谈列车运营控制系统设计实现

摘要：本文从列车运营控制的实际出发，以Eclipse为开发平台，使用Oracle做数据库，采用MVC三层架构分析和设计了电能消耗管理系统，并进行了认真地测试，系统稳定可靠。

关键词：控制系统；Eclipse；Oracle；MVC架构

1.引言

随着我国加入WTO组织，与世界经济进一步接轨和融合，带来了铁路行业的高速发展，而随之而来的问题也逐渐暴露。在2013年3月14日，中国铁路总公司正式成立。中国铁路总公司以铁路客货运输服务为主业，实行多元化经营。负责铁路运输统一调度指挥，负责国家铁路客货运输经营管理，承担国家规定的公益性运输，保证关系国计民生的重点运输和特运、专运、抢险救灾运输等任务。负责拟订铁路投资建设计划，提出国家铁路网建设和筹资方案建议。负责建设项目前期工作，管理建设项目。负责国家铁路运输安全，承担铁路安全生产主体责任。近年来，铁路运输的规模不断扩大，列车技术的不断提高，信息化程度不断提高，这些都导致了在铁路运输这一方面，国家的压力越来越重。因此，出现了动车、高铁等高速列车，提高列车运行速度，增加铁路客运量。同时，也出现了一系列铁路监控系统，使用信息化技术来增加铁路运输的安全性。

2.系统分析

铁路监控系统，对铁路运输有着极其重要的意义。铁路监控系统通常主要使用沿铁路线的摄像头设备，对铁路进行图像信息的收集汇总。建立公安、车、机、工、电一体化综合监控系统。使用远程视频监控技术，一般意义上，能够克服采用无线传输的模式引起的视频画面质量不高的弊端，同时也能达到对一定程度上的全面监控。本文所设计的系统，是以铁路监控系统为数据基础，以列车控制和运行状态数据统计分析为目的，满足中国铁路总公司对于列车运行控制系统的需要，预期有以下主要功能：第一，实现铁路监控系统的全部功能，由于系统是建立在监控系统的数据基础上，因此，大部分的操作均需要使用监控数据做数据来源。第二，建立铁路预警系统，在铁路监控系统数据的基础上，建立一批数据预警指标，当某项数据指数超过一定阈值后，系统自动按照规定好的操作，及时进行危险预警或是直接控制列车，有效降低实际危险发生的概率。第三，设计并实现设备管理维护需求，主要分为列车维护模块、线路管理模块、系统管理模块

3.系统设计

（1）硬件环境系统的硬件部署环境如图1所示：外部数据（系统中的基础资料数据）通过Web服务器，工作终端通过浏览器来查看这些信息。当然，在实际的应用中web服务器以及数据库服务器可设在同一台物理机上。

3.1数据库结构设计

电力消耗管理系统的数据库采用Oracle11g。数据库主要包括表有：用户信息表、列车信息表、列车实际信息表、实时状态表、运行规划表、危险报警表、基于RBAC的角色表、基于RBAC的权限表、使用历史表、检修报告表、系统日志表。其中列车信息表的主要字段有：列车编号、投入使用时间、列车初始车厢数量、车厢规格、载客量、动力、餐车位置电源插座、造价、车辆类型、最高时速和备注。

3.2系统功能设计

本系统主要分为列车信息模块、列车使用模块、线路管理模块、系统管理模块等模块。而对应又可细分为基础信息、实际信息、实时状态、运行规划、危险报警、运行控制、线路基础信息、线路实时信息、线路维护、用户管理、角色管理、权限管理、操作日志、数据备份与恢复等功能。系统的功能架构如图2所示：基础信息：投入使用时间，列车初始车厢数量，车厢规格，载客量，动力，餐车位置，电源插座，造价，车辆类型，最高时速。实际信息：扩展车厢数，所属路局，限速，乘务员数量，一二等座数量。实时状态：所处位置，运行时速，下一站，水量，乘客数量，正晚点，所处线路，司机编号。运行规划：预计到达时间，沿途站点，终点站起点站，售价，编号。危险报警：避让报警，路线报警，天气报警，其它。运行控制：紧急减速，临时停车，车速安排。线路基础信息：车站位置，车站提供资源，线路里程，车道数量。线路实时信息：天气状况，轨道状况，是否占用。线路维护：定期检查，定期养护，故障维修。用户管理：登录验证，修改密码，维护个人信息，注销登录。角色管理：创建新角色，修改已有角色，分配角色给用户。权限管理：创建新权限，修改已有权限，删除权限，分配权限给角色。操作日志：查看操作日志，增加操作日志。数据备份与恢复：定期数据备份，数据恢复。

3.3列车信息模块设计

客户信息模块：列车信息模块：主要功能是查看和维护列车的信息。包括：基础信息、实际信息。列车信息信息模块的主要流程为采集->展示，工作流程图如图3所示：列车信息模块功能包括信息采集和信息读取两个类别的功能，其中，在信息采集的功能中，最主要的是信息采集的是否完整，如果不完整，代表信息有误，则无法使用，需要再次采集。如图4信息采集流程图：在信息正确采集过后，由于信息是正确有效的，则可以上传至系统内，供相应的用户调用查看统计等。

3.4系统管理模块设计

系统管理模块：系统管理模块：主要作用是方便铁路总公司对本列车运行控制系统进行管理，功能包括：用户管理、角色管理、权限管理、操作日志管理、数据备份与恢复等。结合访问控制中的相关知识，方便管理和使用。系统管理模块总体功能结构图如图5所示：系统管理模块中，权限系统的设计遵循：用户对应角色，角色对应权限的关系组，用来映射现实社会当中：工作人员对应工作岗位，工作岗位对应工作内容的关系组，将用户的学习成本降到最低。同时，由于系统数据的敏感性和其对完整性的要求，引入了操作日志和系统数据备份恢复功能。记录每一项操作或是使用记录，同时，定期对系统进行备份，避免人为或非人为因素对系统数据造成损坏。如果发生大的系统破坏，系统数据无法纠正，则可以将定期备份的系统数据恢复，更好的为中国铁路总公司的正常运转起作用。

3.5系统测试

在建立测试环境的基础上，针对该系统进行了功能测试。根据测试结果分析，该系统满足了系统需求说明书中所提出的各项需求，达到了使用的要求。

4.结束语

伴随着科技的发展，信息行业的影响和应用领域开始深入各行各业。作为世界上规模最大、效率最高、技术水平最高的铁路行业也需要充分利用信息技术带来的种种遍历，加快自身的发展。本文根据中国铁路总公司所使用的“中国铁路监控系统”，结合软件工程领域特有的方法以及物联网技术，研究基于J2EE的列车运营控制系统的设计与实现，包括：列车信息模块、列车使用模块、线路管理模块、系统管理模块等模块。采用最主流的J2EE开源框架SSH的开发模式，构建了一个B/S体系结构的信息系统。本系统从“中国铁路监控系统”出发，满足了中国铁路总公司管理人员对列车运营控制系统的需求，同时也从实际工作中出发，填补了现存系统的管理空白，满足了基层业务人员的实际工作需求，从而具有相当重要的实际意义。经过认真测试，系统达到了设计要求。目前系统运行良好。

参考文献

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作者：熊晶 曹菲菲 单位：南昌大学共青学院