铁路运输管理信息系统概述

一 一 TMIS 建设目标建设目标 TMIS 通过计算机网络从全路 6000 多个站名中选取的 2000 多个主要站段 中 实时收集列车 机车 车辆 集装箱以及所运货物的动态信息 对列车 车辆 集装箱和货物进行节点式追踪管理 实现货票 确报 编组站 区段站 货运站 货运营销及调度系统的计算机管理 为全路各级运输管理人员提供及 时 准确和完整的运输信息和辅助决策方案 实现紧密运输 均衡运输 提高 运输生产效率 改善客户服务质量 一 TMIS 的应用目标 TMIS 的应用目标是实现对运输市场信息和客户需求管理 运力资源信息 管理 运输作业过程信息管理 管内现在车和集装箱动态分布信息管理和运输 信息综合利用等 1 运输市场信息和客户需求信息管理 动态掌握货源分布动态和运输货物在途状态 动态掌握托运人的货运订单 和请求车需求 向客户反馈货运订单的核准情况 请车计划的安排和执行情况 动态掌握企业自备车 箱 的位置及状态 动态掌握重点客户 重点企业 港口 电厂 玻璃厂 焦化厂等 重点物资的运输计划执行情况 2 运力资源信息管理 实现主要运力资源信息管理 包括 铁路货车 机车 集装箱保有量动态 含加入铁路运营的企业自备货车和集装箱 其他铁路运力资源信息 如丁务 电务维修管理等 3 运输作业过程信息管理 实现主要运输作业过程信息管理 包括 货物的承运 交付信息 装 卸车 信息 列车的编 解 到 发信息 作业计划 作业单据的编制信息等 4 管内现在车动态分布信息管理 实现管内现在车 含自备车 动态分布信息管理 包括 车种别重 空车分布 动态信息 去向别 品类别重车分布动态信息 管辖范围内现在车出 入动态信 息 管辖范围内运用 非运用转换信息等 5 管内集装箱动态分布信息管理 实现管内集装箱 含自备箱 动态分布信息管理 包括 管辖范围内箱型别 去向别的集装箱分布动态信息 箱型 箱号别的集装箱检修状态信息 运用 非 运用 加入 剔除变化动态信息等 6 运输信息综合利用 各级系统共享运输生产过程中采集的原始信息 建立 TMIS 原始信息库 动态信息库和历史信息库 在此基础上开发面向运输业务部门的综合应用 并 最大限度地与办公自动化 点到点成本计算 财务结算 经济活动指标分析等 专业系统实现信息资源共享 二 TMIS 的工程目标 TMIS 的应用目标通过一系列信息工程项目的实施得以实现 TMIS 的工程 目标包括 铁道部 路局 车站应用系统建设 全路计算机网络建设 全路信 息系统运行保障体系建设等 1 铁道部系统 确报系统 建成全路确报原始数据库 收集全部确报 实现确报信息共享 实现跨局 确报转发 货票系统 建成全路货票原始数据库 收集全部货票和装载清单 实现货票数据共享 实现到达货票转发 提供货运清算数据 实现货票综合应用 覆盖 2000 多个制 票点 包括 1200 个设计制票站 273 个车务段和扩大实施的一批非设计制票站 集装箱追踪系统 建成全路集装箱原始数据库 实现集装箱数据共享 实现跨局集装箱报告 转发 实现在途箱位置追踪 600 个集装箱办理站实现集装箱报告 包括扩大 实施的 148 个非设计报告站 车号自动识别信息报告系统 建成全路车号自动识别报告信息原始数据库 实现车号自动识别报告信息 数据共享 实现分界口跨局车号自动识别报告信息转发 覆盖 530 个车号自动 识别系统信息报告点 实现 50 万辆部属货车 12 万辆企业自备货车和 1 6 万辆 机车的车号 车次和位置信息的自动识别和报告 货运营销与生产管理系统 建成全路原提货运订单 核准货运订单原始数据库和执行动态库 实现全 路货运营销计划和技术计划的编制 下达 实现 1200 个货运站和 273 个车务段 以及重点货主连网 运输日常调度系统 建成调度信息应用数据库 实现日班计划和调度命令的编制和下达 大节点货车追踪系统 建成中央列车 货车 集装箱动态信息库 实现基本的中央报告命令集 实现基本的中央查询命令集 覆盖 530 个大节点追踪车站 车号自动识别信息报 告点 运输信息综合应用系统 利用各原始数据库的有关信息建立列车和车辆动态库 历史库 建立综合 应用数据库 实现运输信息的综合利用 实现货车使用费清算 铁道部处理中心 建成 3 台大型主处理机并行综合体系统 完成各前置处理机系统整合 完 成中央通信子系统整合 建成 TMIS Web 应用服务器系统 优化各应用系统资 源配置 2 路局系统 确报系统 建成本级完整确报信息原始数据库 实现本级确报信息共享 实现确报转 发 货票系统 建成本级货票原始数据库 实现本级货票信息共享 实现货票转发 集装箱系统 建成本级集装箱报告原始数据库 实现本级集装箱报告数据共享 实现集 装箱报告转发 车号自动识别信息报告系统 建成本级车号自动识别报告信息原始数据库 实现本级车号自动识别报告 信息共享 实现车号自动识别报告信息转发 货运营销与生产管理系统 建成本级货运订单原始数据库 实现货运订单审批 营销计划的编制和下 达 实现技术计划的编制 下达 实现技术计划的编制 下达 路局运输日常调度系统 建成路局运输日常调度应用数据库 实现日班计划的接收 编制 上报 下达 实现调度命令的接收 编制 上报 下达 运输信息综合应用系统 综合利用本级确报 货票 货源订单 集装箱报告和车号自动识别信息报 告等原始数据库的信息 建立运输信息综合应用数据库 实现本级运输信息综 合应用 信息中心资源整合 完成局调度专用系统配置 完成处理中心系统资源扩充和整合 完成网络 通信系统整合 3 车站系统 大 中型车站和小型区段站综合管理信息系统 实现现车管理 含确报系统 车号自动识别报告系统 实现货运管理 含 集装箱系统 货票系统 实现货运营销和生产管理 实现本站作业信息上报和 到达信息接收 实施大型车站 163 个 UNIX 系统 包括编组站 大型区段站 大型货运站 实施中型车站 277 个 SCOUNIX 系统 包括中型区段站 中型货 运站 实施小型区段站 119 个 SCOUNIX 系统 小型货运站综合管理信息系统 实现简易的现车及货运 集装箱 货票 货运营销等管理功能 实施纯小 型货运站 672 个 SCOUNIX 系统或 WindowsNT 系统 车号自动识别信息报告系统 自动抄车号信息报告点共 530 个 其中 通过车站信息系统报告的有 492 个 无车站信息系统的分界口报告点 38 个 非设计联网站 扩大实施的集装箱报告系统 非设计联网站 集装箱报告点设在有 5t 以上集装箱作业的车站 共 600 个 其中通过车站 系统报告的 452 个 扩大实施的非设计集装箱报告站 148 个 含 11 个港口站 扩大实施的货运制票系统 非设计连网站 扩大实施约 1000 个非设计制票 站 车务段报告系统 实现管区内小站货运制票 实现管区内小站货运营销和生产管理 实施车 务段 273 个 机务段报告系统 实现机车统计 实现机车报告 实施机务段 181 个 车辆段和车辆厂信息管理系统 实现车辆段 厂 内检修车统计 实现车辆检修报告 实施车辆段 146 个 实施车辆厂 23 个 站段系统资源整合 实现车站一套服务器的资源扩充和整合 实现车站通信资源整合 实现车 站应用系统整合 4 计算机网络 规范铁路计算机网络 IP 地址 统一 IP 地址编码 建成域名管理系统 建成用户目录管理系统 建成适应 TMIS 通信模式的 MQ 通信平台 适应各级系统统一通信出口 原始信息逐级上报和转发的通信模式 各级 应用系统的信息交换统一到 MQ 通信平台 增加 MQ 通信平台的服务功能 建成高速骨干网 连接部 局的骨干网传输速率达到 2Mbit s 以上 应用系统切换到高速通 道 优化 调整网络结构和路由策略 提高基层网传输速率和覆盖范围 扩大基层网覆盖面 满足实时处理系统的需求 特 一等站和沿干线二等 站基层网传输速率达到 2 Mbit s 70 的其他设计联网站段 基层网传输速率 可以达到 64kbit s 完善机关局域网 调整网络结构 提高安全防范水平 完善拨号访问系统 建成铁路内部 ISP 网络 完成企业内部网建设 部 局用户本地接人 车站用户就近接入 企业内部 用户通过本地 Web 服务器访问铁路生产网资源 建立铁路外部用户访问铁路企 业内部网的安全机制 5 运行保障体系 生产运行调度 落实信息系统生产运行调度体制 机构 人员 建立运行机制 开通调度 系统 联机用户支持 开通部 局联机支持中心 建立 24 小时服务机制 网络管理 开通部 局网管中心 安全管理 建立基于网络的攻击防御系统 建立基于主机的攻击防御系统 建立安全 漏洞扫描系统 建立病毒防治系统 系统资源管理 建立较完善的中央系统监控和管理系统 局开通处理中心系统资源管理系 统 应用软件开发与版本管理 部软件开发与版本管理系统投入运用 应用软件和编码维护 部中心建立全路编码维护机制 建立部统一应用软件维护机制 设备维修 建立较规范的设备维修机制 包括制定设备维修规程 建立 500 个维修站 培训 建立较完善的培训教育机制 包括建立部培训中心和远程教育系统 二 二 TMIS 体系结构体系结构 一 TMIS 体系结构的演进 完成于 1992 年的 TMIS 总体方案设计 在体系结构设计时主要参考了加拿 大国铁 CN 的 TRACS 系统模式 并结合中国铁路运输管理体制的实际情况进 行了二次开发 该设计具有以下特点 1 采用集中建库与分布处理相结合的原则 在铁道部建立中央实时信息库 直接从基层站 段 获取原始信息 经过必要的加工后供全路各有关部门使用 同时 以定时方式将有关信息按阶段返回路局 实现分布式处理 2 采用平面式网络体系结构 允许多协议并存 3 采用主机 终端模式构建各级系统 4 中央实时信息库采用文件系统实现数据组织和管理 以提高响应速度 5 TMIS 的功能设计主要考虑铁路运输管理过程的需求 未能充分考虑社 会化服务的需求 缘于当时的软硬件技术发展水平和软硬件高昂价格的局限性 原先的 TMIS 体系结构设计已不能很好地满足当前的运输管理需求 也不适应今日的 信息技术发展 因而 2001 年铁道部电子计算技术中心再次组织了一个 TMIS 总 体设计组 根据当时软硬件的技术条件 铁路运输发展不断提出的要求 以及 多年 TMIS 建设积累的经验 对 TMIS 的应用目标和技术方案以及 2004 年底前 的工程目标进行一次全面的和系统的调整 TMIS 体系结构调整的目标可概括 为 满足业务部门日益增长的需求和顺应日新月异的技术进步 保持和提高系 统的先进性和实用性 调整的主要内容如下 1 坚持集中与分布相结合的原则 建立路局完整原始数据库 强化路局应 用建设 2 坚持实时处理与批处理相结合的原则 即在完善实时处理功能 支持日 常运输管理作业过程的同时 加强数据分析和决策支持方面的功能设计和系统 开发 3 坚持纵向业务功能系统与横向综合应用系统相结合的系统开发和建设原 则 即在完善纵向业务功能系统的同时 实现服务器层 数据库层和应用层的 整合 发展深层次的综合应用系统 4 采用原始信息逐级上报和逐级转发的数据交换方式 5 采用分层式网络体系结构 统一网络协议 6 采用多层式客户机 服务器系统结构 7 采用先进的数据库管理系统 完善数据组织 减少冗余度 提高共享性 8 采用中间件技术 统一 TMIS 数据交换平台 9 加强网络管理 系统管理和应用管理 10 加强系统可靠性和安全性 11 加强基础数据的统 维护 二 TMIS 总体结构 1 系统定位 在铁路信息化蓝图中 TMIS 是业务管理信息系统的重要组成部分 而业 务管理信息系统又以 TMIS 为核心 TMIS 的性能优劣 功能强弱 直接关系到 铁路货运服务产品质量的高低 关系到货主能否得到高水平的服务 甚至影响 到整个铁路系统的经济和社会效益 2 系统组成 铁道部中央处理系统从全路 2040 个信息报告点 通过计算机网络实时收集 全路列车 机车 车辆 集装箱及所运货物的动态信息 实现列车 机车 车 辆 货物 集装箱的节点式实时追踪管理 实现货票信息管理 确报信息管理 车站 包括编组站 区段站 货运站 综合管理 货运营销与技术计划管理及部 局调度系统的计算机管理 为铁路各级运输生产人员提供及时 准确 完整的 信息和辅助决策管理方案 实现均衡运输 紧密运输 提高运输效率 提高运 输管理现代化水平 为铁路用户和货主提供优质服务 增强铁路在运输市场上 的竞争力 并逐步与国际运输管理模式接轨 TMIS 由铁道部中央级系统 18 个铁路局 公司 级系统和约 2000 个站 段 级系统构成 各级系统通过铁路计算机通信网络互联 形成一个有机整体 如 图 3 1 所示 图 3 1 TMIS 系统构成 三 应用集成环境 TMIS 是一个庞大的分布式应用系统 为使 TMIS 应用软件能够适应在全路 推广的需要 必须对 TMIS 应用软件体系结构进行规范化和标准化 为此 TMIS 采用图 3 2 所示模型化的集成应用环境 该模型强调以下软件开发原则 1 大型商业 工业环境应用软件应采用层次化的体系结构 2 基于组件的软件开发方法是改善应用软件开发效率和提高软件可靠性的 重要途径 3 应用与服务隔离 即应用代码对服务代码的访问只能通过公开的 API 实 现 以提高应用系统的稳定性和安全性 4 可管理性和安全性应当作为不可或缺的要素集成到应用软件当中 5 分布式应用环境应采用统一的通信服务平台 通信中间件 屏蔽网络环 境的复杂性 图 3 2 TMIS 集成应用环境 四 TMIS 系统基础结构 TMIS 方案在铁道部 铁路局采用相似的系统结构 即多层次客户机 服务 器体系 如图 3 3 所示 车站系统则继续沿用两层式的客户机 服务器结构 广泛地采用基于 Web 的应用开发技术和以浏览器为主要形式的客户端软件 实 现友好的和统一的用户界面 通信服务 RPC FTP MQSeries 表示服务 用户接口 打印 多媒体 应用和支持服务分布式服务网络服务 系统管理 应用和工具 数据访问服务 文件 数据库 物理网络 10 100M Ethernet ATM PSTN PSDN FR 本地操作系统服务 公共传输协议 Sockcts 应用管理服务 TP 监视器 WEB 应用 服务器 分布式服务 目录 安全 时间 名字 对象和管理服务 objMgr TCP IP 协议栈 TCP UDP IP ICMP RIP 802 X X 25 SDLC SLIP PPP ARP 图 3 3 TMIS 系统基础结构 五 TMIS 网络结构设计 TMIS 是一个庞大的集中与分布相结合系统 TMIS 网络根据业务需要划分 成逻辑上或物理上分开的生产网 内部服务网 外部服务网和管理网 其体系 结构广泛地采用了层次化网络设计模型 为了使网络表现出优化的功能和性能 层次化体系结构是必须的 这一原则在大规模网络设计过程中应当在多种水平 和规模上反复应用 然而 这种层次划分首先是逻辑上的 不一定要求每一层 对应不同的物理实体 事实上 在很多情况下一个 2 3 层网络设备的背板就代 表了体系结构设计上的一层 核心层的主要功能是作为高速交换主干 尽可能快地交换数据包 该层网 络通常不执行除交换功能以外的针对数据包的任何操作 比如访问控制表和过 滤等 因为这些操作有可能降低包交换的速度 核心层网络设备可以是路由器 也可以是第二层交换机 对整个网络而言 核心层设备并不总是高宽带的 特 别是网络的逻辑核心层分布在 WAN 上的时候 分布层的主要功能是把大量的访问路径集中到高效路径中以连接到核心层 进行路由区域间的地址再分配 或作为静态和动态路由协议间的分界线 分布 层设备通常包含第三层中继 它可以是传统路由器或者是第三层交换机 也可 以用第二层交换机来聚集带宽 特别是采用 WLAN 的时候 分布层可以进行数 据包操作 概括起来说分布层实现了基于策略的连接 接人层的主要功能是允许最终用户访问网络 接入层允许远程节点通过某 种 WAN 技术访问到企业网络 如帧中继或租用线等 接人层可以使用访问控 制列表或过滤器进一步满足一组特定用户的需求 TMIS 局域网设计采用当前最为先进的基于多层交换技术的新兴园区网结 构 见图 3 4 铁道部级机关采用 ATM 高端交换机作为核心层 支持第三层 交换的快速以太网交换机作为分布层 10M 以太网交换机作为接入层 为了保 证 TMIS 中央系统的安全可靠 铁道部计算中心主机采用双机系统结构 路局 机关采用支持第三层交换的快速以太网交换机作为核心层 并运用更为经济的 压缩式核心层设计 即将分布层功能并入核心层 站段级局域网相对简单 采 用交换式或共享式结构 TMIS 广域网设计采用多层次式路由网络体系结构 核心层使用企业级路 由器 分布层使用部门级路由器 访问层使用工作组级路由器 图 3 4 TMIS 局域网结构设计 三 三 TMIS 数据组织数据组织 TMIS 系统基本上以先进的关系数据库管理系统实现数据的存储管理和访 问操作 一 数据源分类 TMIS 系统主要数据源有以下几种