基于三維GIS的鐵路固定設(shè)施維修管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口研究與設(shè)計(jì)

張居力

【摘? 要】鐵路固定設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修管理系統(tǒng)涉及空間地理數(shù)據(jù)、通用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及工務(wù)、供電、電務(wù)系統(tǒng)的專業(yè)數(shù)據(jù)等。如何將這些數(shù)據(jù)有機(jī)地集成起來協(xié)調(diào)工作顯得十分重要。論文從數(shù)據(jù)接口著手，針對(duì)鐵路固定設(shè)施設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，從而提升數(shù)據(jù)采集效率，最大限度地發(fā)掘各類數(shù)據(jù)信息的價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】鐵路固定設(shè)施;養(yǎng)護(hù)維修;數(shù)據(jù)接口

【Abstract】The maintenance management system of railway fixed facilities involves spatial geographic data， general basic data and professional data of public works， power supply and electric service system. How to integrate these data organically and coordinate the work is very important. Starting from the data interface， this paper analyzes and designs the condition monitoring data of railway fixed facilities and equipment， and forms a unified data interface standard， so as to improve the efficiency of data collection and explore the value of various data information to the maximum extent.

【Keywords】railway fixed facilities; maintenance; data interface

1 研究背景

目前，鐵路固定設(shè)施養(yǎng)護(hù)管理面臨保障安全、提高效率、降低成本的迫切需求，針對(duì)鐵路固定設(shè)施工務(wù)、供電、電務(wù)系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行的各種檢測(cè)監(jiān)測(cè)，產(chǎn)生了海量的、結(jié)構(gòu)多樣的數(shù)據(jù)，要實(shí)現(xiàn)鐵路內(nèi)部各部門之間、鐵路各組成要素之間以及全路范圍空間數(shù)據(jù)的信息共享，必須從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化。只有建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范，才能有效地利用信息，減少數(shù)據(jù)重復(fù)，減少數(shù)據(jù)采集和更新的負(fù)擔(dān)，最大限度地發(fā)掘數(shù)據(jù)價(jià)值。

2 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)架構(gòu)

2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)角度，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、安全臺(tái)賬數(shù)據(jù)、問題庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)、GIS空間數(shù)據(jù)構(gòu)成（見圖1）。

對(duì)項(xiàng)目管理、固定設(shè)施設(shè)備狀態(tài)、材料、養(yǎng)護(hù)維修業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、維修天窗時(shí)間、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等數(shù)據(jù)資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化管理，同時(shí)對(duì)維修養(yǎng)護(hù)過程中存在的問題、安全臺(tái)賬、項(xiàng)目驗(yàn)收情況和維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)質(zhì)量數(shù)據(jù)提供存取、分析統(tǒng)計(jì)、顯示、管理，能為全線固定設(shè)施動(dòng)態(tài)管控提供決策參考數(shù)據(jù)，能保障動(dòng)態(tài)管控?cái)?shù)據(jù)的安全性和完整性，使系統(tǒng)適應(yīng)用戶日常管理業(yè)務(wù)流程變化需要。

2.2 數(shù)據(jù)管理要求

2.2.1 完善的數(shù)據(jù)安全機(jī)制

按照各類數(shù)據(jù)的訪問范圍對(duì)用戶進(jìn)行分組，對(duì)不同組的用戶授予相應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，并依托商業(yè)數(shù)據(jù)庫提供的強(qiáng)大數(shù)據(jù)安全保障機(jī)制，確保維修信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全。

2.2.2 全面管理維修相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

將鐵路維修相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行參數(shù)化，并用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，可以為固定設(shè)施維修養(yǎng)護(hù)工作提供方便的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范查詢途徑，提高維修養(yǎng)護(hù)工作的效率和質(zhì)量。

2.2.3 靈活多樣的配置參數(shù)

對(duì)各關(guān)鍵的業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)操作模式進(jìn)行參數(shù)化管理，以便在實(shí)際業(yè)務(wù)流程發(fā)生改變后，只需要在系統(tǒng)中修改相應(yīng)的參數(shù)值就可以適應(yīng)實(shí)際工作的需要，這樣可大大提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和維護(hù)效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。

2.2.4 數(shù)據(jù)的分類管理

根據(jù)鐵路維修數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，系統(tǒng)將其分為多個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，這樣既可提高數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)查詢效率，又可增強(qiáng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期適應(yīng)性和可擴(kuò)充性。

2.2.5 完善的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)

根據(jù)鐵路維修數(shù)據(jù)的特點(diǎn)建立了多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析維度，實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)維修業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、問題庫、安全臺(tái)賬等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可為持續(xù)改進(jìn)養(yǎng)護(hù)維修工作提供多樣的決策參考數(shù)據(jù)。

3 數(shù)據(jù)功能說明

3.1 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)養(yǎng)護(hù)維修及監(jiān)測(cè)過程的組織機(jī)構(gòu)、人員配備、業(yè)務(wù)計(jì)劃、業(yè)務(wù)活動(dòng)、業(yè)務(wù)成果等數(shù)據(jù)，主要包括以下數(shù)據(jù)：①養(yǎng)護(hù)維修生產(chǎn)計(jì)劃信息。記錄各類檢測(cè)、維修工作以及與之相應(yīng)的天窗時(shí)間、軌道車運(yùn)行、大修、施工等生產(chǎn)計(jì)劃信息。②養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃執(zhí)行情況及相關(guān)信息。記錄各類檢測(cè)、維修工作以及與之相應(yīng)的天窗、軌道車運(yùn)行等計(jì)劃完成情況信息;記錄大修、施工工程進(jìn)展情況信息;記錄調(diào)度的資料、消息轉(zhuǎn)發(fā)信息。③養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)驗(yàn)收結(jié)果信息。記錄各類檢測(cè)工作的通知信息;記錄各類維修工作的驗(yàn)收信息。④變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息。記錄特殊工點(diǎn)的沉降、水位、位移、收斂等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息。⑤項(xiàng)目管理信息。記錄大修項(xiàng)目實(shí)施過程中的相關(guān)信息、施工外包信息、設(shè)計(jì)成果和成果驗(yàn)收信息。⑥系統(tǒng)操作日志信息。記錄所有登錄用戶使用系統(tǒng)的操作記錄。

3.2 問題管理數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)養(yǎng)護(hù)維修過程中發(fā)現(xiàn)的各類問題和安全隱患數(shù)據(jù)，及其后安排處理的后續(xù)信息，主要包括以下數(shù)據(jù)：①量化設(shè)備故障問題信息。記錄日常工作中發(fā)現(xiàn)的可度量的設(shè)備故障信息，并記錄跟蹤處理信息。②隱患問題信息。記錄日常工作中發(fā)現(xiàn)的不可度量的設(shè)備故障和其他安全問題，并記錄跟蹤處理信息。

3.3 安全臺(tái)賬數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)養(yǎng)護(hù)維修過程中各類規(guī)章制度、上級(jí)公文、各類生產(chǎn)臺(tái)賬等信息，主要包括以下數(shù)據(jù)：①規(guī)章制度信息。記錄各級(jí)部門的工作章程、崗位職責(zé)、作業(yè)規(guī)范、考核制度等信息。②公文信息。記錄上級(jí)發(fā)文等信息。③生產(chǎn)臺(tái)賬信息。記錄重點(diǎn)安全工作、安全會(huì)議、事故/防止事故、應(yīng)急搶險(xiǎn)以及其他安全生產(chǎn)相關(guān)的信息。

3.4 設(shè)備管理數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)養(yǎng)護(hù)維修中涉及的各類設(shè)備規(guī)格、狀態(tài)和履歷信息，主要包括以下數(shù)據(jù)：①設(shè)備信息。記錄線路、橋隧、通信信號(hào)、牽引供電、接觸網(wǎng)等專業(yè)的主要設(shè)備的基本信息及技術(shù)參數(shù)。②設(shè)備檢測(cè)履歷表。記錄日常檢測(cè)工作中所涉及設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)。③設(shè)備維修履歷表。記錄日常維修、大修、施工工作中所涉及設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)信息。④設(shè)備故障履歷表。記錄日常工作中所涉及設(shè)備的故障信息。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)

記錄鐵路固定設(shè)施生產(chǎn)管理工作中需要嚴(yán)格遵守的各類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范信息，主要包括以下數(shù)據(jù)：①固定設(shè)施參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)信息。記錄系統(tǒng)管理的設(shè)備正常運(yùn)作參數(shù)和生命周期等標(biāo)準(zhǔn)化信息。②維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)規(guī)則信息。記錄系統(tǒng)管理的檢測(cè)、維修等作業(yè)的規(guī)范、質(zhì)量評(píng)定、考核信息，如作業(yè)人員的配置是否達(dá)標(biāo)、作業(yè)天窗時(shí)間是否達(dá)標(biāo)、月末維修驗(yàn)收結(jié)果是否達(dá)標(biāo)等工作考核的各項(xiàng)指標(biāo)信息。

3.6 基礎(chǔ)配置數(shù)據(jù)

為上述5個(gè)數(shù)據(jù)庫提供基礎(chǔ)配置數(shù)據(jù)，主要包括以下數(shù)據(jù)：①部門信息。記錄部門基本信息、部門從屬關(guān)系信息等。②人員及權(quán)限信息。包括人員基本信息、人員所屬部門信息、人員系統(tǒng)使用權(quán)限信息等。③人員履歷信息。記錄人員的工作經(jīng)歷、繼續(xù)教育、培訓(xùn)等信息。④人員角色信息。記錄人員表和角色表的對(duì)應(yīng)關(guān)系。⑤角色信息。記錄系統(tǒng)業(yè)務(wù)步驟中涉及的角色信息。⑥權(quán)限信息。記錄系統(tǒng)功能權(quán)限信息。⑦角色權(quán)限信息。記錄系統(tǒng)內(nèi)角色與權(quán)限的對(duì)應(yīng)信息。⑧業(yè)務(wù)流程配置信息。記錄系統(tǒng)需遵循的業(yè)務(wù)流程的步驟及相關(guān)配置參數(shù)信息。⑨設(shè)備基本信息。記錄統(tǒng)一編號(hào)后的各專業(yè)設(shè)備基本信息。⑩系統(tǒng)配置參數(shù)信息。記錄系統(tǒng)使用過程中可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行修改的參數(shù)信息。

3.7 分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、問題庫、安全臺(tái)賬、設(shè)備等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為維修生產(chǎn)管理提供決策參考數(shù)據(jù)，主要包括以下數(shù)據(jù)：①統(tǒng)計(jì)維度信息。記錄維修業(yè)務(wù)需要的統(tǒng)計(jì)維度。②歷史業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。記錄從其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入的歷史記錄。③統(tǒng)計(jì)分析信息。記錄根據(jù)預(yù)定的統(tǒng)計(jì)維度形成的統(tǒng)計(jì)圖表。④預(yù)警信息。記錄系統(tǒng)自動(dòng)的預(yù)警和相關(guān)處理信息。

3.8 GIS空間數(shù)據(jù)

對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、問題庫、安全臺(tái)賬、設(shè)備數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀展示，主要包括以下數(shù)據(jù)：①影像數(shù)據(jù)。全球低分辨率影像及鐵路沿線高分辨率影像。②地形數(shù)據(jù)。鐵路沿線高精度地形數(shù)據(jù)。③模型數(shù)據(jù)。鐵路沿線路基、站場(chǎng)、線路、隧道、橋梁等重點(diǎn)工程精細(xì)三維模型數(shù)據(jù)。④矢量數(shù)據(jù)。鐵路沿線附近區(qū)界、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)點(diǎn)、線、區(qū)標(biāo)識(shí)等矢量數(shù)據(jù)。

4 數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)

4.1 統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口

提供對(duì)文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫等多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一體化數(shù)據(jù)訪問接口，隱藏?cái)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的具體形式，簡(jiǎn)化用戶對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)度和使用方面的開發(fā)難度。

4.2 多源數(shù)據(jù)輸入輸出接口

提供對(duì)數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一解析及處理，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)格式的輸入輸出組件都要從統(tǒng)一接口派生，使系統(tǒng)可以無需直接讀取和寫入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)格式。

4.3 數(shù)據(jù)分析接口

提供對(duì)數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)輸入輸出、執(zhí)行過程的統(tǒng)一接口，各分析功能組件可以通過分析接口與其他訪問接口交互，如分析接口與主場(chǎng)景數(shù)據(jù)及視圖進(jìn)行互動(dòng)，完成所對(duì)應(yīng)分析功能的全部計(jì)算及顯示過程。

4.4 實(shí)時(shí)可視化接口

系統(tǒng)各個(gè)部分可以通過統(tǒng)一接口方便一致地進(jìn)行繪制場(chǎng)景及特定臨時(shí)對(duì)象等內(nèi)容，通過更換不同的繪制引擎，可以方便地在各種繪制引擎之間進(jìn)行切換。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉固.探討鐵路養(yǎng)護(hù)維修提高線路養(yǎng)護(hù)水平[J].科技風(fēng)，2014（16）：114.

【2】莊小靜.鐵路線路檢養(yǎng)修體制改革的實(shí)踐[J].環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)，2015（19）：62.