（交通运输规划与管理专业论文）客票收入系统中数据仓库技术的应用研究.pdf

符浆收八系统中数据仓库披术的、v 川f 州究 摘要 本文应用数据仓库的理论研究 s e a tma n a g e m e n ta n dr e s e r v et i c k e要 包括以下内容： 夺1 基于客票系统收入统计分析的业务需求讨论了客票系统中 数据仓库建设的必要性。 ? 毒 移? 客票系统数据仓库的设计过程：需求分析洮体方案设计 概念模型没计专逻辑模型设b 物理数据模型的设计，整个 设计过程t = f ) 分别利用面向主题的分析方法进行了面向主题的需求 分析，利用信息打包法进行信息包图的设计( 概念模型) ，在此 基础上提出了星形图的设计模型( 逻辑模型) ，最后通过对星形 图的没计与转换完成了物理数据模型的设计。 力 嚼客票系统数据仓库的两种提取技术一一采用数据仓库通常 使用的复制技术，还有自主开发设计的传输整理技术进行数据提 取的方案，保证了客票系统数据仓库数据提取的准确性和完整 性。 0 b j 火键州：客票收入统计分析数据仓库信息包图星形 图复制披术传输技术 o l a p 盯 嚣 预轴篆 罗 裂瓯眺 “等：收入系统中数据仓库技术的用州 咒 a b s t r a c t t h i sp a d e rr e s e a r c h e st h ec o n s t r u c t i o no ft h es e a tm a n a g e m e n t a n dr e s e r v et i c k e t ( f o rs h o r t ，s m a r t ) s y s t e m sd a t a w a r e h o u s e ( f o r s h o r t ，d w )b ya p p l y i n g t h et h e o r yo fd a t aw a r e h o u s e ，t h em a i n c o n t e n t sa r ea sf o l l o w s 令t h ep a p e rd i s c u s s e st h en e c e s s i t yo ft h ed w sc o n s t r u c t i o no n t h eb a s i s0 fa n a l y s i n gt h er e q u i r m e n tf o rt h es t a t i s t i c a lo p e r a t i o n a b o u tt h er a i l w a yt i c k e ti n c o m ei nt h es m a r t s y s t e m 夺t h ed w sd e s i g n i n gc o u r s ei n c l u d e s ：t h er e q u i r e m e n ta n a l y s i s c o n c e p t u a l p r o j e c td e s i n t h ec o n c e p t u a lm o d e ld e s i g n - - t h e l o g i c a lm o d e ld e s i g n - - - - ) t h ep h y s i c a lm o d e ld e s i g n ，i nt h ec o u r s e o ft h e d e s i g n ，a n a l y s e st h er e q u i r e m e n t0 ft h e d w u s i n gt h e s u b j e c t o r i e n t e dm e t h o d ，d e s i g n st h em a s s a g ep a c k a g ed i a g r a m b yb u n d l i n gt h em e s s a g e a n df i n a l l yr e a l i z e s t h ep h y s i c a ld a t a m o d e lt h r o u g hd e s i g n i n ga n dc o n v e t i n gt h es t a r s c h e m a 夺 a d o p t i n gt w ok i n d s0 ft e c h n o l o g i e si nt h ed w sd a t ae x t r a c t t h et r a d i t i o n a l r e p l i c a t i o nt e c h n o l o g y a n dt h et r a n s m i s s i o n t e c h n o l o g y ，e n s u r i n gt h ei n t e g r i t ya n dv e r a c i t y0 ft h ed a t ai nt h e s m a r t ss y s t e md a t aw a r e h o u s ed u r i n gt h ed a t ae x t r a c t 夺a d o p t i n g0 l a p ( o n l i n e a n a l y t i c a l p r o c e s s i n g ) t 0 0 1 一b u s i n e s s o b j e c t s ，i tm a i n l yr e a l i z e st h es y s t e md a t a sr e v e a l i n g ( i n c l u d i n g t h ed a t aq u e r y i n ga n dt h ed a t aa n a l y z i n g ) k e y w o r d s ： r a i l w a yt i c k e ti n c o m e s t a t i s t i ca n da n a l y s i s d a t aw a r e h o u s e m e s s a g ep a c k a g ed i a g r a m s t a rs c h e m a r e p l i c a t i o nt e c h n o l o g y t r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y 0 n l i n ea n a l y t i c a lp r o c e s s i n g d 容禁收八系统中数 辑仓库技术的腑用叫f 刖吞 铁路运输收入是当前进行资产经营过程中受到普遍关注的问 题，“以客补货”的提出使得客运收入成为人们强化运输收入管 理的焦点。近年来，随着客票系统在全路的建设推广，全国范围 的联网售票已逐步实现，这一重大举措对于提高铁路客运经营水 平、提高铁路客运收入以及增强铁路客运市场竞争能力都具有重 大的现实意义。 全国铁路客票发售和预订系统是一个覆盖全路的大型广域网 实时交易系统，采用集中与分布相结合的客户机服务器结构，其 特点是建立一个中央数据库和2 7 个地区数据库，数据库由中央、 地区、车站三级组成，业务管理分为铁道部、路局、分局、车站 四个层次。客票系统的统计分析业务包括客运业务统计和客运收 入统计两大部分，本论文着重就客票系统的客运收入统计的数据 管理技术进行分析研究，重点对以客票收入分析为一个主要业务 主题，在结合全路客票发售和预订系统的基础上如何建立数据仓 库的有关问题作了探析。 窨_ 慧收入系统巾数据仓库技术的心用删究 第一章概述 1 1 客票发售和预订系统概述 九十年代初，中国铁路客流停止增长甚至开始出现严重下滑， 这一方面是由于中国运输业自身的发展( 主要是公路和航空运输 业的迅速发展) ，使得原来以铁路为主的运输态势向铁路、公路、 航空和水运合理分工的综合运输发展的必然趋势，另一一方面则是 由于铁路客运业长期忽视自身发展所造成的。 进入七十年代以后，世界铁路旅客运输同趋列车运行高速化， 服务设施现代化。西方发达国家铁路大量采用先进的客票预订系 统，自动售、检票系统，以先进的服务设施、舒适的旅行环境来 吸引客流。 长期以来，由于前期投入的欠缺，中国铁路一+ 直存在运输能 力不足问题，而客货运输共线的运输模式，造成了旅客列车种类 单、旅行速度较低、旅行条件较差的局面，不能满足社会对于 旅客运输的需求。在客票发售方面，除了在个别车站进行过汁算 机售票，其他车站全部使用传统的常备客票和于r 作、| k 方式，不 但劳动强度大，而且速度慢，售票范围局限性大，席位号管理紊 乱，旅客9 内票困难，显然这种落后的售票形式已小能适应社会的 需求。 为了提高客运服务质量，赢得客运市场，中吲铁路在1 9 9 5 年 以后进行了二f 线( 京哈线、京沪线、京广线和陇海线) 旅! ； = 列车 提速，编制新的运行图，丌行各种类型的旅客列1 i ，以满足小同 的旅客运输需求。在中长途范围内大量开行快速列乍( 旅行速度 在1 0 0 1 4 0 k m h ) 、夕发朝至列车( 大城市之问，f - 午或晚上刀：车， 6 客：鼻收入系统- 一数据仓库技术的应用川究 第二天早l i 到达) 干直通歹0 午；在短途范围内增加丌行快速列车、 旅游列车、假1 列车、城际列车。 为了方便旅客购票和扩大客运延伸服务，中国铁路在】9 9 6 年 决心建设客票发售和预订系统，最终目标是建立一个覆盖全国铁 路的计算机售票网络。到目前为止，已有5 l0 多个车站建成了车 站售票系统，除香港地区外，全国2 4 个地区已全部建成地区客 票中心，实现了地区内和跨地区( 铁路局范围内) 的联网异地售 票。铁道部客票中心已建设完成，全国联网售票建设工作已经启 动，年内将实现全国范围内( 1 7 0 0 多个车站) 的联网异地售票。 本章将从系统结构、系统功能结构、网络结构三个方面简要介绍 中国铁路客票发售和预订系统。 1 1 1 系统总体结构 1 1 1 1 系统主要业务分析 铁路客票发售和预订工作管理是铁路旅客运输管理的重要组 成部分。同时，它本身又是一个十分复杂的综合的业务系统，除 了客票发售、顶订j 亡作外，它还包括与此有关的统计、财务和客 运调度等项业务。因此它涉及到铁路系统各级的业务管理部门， 如铁道部运输局的客组处、客管处、客调，以及计划司的统计处 和财务司收入处等。同时还与铁路局的统计工厂的业务有密切关 系。为了分析系统结构的需要，我们将系统的主要业务分为四类： l 窗口售票业务 它包括客票发侣、客票预订、退票和旅客查询等作业，这类作 业j 三婴在售票处完成，其特点是实时性和并发性强，对系统的时延 要求： ，从旅客提清求服务到服务结束要求在7 秒内完成。 2 客运统计业务 客运统汁工作足在f 票和退票等实时作业的基础i ? 进行n 。 统计、i p 务属，i 批处川! 作业，分为f f 统计、月统计和年统计，并凡要 求分别存车站、分局、路局和铁道部等各级部门进行。目1 1 i 铁路 局和铁道部的统计资料和结果可以通过两个渠道获得：一是通过 车站分局路局逐级上报汇，e e , ，另一个是通过统计工厂的精密统 计获得。因此如何促进这两种统计的信息共享，保证原始信息和 统计结果的一致性是十分重要的。 3 财务结算业务 财务结算分为日处理、月处理和年度处理，属于批处理作业。 按照现行的管理体制，分局作为财务核算单位，车站每天向分局 收入检查室上报票据整理报告( 财收4 ) 、票据报送清单和进款 收支报告，由分局汇总直接上报铁道部财务司。由于财务结算业 务直接影响到铁路的收入和盈利，因此除了要求原始信息的正确 性外，还要保证在各级处理过程中的数据安全和保密，防止对数据 的非法修改。 4 计划与客调业务 票额分配是客运计划的重要组成部分，它是根据旅客列车运送 能力和运行图所使用的客流图，客流计划等资料，按铁路局分车 次、上下行方向进行的，长途跨局列车的票额分配与调整山铁道 部运输局负责。票额分配是在当前情况下，解决运能不足的矛盾 和充分发挥旅客列车运力的有效措施，但是随着旅客列车运输能 力的提高，运能与运量矛盾的日益缓和，以及计算机对座席的全面 管理和控制，票额分配和调整业务的作用和范围将越来越小。 客调业务主要包括日常调度指挥，旅客列车加开、停丌、车辆 加挂、甩挂、换挂等调度命令的执行。从计算机售票系统的角度 来看，该项业务包括两个部分，即调度命令信息的传递以及根据命 令信息动态地g ：成或修改票额和座席库信息。 1 1 1 2 系统的总体结构 客票发售和预订系统的总体结构，取决于业务处理、数据流 程、系统功能及网络传输能力等相关因素，关键是席位数据库的 舰划与配置。根据我国地域辽阔、铁路点多线广的特点，考虑到 我囤铁路客运管理体制和通信基础设施的实际情况，经过充分讨 8 - 窖浆收入系统- f ，数据仓j 4 技术的施用 i j 究 论和反复论证，决定我国铁路客票发售和预订系统采用集中与分 布相结合的客户机服务器结构，其特点是建立一个中央数据库 和若干个地区数据库，席位数据将按列车始发分别存储在各地区 中心数据库中；综合考虑各地区数据库所覆盖的客运量、列车数、 快车营业站数的均衡性及合理性，全路共建立2 5 个地区中心数 据库( 如下图1 1 ) 。由于目前网络能力及可靠性还不能满足要求， 票额预分等客运管理制度目前也仍需保留，因此，总体设计中还 提出了席位数据存取的过渡方案，即车站服务器中仍保留一定量 的席位数据。 图1 1 1 1 2 系统应用功能 1 1 2 1 铁路客票发售和预订系统功能划分 客票系统功能较复杂，其总体逻辑结构如图1 2 所示。从图 1 2 可见，铁路客票发售和预订系统分为两个层次。低层为客票 数据处理和商务管理部分，功能上分为三个部分，分别是车站电 子售票系统，地区票务中心管理系统、全路票务中心管理系统， 它们主要执行售票h k 务和对客票数据的各种操作、管理和维护。 其中地区座席数掘库是系统的中心，是系统最重要的资源。高层 是客运应用管理部分，它们在低层的支撑下完成各种与客票有关 的客运应用管理工作。功能上分为三个部分，分别是铁路分局业 鲁禁收入系统中数据仓库技术的应f 日”究 务管理系统，铁路局业务管理系统，铁道部业务管理系统。上述 系统经计算机网络互联实现基于c s 模式的信息处理和交换。 图1 2铁路客票发售和预订系统逻辑结构图 1 1 2 2全路票务中心管理系统功能概要设计 为满足全路票务管理业务的需要，系统应包括的主要功能示 于图1 3 全路票务中心管理系统功 幽园口幽目圜豳口 1 0 客荣收入系统中数捌仓库 立术的腑用研究 运价率等) 的建立、维护、存储与下载，使全路客运基础数据保 持一致性并能及时更新，以保证客票系统的f 常运转。 2 票额管理 票额管理模块根据部客运应用系统下达的票额预分计划，提 供直通列车票额计划编制、维护和下达等功能。 3 调度命令数据处理 调度命令数据处理模块根据部客运应用系统的有关调度命令 完成直通列车票额调整等数据处理，并经基础数据管理模块下载 到有关的地区票务管理系统。 4 查询 查询模块向管理人员提供全路的售票情况、票额情况和客流 情况，并为调度人员提供监督、查询各地区票务管理中心票额及 各种统计资料的手段。 5 网络监控与管理 网络监控与管理模块承担铁路客票计算机网络的监控与管理 职能。铁路客票计算机网络包含多厂家的软硬件设备，其管理的 优劣在很大程度上决定了系统运行的效率。网络管理涉及规划、 监督、统计、控制网络资源的使用，包括五个重要的管理功能域： 配置管理、故障管理、计账管理、安全管理、性能管理。应在对 铁路客票计算机网络监控与管理进行更详细的需求分析的基础 上，对网络监控与管理模块作具体实施性设计。 6 安全管理 安全管理模块负责对客票发售和预订系统制定安全政策、选 定安全机制、提供并管理安全服务。 控制用户权限的设置、审核及用户进入系统前的身份验证， 严防越权操作和非法人员的侵入。 为使中国铁路进一步与国外铁路、民航客运和旅店集团等实 现联网售票，应为客票系统准备一个安全网关，作为中国铁路客 票系统的安全出入口。 7 国际售票系统互联 并柴收八系统- 数摧仓库 术的成用川究 国际售票系统互联模块经国际联网，接受国际购票订票请求， 再转交给相应的地区票务管理中心处理并返回结果。在条件具备 时，也可以将我国的国际购票请求发往有关国家的铁路售票系 统，并按返回的结果，向购票者售出铁路客票。 1 1 2 3地区票务中心管理系统功能概要设计 地区票务中心管理系统主要功能示于图 1 4 地区票务中心管理系统功能 基础 数据 管理 数据 库 管理 票额 管理 图1 4地区票务中心管理系统功能 1 基础数据管理 基础数据管理模块接收中央数据库的下载信息并根据这些信 息采取相应的行动，维护地区管内基础数据。 2 数据库管理 数据库管理模块的功能是： 承担地区座席库的生成、维护职能； 存根数据的管理和转储； 为铁路统计工厂和财务收入部门提供数据接l j 。 3 座席库访问管理 座席库访问管理模块向售票员提供全面的数据服务，包括座 席的查询、提取及其相应状态( 空闲预订售出退票) 的转换， 从而实现客票的发售、预订、退票等商务活动。 其 度令据押 调命数补 务 算 财 清 全 理 安 管络控理网监管 警鬻 窖禁收入系统中数据仑厍 土术的、t 川圳究 4 票额管理 票额管理模块根据各级客运应用系统下达的调度命令，提供 管内列车票额计划编制、维护和下达等功能。 5 网络监控与管理 网络监控与管理模块实施对本地区铁路客票计算机网络的监 控与管理。其功能与全路票务管理系统中的网络监控与管理模块 相同，只是此处的作用范围局限于一个地区票务管理系统的范围 而已。其管理职能既可由地区票务管理系统行使，也可在必要时 交由全路票务管理系统集中行使。 6 安全管理 安全管理模块负责执行全路统一的安全政策和安全机制，提 供并管理地区安全服务。其安全管理职能也可在必要时交由全路 票务中心管理系统集中行使。 控制用户权限的设置、审核及用户进入系统前的身份验证， 严防越权操作和非法人员的侵入。 7 查询与监控 查询与监控模块向管理人员提供本地区的售票情况、票额情 况和客流情况，并为调度人员提供监督、查询、控制各售票处作 业的手段，还能提供客票发售的财务情况及各种统计资料。 8 财务清算 财务清算模块依据地区座席数据库和售票存根数据，对本地 区客运票款收入在地区中心之间进行财务清算( 系统已应用数据 仓库技术，即面向主题的数据集市很好的完成了客票收入清算功 能) 。 9 调度命令数据处理 调度命令数据处理模块根据各级客运业务管理系统的有关调 度命令生成或凋整相应的票额。 1 1 2 4 车站电子售票系统功能概要设计 车站电f 售票系统主要功能示于图1 5 客婴收入系统中数据仓序扯水的川兑 车站电子售票系统功能 l 图1 5车站电子售票系统功能示意图 1 售票 售票模块为满足售票业务的需求，应能确认售票员的身份、 售普通车票、售预订车票、售乘车证车票、售v i p 票( 即指定车 次席位要求) 、售团体车票、处理废票、本班结算、工作中途可 暂停及加锁。 2 退票 退票模块应能确认售票员的身份、办理退票、本班结算、工 作中途可暂停及加锁。 3 预订 预订模块处理订票请求，预订完成后即通知用户。预订模块 应能确认售票员的身份、建立并维护预订用户的相应档案、收发 车票预订信息并处理之、清理到期未购的车票、统计和分析本班 预订结果、工作中途可暂停及加锁。 4 异地售票 前述售票应包括异地售票，其售票请求由本地票务管理中心 经网络提交给相应的远地票务管理中心处理，整个过程对售票员 是透明的。考虑到中国铁路客票发售利预订系统首先开发的是独 立运行的车站电子售票系统，为保证系统丌发和过渡的顺利进 行，暂设一一个异地售票模块，将来进入联网环境时，应合并入售 票模块中。 客禁收入系统中数据仓库 土术的心肝】叫i 宄 5 票据管理 票据管理模块完成对票卷、票号的管理，包括记录库存票据， 向总账提供领卷数量报告，记录已用票卷和票号，保证票卷连续 性，不丢失票卷。 6 统计 统计模块完成客运量的统计，为客运调度和分析提供依据。 在确认操作员的身份后，可进行日、旬、月、年统计，并按统计 部门要求，提供统计报表，为客运调度和统计工厂提供详尽的数 据。 7 账务结算 账务结算模块完成售票款、退票款和财务部门要求的各类统 计结算和账务结算。在确认操作员的身份后，可进行日、旬、月、 年票款的账务统计结算。 8 客运计划管理 客运计划管理模块对票额进行全面的管理，包括席位和票额 的生成、分配，票额分配权限的设置，以及与此相关的列车运行、 编组、票额母表和调度命令等的维护，并在售票期间对票额数据 提供动态监视和调整。本部分功能在地区票务管理中心联网运行 后，大部分将并入地区票务中心管理系统。 9 数据维护 数掘维护模块提供对基础数据( 路网数据、列车数据、计费数 据等) 的查询及增删改功能，提供对存根数据( 售票记录、退票记 录、预订记录等) 的查询及历史数据的归档。 1 0 值班与监控 值班与监控模块供客运管理人员对系统的运行状况进行查询 与控制，包括作业人员业务权限的设定和业绩统计，定义窗口业 务权限，为管理人员提供售票信息，提供售、退票当班结帐并输 出报表，提供系统级的监控。 1 1 旅客查询 旅客查询模块向旅客提供客票信息查询服务，包括列车时刻 客禁收入系统中数据仓库披术的应j h 研究 表、单程、经由、票价、客票发售状况以及换乘信息等。 1 2 调度 调度模块接收铁路分局业务管理系统的调度命令并 完成相应的操作。 1 3 其它 包括本地局域网络管理、远程终端管理以及安全管理。 1 1 2 5铁道部业务管理系统功能概要设计 铁道部业务管理系统主要功能示于图1 6 。 图1 6铁道部业务管理系统功能示意图 1 1 2 6 铁路局业务管理系统功能概要设计 铁路局业务管理系统主要功能示于图1 7 。 图1 7 铁蹄局、i 上务管理系统功能示意图 客卷收八系统中数据仓库j 生术的”，用”亢 l i1 2 7 铁路分局业务管理系统功能概要设计 铁路分局业务管理系统主要功能示于图1 8 。 图1 8 铁路分局业务管理系统功能示意图 1 1 3 系统的网络结构及软硬件配置 整个客票系统采用c l i e n t s e r v e r 结构方式，因为大部分硬件 和系统软件都能在c l i e n t s e r v e r 结构中使用，因而它能充分利用 不同硬件及系统软件，能够为应用选用最佳的软硬件资源，而且 在硬件的选择上有较强的灵活性，模块易于替换，软件易于移植。 整个应用网络采用两种协议：x 2 5 协议和t c p i p 协议。x2 5 协议应用于连接各地区中心的基干网上，各中心与节点机直接采 用x 2 5 协议。而车站、地区中心的局域网上采用t c p i p 协议。 目前“客票系统”中用的基干网就是铁路公用数据网( x 2 5 分组交换网) ，全路票务中心、地区票务中心和大的车站所在地 均有此网的主节点机。这样就存在两种连接方式：车站局域网与 基下网的连接和地区中心局域网与基干网的连接。 车站局域网与基干网的连接 客紫收入系统中数据仓库技术的胁用究 对于大型车站一般采用高速以太网技术，使用专用广域网路 由器与 x 2 5 的基于网连接。对于中小型车站一般采用标准以太网 结构，使用专用广域网路由器或x2 5 网卡与x 2 5 的沿线网相连 接。 地区中心局域网与基干网的连接 地区中心的计算机网使用专用的广域网路由器连接到x 2 5 基 干网的 节点机上，与广域网的接口采用标准的x 2 5 协议。 整个计算机售票网络的网址主要分为两层，第一层是广域网 址的分配，第二：层是局域网址的分配。由于系统直接连接在x 2 5 网上，于是上x 2 5 网的机器( 路由器、服务器) 均应对其x 2 5 网卡设置广域网i p 地址，并与x 2 5 网端口d t e 地址对应，在本 系统中有1 7 0 0 多个源点，因此广域网按b 类地址分配。局域网 中的每一个节点都应有唯一的网络地址，在全路客票系统中有许 多局域网，因此按c 类地址去分配局域网。 系统硬件中前台机基本上是p c 4 8 6 以上的p c 机，服务器基 本配置如下： 地区中心大型机、中型机 车站一小型机、p c 服务器 系统软件中服务器匕操作系统是u n i x ，数据库管理系统为 s y b a s e ，前台机上操作系统为d o s 、w i n 3 x 或w i n 9 5 ，通信软件 为l a nw o r k p l a c e5 ， 发工具为p o w e r b i l d e r 、v i s u a lc + + 。 客桀收入系统中数摧仓庳 土术m 用圳究 1 2 铁路运输收入概述 i 2 i铁路运输收入的性质 运输产品和其它产品一样，在生产过程中也发生活劳动和物 化劳动的消耗而又创造出新的价值。单位运输产品价值的货币表 现为运输价格。铁路运输业在完成旅客和货物运输工作中，按照 国家规定的运输价格向旅客和货主核收的货币资金称为运输收 入。实质上，运输收入是铁路运输企业的销售收入。 铁路运输收入是铁路企业补偿运输支出和形成企业赢利的主 要资金来源。铁路企业只有完成运输生产任务，并及时取得运输 收入，才能保证运输生产的不断进行，才能及时向国家上缴税金， 并形成铁路建设基金，没有运输收入的及时实现，运输生产过程 中所消耗的各项支出就不能及时得到补偿，运输生产过程就不能 继续下去。因此，运输收入是补偿运输支出，进行简单再生产和 扩大再生产的重要保证。另外，运输收入是形成铁路运输企业赢 利的主要资金来源，是反映运输企业经济效益的重要指标之一。 1 2 2 运输收入分类 分，其中客运收入按服务对象不同划分为如下几部分： 瞄黧款 客运收入一3 包裹运费收入 i4 邮运运赞收入 i5 倮价收入 i 一6 客i j 、”，产：收入( 如车站州午补禁收入) 客禁收入系统中数据仓唯技术的心用 i j f 究 1 2 3 运输收入的重要性 随着社会主义市场经济的大力发展，市场营销意识不断地深 入到各行各业，铁路企业也受到了市场竞争的强烈冲击，在各种 交通方式竞争激烈的新形势下，要加快铁路的发展，资金是重要 的前提和保证，尽管筹资渠道是多方面的，但增加收入是最根本 最稳妥的资金来源，因此，铁路运输企业只有坚持以经济效益为 中心，以增加运输收入为目的，以提高铁路运输竞争能力为重点， 大力拓展市场，建立健全客货营销机制，以更快地提高市场占有 率，同时加强运输收入的组织和管理工作，确保运输收入目标的 实现。为了适应瞬息万变的运输市场，近年来铁路运输企业以转 变经营观念，强化市场营销为前提，努力拓展营销市场、优化资 源配置、调整产品结构并制定实施了一系列营销改革措施( 如列 车提速、列车产品的开发、售票方式的改革等) ，大多数企业基 本扭转了连年亏损的局面，为落实全路扭亏增盈的目标建立了良 好的市场经营环境。 从全路来看，铁路运输收入近年来呈现逐年递增的趋势，其 中客运收入的增收效果尤为显著，统计资料显示，9 7 年全路客运 收入较9 6 年增长1 0 1 ，增收2 3 8 亿元，9 8 年全路客运收入较 9 7 年又增长1 1 6 ，增收3 0 4 亿元；从路局范围来看，9 9 年成 都局客运收入占全局运输收入的6 0 9 6 ，上海局客运收入占其全局 运输收入的5 7 ：从分局范围来看，9 7 年分局管内客运收入占分 局运输收入的比例超过5 0 的分局有，哈尔滨分局、北京分局( 9 8 年已超过7 0 ) 、羊城总公司、成都分局；“八五”期i 剐，客运收 入与货运收入的比例由l ：2 4 5 上升到l ：1 7 7 。以卜结果表 ! j 】， 随着客运营销改革的推进，铁路客运收入取得了显著的提高，这 无疑对增加运输利润，提高铁路经济效益，增加建设资金，促进 铁路的发展儿仃十分重要的意义。 铁路旅辑票价收入是铁路运输收入管理的主要组成部分。旅 客票价收入足铁路完成旅客运输任务的运费收入，包括车站发售 2 0 辞杂收入系统叶- 数删仓库拽术的应用研究 的各种车票收入和列车核收车上旅客的票价收入，以及旅客票价 加价收入( 季节性、尤质优价等) 。全路客票发售和预订系统是 铁路开始走向现代化的一个重要标志，它的建设和推广使铁路告 别了手工售票的硬板票时代，实现了异地购票，实现了客票收入 结算统计的自动化，目前客票系统已覆盖全国的大部分省市，售 票量达到了全国总售票量的百分之八十以上，可以说，由此而增 加的客票收入是促使客运收入增收的一个决定性因素。客票收入 的计算机管理成为客票营销体系的重要内容，随着全国铁路计算 机联网售票的实现，客票收入的统计分析工作在铁路的客运运营 中占有重要位置，也是客运收入管理的重要环节。搞好客票收入 的统计分析，对促进铁路客运的发展，促进增运增收，不断提高 铁路运输业的社会效益和经济效益都有着积极作用。 召= 基收入系统中数删仓库技术的麻用研究 第二章数据仓库发展概况及有关理论 2 1 数据仓库在国内外的发展概况 数据仓库是信息技术发展的一种必然趋势。信息技术的快速 发展，极大地推动了数据库应用的规模、范围和深度，数据库应 用已经从点( 单台机器，独立系统) 、线( 多台机器，局域网联 接的某个部门) ，发展到面( 网络化计算机，多网络联接的企业 集成系统) ，甚至发展到互联网i n t e r n e t 联接的全球信息系统。 就单个系统来说，随着时间的积累，系统中保留了大量的历史业 务数据，而各个企业或部门为了制作各种报表或进行业务管理而 建立了各种各样的信息系统。这些系统中的数据随着时间的增长 也同益膨胀。在新的形势下，如何把这些数据充分而有效地组织 起来提供给领导进行复杂的、多变的查询和分析，以便更好地了 解市场信息，从而做出更好的决策和获得最大的利润。数据仓库 就是为了满足这种需求而出现的一种技术，它把这些数据按照一 定的需求、标准转换成有用的数据信息，按照一种适合于查i f j j 和 分析的存储机制存放在数据库中，并且采用些适合于查询和分 析的工具进行数据查询、分析和预测。 从6 0 年代起，计算机管理工作者就曾有把数据集中起来利用 计算机进行分析和决策的梦想，但那时的计算机技术还不够成 熟，硬件存储的容量还不够大、速度不够快，软件也不及现在的 灵活、可操作，只有到了9 0 年代，硬件、软件、计算机技术和 数据库技术都发展到了一个顶峰时期，于是利用计算机进行分析 和决策的思想自然而然地提到了 = l 程j 2 ，因此数据仓库也就成了 当今信息管理q ，的主流趋势。 2 2 客禁收入系统中数槲仓阼j 术的”们川f 究 在国外，自分之九十以上的大食、l k 都计划在1 9 9 4 年至1 9 9 9 年之间实现数据仓库。很多企、止成功的建立了数据仓库，在数据 仓库实施方面积累了大量的经验，使企业能对积累的数据信息进 行智能化地分析、挖掘，收到了良好的效益。数据仓库技术应用 于金融、保险、快餐、交通、电信等许多行业，例如加拿大麦当 劳快餮业、美国的m e l l o n 银行、韩国的h a n w a 集团等都是很成 功的案例。 在国内，数据仓库是于1 9 9 7 年才在少数几个大企业中试丌发 和试用，但是到1 9 9 8 年为止，全国已有很多企业和大的商业集 团，如银行、民航和一些外企都已建立或正在建设数据仓库。例 如，中国银行j “东省分行f m i s 的研究开发就是以数据仓库和联 机分析处理o l a p ( o n l i n ea n a l y t i c a lp r o c e s s i n g ) 理论为指导，采 用多种先进技术，历经五年时间初步建立起了包括数据采集、数 据存储、数据汇总和数据分析在内的一整套管理信息应用体系， 推出了资产负债管理、稽核管理、存款管理等5 0 多种应用。目 前该系统已在广东省中行得到全面应用，成为业务管理与分析的 有利工具。 2 2 数据仓库概述 2 2 1 数据仓库的定义 由于数据仓库是近十年内迅速发展的新技术，它的定义很多， 但公认的是数据仓库之父w h i n m o n 的定义：“数据仓库是支持 管理决策过程的、面向主题的、集成的、随时间而变的、持久的 数据集合。”从字面上讲，组成这个术语的词有如下含义： 数据关于某事的事实和信息 仓库存储货物和商品的地方或设旋 数据仓库主要用于管理，包括对过去的理解和对未来的预测。 为了更好的理解数据仓库的定义，从以下四个特征概括说明 2 3 牟：_ 收入系统中数据仓库技术的府用圳究 面向主题一数据仓库面向主题( s k i b i e c t o r i e n t e d ) 的特性是 从它的数据组织方面而言的，它不同于运作系统，运作系统中数 据的组织是面向应用，以各自的应用领域划分的，每个应用系统是 完整企业管理系统的一部分，例如，客户应用系统。举例来说， 在银行中客户的存款、借款、和用户帐号信息通常放在不同的应 用中。相反，数据仓库提供了综合的客户信息浏览，最终用户可 以访问集成的分析性的信息而不是原始数据，就此例而言，它的 数据组织就应该以银行业常用的业务主题客户、帐号、存款、借 款、存款日期、借款日期等来从各有关的应用中将客户的信息重 新组织到一起。 集成的( i n t e g r a t e d ) 一数据仓库的集成性有两层含义：一是指 数据仓库是一个集中的中央数据库，它把企业的运作库、外部数 据源、有关文件中的数据合并在一起，形成一个集中的数据信息 源。另一层含义是指各个不同的数据源中的数据在加载到数据仓 库中时，要按数据仓库中定义的统一格式进行数据的标准化，以 保持数据的完整性。因为来自不同数据源的数据定义千差万别， 一般没有形成标准化。例如对于日期型的数据有用y y m m d d 格 式的，也有用m m d d y y 格式的；对于性别男女定义有i 0 、m f 、 f e m a l e m a l e 等不同的编码方案。所以在这些数据加载到数据仓库 中时，必须用元数据中的标准格式进行转化。 随时间而变的( t i m ev a r i a n c y ) 数据仓库的这个特性是 指数据仓库中的数据信息一般是对运作数据库中数据的快照 ( s n a p s h o t ) ，旦进行了快照保存在数据仓库中的信息就不能更 新，仓库中一般存储5 1 0 年的数据，主键中含有时间( e l e m e n to f t i m e ) ，以适应d s s 进行趋势分析的要求。 持久的( n o n v o l a t i l e ) 一数据一旦加载到数据仓库中，对数据 仓库的操作只有两种操作：加载和存取( 1 0 a da n da c c e s s ) 。对数 据仓库中的数据不能进行传统意义l 二的更新( u p d a t e ) 操作，包括 d e l e t e 、i n s e r t 、u p d a t e 除上述定义外，还有一种比较流行的定义就是“数据仓库是 窖祭收入系统t f ，数据仓厅 术的j 0 门j 研究 一个过程、一种思想”。这是因为数据仓库的建设是一个复杂的 过程，它不是很快就能建成的，也不是一次性就完成的，它还有 待于曰后的完善和扩展才能成为一个真f 的数据仓库；另外的一 个原因就是一个完整的数据仓库并不完全是存储数据的一个仓 库，它还包括前台展现数据仓库中数据的工具、进行数据收集、 整理、净化的一系列工具，甚至有些专为数据仓库建设而设计的 硬件设备也算是数据仓库的一部分。但不管数据仓库的定义如 何，只要是能够将各种数据灵活地组织起来以提供有效的决策支 持信息从而实现数据商业智能的方法和工具，我们都可以将其看 作数据仓库的一个组成部分。 简而言之，数据仓库技术是为企业决策支持而重组数据的一 种技术，它把运作系统中信息、外部数据源的信息、历史信息以 标准的格式加载到面向业务主题中央数据库中，形成一个企业系 统的知识库，用来供大家共享，在此基础上进行数据的分析、查 询、决策支持，是一个企业决策支持系统中不可缺少的部分。 2 2 2 数据仓库与运作中的数据库的区别 数掘仓库有别于运作中的数据库，后者以多种方式支持在线 事务处理( o n l i n et r a n s a c t i o np r o c e s s i n g ，简记为o l t p ) 而前者 具有如下特征： 面向主题一它可以根据最终用户的观点组织和提供数据。 而大多数运作的系统只能按应用的观点来组织数据，因为这样可 使应用程序处理数据的效率更高一些。相对应的，数据仓库按业 务主题来组织数据，分析员就可以利用时兴的图形查询工具询问 业务方面的问题，提高检索和更新的效率。 管理大量信息一大多数数据仓库包含历史数据。这些数据 在运作的系统中通常被删除，因为应用程序已不再需要了。【自于 数据仓库必须管理大量信息，因而它就要提供概括和聚集机制来 对巨大的数据量进行分类。简而言之，数据仓库可以使用户在“森 客桨收入系统- ，数删仓库技术的j n ，用研究 林中找到树木”。因此数据仓库要在粒度的不同层次上( a t d i f f e r e n t l e v e l so fg r a n u l a r i t y ) 管理信息。由于要管理所有的历史数据和当 前数据，所以数据仓库的容量远远大于一般的数据库。 跨越数据库模式的多个版本因为数据仓库必须存储和管 理历史数据，这些历史信息都在不同时期的数据库模式的不同版 本中，所以数据仓库有时还必须处理来自不同数据库的信息。 信息的概括和聚集一通常运作数据库中存储的信息对于作 出决策似乎过于详细。数据仓库可将信息概括和聚集并以人们易 于理解的方式提供出来。 从许多数据来源中将信息集成并使之关联一由于要管理本 单位的历史数据信息，而在操作这些信息时要涉及到多个应用程 序和多个数据库，所以需要数据仓库收集和组织这些应用程序多 年来在该场合获得的数据。由于存储技术、数据库管理技术和数 据语义的差异，这个任务具有挑战性。 上述这些特点及区别，说明了数据仓库从数据组织到面向的 数据处理都与原来的数据库有较大的区别，这就决定了我们在数 据仓库系统设计时，不能够照般传统的数据库系统丌发方法，需 要寻找一个适合数据仓库设计的方法，应该知道数据仓库包含什 么样的内容，如何进行数据组织等相关的系统设计方法。 2 3 客票系统引用数据仓库技术的必要性分析 2 3 1 客运管理信息化的需要 随着中副铁路客票发售和预订系统在我固铁路中的推广应 用，全困二卜八个地区中心，一千七百多个联网售票站进行联网 售票，运作系统每天都产生大量的数据，同积月累，运作数据库 中的数据将急剧膨胀，时间一长，很多生产数挪在运作系统中失 去了它的作刚，如果还把这部分数据滞留在运作系统t h 对它们 的查嘲、分析势必会占用运作系统的系统资源，影响运作系统j 下 2 6 牟桨收八系统中数扔 仓所：技术的心川研究 常的事务处理，增大事务处理的响应时问，影响运作系统的效率； 每隔一定时期将它们从运作系统中删除掉也是不明智的，因为它 们虽然在运作系统中没有什么用，但是它们是我们铁路旅客运输 经营活动的历史写照，是我们旅客运输决策成功与失败的宝贵经 验，对以后旅客运输的经营决策有很重要的参考价值。因此，针 对目前计算机售票统计管理功能的现状，同时满足客运业务的需 求，如何充分利用客票系统每日积累的大量现时和历史生产数 据，经过系统地、科学她组织结构设计，提取出有用的信息，为 铁路客运管理人员实时全面地了解客运情况，进行统计、分析、 查询和辅助决策提供依据，这将是项目开发人员面临的一个重要 课题。 另外，客票系统统一软件的开发和推广很好地解决了车站的 售票、退票、订票、计划、客运财务统计以及路局、分局的计划 调度和统计，还实现了局部地区的异地购票，而部中心的建设将 实现全国范围内的异地购票、全路基础数据的统一维护，赢通车 的票额和调正。统一软件从售票业务上来说，已很好地解决了车 站、分局、路局等的各级需求；但从统计业务上来说，虽然统一 软件已用p o w e r b u i l d e r 制作出了二十几张报表以便提供给各级领 导进行查询和分析，但它还是无法解决如下一些问题： 首先，铁道部客票管理中心，它更需要了解客运市场需求， 根据客运市场的需求，调整客运运能结构，进行客运营销决策， 以提高铁路客运市场占有率。那么如何获得车站的售票k 务数 据、如何存储这些历史数据以便进行客流、收入综合查询、统计、 分析和预测，为客运营销决策提供科学的依据，是今后决策科学 化亟需解决的问题。 其次，铁道部客票管理中心的客运财务报表的制作也足一大 难题，报表是信息交付的主要方式之，也是信息保留的卜要方 式之一，铁道部的客运财务报表量大且报表形式复杂，采川数据 库的前台丌发 ：具如p o w e r b u i l d e r 虽然可以制作出各种各村的报 窖禁收入系统中数据仓库 术的f ，用研究 表，但是随着数据源的更改、报表需求的变化，要很快地制作和 修改前台丌发： 具制作出来的报表是比较困难的，也就是况报表 的制作和维护性能都难以满足； 另外，随着售票系统的完善、运输竞争的激烈化，我们不但 要把握好铁路客运的信息，还要了解其它运输方式的信息，知己 知彼，才能百战不殆，但是其它运输方式所采用的平台、所应用 的数据库是互不统一的，即便数据库系统一致，所定义的数据结 构的格式( 如时间的格式、长度在各种系统中的定义不尽相同) 也是不一样的，如何把它们的数据转化成统一而有序的信息融入 铁路系统，这也是一个需要考虑的问题。 面向主题的数据仓库技术是解决这些问题的可行途径。 2 3 2 客票系统统计分析数据组织的特点 客运财务统计分析具有数据量大，查询分析范围广，指标体 系复杂的特点，这决定了客票系统统计数据的组织特点如下： 批量处理统计工作是在售票和退票等实时作业的基础 上按日( 班) 、月( 旬) 、年等时间段进行的，其数据是在执行了相 关的程序后产生的，因此这类数据属于批量处理信息； 存储空问大每个地区中心日产生原始数据约1 0 2