高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统概述

1、高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统概述 目录1引言21.1编写目的21.2背景21.3定义21.4参考资料32高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统总体设计32.1需求规定32.1.1对高速铁路列车运行图数据抽取模块功能的规定32.1.2列车运行图自动编制数据管理模块功能的规定32.1.3列车运行图编图规则管理模块功能的规定42.1.4列车运行图编图优化目标管理模块功能的规定42.2运输组织子系统运行环境52.2.1 系统运行硬件环境52.2.2 系统运行软件环境72.2.3 系统运行网络环境82.3基本设计概念和处理流程82.4结构92.5功能需求与程序的关系102.6尚未解决的

2、问题113运输子系统接口设计113.1用户接口113.2外部接口113.3内部接口124运输组织子系统运行设计124.1运行模块组合124.2运行控制134.3运行时间135运输组织子系统数据结构设计135.1逻辑结构设计要点135.2物理结构设计要点135.3数据结构与程序的关系136运输组织子系统出错处理设计146.1出错信息146.2补救措施146.3系统维护设计147 文档控制141引言1.1编写目的本概要书的编写目的是：明确高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统的总体设计、接口设计、运行设计、系统的数据结构设计以及系统出错处理设计。目标读者是本系统的系统分析员、程序开发者以及与本

3、系统相关的其它高速铁路列车运行组织方案优化设计子系统的系统设计者。1.2背景a. 待开发软件系统的名称：高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统b. 此项目的任务提出者：高速铁路列车运行组织方案优化设计系统总体设计组c. 此项目的开发者：高速铁路列车运行组织方案优化设计系统总体设计组d. 此项目的用户：高速铁路列车运输指挥管理人员e. 将运行该软件的计算站（中心）：高速铁路列车运输系统指挥中心1.3定义1.列车运行图：是列车运行时刻表的图解，规定各次列车按一定的时刻在区间内运行及在车站到、发和通过。是列车运行的时间与空间关系的图解，它表示列车在各区间运行及在各车站停车或通过状态的二维线条图。

4、2.日班计划：是组织行车工作的行动计划，具体规定各区段列车开行任务。3.车站作业计划：是为了使车站各车间、各工种协调而有节奏地进行日常运输生产，充分发挥技术设备的效能而制定的用来组织指挥车站日常生产活动的工作计划。4.列车开行方案：是以运量为基础，以客货流性质、特点和规律为依据，科学合理地安排包括列车开行等级、起讫点、数量、经由线路、编组内容、停站方案、车底运用等内容，体现从客流、货流到列车流的组织方案。5.列车运行实绩：是根据列车的实际运行情况铺画，反映列车实际运行轨迹的运行图。6.车站工作实绩：是车站对计划任务完成的实际情况，是判断车站工作优劣程度的重要依据。7. 列车安全追踪间隔时间：在

5、自动闭塞区段，凡一个站间区间内同方向有两列及以上的列车，以闭塞分区间隔运行，成为追踪运行。追踪运行列车之间的最小间隔时间，称为追踪列车间隔时间。时间跨度长于追踪列车间隔时间时，称为安全追踪列车间隔时间。1.4参考资料1 宋建业，谢金宝. 铁路行车组织基础. 北京：中国铁道出版社，2005.2 宋建业，谢金宝. 铁路运输调度指挥与统计分析. 北京：中国铁道出版社，2006.3 杨浩. 铁路运输组织学. 北京：中国铁道出版社，2007.2高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统总体设计2.1需求规定2.1.1对高速铁路列车运行图数据抽取模块功能的规定功能1：路网结构数据抽取技术将列车运行图编制所

6、需的线路信息、相关车站及车站平面图、区间平面图数据等从高速铁路运输装备基础数据平台中调出，并建立路网数据调入标准接口，实现路网数据抽取功能。功能2：列车开行方案抽取技术从高速铁路列车开行方案生成优化及决策支持系统中抽取列车开行对数、列车等级、列车运行时间标准、停站方案等数据，建立列车开行方案相关数据调入标准接口。功能3：运力资源配置抽取技术设计从运力资源配置方案抽取动车组装备数据、动车组运用规则、动车组检修基地布置、动车组检修状态、动车段（所）规模及检修能力等，并以此设计相关数据标准接口。2.1.2列车运行图自动编制数据管理模块功能的规定功能1：区间标尺数据管理以图形化界面管理维护区间标尺数据

7、，该数据应包括：不同列车种类按区间别、按运行方向别（行别）的纯运行时分和起停车附加时分等。功能2：列车接发与运行间隔时间管理以图形化界面管理维护列车接发与运行间隔时间数据，该数据应按包括各站各衔接方向的列车不同时到达间隔时分、会车间隔时间、同方向列车连发间隔时间、同方向列车不同时到发间隔时间和不同时发到间隔时间、相对方向列车不同时通过间隔时间、动车组双线追踪间隔时分等。功能3：车站技术作业时间及停站时间标准以图形化界面管理维护车站技术作业时间标准数据，该数据包括车站技术作业时间及列车停站时间标准，按各站表示列车种类别的技术作业时间和旅客列车停站时间，通勤通学列车停站时间（含区间）等数据。功能4

8、：路网基础数据管理以图形化界面管理维护路网基础数据，该数据符合列车运行图双层数据模型，宏观层要求实现路网的连通衔接等逻辑关系，微观层可实现列车进路和调车进路管理。2.1.3列车运行图编图规则管理模块功能的规定功能1：基于列车接发与运行间隔时间约束规则管理依据列车接发与运行间隔时间生成的列车运行图编制规则，并在列车运行图编制过程中自动触发相应的约束条件。功能2：基于区间运行标尺的列车运行线规则管理各类列车按照每个区间起停和区间运行时分等标尺数据建立相应区间运行规则，并在列车运行图编制过程中自动匹配相应规则来铺画各类列车在区间运行线。功能3：基于站线运用和区间正线使用方法约束规则管理依据车站站线运

9、用和区间正线使用要求自动生成对应运行规则，实现不同类型列车运行进路匹配。功能4：基于车站技术作业时间及停站时间标准的规则管理依据各类列车在站技术作业时间和旅客列车（动车组）在站停留时间标准建立列车在站运行线铺画规则，实现列车在车站停留线的合理铺画。功能5：基于列车等级的运行规则管理以不同类别列车间存在的会让关系，冲突疏解避让原则建立相应运行规则，实现在一个运行区段内，不同类别列车间运行线合理铺画。2.1.4列车运行图编图优化目标管理模块功能的规定功能1：以高速列车基本评价指标为导向的优化目标管理构建高速列车基本评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。功能2：以旅客服务质量评价指标为导向的

10、优化目标管理构建高速列车旅客服务质量评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。功能3：以高速列车运行图均衡性指标为导向优化目标管理构建高速列车运行图均衡性指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。功能4：以高速列车运行图可调整性指标为导向优化目标管理构建高速列车运行图可调整性指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。功能5：以高速列车运行图经济评价指标和高速列车运行图后评价指标为导向的优化目标管理构建高速列车运行图经济评价指标体系和高速列车运行图后评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集。功能6：多场景（如大客流、紧急灾害等）条件下，综合多重目标导向的列车运行图优化目标管理研究实现多场

11、景、多目标条件下，自动生成高速铁路列车运行图编图优化的变量集。2.2运输组织子系统运行环境2.2.1 系统运行硬件环境1.客户端(1)高端PC表2 客户端PC的最低配置表基本参数 型号 Studio Slim(R211262CN) 处理器 Intel Core2 Duo E8400 3.0G 处理器类型 酷睿2双核 处理器频率 3000MHz 处理器接口 LGA 775二级缓存(KB)6144KB 处理器外频 333MHz主板/内存 主板/芯片组 Intel G45芯片组 总线频率 1333MHz 主板参数 I 1PCI-E X16扩展槽,1PCI-E,1PC 内存类型 DDR3 内存容量20

12、48MB 存储设备 硬盘类型 SATA硬盘 硬盘参数 7200转 硬盘容量 320GB 光驱 16X DVD光驱 视频音频 显示器 宽屏液晶 尺寸 22寸 显示器描述 22寸宽屏液晶显示器 显卡 Intel GMA X4500 显卡性能 PCI-E X16接口标准,支持DirectX 10 声卡 板载声卡,7.1声道 2.服务器端(1)IBM服务器表3 服务器的最低配置表设备类型企业级服务器外观结构机架式光盘驱动器DVD/CD-RW Combo主板扩展插槽(个)7支持操作系统Microsoft Windows Server 2003处理器类型Intel Xeon MP E7320标称主频(MH

13、z)2130CPU核心Tigerton(四核心)标配处理器数量2最大处理器数量4处理器缓存2MB*2处理器外频266MHz内存类型ECC DDR2标准内存容量4GB最大内存容量256GB硬盘类型SAS随机硬盘容量(GB)0热插拔硬盘支持SCSI控制器LSI 1078 SAS ControlerIDE控制器ATA 100网卡类型/数量集成双千兆以太网接口电源类型全冗余热插拔电源数量1+1额定电压(V)220额定功率(W)1440*2工作温度()10 35存储高度(米)2133工作高度(米)2133存储温度()10 -43存储湿度：5% 至 95%工作湿度8% 至 85%（2）双机热备 、磁盘阵列

14、（3）大屏幕显示（4）一托二多屏卡（5）绘图仪（6）打印机2.2.2 系统运行软件环境1.客户端(1)操作系统 Windows XP profession(2)办公软件 Microsoft Office(3)杀毒软件 目前社会上最流行的杀毒软件包括以下几个：卡巴斯基、瑞星、金山毒霸等。在这里采用卡巴斯基杀毒软件。其中卡巴斯基杀毒软件是Kaspersky Lab 公司研制的，俄罗斯民用最多的杀毒软件。目前在国内有很好的声誉。卡巴斯基有很高的警觉性，它会提示所有具有危险行为的进程或者程序，病毒查杀率为97.89%。(4)Net Framework 2.0 NET Framework 2.0是在Mi

15、crosoft .NET Framework 1.0和1.1成功的基础上构建的，由于本系统拟采用Microsoft Visual studio 2005平台的C#.Net 开发，应次应用程序运行必需要安装Net Framework 2.0。 (5)应用系统:Tuberail运输组织子系统，为课题完全自主设计开发的用户直接操作的应用系统，提供给用户Tuberail运输组织系统中的所有功能。2.服务器端(1)操作系统2003 serverWindows Server 2003是目前微软推出的使用最广泛的服务器操作系统。(2)防毒软件采用卡巴斯基杀毒软件。(3)数据库平台Oracle或SQL Ser

16、ver （两选一）Oracle Server是由Oracle公司开发的一个对象一关系数据库管理系统。它提供开放的、全面的、和集成的信息管理方法。每个Server由一个 Oracle DB和一个 Oracle Server实例组成。它具有场地自治性（Site Autonomy）和提供数据存储透明机制，以此可实现数据存储透明性。每个 Oracle数据库对应唯一的一个实例名SID，Oracle数据库服务器启动后，一般至少有以下几个用户：Internal，它不是一个真实的用户名，而是具有SYSDBA优先级的Sys用户的别名，它由DBA用户使用来完成数据库的管理任务，包括启动和关闭数据库；Sys，它是一

17、个 DBA用户名，具有最大的数据库操作权限；System，它也是一个 DBA用户名，权限仅次于 Sys用户。有以下几个版本：Oracle 数据库8i、Oracle 数据库 10g 特别版、Oracle 数据库 10g 快捷版、Oracle 数据库 11g版等。SQL Server 是由一个关系数据库管理系统。它最初是由Microsoft Sybase 和Ashton-Tate三家公司共同开发的，于1988 年推出了第一个OS/2 版本。在Windows NT 推出后，Microsoft与Sybase 在SQL Server 的开发上就分道扬镳了，Microsoft 将SQL Server 移植

18、到Windows NT系统上，专注于开发推广SQL Server 的Windows NT 版本。Sybase 则较专注于SQL Server在UNIX 操作系统上的应用。主要有以下几个版本：SQL Server 2000、SQL Server 2005、SQL Server 2008。2.2.3 系统运行网络环境建立稳定的局域网。由服务器、高端PC和网络设备构成。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，有很高的安全性。局域网采用TCP/IP协议。2.3基本设计概念和处理流程结合基础装备数据库与客流需求数据

19、库两个基础数据平台以及运力资源配置系统、列车开行方案生成优化及决策支持系统，实现编制列车运行图需要的数据元素抽取及融合，并依照高速铁路运行图的铺画特点，对运行图数据分项管理。在此基础上实现多场景、多优化目标以及融合列车运行图要素集的运行图规则管理平台。图1 列车运行图数据抽取及运行图规则管理系统总数据流程图图2 高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与列车运行组织优化设计各子系统间逻辑关系2.4结构根据该系统的功能需求，设计系统的模块划分，如图3所示。图3 高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统功能模块划分结构图2.5功能需求与程序的关系功能需求与模块的关系如下表所示。表4 功能需求与

20、程序的关系表高速铁路列车运行图数据抽取列车运行图自动编制数据管理列车运行图编图规则管理列车运行图编图优化目标管理路网逻辑结构的描述和表示开行方案数据描述和抽取运力资源数据描述和抽取区间标尺数据管理全局路网基础数据管理车站技术作业时间及停站时间标准管理列车接发与运行间隔时间管理用户管理2.6尚未解决的问题说明在概要设计过程中尚未解决而设计者认为在系统完成之前必须解决的各个问题。3运输子系统接口设计3.1用户接口说明将向用户提供的命令和它们的语法结构，以及软件的回答信息。3.2外部接口1. 接口一：与高速铁路运输设备基础数据平台接口接口定义 ：高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与高速铁路运

21、输设备基础数据平台的数据传输、转换与信息反馈接口接口描述 ：通过该接口，高速铁路运输设备基础数据平台向高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统提供路网数据结构等相关信息。运控子系统应向运组子系统提供的数据有： a）线路信息 b）关车站及车站平面图 c）区间平面图数据2. 接口二：与高速铁路开行方案自动生成与决策支持子系统的接口接口定义 ：高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与高速铁路开行方案自动生成与决策支持子系统的数据交换接口接口描述 ：通过该接口，高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统从高速铁路开行方案自动生成与决策支持子系统中得到列车开行方案信息。综合监控子系统应向运组子系统

22、提供的数据有：a）列车开行对数b) 列车开行对数c) 列车运行时间标准d)停站方案2. 接口三：与高速铁路运力资源优化配置子系统的接口接口定义 ：高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统与高速铁路运力资源优化配置子系统的数据交换接口接口描述 ：通过该接口，高速铁路列车运行图数据抽取与规则管理子系统从高速铁路运力资源优化配置子系统中得到运力资源配置信息。综合监控子系统应向运组子系统提供的数据有：a)动车组装备数据b)动车组运用规则c)动车组检修基地布置d)动车组检修状态e)动车段（所）规模及检修能力3.3内部接口1.接口一：列车运行图数据抽取与列车运行图自动编制数据管理之间的接口本接口将列车运

23、行图数据抽取中路网数据结构、列车开行方案和运力资源配置等信息传递给列车运行图自动编制数据管理子模块。2.接口二：列车运行图自动编制数据管理与列车运行图编图规则管理之间的接口此接口将列车运行图自动编制数据管理中区间标尺数据管理、全局路网基础数据管理、车站技术作业时间及列车停站标准数据管理、列车接发与间隔时间管理相关数据传递给列车运行图编图规则管理模块。3.接口三：列车运行图数据抽取与列车运行图编图优化目标管理之间的接口该接口将列车运行图数据抽取中路网数据结构、列车开行方案和运力资源配置等信息传递给列车运行图编图优化目标管理子模块。4. 接口四：列车运行图自动编制数据管理与列车运行图编图优化目标管

24、理之间的接口此接口将列车运行图自动编制数据管理中区间标尺数据管理、全局路网基础数据管理、车站技术作业时间及列车停站标准数据管理、列车接发与间隔时间管理相关数据传递给列车运行图编图优化目标管理模块。5. 接口五：列车运行图编图规则管理与列车运行图编图优化目标管理之间的接口 该接口将列车运行图编图规则管理中基于区间运行标尺的列车运行线规则、基于车站站线运用和区间正线使用方法的约束规则、基于车站技术作业时间及停站时间标准的规则、基于列车接发与运行间隔时间约束规则、基于列车等级的运行规则传递到列车运行图编图优化目标管理模块。4运输组织子系统运行设计4.1运行模块组合1. 当操作列车运行图自动编图数据时，调用列车运行图自动编图数据管理模块，结合列车运行图数据抽取，实现高速铁路综合路网、区间标尺、车站间隔时间、技术作业时间标准等要素的综合数据管理功能。2. 当运用列车运行图编图规则时，调用列车运行图数据抽取模块模块，根据列车运行图自动编图数据，设计多场景模式的运行图规则生成组件。3.当实现列车运行图编图优化目标管理，调用列车运行图数据抽取模块，运用列车运行图自动编制数据，依据列车运行图编图规则，构建高速列车基本评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集、高速列车旅客服务质量评价指标体系，并生成该优化目标相对应的变量集、高速列车运行图均衡性指标体