基于C/S 與B/S 的機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究

劉傳波，廖 軍，周廷美，莫易敏

(武漢理工大學 機電工程學院，湖北 武漢430070)

隨著現(xiàn)代鐵路的發(fā)展，機車的行車安全已成為機務段所有任務的重中之重。在機車整備、檢修和運用的各個階段，如果出現(xiàn)信息交流不暢或者錯誤的信息，將對行車安全構成極大威脅。為了進一步確保和提高機車在途中的行車安全，需要機務段在機車整個出入庫階段和運用階段都能做到信息共享，各部門協(xié)同運作，整個生產(chǎn)過程透明可控。

為了使機務段生產(chǎn)效率和管理水平進一步提高，機車行車更加安全，建立了基于C/S(Client/Server)與B/S(Browser/Server)混合模式的機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)。通過分析機務段工作流程和工作性質(zhì)，結合C/S 模式和B/S 模式的優(yōu)點，確定兩種模式的使用區(qū)域。該系統(tǒng)的建立使信息交換更加方便快捷和準確無誤，降低了管理者的工作強度，提高了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時為決策層提供了有力的決策支持。

1 C/S 與B/S 模式

1.1 C/S 與B/S 模式的基本結構

傳統(tǒng)C/S 模式是一種客戶機/服務器的兩層結構模式［1］，將表示層和業(yè)務邏輯層駐留在客戶機端，把數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲放在服務器端。如果將客戶機端的業(yè)務邏輯層剝離出來，就能形成一種三層的C/S 結構。

B/S 模式是隨著Internet 技術的發(fā)展而興起的一種網(wǎng)絡結構模式，其以Web 技術為基本支撐，將傳統(tǒng)C/S 模式中的服務器分解為Web 服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，從而構成了一個包括客戶端、Web 服務器和數(shù)據(jù)庫服務器的3 層結構體系［2］。其結構模型如圖1 所示。

圖1 B/S 結構模型

1.2 C/S 與B/S 模式比較

C/S 模式面向的客戶群比較固定，對數(shù)據(jù)的存取速度快，適用于大量數(shù)據(jù)的交互，且其安全性策略強［3］。但C/S 模式在升級維護方面需要付出很大的代價，每一次的系統(tǒng)升級都需要所有的客戶機重新安裝，且需針對不同的操作系統(tǒng)開發(fā)出不同的軟件版本，對系統(tǒng)的兼容性較差。

B/S 模式面向的群體分散度高，只需通過Web 服務器調(diào)用不同處理程序響應請求即可。由于所有的客戶端只是瀏覽器，不需要做任何維護［4］，每次對程序的更新升級只需要重新在服務器上發(fā)布，且其操作界面基本風格也與一般上網(wǎng)方式一樣，不需要對使用者進行過多的培訓，操作簡單方便。

將C/S 與B/S 模式結合起來運用到系統(tǒng)中，能避開其各自的缺點，充分發(fā)揮其優(yōu)點。這種混合模式既能保證數(shù)據(jù)傳送的高效和安全，又能充分利用硬件資源，減少系統(tǒng)維護成本，同時還可滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的實際需要，也可滿足各級管理部門依據(jù)生產(chǎn)信息制定決策和發(fā)布消息的需要。

2 系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)工作流程

機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)是一個集機車的運用、整備和檢修為一體的管理系統(tǒng)，其主要包括機車運用管理系統(tǒng)、機車整備生產(chǎn)管理系統(tǒng)和機車檢修生產(chǎn)管理系統(tǒng)。根據(jù)機車檢修計劃和機車分類管理信息來判斷機車入段后是進入整備場還是檢修庫，進入整備場的機車在完成所有整備過程后會發(fā)放出場合格證，之后機車就能投入到下一次的運用中。若機車進入檢修庫，則需要進行所有的檢修流程，直到檢修完成，機車交驗并出檢修庫。機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)的整個工作流程如圖2 所示。

圖2 機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)工作流程圖

2.2 模式使用區(qū)域分析

機車運用管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心部分，控制著整個機務段的生產(chǎn)秩序。運用管理系統(tǒng)掌握著機車的狀態(tài)信息，其數(shù)據(jù)處理量大，信息交互頻繁，使用范圍單一，應用客戶固定。綜合這些因素，將運用管理系統(tǒng)中管理機車狀態(tài)信息和動態(tài)信息模塊的使用模式確定為C/S 模式。在機車整備和機車檢修管理系統(tǒng)中，一些基本數(shù)據(jù)采集點較多且地域分布較廣的模塊采用B/S 模式，基本數(shù)據(jù)采集量大、采集點單一、集中的模塊采用C/S 模式。將這兩種模式結合，發(fā)揮其各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)運行更加安全、穩(wěn)定和高效。

2.3 系統(tǒng)功能

生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以為機務段管理決策層提供圖形化的實時機車運用、整備和檢修等信息，通過相應的分析模塊，可生成一些直觀的圖形報表。此外，業(yè)務決策系統(tǒng)還可以為領導的各項決策及時下發(fā)和即時傳送提供技術支持，保證相關部門在第一時間接收。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)通過信息共享平臺，可以與機車運用管理系統(tǒng)、機車整備生產(chǎn)管理系統(tǒng)機車檢修生產(chǎn)管理系統(tǒng)的信息實現(xiàn)共享和互換。機車運用管理系統(tǒng)、機車整備生產(chǎn)管理系統(tǒng)和機車檢修生產(chǎn)管理系統(tǒng)分別將機車運行狀態(tài)、機車計劃、機車整備信息、機車整備情況、機車檢修信息和機車檢修情況等發(fā)送至信息共享平臺［5］。獲取生產(chǎn)管理系統(tǒng)信息共享平臺中的相應數(shù)據(jù)并進行處理，將處理結果提供給決策層，方便其實時了解機車狀態(tài)。同時，通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)，管理決策層的各項決策也可以經(jīng)信息共享平臺發(fā)送至相關部門。各系統(tǒng)之間的關系如圖3 所示。

圖3 各系統(tǒng)之間的關系

3 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)設計

機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)采用三層C/S 與B/S結構［6］，把生產(chǎn)信息平臺按功能劃分為表示層、功能層和數(shù)據(jù)層，分別放置在客戶端、應用服務器端和數(shù)據(jù)服務器端。三層結構將業(yè)務邏輯單獨剝離出來，置于應用服務器上，使整個系統(tǒng)的邏輯結構更加清晰［7］。同時，通過業(yè)務層將表示層和數(shù)據(jù)層相隔離，避免了用戶與數(shù)據(jù)庫的直接作用，有效地提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的安全性。在功能層，又將系統(tǒng)分為3 個層次，即決策層、職能部門和生產(chǎn)作業(yè)部門，如圖4 所示。決策層根據(jù)職能部門和生產(chǎn)作業(yè)部門反饋的信息，向職能部門和生產(chǎn)作業(yè)部門做出相應的指令。職能部門接到?jīng)Q策層管理者的指令后，向生產(chǎn)作業(yè)部門下達技術文件等作業(yè)標準，并把生產(chǎn)作業(yè)部門反饋的信息整理后反饋給決策層，為其下個決策提供事實依據(jù)。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)的3 個主要子系統(tǒng)的組成模塊如下：

(1)機車運用管理系統(tǒng)。機車運用管理系統(tǒng)主要由機車運用安全系統(tǒng)、機車行車安全信息系統(tǒng)和遠程診斷與監(jiān)控系統(tǒng)3 個子系統(tǒng)構成，如圖5 所示。這3 個子系統(tǒng)共同工作，可及時準確掌握在途運行機車和非在途運行機車的主要機車信息，為機務段對機車運用、整備、檢修等作業(yè)進行合理安排提供支持，便于提高機車使用壽命，降低機車故障率，保證機車處于最佳狀態(tài)。由于這3個子系統(tǒng)中的大部分功能已經(jīng)在現(xiàn)有機務段相關系統(tǒng)中使用，因此只需將大部分功能接入到新開發(fā)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，使其在網(wǎng)頁模式下顯示即可。在新開發(fā)的機車運用管理系統(tǒng)中，主要開發(fā)了機車分類管理模塊，提供機車狀態(tài)信息和機車動態(tài)信息。該模塊的應用部門單一，地點固定，且要求數(shù)據(jù)安全性高，故采用C/S 模式。但對其機車狀態(tài)信息和機車動態(tài)信息的顯示查詢功能采用B/S 模式開發(fā)，可供全段人員查詢。

圖4 系統(tǒng)功能層架構

圖5 機車運用管理系統(tǒng)功能結構

(2)機車整備生產(chǎn)管理系統(tǒng)。機車整備生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要由機車整備調(diào)度管理系統(tǒng)、機車活件提報系統(tǒng)、輪對及受電弓檢測系統(tǒng)和日常整備分析系統(tǒng)4 個子系統(tǒng)構成，如圖6 所示。這4 個子系統(tǒng)相互支持、相互依賴，對機車日常整備作業(yè)實行流程化控制，為機車整備作業(yè)提供強有力的信息支持。由于機務段現(xiàn)有5 個不同的整備場，因此機車整備調(diào)度管理系統(tǒng)需要在不同整備場使用，且各整備場之間相距很遠，不方便客戶端軟件的安裝，應使用B/S 模式開發(fā)。對機車活件提報系統(tǒng)、輪對及受電弓檢測系統(tǒng)的錄入采用C/S 模式開發(fā)，對其查詢功能采用B/S 模式開發(fā)。日常整備分析系統(tǒng)主要負責對收集的各種整備信息進行分析，將分析結果以圖表的形式呈現(xiàn)出來，對其功能開發(fā)采用B/S 模式。

(3)機車檢修生產(chǎn)管理系統(tǒng)。機車檢修生產(chǎn)管理系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)對檢測過程的規(guī)范化管理，同時實現(xiàn)檢修信息與其他相關部門的共享，其主要包括機車檢修計劃管理系統(tǒng)、機車檢修調(diào)度管理系統(tǒng)、檢修生產(chǎn)組織管理系統(tǒng)、機車探傷管理系統(tǒng)、油水化驗管理系統(tǒng)、頂輪檢測管理系統(tǒng)、機統(tǒng)-28 管理系統(tǒng)和“合”字驗收管理系統(tǒng)，如圖7 所示。機車檢修計劃管理系統(tǒng)和機車檢修調(diào)度管理系統(tǒng)采用B/S 模式開發(fā)，以方便各檢修作業(yè)庫實時了解機車檢修動態(tài)，安排各自的檢修作業(yè)。對檢修生產(chǎn)組織管理系統(tǒng)中5 個分系統(tǒng)的錄入全部采用C/S 模式開發(fā)，對其查詢功能全部采用B/S 模式。這樣能有效管理數(shù)據(jù)采集源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性，同時也能為上層領導決策提供方便。

圖6 機車整備生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能結構

圖7 機車檢修生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能結構

3.2 系統(tǒng)實現(xiàn)

(1)系統(tǒng)實現(xiàn)關鍵技術。所述的混合式系統(tǒng)在使用過程中數(shù)據(jù)操作頻繁，且數(shù)據(jù)交換量大，這對整個系統(tǒng)的運行速度提出了挑戰(zhàn)。在數(shù)據(jù)處理過程中，采用ADO 作為應用服務器訪問到數(shù)據(jù)庫服務器的“橋”，能較好地解決上述問題，提高系統(tǒng)運行效率。

ADO 能提供對不同數(shù)據(jù)庫的連接，不僅能連接到ODBC 兼容的數(shù)據(jù)庫，也能連接到OLE DB兼容的數(shù)據(jù)源。尤其在B/S 模式下，ADO 能使信息在Internet 上傳輸時減少數(shù)據(jù)量的傳送，提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率［8］?；贏DO 的生成數(shù)據(jù)庫連接語句程序和自定義SQL 命令執(zhí)行語句示例如下。

生成數(shù)據(jù)庫連接語句程序：

將上述程序寫在類中，可方便整個解決方案的調(diào)用，減少代碼的重寫。根據(jù)自定義的SQL 命令執(zhí)行語句，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢、添加、刪除和修改等功能。

(2)系統(tǒng)實現(xiàn)過程。根據(jù)機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)采用的C/S 與B/S 混合模式構架，將系統(tǒng)結構分為客戶端、應用服務器和數(shù)據(jù)服務器3 層結構模式。實現(xiàn)該系統(tǒng)的過程如圖8 所示。

圖8 基于混合模式實現(xiàn)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)

在C/S 模式下，客戶端將用戶輸入數(shù)據(jù)提交到中間層服務器，中間層服務器接收到輸入數(shù)據(jù)并尋找到相應的應用程序進行處理，通過ADO 連接數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫收到請求后執(zhí)行相應的SQL 語句，將處理結果返回到中間層服務器，中間層服務器再經(jīng)Internet 把結果傳回客戶端顯示。

在B/S 模式下，用戶端的瀏覽器可以將HTML 代碼轉化為具有一定交互功能的網(wǎng)頁，允許在網(wǎng)頁上輸入信息，提交后臺程序處理［9］。瀏覽器以超文本形式向Web 服務器提出訪問請求，通過URL 訪問Web 服務器，Web 服務器在注冊庫中尋找到相應的服務，調(diào)用這些服務來響應相應的請求［10］。如果Web 服務器還需要訪問數(shù)據(jù)庫服務器，則Web 服務器通過ADO 連接數(shù)據(jù)庫服務器，數(shù)據(jù)庫執(zhí)行相應的SQL 語句并返回結果給Web 服務器，Web 服務器生成一串動態(tài)的HTML代碼，返回給用戶端瀏覽器顯示。

在混合模式的生產(chǎn)系統(tǒng)中，機車首先根據(jù)機車狀態(tài)和機車檢修計劃，通過C/S 模式下的客戶端錄入機車的基本信息，然后決定機車進入整備場還是檢修庫，在整備場和檢修庫中對大部分數(shù)據(jù)的采集采用C/S 模式錄入，只對一些需要調(diào)度生產(chǎn)的模塊采用B/S 模式錄入，待機車整備或檢修完成后，機車即可轉入運用狀態(tài)。對所有基本信息的查詢都采用B/S 的模式，方便全段各級部門緊密配合，提高工作效率。

4 結論

基于C/S 與B/S 混合模式的機務段生產(chǎn)管理系統(tǒng)充分利用兩種不同模式的優(yōu)點，對不同的信息處理和功能模塊采用不同的模式方法，為提高機務段的生產(chǎn)效率和管理水平發(fā)揮了其應有的作用，也降低了一線生產(chǎn)人員的勞動強度，同時為各級管理者提供了綜合查詢和決策分析，改善了機務段現(xiàn)行的生產(chǎn)作業(yè)方式。

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