太原理工大学GIS工程实践生产实习实习报告

1、 成绩： GIS工程实践生产实习实习报告专 业： 地理信息系统 班 级： 1201班 姓 名： 指导教师： 隋刚 苏巧梅 二一五年一月目录一.实习的目的3二.实习题目描述和要求32.1实习题目的描述32.2实习设计的要求3三.实习报告内容43.1系统分析.43.2 总体设计 43.2.1系统目标43.2.2系统设计的基本原则63.2.3 模块和子系统的设计63.2.4体系结构73.2.5系统的组网方案83.2.6系统的应用集成环境83.2.7系统安全策略83.2.8用户界面设计93.3系统功能设计93.3.1信息源部分93.3.2中央处理部分93.3.3应用系统部分103.3.4网络部分123

2、.4 数据库详细设计123.4.1空间数据库133.4.2属性数据库143.5 应用模型分析173.6 输入输出设计17四.总结18GIS工程实践生产实习基于GIS的铁路运输管理信息系统1、 实习目的GIS工程实践生产实习是配合“GIS设计与实现”课程教学而开设的实践环节，目的是让学生深入理解GIS设计与实现课程中讲述的内容，熟悉GIS工程的基本内容和实施GIS应用工程的一般过程；提高学生应用GIS工具分析问题、解决问题的能力。本次实习是应用ArcMap、ArcCataloge软件结合所学知识设计出基于GIS的铁路运输管理信息系统。二、 实习题目描述和要求2.1实习题目描述本次实习选择的题目是

3、“基于GIS的铁路运输管理信息系统”，对于全国的铁路运输设计出合理的管理系统。随着运输设备的现代化和社会主义市场经济的发展,铁路运量大幅度增长,信息量越来越大,迫切要求运营管理手段现代化,为管理人员提供运输生产管理和决策支持,使整个铁路运营管理工作从经验管理过渡到现代化管理。现代铁路运输已经构成了规模巨大而复杂的网络系统，为方便管理及提高运输效率，形成了铁路运输管理系统。将铁路运输管理信息系统与GIS完美的结合在一起，图文并茂，简便直观，集中运用地理信息技术、计算机技术、数据库技术、网络技术成果，使管理的数据量更大，分析功能更强。利用 GIS进行铁路运输管理规划可以实现运输的可视化、自动化及地

4、理图形化;使运输管理的交互性更强。另外，由于地理信息引入铁路运输中，加之 GIS 的网络分析功能，使得管理过程更有效、规划结果更准确2.2实习的要求：1）通过对铁路运输GIS行业应用进行系统分析，确定基本需求；2）根据需求分析的结果设计相应的数据库，进行行业应用模型分析，描述相应功能实现的方法； 3）按着规定的格式书写课程设计报告。三、实习内容 3.1系统分析 近几年,铁路在信息化建设中取得长足进步。其中最具代表性的是铁路运输管理信息系统。在此之前,铁路运营工作基本处于经验管理阶段,信息处理采用手工操作,输主要靠电话、电报。铁路运输既是工业企业生产的一个重要环节，又是交通运输的重要组成部分，铁

5、路运输的货运量7O%发生在工业企业专用铁道(或专用线)上，因而搞好专用铁道上的运输管理工作有很重要的意义。在铁路运输管理工作中，信息是关键，信息的获取、传递和处理必须准确及时，理论和实践都证明，计算机管理信息系统是一个十分有效的工具和手段，在铁路运输中发挥越来越重要的作用。铁路运输系统是一个门类众多，而相互之间密切关联的牵一发而动全身的大联动机，任何一个环节薄弱都会影响全局为适应我国铁路现代化建设的需要，必须建立一个全国的铁路运输管理信息系统才能充分发挥计算机在铁路运输中应有的整体效益。 系统的建立力求达到用户收益、企业受益的目标，经广泛的调查与研究，确定系统应具备以下功能：（1） 地形图的存

6、储管理与漫游，地形图的局部修改与更新。（2） 铁路运输管理系统个组成部分的基础数据存储管理。（3） 各种查询检索功能。（4） 属性统计功能。（5） 紧急事故处理和抢修工程通知功能。（6） 铁路维护管理功能。（7） 铁路运行调度功能。（8） 多种输出功能。3.2系统总体设计3.2.1系统目标 铁路运输管理信息系统(Transportation Management Information System 简称TMIS)是以现代化的电子计算机和通信网络为主要工具,对铁路运输生产管理信息进行收集、存储、检索、加工和传递,使其应用于铁路运输生产的指挥、调度和管理领域的人机系统。其系统目标如下：（1） 系

7、统应全面实现铁路运输信息管理的自动化，也即系统的功能主要涵盖部门各有关的业务职能；通过公司网络系统能实现信息资源共享和部门间的信息交换；系统具有较高的实用性。（2） 系统应全面、完整地管理全部的基础信息，具有海量图库管理能力，基础信息精度高，图库管理 处理能力强，信息更新方便，系统安全可靠。（3） 系统不仅具有快速、方便地对全国铁路进行查询、检索、统计的功能，还应该能够随着铁道部门管理能力的提高，逐步实现铁路运输时间、能力、效率计算等功能，也就是使信息由静态GIS管理转变为动态GIS管理，最终实现信息的实时GIS管理；系统应达到国内外同软件的先进水平。（4） 提供WebGIS服务，从而使相关用

8、户只要联上Internet，就能获得需要的数据，使信息系统成为企业提供服务的平台。（5） 系统应具有好的性价比，有稳定可靠的后续技术支持。（6） 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。 （7） 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、

9、电务维修管理等。 （8） 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。 （9） 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。 （10） 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

10、。 （11） 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。3.2.2系统设计的基本原则（1） 实用性和经济性原则 系统应能满足铁路运输管理的需要，真正实现管理科学化。在保证各项功能完美实现的基础上，应以最好的性价化配置系统的软、硬件。（2） 可靠性和完备性原则 数据可靠性：数据库中的所有数据应是准确可靠的。 系统可靠性：系统应有很强的容错能力和处理突发事件的能力，不至于因某个动作或某个突发事件二

11、导致数据丢失和系统瘫痪。 数据中的各种数据应是全面、完整的，能够满足系统各项功能的需要。（3） 科学性和规范性原则 系统应以软件工程的思想和方法来建立，保证系统结构的科学性和合理性；同时，系统的各项功能应符合铁路运输管理的要求，信息编码应遵循行业或地方规范。（4） 可操作性和可扩展性原则 系统应有良好的用户界面，用户易学易懂，操作简便、灵活。系统应具有良好的接口和方便的二次开发工具，以便系统不断地扩充、求精和完善。（5） 兼容性和开放性原则 系统在输入|输出方面应具有较强的兼容性，能进行各种不同数据格式的转换。3.2.3模块和子系统设计 从全路180个信息报告点收集列车、机车、车辆、集装箱以及

12、所运送旅客、货物的动态信息, 通过计算机网络输入铁道部中央主处理系统, 经过实时信息的收集和处理,TMIS 将实现对列车、车辆、机车和集装箱的实时追踪管理, 以及对货票信息、确报信息、计划信息、现在车及车流推算信息、日常运输统计信息、客运(包括客票预售)信息进行实时管理.为全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根据系统总体目标及设计原则，以及系统所要具备的项目技术内容，结合ArcGIS的二次开发平台的特点，将整个系统分成四大部分。分别是信息源部分、中央处理部分、应用系统部分和网络部分。结构如下： 铁路运输管理信息系统网络部分应用系统部分中央处理部分信息源部分 车辆文件

13、 机车文件 列车文件 车站文件 货票文件 集装箱文件车辆信息系统确报系统货票系统铁路运输计划信息系统部、局运输信息系统分局调度综合信息系统站段信息系统3.2.4体系结构 （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

14、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。 3.2.5系统的组网方案 随着Internet的快速发展，Web服务正逐步进入铁路管理部门的业务范围，基于铁路运输管理业务发展需要和系统前瞻性的设计思路，系统采用通用的GIS Server多层结构，由分布在各客户端的浏览器、Web服

15、务器和GIS服务器组成。这样，一方面，可以通过铁道部的内部局域网，实现集中办公、统一管理；另一方面，城市居民可以通过Internet查询铁路信息。3.2.6系统的应用集成环境 铁路运输管理信息系统是一个庞大的分布式应用系统。为使铁路运输管理信息系统应用软件能够适应在全路推广的需要，必须对铁路运输管理信息系统应用软件体系结构进行规范化和标准化。（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

16、） 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。3.2.7系统的安全策略数据安全是GIS应用系统的一个重要组成部分，本系统充分考虑了安全因素，用户登录本系统时，必须输入用户名和相应的密码，系统经验证正确后，方能进入。系统管理员可以对不同的用户设立不同的权限，以确保系统和数据的安全。3.2.8用户界面设计铁路运输管理信息系统采用Windows界面，集菜单、控制面板、统计面板、图形显示等可视区域于一体，加强了用户界面的可操作性，图形操作界面清晰，数据显示打印浏览所见即所得，各种输入界面、输出界面与日常

17、使用习惯完全一致，极其贴近用户，初学者也很容易掌握。此外，用户还可以对这些可视区域进行设置和调整，使其适合自己的需要。3.3系统功能设计3.3.1信息源部分TMIS采用集中建库与分布处理相结合的模式，完成中央数据库系统，站段系统，铁道部、铁路局、铁路分局应用系统，计算器通信网络系统的建设。中央数据库透过中央系统直接经铁路专用通信网，从编组站、区段站、货运站、分界站、车务段、机务段、车辆段等2200个联网报告点（非联网报告点向车务段或分局上报）等收取列车、货车、机车、集装箱、货票等实时信息。这些站段的信息系统除了向中央系统报告信息之外，还承担处理本站段的业务。3.3.2中央处理部分在铁道部建立中

18、央处理系统，实时收集信息源点的信息并进行处理，建立实时信息库。实时信息库包括以下主要文件：车辆文件按车号存储50万辆车的每一辆车的基本信息和实时动态信息，实现车辆追踪管理。机车文件按机车号码存储每台机车的基本信息和动态信息，实现机车实时追踪管理。列车文件按车次存储每列列车的组成信息和动态信息，实现对列车的实时追踪管理。车站文件按主要站存储车站现车信息，实现现在车的实时管理。货票文件实时收集每辆重车的货票摘要信息和按日收集整个货票信息，实现货票信息共享，与车辆追踪系统配合，实现货物追踪管理。集装箱文件按箱号存储每个集装箱的基本信息和动态信息，实现集装箱的追踪管理。按用户需求实时或分阶段向铁道部、

19、铁路局、铁路分局及站段发送，实现节点式实时追踪管理，为全路各级运输生产人员提供及时、准确、完整的信息和辅助管理决策方案，以实现均衡运输,提高运输能力和效率,提高运输管理水平。3.3.3应用系统部分铁道部、铁路局、铁路分局及主要站段从中央处理系统获得有关信息并开发各自的应用程序，从而实现对车辆、列车、机车、集装箱及所运货物的实时追踪管理，实现货票信息、确报信息全路共享，实现现在车和车流推算信息自动化，有预见的组织车流以及实现日常运输统计自动化。车辆信息系统由于系统建立车辆技术履历并使车辆编号规范化，可实现车辆的精确管理。系统将使全路138个车辆段、23个工厂、13个车辆处调度与铁道部联网，由部车

20、辆局透过网络统一分配车号，更新车号后车辆的详细履历可透过网络传到部车辆履历库。此系统可帮助用户迅速查询到车辆的各种信息，运输部门可利用此系统实现车号自动识别。确报系统“列车预确报”是铁路运输组织中最重要的基础信息之一，是编组站作业、卸车预报、车流调整等工必不可少的信息。“列车预确报”系统的投入使用，代替了原有的电报确报模式，大大提高了确报的准确性、及时性和完整性，同时，它对完善运输组织，加快铁路信息化建设，尽早实现科技转化为生产力都具有重要的现实意义。现行的“列车预确报”系统将全路所有编组站、区段站、分界站和其他主要中间站（简称确报站）与路局、铁道部联网；将车站列车编组信息自动向前方技术站或列

21、车终到站转发；路局、铁道部将收到的确报信息加工处理，建立全路完整的确报信息库，实现全路确报信息共享，为运输相关部门提供一系列统计、分析、查询信息，实现与其他系统的数据共享。 现有的“列车预确报”系统主要分为路局级转发子系统与车站级确报子系统。车站级确报子系统又是车站信息管理系统的一部分，“列车预确报”系统生成的确报信息是AEI设备产生的数据和现场作业数据双向校验的结果。车站级“列车预确报”系统根据车号自动识别系统产生的到达、出发列车编组信息，核对到达、出发确报，对确报信息进行卡控以及必要的编辑系统目标是使车站信息系统自动生成确报，透过计算器网络传递，以取代电报确报。由此可撤消全部确报所，节省电

22、报员约4000人。并可扩大运输生产所需要的确报点，彻底解决确报不及时、不准确、不完整的问题。货票系统全路可实现微机制票并联网，建立分局、铁道部货票信息库，进行货票交换，使货票信息价值得到综合利用，最终实现取消货票甲、乙、丙联，实现车长不带货票。铁路货票信息综合应用系统以货票信息管理系统为基本依托，利用车站财收四、装载清单作为审核和中转依据，对相关货运信息做综合处理，为路局等各级业务管理部门和政策部门提供基础数据，以便进行宏观决策、业务咨询等活动。系统目标 :在路局建立完整的电子货票库，开发联机分析处理系统，提供联机查询功能，建立共享数据环境，实现各相关管理系统互通互联。 该系统的最终目标是建立

23、统一的、全面的货票信息综合应用和决策支持系统，提高铁路信息资源的利用率，实现信息增值服务。 集装箱管理信息系统 收集管内集装箱办理站信息，建立集装箱信息数据库，为运输指挥人员和货主提供集装箱运输动态信息和有关查询统计信息，满足运输管理部门和客户的需要。提供(路局、车站)集装箱运输报告(货集报)，掌握(车站、路局)集装箱分布情况，掌握在站停留/在途运输超时集装箱，掌握铁路局别、集装箱办理站别、箱型别的集装箱发出和到达数量，各种查询、打印(含各类清单)功能，提供各种统计分析功能，包括铁路空箱跨局回送发出到达情况统计、中转箱去向统计和站存箱统计，信息报告考核，包括装车、卸车、回送清单报告情况、入库率

24、、准确率、及时率。 铁路运输计划信息系统系统将1500多个主要货运站和车务段与铁路分局、路局、铁道部联网，并将主要货主引入网络，透过网络随时接收货主要车计划表。建立分局（局）货源数据库，同时收集到铁道部建立全路货源数据库，铁道部根据货源数据库下达装车轮廓计划，分局根据轮廓计划做到随到随批，最后用装车实际来考核计划和修改货源数据库。部、局运输信息系统实现对部、局18点信息进行收集、处理、查询及台帐编制，自动形成部、局日班计划，对全路运输信息的处理及实时查询。分局调度综合信息系统将货运工作日班计划、列车工作日班计划、机车工作日班计划和列车运行辅助调整透过局域网形成自动编制和调整的一个整体，彻底解决

25、分局调度手段落后状况。站段信息系统编组站、区段站、货运站、分界站、车务段等的现车管理系统、货运管理系统、集装箱管理系统等相关内容的应用，既解决站段管理又更好地为TMIS提供数据源，它是TMIS建设成败的关键。3.3.4网络部分建立全路数据通信网，将上述三部分联成一个整体，实现信息的交换和共享。 TMIS系统掌握全面运输信息，详实、准确、全面，故可在统计、分析、结算等方面，为决策支持系统提供方案。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

26、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

27、铁路企业内部网的安全机制。3.4数据库详细设计 TMIS系统主要数据源有以下几种： （1） 公用基础编码信息，包括路网描述信息、管界描述信息、车站属性描述信息、货物属性描述信息等。 （2） 运力资源的配置信息，包括车辆管理机构描述信息，如车辆段(厂)，列检所等；机务管理机构描述信息，如机务段，折返段等；部属(自备)车辆技术履历；机车技术履历；部属(自备)集装箱技术履历；列车运行时刻表；主要技术站解/编能力；主要货运站装/卸能力；工务桥、隧界限，承载、限速等规定。 （3） 运输生产作业信息，包括列车编/解、到/发时间信息，以及“运统一”信息等；机车出从库、整备/检修、运/非状态信息，以及乘务组人

28、员信息等；车辆出厂/报废、装/卸、空/重、运/非转换等信息；集装箱出厂/报废、到/发、运/非转换、空/重等信息；货物属性、货票、货运订单等信息。 按性质划分，铁路运输管理信息系统的数据库可分为空间数据库和属性数据库，前者由地形图空间数据和铁路运输各组成成分的空间数据组成；后者由地形图属性数据和铁路运输各组成成分的属性数据组成。 按类型划分，本系统的数据库包括地形图数据、 基础编码数据（包含站名、品名、车型/车种、路局代码等统一编码信息）、 原始数据（包括货运订单、确报、货票/装载清单、自动抄车号报告、集装箱等）、动态数据（包括货源动态、列车动态、机车动态、车辆动态、集装箱动态、营销计划完成实绩

29、）、 批处理数据（包括列车轨迹、货车轨迹、货票）、历史数据等。3.4.1空间数据库空间数据主要由地理底图数据、点文件（.WT）、线文件（.WL）、网文件（.WN）组成，其中地理底图数据包含一些最基本的信息；站点的空间数据形成点文件；铁路形成线文件。3.4.2属性数据库根据目前铁路运输工作的实际情况，本系统属性数据库主要包括车站、站段、干线、列车、机车、车辆、集装箱、货运订单、 列车轨迹、货车轨迹、货票等数据类型，其属性数据库结构如下。（1） 车站数据库结构字段名称字段类型字段长度小数位站点名称字符型30城市等级数值型120所属省份字符型30（2） 站段数据库结构字段名称字段类型字段长度小数位站

30、段编号字符型30起点城市字符型30终点城市字符型30长度浮点型123（3） 主要干线数据库结构字段名称字段类型字段长度小数位干线名称字符型30起点城市字符型30终点城市字符型30长度浮点型123途经城市数量浮点型12（4） 列车信息数据库结构字段名称字段类型字段长度小数位车号字符型30车型字符型30运行年限浮点型122交通事故字符型30（5） 机车信息数据库结构字段名称字段类型字段长度小数位车号字符型30车型字符型30运行年限浮点型122交通事故字符型30（6） 车辆信息数据库结构字段名称字段类型字段长度小数位车号字符型30车型字符型30运行年限浮点型122交通事故字符型30（7） 集装箱数据库结构字段名称字段类型字段长度小