鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

朱韋橋，蔣秋華，許貴陽(yáng)，汪曉臣

（1. 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081；2. 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)研究所，北京 100081）

鐵路是由軌道、路基、車輛、牽引供電、接觸網(wǎng)、通信信號(hào)等系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，系統(tǒng)間相互作用和相互影響。要掌握設(shè)備相互作用下的實(shí)時(shí)質(zhì)量狀態(tài)，需對(duì)鐵路各系統(tǒng)進(jìn)行全面的綜合檢測(cè),綜合檢測(cè)包括日常鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)所必須的所有檢測(cè)內(nèi)容，并且要求這些檢測(cè)要實(shí)現(xiàn)同步檢測(cè)、信息共享和綜合評(píng)價(jià)[1～2]。

當(dāng)前，我國(guó)鐵路建設(shè)數(shù)量多、地域覆蓋面廣，鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)存在作業(yè)任務(wù)繁多、檢測(cè)數(shù)據(jù)量巨大、專業(yè)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，充分利用信息化手段，通過鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)業(yè)務(wù)工作的規(guī)范化和高效率，改變現(xiàn)有的信息化管理水平相對(duì)落后的狀況，對(duì)提高綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)工作效率、降低運(yùn)行成本起到重要作用。

1 綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理現(xiàn)狀分析

鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)包括高速鐵路和既有提速干線軌道、接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)、橋隧等基礎(chǔ)設(shè)施的周期性動(dòng)態(tài)檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)評(píng)價(jià)，檢測(cè)結(jié)果用于指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)維修，以保障高速行車安全[3]。

鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理涉及的內(nèi)容有：各類檢測(cè)文檔管理，包括電報(bào)、日?qǐng)?bào)、旬報(bào)、月報(bào)和檢測(cè)日志等；各類檢測(cè)車運(yùn)行記錄信息管理、綜合檢測(cè)車動(dòng)車組維護(hù)信息管理和檢測(cè)系統(tǒng)維護(hù)信息管理：后勤事務(wù)管理；檢測(cè)任務(wù)管理，包括檢測(cè)車信息、人員信息、任務(wù)信息等。目前，鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理模式局限于紙制記錄管理，數(shù)據(jù)收集方式單一，已滿足不了實(shí)際工作的需要。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

為滿足鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理的當(dāng)前及未來延伸需求，要求系統(tǒng)必須具有先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)和開發(fā)模式，靈活的擴(kuò)展能力和需求應(yīng)變能力，以保證系統(tǒng)具有強(qiáng)大的技術(shù)生命力，適應(yīng)未來技術(shù)的革新與進(jìn)步。

為此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用基于Java EE的B/S架構(gòu)，開發(fā)模式采用成熟的軟件框架和基礎(chǔ)組件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)、菜單欄目、權(quán)限等的靈活配置，并支持對(duì)表單配置式開發(fā)、檢索條件動(dòng)態(tài)設(shè)置，以期能快速響應(yīng)用戶需求變更，保證軟件開發(fā)質(zhì)量、減少后續(xù)測(cè)試工作量。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用多層分布式體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)按環(huán)境層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、技術(shù)組件層、業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)雍蛻?yīng)用層進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，層與層之間既獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)[4]。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)層：存取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和檢測(cè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，從邏輯上可以分為5類數(shù)據(jù)集：基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、鐵路專業(yè)數(shù)據(jù)、檢測(cè)原始數(shù)據(jù)、檢測(cè)分析數(shù)據(jù)和外部系統(tǒng)共享的數(shù)據(jù)。

（3）技術(shù)組件層：采用目前主流的Java EE架構(gòu)和工作流（Workflow）技術(shù)，其中大數(shù)據(jù)量的分析處理在服務(wù)器端進(jìn)行。

（4）業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)樱悍庋b各個(gè)業(yè)務(wù)模塊，以組件的方式供上層應(yīng)用調(diào)用。根據(jù)業(yè)務(wù)內(nèi)容，封裝的業(yè)務(wù)組件有軌道、弓網(wǎng)、動(dòng)力學(xué)、通信、信號(hào)、橋隧、鋼軌探傷、檢測(cè)管理、設(shè)備臺(tái)帳、統(tǒng)計(jì)查詢和系統(tǒng)管理等。

（5）應(yīng)用層：是系統(tǒng)分析顯示的入口，以地圖方式展現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的超限、報(bào)警、波形和分析結(jié)果。

系統(tǒng)從數(shù)據(jù)、應(yīng)用和展示等幾個(gè)層面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，各業(yè)務(wù)應(yīng)用均架構(gòu)在統(tǒng)一的業(yè)務(wù)架構(gòu)平臺(tái)上，各應(yīng)用系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，對(duì)信息進(jìn)行綜合利用和處理，實(shí)現(xiàn)信息的充分融合。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)構(gòu)成見圖2。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

（1）文檔管理模塊：需進(jìn)行集中管理的文檔包括檢測(cè)電報(bào)（命令）、日?qǐng)?bào)、旬報(bào)和月報(bào)，目的是將上述報(bào)告存檔并以便利的方式查詢，對(duì)日?qǐng)?bào)的錄入按照文檔項(xiàng)目分類，滿足統(tǒng)計(jì)需要。

（2）運(yùn)行記錄管理模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合檢測(cè)車、軌檢車等檢測(cè)車運(yùn)行記錄的管理，以日?qǐng)?bào)為主基礎(chǔ)錄入。當(dāng)承擔(dān)各種聯(lián)調(diào)、試驗(yàn)時(shí)需記錄相關(guān)的運(yùn)行記錄信息。

崔：齊科里尼的學(xué)習(xí)經(jīng)歷可謂極其豐富，他曾與來自布宜諾斯艾利斯、屬于“阿根廷學(xué)派”的保羅·丹扎（Paolo Denza）學(xué)琴，這樣的經(jīng)歷讓他與阿格里奇、巴倫博伊姆這樣的拉美鋼琴家有共同語(yǔ)言。隨后，他又和法國(guó)鋼琴學(xué)派的鼻祖瑪格麗特·隆（Margurite Long）學(xué)習(xí)，而他自己又是意大利人，您認(rèn)為在以上諸多鋼琴學(xué)派或風(fēng)格中，對(duì)您影響最大的是哪一種？

（3）動(dòng)車組維護(hù)記錄管理模塊：針對(duì)綜合檢測(cè)車的動(dòng)車組車體資產(chǎn)管理信息，包括動(dòng)車組車體臺(tái)帳信息、故障信息、維修信息以及相關(guān)修程修制的技術(shù)資料信息進(jìn)行全生命周期閉環(huán)管理。

（4）檢測(cè)系統(tǒng)維護(hù)記錄管理模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合系統(tǒng)、動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)等車載檢測(cè)系統(tǒng)的故障記錄管理和設(shè)備維護(hù)管理。

（5）后勤管理模塊：實(shí)現(xiàn)車上備品備件、人員食宿和列車保潔等后勤事務(wù)的統(tǒng)一管理。

（6）統(tǒng)計(jì)分析模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)、動(dòng)車組維護(hù)和后勤進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，為各級(jí)用戶實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地掌握綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)的作業(yè)開展情況提供管理手段，并能夠形成年、季、月、日的各種統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告。

（7）檢測(cè)任務(wù)管理模塊：實(shí)現(xiàn)檢測(cè)車信息、檢測(cè)任務(wù)信息、檢測(cè)人員信息和隨車人員信息的管理。

（8）系統(tǒng)維護(hù)管理模塊：實(shí)現(xiàn)包括組織機(jī)構(gòu)管理、用戶管理和授權(quán)管理等功能。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 模型-視圖-控制器分層技術(shù)

在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中，前后臺(tái)之間需要大量數(shù)據(jù)交互和頁(yè)面重載循環(huán)，因此，采用Ajax+Spring+Hibernate輕量級(jí)組合框架技術(shù)。其中，數(shù)據(jù)訪問層使用Hibernate，Web層使用SpringMVC并管理業(yè)務(wù)邏輯對(duì)象和數(shù)據(jù)訪問對(duì)象, 前后臺(tái)交互數(shù)據(jù)采用Ajax技術(shù)， Web頁(yè)面開發(fā)只用HTML，如圖3。

圖3 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)架構(gòu)

整個(gè)架構(gòu)的設(shè)計(jì)分離了模型、視圖和控制器層，采用該組合框架能夠使系統(tǒng)前、后臺(tái)開發(fā)分離，耦合度最低，并且支持多種前端開發(fā)語(yǔ)言，具有豐富多樣的表現(xiàn)形式、快速開發(fā)、便于測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)管理業(yè)務(wù)變動(dòng)時(shí)，主要影響業(yè)務(wù)層；當(dāng)界面需求改變時(shí)，主要影響到視圖層，從而，極大地提高了系統(tǒng)架構(gòu)的靈活性和擴(kuò)展性。

3.2 工作流技術(shù)

通過直觀的流程圖，采用可視化流程定義工具定義跨越應(yīng)用業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程與業(yè)務(wù)參與者互動(dòng)的自動(dòng)化；通過工作流引擎控制復(fù)雜的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，工作人員可專注業(yè)務(wù)模塊建模和業(yè)務(wù)模塊代碼的編寫工作。工作流引擎自動(dòng)完成業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行，無需編程；監(jiān)視業(yè)務(wù)流程執(zhí)行情況，收集業(yè)務(wù)流程的性能報(bào)告，為業(yè)務(wù)流程的改進(jìn)提供切實(shí)依據(jù)。

3.3 系統(tǒng)集成技術(shù)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了與綜合檢測(cè)車檢測(cè)系統(tǒng)、車載設(shè)備檢測(cè)維護(hù)設(shè)備管理系統(tǒng)等既有系統(tǒng)的無縫集成，資源共享，統(tǒng)一展示，避免了信息孤島。

4 實(shí)現(xiàn)效果

鐵道部基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)中心承擔(dān)著涉及工務(wù)、電務(wù)、通信、信號(hào)等專業(yè)鐵路檢測(cè)業(yè)務(wù)，目前，該中心擁有4列綜合檢測(cè)列車、3輛軌道檢測(cè)車、1輛鋼軌探傷車和1輛電務(wù)試驗(yàn)車等先進(jìn)鐵路檢測(cè)裝備。其主要綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)是新建高速鐵路和既有提速干線軌道、接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)、橋隧等基礎(chǔ)設(shè)施的周期性動(dòng)態(tài)檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)評(píng)價(jià)，檢測(cè)結(jié)果直接用于指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)維修，以保障高速行車安全。

目前，鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)已在鐵道部基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)中心綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)工作中應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，取得了良好的效果。系統(tǒng)典型界面見圖4。

圖4 系統(tǒng)典型界面

5 結(jié)束語(yǔ)

鐵路綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)引入了科學(xué)管理理念，利用信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了涵蓋綜合檢測(cè)業(yè)務(wù)的管理流程中日常檢測(cè)業(yè)務(wù)管理、運(yùn)行維護(hù)管理及后勤保障的各個(gè)環(huán)節(jié)，有效降低了管理成本，保證了綜合檢測(cè)生產(chǎn)的順暢，進(jìn)一步提高了管理效率。

[1]黎國(guó)清，楊愛紅，許貴陽(yáng). 既有線提速綜合檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 中國(guó)鐵路，2008（5）：20-22.

[2]許貴陽(yáng). 客運(yùn)專線綜合檢測(cè)列車技術(shù)方案的研究和應(yīng)用[J].鐵道建筑，2008（2）：95-98.

[3]楊宏圖，許貴陽(yáng)，侯衛(wèi)星，等. 高速鐵路綜合檢測(cè)數(shù)據(jù)分析關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2001（1）：31-34.

[4]Liu Xiaodong, Zhang Hengxi. A Study on the Relationships between System Reliability and Reliability Cost [J]. International Journal of Plant Engineering and Management, 2000(1).