，无论应急救援活动涉及单位的行政级别高低和隶 属关系不阕，但都必须在应急救援指挥审心的统一组织协调下行动，有令则行， 有禁则止，统一号令，步调一致。分级目国成是指在初级响应到扩大癍急救援的过 4 象一 一嗡嘲 璎删一 一涤卟 煳臻一 一隈婚 鞭鬻一 一纛钡 碌瓣一 一蝴燃 一 一 l 程中实行分级响应，扩大或提高应急级别的主要依据有零故灾难的危害程度、影 响范豳和控翻事态熊力，螽者是“升级”韵最基本条件。扩大应急救援主要是提高指 挥级别，扩大应急范围等。属地为主是强调“第反应”的思想和以应急现场指挥必 主的原则。公众动员是应急救援过程中一个重要组成部分。 其中，在应急救援过程中需要获得各类信息资源为废急救援提供决策支持， 这些信息包括实时监测信息( 大风、环境、5 t 等) 、预案、救援队伍、救援设备信 息以及现场事故的图片或视频资料等。通过对这些信息的分析启动相应的应急预 案并生成相应的救援方案，信息的流向如图1 - 4 所示。 塌 凰 翟 灞 镯 镯 翻1 4 痘急救援信惠滚淘黼 f i g 14 t h ei n f o r m a t i o nf l o wi nt h ec o u r s eo fa ne m e r g e n c yr e s c u eo p e r a t i o n | 3 国内外信息共享机制的理论和应用现状 5 薹蔓塞窑透塞鍪亟鲎建鎏塞 蕴述 1 3 1 信患共辜理论的研究现状和发震趋势 1 3 1 i信总共事问题的发展 早期的信息共享问题是文献信息资源共享。最早提出的是在1 9 世纪中叶，由 德霹的默尔( r o b e r t v o n m o h l ) 【l 】首次提盛了墅书馆之闻藏书建设分工协调的愚怒， 在这思想的指导下，德国l o 个大学的图粥馆建立了馆际互借规则。到了1 9 3 8 年，国际图联制定了国际互借规则。2 0 世纪0 年代以来，国际图联进步推动了 全球范霭蠹酶文献资源瓣共享。2 0 世纪7 0 年代，涎着计算税稻远程通信技术为代 表的现代通信技术的发震，联枫检索在全球圈书馆得到迅速发震。1 9 9 0 年，全球 已有6 4 4 个联机检索系统和6 5 个数据库等，联机系统的发展使信息资源共享突破 了空间和距离的限制，并为下阶段互联网的飞速发展奠定了基础【2 1 。 2 世纪9 e 年代数鏖，随着潍络通僖技术、计算枫技术、数据库技术的飞速发 展，网络他、数字化的时代进入了我们的工作和生活。在互联网时代，信息共享 的技术、标准体系也随之建立起来。使信息系统互操作得到了充分的瘦用和开发， 使溺络信息共享取得蓠所未有的发展。霞前，互联网上懿信息总量芷潋每1 2 个冀 翻一番的速度发展。政府信息、企韭信患都将把互联网作为信息的获取和信息发 布的重要手段【2 1 。目前，在我豳推动的政府阁上办公系统、网上信息服务系统等， 推动了网终化的进展，同时，不断增加的互联网的计算机接入，使我豳的网络化 进程越来越快，各种信息资源共享的程度也越来越高。 1 3 1 2信息共事的元数据研究 近些年来，元数据从一种传统数据攒述与索雩| 的方法，扩展到包括数据发现、 数搀转换、数据篱理和数据使髑的整个网络信息过程巾不可缺少酶工其和方法之 。总的来讲，元数据的国内外信息共享理论和技术研究主要集中在数据和数据 库管理、元数据模型与标准、数据集成、元数据工具戮及元数据酶互揉律等方面。 无数据模型与标准。元数据模型的建立耪开发起基予数摇内容的，翟蠹 外赡学者研究了不同的元数据模型和不褥专业领域酌无数据标准体系。c h r i s t o p h e r m i l e r ( 1 9 9 6 ) h 】等人建立了用于气候监测的元数据模型，它描述了特定应用中评 价数据集有效性所需的元数据内容。传统的静态元数据已不能满足处理目益膨胀 的数据麓需求，p a m e l ad r e w 1 l ( 1 9 9 6 ) 等人在香港大学的g o a - c h a n g e 项鼙中提畿 了g e o - c h a n g e 元数据结构，该结构能有效反映互操作系统各组成都分，如源系统、 圈标系统和用于数据交换的公共模型，并麓提供数据在备组成部分之闻转换的管 理。 鬻前，各国已广泛重视研究和实施元数据标准。如在美国有f g d c 的c s d g m 、 n a s a 的d i f 等；英国有d u b l i nc o r em c t a d a t ag i s 数据冗数据标准；国际标准化 组织有i s o t c 2 1 1 的m e t a d a t ag i s 数据元数据标准 3 1 。 ( 3 ) 数据集成。元数摆在数据集成中的主要俸焉是提供给集成系统数据集懿 信息，甚至是数据集的空闻圈形测览，集成系统利用数据用户提供的检索和获取 条件去查询或选取嚣标数据。b a r b a r ab i c k i n g 4 ( 1 9 9 6 ) 设计出一种用嚣数据动态 集成空闻数据酌模型。该模型首先建立瑟趣地理数据集定义黪元数据字段，它支 持文本和空间的数据浏览和查询，普通用户可以通过i n t e r n e t 网络检索或获取自己 指定区域的数据集。无论数据集成采用怎样的操作，其所需要的元数据内容几乎 是不变的，在亘操作系统中捕获和重照公共元数据具有普遍意义。 ( 4 ) 元数据工具攒生成翻实现元数据功能、适予不圈平台帮环境的工具及王 具维含。j o h nd o p p k e i l 】等 1 9 9 6 ) 基子语言处理技术建立了开发和使用元数据的 软件包和工具。为了方便公众获取环境数据库的数据，德国和澳大利鼗当局建立 了环境数据霹录( u d k ) 。第4 代u d k 已经被开发，其中u d k 4 0 用于元数据酶 茯捷录入和获取。 ( 5 ) 元数据的互操作。随黄元数据的蓬勃发展，地理信息元数据的标准和格 式不断的增多，人们开始把关洼中心从元数据的概念、制定的原则等，转囊不凰 元数据格式阍的信息共享、转换和跨系统检索问题，也就是元数据的互操作溺趣。 关于元数据的标准闻题和数据采集、数据整合以及数据的组织和管理中的研究， 还不多觅。 7 1 3 1 。3 空间数据的共享问题 一般意义上讲，信患共享就是指允许知晓、操作、剩箱自身或非融身生产或 者持有的信息的过程，包括数据、设备、人员及服务等。信息系统的数据是多源 的，有图形、图像、视频以及文本数据等，特别是空间图形数据共享问题十分关 键。总结，信息共事阀遂主要有以下三类疆l ；不嗣部门对麓一数据库的共网存取、 不圆部门拷贝由这些部f 1 联合开发的数据集、数据拷贝的买卖。 然丽在实际成用中，信息共享并不是容荔解决的问题，影响因素繁多，主要 包括参与共享麓部门数量、部门职麓、信息控裁与管理方式，数据资源量，数据 开发方式，计划和法规，保密因素，数据定义、规范和机构的一致性，部门使用 数据的能力、技术规范、资金来源、服务地区及对信息共享利益的认识等等。 信息系统能否共享，关键餐是否以下特征【4 】： ( 差) 整体性，郎通过网络搜术实现一体仡； ( 2 ) 连通性，各类本地地理信息数据与通信阏络连遴，易予访闲； ( 3 ) 可共享，利用网络技术和通信技术实现资源共攀； ( 碡) 可行性，分段开发远程通傣系统和数据服务； ( 5 ) 可获得性，各部门与单位按公开标准体系实现数据与信息服务； ( 6 ) 可靠性与安全性，能为用户操作与服务提供安全保障。 地理信息共攀要求明确，就是用户能够无歧义、无错误地接受或发送来实现 自己或让对方歪确使鼹建理焦愚。秀j 遨，假如缺乏地理信息标准讫将给地理信息 系统共享带来很多闷题，如语义共享| 、蠢题，数据质量不确定，数据库设计不规范， 标准讫数据档案、数据格式不致以及数据的可视化问题等，针对这些问题g i s 数据标准纯体系应包括：数据参考系统标准、支持技零标准帮疲雳与交换标准。 这样，地理信息标准化成力地理信息共享的主要研究体系，很多国家的研究组织 结构或学者提出嚣种类型的标准化体系，主要有【5 1 ： ( 1 ) 以国际标准化组织1 5 0 的t c 2 1 1 小组等为核心，包括中国在内3 了令霪家 和地送参加的缝理信息毽际标准，主要任务是数字纯地理信息的标准化研究；建 立地理信息的对象结构标准；为不同用户之间，不同系统之间地理信息的表现、 查询、处理、分析、共享、管理和传输方法提供标准。 ( 2 ) 欧渊标准纯组织c e r c o 舞懑，包括3 0 个重家参魏的地理信息标准组织 实施的g 1 2 0 0 0 计划和e g i i 计划，主要研究内容包括：地理标识符参考、数据质 量、传输描述、空间数据处理、源数据、定位参考、参考模型、空剃数据结构等。 ( 3 ) 美国联邦地理数据委员会f g d c 依据空澜数据传输标准s d t s ，受责实 施的美函雷家空阚基础设施计划n s d i ，并通过不同的专题组、委员会发展地理空 问数据的应用、发掘、收集和共享方案，制定相应的规范和标准，为全球空间信 悫基础设施g s d i 提供标准和技零准备。其圭要研究内容有：n s d i 的数据集结构； 参考模型标准：开发商业和非商业软件工具的应用、信息和成果的交换；开发霞 家地理空间数据仓库；提炼和扩展元数据标准；建立通耀分类系统、数据文档和 内容的标准，以及共享的通用模型。 ( 4 ) 亩2 5 7 个政府部门、研究极梅和软悴厂商组成的o p e n g i s 协会o g c ， 提出为网络环境下共享不同类型地理数据和互操作的开放式协作标准。其主要任 务包括：提供达到共享地理数据和操作的软件规范；交互式地理操作的标准界面； 提供一个互业论坛以促进分布式地理信息处理酌离业纯合作开发；应用新技术标 准，使地理信息处理在开放系统、分布式计算和组件结构等方面与之阏步。 1 3 。2 国羚信总共享视制的应溺现状 发达国家在推动信息流通、数据共享方面做了大量的工作。9 0 年代衲，美国、 加拿大、英国等发达国家首先提出了“空间数据基础设施( s d i ) ”的概念。通过一 种“基础设施”使得全社会麓对空闻信息实行充分酶利耀和共享。霹翦，国际上首先 提如几种典型的实现异构数据麾互连和数据转换技术，包括m i c r o s o r 的o d b c 技 术、s u n 公司的j d b c 技术、s y b a s e 公司精心推出的s y b a s ed x p 数据交换平台、 万能潮技术以及o r a c l e 与s q ls e v e r 翦数据库迁移技术等潮。s y b a s ed x p 数据交 换平台具有较好的开放性，可满足各种网络状况下各类数据源及应用闯的数据交 换需求，为各部门内及部门间的应用系统的信息交互、熟享提供了一个集成化数 据交换空闻【7 1 。国外比较大的地理信息桌面软件也都实现了多静数据格式转换，支 持数据常爆的数据交换格式，如m a p i n f o ，e s r i 公司戆a r c v i e w 等。还有勇一种 解决方案就是指定统一的空闻数据规范。美匿困家空闻数据协会( n s d i ) 制定了 统一的空闯数据格式规范s d t s ( s p m i a id a t at r a n s f o r m a t i o ns t a n d a r d ) 。黼前，e s r i 在a r c i n f o 串提供了s d t s e m p o r t 驻及s d t s e x p o r t 模浃，i n t e r g r a p h 公司 在m g e 产品系列中也支持s d t s 矢量格式f s 】。s d t s 在一定程度上解决了不同数 据格式之间缺乏统一的空间对象描述基础的问题。在这些信息共享技术的基础上 荷兰在1 9 9 6 年提出建立一个共享数据平台( p s s 。p r o c e s ss u p e r v i 延o ns y s t e m ) 实现 全铁路线数据统一管理，荠己完成陵。 为保证对信患的共享，国外都建立了方便、快捷的信息发布和访润机制。其 中有如下几种信怠数据访问形式。 ( 1 ) 数据交换中心。它是个分毒式的黼络系统，专门焉于交换馕息，并满 足大容量传输的要求。匈牙利是第一个建立阂家级地理信息交换中心的国家。美 9 国地理数据交换中心亩联邦、州和地方三级节点构成，同时鼓励其他数据生产者 建立盘己的节点。 ( 2 ) 元数据和信息目录系统。许多国家已经建立起适应本国围情的元数据库 系统和目录系统，帮助用户粪找所需的信息。如澳大利贬建立了空阀数据目录 ( a s d d ) 。 ( 3 ) 信息服务瓣站。枫构、部门或企韭直接逶过蜜溅的嬲站两用户提供信患 服务。如美国的科学数据中心网站。 同时，国外也形成了比较完善的规章制度和管理办法。如美国于1 9 9 4 年发布 了篷家空闻数据基麴设施的总统嚣政令，俄罗簸联邦予1 9 9 5 年l 胄颁布t 关 于镶崽、信息化和信息保护法，对信息和数据管理的有关闻题进行了详缨的规定 暖j 。美国的地质调查局、宇航髑建立了全国统一的分类标准和数据标准，入墨调查 蜀建立了统一豹文件系绕 第二章结合现场实际谖研情嚣，分析了系统信惑的来源、分类、特点以 及信息流程，提磁青藏铁路应惫救援系统信息共享需求。 ( 3 ) 第三章丽绕空间数据管理和信息共享这一主线，探讨了空间数键管理模 式和共事方法以及英袍信意共攀的关键技术，巍青藏铁路应急救援系统信息共享 机制的实现提供技术支撑。 ( 4 ) 第四章在需求分析、可行性论证等基础上，研究了系统的体系架构，并 提蹴基予多源应急信息的共享模型，详细贫柝了信息共享模型每个层次麴蠹容翻 功熊。 ( 5 ) 第五章结合系统研发中的实际工律，具体讲述了信息的分类编码、数据 库的构建以及数据交换平台中应急救援系统与其饱业务系统接口的实现。 ( 6 ) 第六章爻结论和建议。 论文的组织框架如图1 - 5 所示。 1 2 1 5 本章小结 毒系统痿怠焚警模黧袈锌系藜梅| 厂“ ；j 2 黧融熟髀 4 多源应急信息共攀模墅r 一 ，一 氟3 信感共搴摸燃豹体系缝l 每l 一 5 信惑_ 莛享梳涮熊实现 s ，l 铁路空问数攫标准化 5 2 数据存储芍组织管理 妻3 系绕数据交换擎台 5 4 系统信惠资滚莛享模式戆蜜现 5 5 系统实现 6 蘩论及建议 吞1 缝论 6 2 建说 机制的具体 实现 缕论秘建议 图l 巧论文缀织框架 f i g 。1 5t h ef r a m ea n dm a i nc o n t e n t o f t h ed i s s e r t a t i o n 通过辩国内外信惠共享关键技术、理论水平巍研究进展酶分橱，发现随着信 息技术、网络技术的不断发展，信息系统的核心和关键在于网络分布的跨平台、 异构数据库的基攀上。同时，随着不同行业数据资源的不断增加，利用信息共享 蠡大量数据酶整合、数据挖掘技术为领导部f j 提供管理和决策分桥，将成为信息 系统发展的另一主要趋势。本文针对我阑瞬翦信息共享存在的问题和豳内外研究 信息共享的主流理论和发展趋势，从数据组织管理、无数据理论上及平台构建的 关键技术出发，并紧密结会青藏铁路麴线路条 孛帮运营模式鼢特性，找到适合予 青藏铁路应急救援指挥信息系统的信息共享机制。 薹耋塞童鋈叁堂亟黧逮盈塞。 壹蘧毯蓬魔惫熬蘧丕缝遗盛霞塞釜挺 2 青藏铁路应急教援系统信息需求分析 2 1 系统简介 青藏铁路应急救援指挥系统完成了对青藏铁路应急救援与指挥工佟等相关内 容的管理，系统涉及到的内容包括对预案、事故、应急演练以及救援资源的管理； 此外，系统在地理信息系统的平台上，整合备方面的资料，在出现事赦时，为事 故的应急救援工作提供盏鼹、必要鲶箍患支持。 2 1 1 逻辑结构 系统充分发挥地理信息系统镌数据融合麓力，在她理信息系统平台上，透过 w e bs e r v i c e 等数据融合技术获取各个业务系统的数据、安全监控系统的数据和路 外数据等，存入系统不网的数据库中，并在地理信息系统平台上统一艘承，便予 用户进行指挥决策。在逻辑上，系统分为巍急救援数据层、应急救援接入层及应 急救援应震层，如图2 1 所示。 载旋凳筘 毵醛麓 鬟鞴瓣蓁鬟蓁囊蓁麓萋瓣薰纛羹瓣囊纛 髓2 - 1 系统软件结构毽 f i g 2 - 1t h es o t t w a r es t r u c t u r eo f t h es y s t e m 1 4 救援指挥接入层通过系统支持的各种通信接入手段，为救援指挥中心提供数 据。主要逶过g p r s 、g s m 。r 、无线弱域网、s m s 等方式进行现场信息的接入， 并完成对现场视频和静图的处理，以及对现场各单位命令的下达。 救援指挥数撼层提供系统的数据处理功能，主要指逶过w e bs e r v i c e 等方法从 其它数务系统，如刭车调度指挥系统、互务信息系统和瓿务信患系统等敬得与疲 急楣关的倍息，通过数据处理中阐徉，保存到系统数据簿孛。按照数据翡类蹒系 统数据库分为实时监测数据库、应急资源库、预案库、演练库、事故库、地理信 息库和元数据库七个数据库。 救援指挥应磺层救援指挥应用层是救援指挥中心的核心部分，孀以完成救援 指挥过程中的调度指挥、决策支持、日常维护、资源管理、过程记录等业务功能。 主要包括现场救援指挥、预案管理、事故管理、决策支持管理、救援资源管理、 系统维护管理、数据交换以及疲急演练a 个予系统。 2 1 2 物理结构 青藏铁路应急救援指挥信息系统是一个面蠢救援指挥部门以及各监务部门的 应耀型系统。应急救援指挥中心、应急救援指挥办公室、应急救援管理办公室、 调度所以及安监室是该网络系统需求的主体，终端设在王务部门、车辆部门、电 务郝门等鼗务部门以及各基层站段、救援基遣等。不同的用户瓣该系统的嬲络槊 构提出了不同的霈求。系统的物理结构如图2 2 所示。 ( 1 ) 系统的主要用户是青藏铁路公司办公大楼内的备业务部门，通过局域网 进行亘联，系统采用d s 的模式运行； ( 2 ) 对予事故现场、沿线的基层站段橇务段、王务段、车辆段等 、救援 基地( 拉萨、可可、那盛、沱沱湾、格尔本) 以及各路外单位 公用基础信息 包括铁路空蚓信息、基础编码和铁路运输基础信患。该部分信息主要力铁路 部门提供宏观决策信息和基础背景资料。其中铁路空间信息包括国家基础地理要 素和铁路路网基础地理要素数据。 嚣家基础地理要素数据包括测量控制点、水系、居民地与建筑物、交通、管 线及附属设施、行政区划、缝虢、植被与主质等，该类数据一般来自测绘部辩。 1 9 铁路路网基础地理要素数据是指铁路线路、车站、桥梁、隧道、沿线行车设备， 主要附属设备( 建筑、用缝等) 等，该类数据由青藏公霹管理部门统一采集和维 护。这些地理信息主要表现为二维( 矢量栅格) 电子地图、三维景观、视频等数 据形式。 2 3 1 。3决策僖患 业务决策信息是指通过对业务基础信息和交换信息进行综合加工质得到的、 能够辖助应急救援指挥中心或现场救援指挥小组等领导进行调凄指挥与决策支持 斡信怠。 2 3 2 系统共辜信息资源特性分析 2 ，3 2 1 系统信息资源共享的内涵 青藏铁路应急救援指挥系统信息资源共察主要包括以下三个方面： ( 1 ) 青藏铁路应急救援相关部 j 闻的局部信息共享，郎系统蠹部资源共享， 包括事故资料、预案、救援资源信息、演练资料、国家相关法规条例等决策支持 信惑。这一范围麴信息共享涉及到青藏铁路应急救援体系的所有部门，主要分为 业务郝门、管理部门和瘟急救援指挥中心。其中，业务部门包括车务部门、祝务 部门、工务部门、电务部门、车辆部门、供电部门以及各基层站段和救援基地； 管理部门包括应急救援指挥中心办公室、应急管理办公室、调度所、枣故救援管 理所靼安监室。幽于每个部门职责的不周，霈不同程度地共享救援指挥信息系统 内的信息。 ( 2 ) 青藏铁路应急救援指挥系统与其他业务系统闻的数据交换。发生事故时， 系统需从外部业务系统获取与救援相关的现场视频和静圈信息、实时监测信息以 及车辆、枫车等设备详细豹属性信息，力指挥部门提供决策支持。这些业务系统 具体包括列车调度指挥系统、王务信息系统、电务信息系统、车辆信息系统、机 务信息系统、电力监测系统、电务监测系统、车辆运行安全监控系统、大风监测 系统、视频监测系统、应急通谶静图系统。 ( 3 ) 青藏铁路应急救援部门与外赛应急部门潮的信息共享，急括当遗医院、 消防、兵站、公安、物资供应部门等。通过信息共享，在发生事故时，路外单位 能及时地获取事故信息，宿动应急预案，协勘铁路部门更有效地采取应急救援措 施。这一方面信息共享的关键在予铁路信息网和外界的接瑟设计，是铁路信息讫 建设中很重要的部分。 2 3 2 2系统信息资源共享的频率 青藏铁路应急救援指挥系统共享信息按其发生变化的频率划分为以下三类： ( 1 ) 动态实时共享信息。如列车运行状态和位置信息、大风监测信息等。这 类信息每天2 4 小时都可能在变化，需按照实际情况动态刷新。 ( 2 ) 公用基础信息。系统闽需要经常直接交换的各类基础信息，如车站代码 等各种编码信息、列车时刻表以及其变动信息等。这类信息可能根据实际情况发 生变化，是信息系统正常运行所依赖的基础。 ( 3 ) 静态信息。各生产和管理部门领域每日、旬、季、年的生产管理计划、 实际完成情况等各种业务的统计总信息，如救援资源数量由指定的部门定期统计 上交；工务部门每年上交一次线路基础数据进行更新，这类信息在短暂时间内是 不可更改的。 2 3 2 3 系统共享数据的特点 青藏铁路应急救援指挥信息系统内的数据不是单一的数据，不是一成不变的 数