神朔铁路分公司行车固定设备生产管理信息系统的设计与实现

孟 勇，徐 鹏

（1.中国神华神朔铁路分公司 科技与信息部，榆林 719316；2.北京交通大学 交通运输学院，北京 100044）

神朔铁路是国家I级电气化重载铁路，承担着神华自产煤炭和部分地方煤炭的外运任务，年运量已突破1.95亿吨[1]。在本文中，铁路行车固定设备是指工务、电务和牵引供电专业的行车设备。固定设备检修是列车高速、高密度、重载的安全和平稳运行的保障。为了建立高效率、高质量和低成本的维修生产体系，将按照统一指挥、协调工作和协同作业的方式进行设备检修，必须使用先进成熟的工具。神朔铁路分公司和北京交通大学合作研发的“神朔铁路分公司行车固定设备生产管理信息系统”（以下简称SS- RFIPMIS）将提供这样的工具。

SS-RFIPMIS覆盖工务、电务和牵引供电等3大专业领域，有效地管理固定设备生产管理过程中的安全管理、设备管理、检查管理、设备状态分析和维修管理等业务涉及的信息流，是一个全新的项目[2]。系统服务对象包括分公司、运输段、车间和工区4个级别的用户。

1 系统设计

为了实现各级用户对神朔铁路行车固定设备生产管理的需求，保证系统能安全可靠的服务，根据基于Ora-cle数据库的应用系统设计方法[3～4]，本节对系统设计进行介绍。主要包括4个方面的内容：系统架构设计、Oracle数据库设计、系统能够设计和用户管理设计。

1.1 系统架构设计

需求调研的结果表明：系统需要处理大量的现场检修数据；有些业务模块的功能要求在数据库层使用存储过程实现数据操作；固定设备生产管理的业务逻辑较复杂，需要开发人员编写SQL实现这些逻辑；用户要求系统能及时响应请求、操作方便并且界面美观等。考虑到系统的这些特点，使用Mybatis 3.0+Spring MVC 3.0+JQuery 1.4+Sigma Grid 2.4的组合来设计系统框架，如图1。

图1 系统架构

Oracle数据库将为系统提供安全、可靠且高效的数据服务；Weblogic服务器将为系统运行提供安全和可靠的运行环境；Mybatis数据持久层框架在满足存储过程调用和复杂Oracle SQL支持的基础上，还能为系统SQL优化提供帮助；Spring MVC是一个轻量的控制反转和面向切面的容器框架，能够为系统的M（Model）、V（View）和C（Controller）3层的彻底分离提供支持；JSON为系统V和C之间传递标准格式的数据提供了帮助；Jquery为异步加载页面和改善系统的使用效果提供技术支持；Sigma Grid为用户界面的美化显示及下载数据到Excel提供了帮助。

1.2 数据库设计

根据Oracle数据库设计的方法[5]，依据业务流程中数据之间的关系，首先对数据库的概念模型和逻辑模型进行设计。在此基础上，使用Sybase的PowerDesigner 15对数据库的物理模型进行设计。在设计过程中，尽量遵循数据库设计的第3范式。该系统涉及固定设备生产管理过程中的安全管理、设备管理、检查管理、设备状态分析和修理管理等业务，3个专业共15个大业务流程。每个业务流程中又涉及到多个专题，统计得出安全管理专题15个、设备管理专题47个、检查管理专题共34个、设备状态分析专题23个、修理管理专题25个。图2为设计出的工务专业的人工线路检测专题的物理模型。

图2 工务专业的人工线路检查专题的物理模型

1.3 系统功能设计

根据各级用户对行车固定设备生产管理的需求，系统包括5个子系统。系统功能模块如图3。

图3 设计的系统功能模块

1.4 用户管理设计

为了保证系统的用户认证及权限分配具有较强的安全性和可扩展性，系统建立了用户、角色和系统访问权限等数据库表，构建了完备的部门组织机构分级表及职能岗位字典表，同时建立了“用户—组织机构”、“岗位—组织机构”、“角色—岗位”“用户—岗位”关系以及系统中“功能—操作方式”、“角色—功能操作方式”之间的关系。

2 系统功能实现

2.1 安全管理

安全管理子系统利用生产过程中的设备问题数据自动建立问题库，以此为基础向用户提供3个功能：问题库管理、分析预警和整改追踪。图4是问题库功能的首页面。

图4 安全管理子系统中问题库功能的首页面

2.2 设备管理

设备管理子系统在三维GIS平台上对行车固定设备的履历数据、设备照片、设计图、专题图和设备视频等数据进行统一管理，为用户提供了行车固定设备的可视化管理。图5是设备管理子系统中三维GIS功能的首页面。

2.3 生产管理

生产管理子系统以各类设备检修数据为基础，对设备检查的频率和检查数据的完整性进行统计，对设备状态从多个维度进行分析，在此基础上，对设备的各类修理过程进行管理。该子系统包括3个模块：数据质量管理、设备状态分析和修理管理。图6、7和8分别是数据质量管理、设备状态分析和修理管理模块的其中一个页面。

图5 三维GIS功能的首页面

图6 数据质量管理模块中工务专业线路检查数据质量管理的首页面

2.4 综合管理

图7 设备状态分析模块中工务专业轨道状态分析首页面

图8 修理管理模块中工务专业维修管理首页面

综合管理子系统根据神朔铁路分公司对固定设备生产管理所需各类技术文件资料的分类，对这些技术资料进行归档，为公司内部各单位用户之间共享这些技术资料提供工具。

2.5 系统维护

系统维护子系统主要包括用户管理，数据备份管理，日志管理，数据同步管理，软件版本升级管理，在线支持管理，基础字典数据维护等内容。

3 结束语

本文主要对该系统的系统设计和功能实现两个方面的内容进行了探讨。针对系统设计的内容，详细讨论了系统架构设计、数据库设计、系统功能设计和用户管理设计；针对系统功能实现的内容，详细论述了系统中每个子系统的主要功能，并展示了其中的一些页面。

截至当前，该系统已经在神朔铁路分公司河西运输段投入试运行，运行效果显著。系统试运行结束以后，全面投入生产管理实践将对公司管理模式的转变起到非常积极的推进作用。

[1]安 钢. 神朔铁路分公司志[M]. 北京：中华书局. 2007-12.

[2]神朔铁路分公司，北京交通大学. 神朔铁路分公司行车固定设备生产管理系统-需求分析报告[R]. 2011.

[3]Thomas Kyte. Effective Oracle by Design [M]. USA: Mc-Graw-Hill Osborne Media，2003.

[4]Oracle Corporation．Designing Applications for Performance and Scalability[R]. 2005.

[5]Donald Burleson．High Performance Oracle Database Applications[M]. USA：The Coriolis Group，1996．