神朔鐵路分公司行車固定設(shè)備生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

孟 勇，徐 鵬

（1.中國(guó)神華神朔鐵路分公司 科技與信息部，榆林 719316；2.北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

神朔鐵路是國(guó)家I級(jí)電氣化重載鐵路，承擔(dān)著神華自產(chǎn)煤炭和部分地方煤炭的外運(yùn)任務(wù)，年運(yùn)量已突破1.95億噸[1]。在本文中，鐵路行車固定設(shè)備是指工務(wù)、電務(wù)和牽引供電專業(yè)的行車設(shè)備。固定設(shè)備檢修是列車高速、高密度、重載的安全和平穩(wěn)運(yùn)行的保障。為了建立高效率、高質(zhì)量和低成本的維修生產(chǎn)體系，將按照統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)工作和協(xié)同作業(yè)的方式進(jìn)行設(shè)備檢修，必須使用先進(jìn)成熟的工具。神朔鐵路分公司和北京交通大學(xué)合作研發(fā)的“神朔鐵路分公司行車固定設(shè)備生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)”（以下簡(jiǎn)稱SS- RFIPMIS）將提供這樣的工具。

SS-RFIPMIS覆蓋工務(wù)、電務(wù)和牽引供電等3大專業(yè)領(lǐng)域，有效地管理固定設(shè)備生產(chǎn)管理過(guò)程中的安全管理、設(shè)備管理、檢查管理、設(shè)備狀態(tài)分析和維修管理等業(yè)務(wù)涉及的信息流，是一個(gè)全新的項(xiàng)目[2]。系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象包括分公司、運(yùn)輸段、車間和工區(qū)4個(gè)級(jí)別的用戶。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)各級(jí)用戶對(duì)神朔鐵路行車固定設(shè)備生產(chǎn)管理的需求，保證系統(tǒng)能安全可靠的服務(wù)，根據(jù)基于Ora-cle數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法[3～4]，本節(jié)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。主要包括4個(gè)方面的內(nèi)容：系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)能夠設(shè)計(jì)和用戶管理設(shè)計(jì)。

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

需求調(diào)研的結(jié)果表明：系統(tǒng)需要處理大量的現(xiàn)場(chǎng)檢修數(shù)據(jù)；有些業(yè)務(wù)模塊的功能要求在數(shù)據(jù)庫(kù)層使用存儲(chǔ)過(guò)程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操作；固定設(shè)備生產(chǎn)管理的業(yè)務(wù)邏輯較復(fù)雜，需要開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)SQL實(shí)現(xiàn)這些邏輯；用戶要求系統(tǒng)能及時(shí)響應(yīng)請(qǐng)求、操作方便并且界面美觀等。考慮到系統(tǒng)的這些特點(diǎn)，使用Mybatis 3.0+Spring MVC 3.0+JQuery 1.4+Sigma Grid 2.4的組合來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)框架，如圖1。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)將為系統(tǒng)提供安全、可靠且高效的數(shù)據(jù)服務(wù)；Weblogic服務(wù)器將為系統(tǒng)運(yùn)行提供安全和可靠的運(yùn)行環(huán)境；Mybatis數(shù)據(jù)持久層框架在滿足存儲(chǔ)過(guò)程調(diào)用和復(fù)雜Oracle SQL支持的基礎(chǔ)上，還能為系統(tǒng)SQL優(yōu)化提供幫助；Spring MVC是一個(gè)輕量的控制反轉(zhuǎn)和面向切面的容器框架，能夠?yàn)橄到y(tǒng)的M（Model）、V（View）和C（Controller）3層的徹底分離提供支持；JSON為系統(tǒng)V和C之間傳遞標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)提供了幫助；Jquery為異步加載頁(yè)面和改善系統(tǒng)的使用效果提供技術(shù)支持；Sigma Grid為用戶界面的美化顯示及下載數(shù)據(jù)到Excel提供了幫助。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的方法[5]，依據(jù)業(yè)務(wù)流程中數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，首先對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型和邏輯模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，使用Sybase的PowerDesigner 15對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模型進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡量遵循數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的第3范式。該系統(tǒng)涉及固定設(shè)備生產(chǎn)管理過(guò)程中的安全管理、設(shè)備管理、檢查管理、設(shè)備狀態(tài)分析和修理管理等業(yè)務(wù)，3個(gè)專業(yè)共15個(gè)大業(yè)務(wù)流程。每個(gè)業(yè)務(wù)流程中又涉及到多個(gè)專題，統(tǒng)計(jì)得出安全管理專題15個(gè)、設(shè)備管理專題47個(gè)、檢查管理專題共34個(gè)、設(shè)備狀態(tài)分析專題23個(gè)、修理管理專題25個(gè)。圖2為設(shè)計(jì)出的工務(wù)專業(yè)的人工線路檢測(cè)專題的物理模型。

圖2 工務(wù)專業(yè)的人工線路檢查專題的物理模型

1.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)各級(jí)用戶對(duì)行車固定設(shè)備生產(chǎn)管理的需求，系統(tǒng)包括5個(gè)子系統(tǒng)。系統(tǒng)功能模塊如圖3。

圖3 設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能模塊

1.4 用戶管理設(shè)計(jì)

為了保證系統(tǒng)的用戶認(rèn)證及權(quán)限分配具有較強(qiáng)的安全性和可擴(kuò)展性，系統(tǒng)建立了用戶、角色和系統(tǒng)訪問(wèn)權(quán)限等數(shù)據(jù)庫(kù)表，構(gòu)建了完備的部門(mén)組織機(jī)構(gòu)分級(jí)表及職能崗位字典表，同時(shí)建立了“用戶—組織機(jī)構(gòu)”、“崗位—組織機(jī)構(gòu)”、“角色—崗位”“用戶—崗位”關(guān)系以及系統(tǒng)中“功能—操作方式”、“角色—功能操作方式”之間的關(guān)系。

2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 安全管理

安全管理子系統(tǒng)利用生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備問(wèn)題數(shù)據(jù)自動(dòng)建立問(wèn)題庫(kù)，以此為基礎(chǔ)向用戶提供3個(gè)功能：?jiǎn)栴}庫(kù)管理、分析預(yù)警和整改追蹤。圖4是問(wèn)題庫(kù)功能的首頁(yè)面。

圖4 安全管理子系統(tǒng)中問(wèn)題庫(kù)功能的首頁(yè)面

2.2 設(shè)備管理

設(shè)備管理子系統(tǒng)在三維GIS平臺(tái)上對(duì)行車固定設(shè)備的履歷數(shù)據(jù)、設(shè)備照片、設(shè)計(jì)圖、專題圖和設(shè)備視頻等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，為用戶提供了行車固定設(shè)備的可視化管理。圖5是設(shè)備管理子系統(tǒng)中三維GIS功能的首頁(yè)面。

2.3 生產(chǎn)管理

生產(chǎn)管理子系統(tǒng)以各類設(shè)備檢修數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備檢查的頻率和檢查數(shù)據(jù)的完整性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)設(shè)備狀態(tài)從多個(gè)維度進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)備的各類修理過(guò)程進(jìn)行管理。該子系統(tǒng)包括3個(gè)模塊：數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、設(shè)備狀態(tài)分析和修理管理。圖6、7和8分別是數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、設(shè)備狀態(tài)分析和修理管理模塊的其中一個(gè)頁(yè)面。

圖5 三維GIS功能的首頁(yè)面

圖6 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理模塊中工務(wù)專業(yè)線路檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量管理的首頁(yè)面

2.4 綜合管理

圖7 設(shè)備狀態(tài)分析模塊中工務(wù)專業(yè)軌道狀態(tài)分析首頁(yè)面

圖8 修理管理模塊中工務(wù)專業(yè)維修管理首頁(yè)面

綜合管理子系統(tǒng)根據(jù)神朔鐵路分公司對(duì)固定設(shè)備生產(chǎn)管理所需各類技術(shù)文件資料的分類，對(duì)這些技術(shù)資料進(jìn)行歸檔，為公司內(nèi)部各單位用戶之間共享這些技術(shù)資料提供工具。

2.5 系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)主要包括用戶管理，數(shù)據(jù)備份管理，日志管理，數(shù)據(jù)同步管理，軟件版本升級(jí)管理，在線支持管理，基礎(chǔ)字典數(shù)據(jù)維護(hù)等內(nèi)容。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文主要對(duì)該系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了探討。針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，詳細(xì)討論了系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)和用戶管理設(shè)計(jì)；針對(duì)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，詳細(xì)論述了系統(tǒng)中每個(gè)子系統(tǒng)的主要功能，并展示了其中的一些頁(yè)面。

截至當(dāng)前，該系統(tǒng)已經(jīng)在神朔鐵路分公司河西運(yùn)輸段投入試運(yùn)行，運(yùn)行效果顯著。系統(tǒng)試運(yùn)行結(jié)束以后，全面投入生產(chǎn)管理實(shí)踐將對(duì)公司管理模式的轉(zhuǎn)變起到非常積極的推進(jìn)作用。

[1]安 鋼. 神朔鐵路分公司志[M]. 北京：中華書(shū)局. 2007-12.

[2]神朔鐵路分公司，北京交通大學(xué). 神朔鐵路分公司行車固定設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)-需求分析報(bào)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．