铁路客车信息集成平台的研究与实现(开题报告)

发布时间:2020-05-26 10:42:24 来源:   作者:admin123

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    选 题 报 告 主 要 内 容
    一 研究背景与意义
    铁路信息化规划是从全面、系统的战略高度,抓住国内外信息时代发展变化的脉络,跳出传统封闭的意识;规范、协调、综合、集成目前铁路各信息系统的建设状况,指导未来铁路信息系统发展,从而达到有序规划建设、节省投资、充分利用已有资源、用信息技术改造传统铁路客车产业和提高运输经济效益的目的。根据国内外信息化建设现状与发展趋势、交通领域信息现代化现状、国家信息化宏观指导方针、铁道部有关文件精神和专家论证以及我国铁路目前信息系统建设的成绩与存在的问题,用可持续发展的战略指导思想,来确定铁路信息化建设与发展的目标。
    总体来讲,企业信息化对企业产生的实际效能主要体现在以下几个方面:企业的内部运作更有效率,管理成本更低和更灵活;提升信息的透明度和数据的准确性,促进信息管理,有利风险监控;加快企业各类信息流转,使企业能够对市场作出快速响应;缩短新产品的研发周期,进一步提高新产品的产品管理能力。信息化帮助企业实现信息化管理,数据化客我关系,促进规模化发展和精细化经营,帮助企业实现从以生产为中心的经营方式到以客户为中心的经营方式的转变,使内部管理结构更加扁平化,实现企业更高层次的辅助管理、辅助决策,提升组织效率。
        应用集成,是将基于各类不同的平台、用不同的方案建立的异构应用进行集成的一种方法与技术。通过建立底层结构,将软件系统、公共数据和各种标准等联合起来,满足内部使用的数据库、SCM、数据仓库,以及其他重要的内部系统之间,互相共享和交换数据的需要。有了系统应用集成,企业可以将各种设备与企业的核心系统无缝的链接到一起,结合Internet解决方案,帮助企业预测并降低风险。
    1 信息孤岛
        在肯定信息化发展带来效益的同时,我们还要清醒认识到信息化建设存在的一些问题。由于信息化发展的历史原因,不同阶段主要考虑了一些应用系统的局部需求,以致造成了目前各系统之间缺乏统一规划的现状,缺少必要的共建和共享,没有统一的标准,一个个“信息孤岛”就这样产生了。信息孤岛,是指一个单位的内部各个部门之间或同部门的不同应用之间,由于历史造成的各种原因使其完全孤立,例如采购数据、生产调度、营销信息、库存结构、绩效管理等各类信息,无法或者无法顺畅地在其间流动,从而形成了“信息孤岛”。信息孤岛的出现,一定程度上阻碍了企业的有效管理,其负作用是明显的:首先是从企业内部管理上看,有效信息会被多个部门录入并使用,缺少同步更新,严重影响了信息的准确性与统一性,造成了数据资源的杂乱、分拆且大量冗余,数据量庞大但管理效能低,失去了一致的、正确的依据。其次是从企业业务经营上看,因销售信息共用与交互的欠缺,导致了企业的商流、信息流、资金流和物流等“四流”的脱节,极易造成账账不符、账物不实,影响了财务核算的准确性,对业务经营全过程的有效监控难以进行,一些经营管理过程中的问题不能及时发现,可能会给企业造成严重影响。再次是从企业信息管理上看,一些跨部门、跨系统的综合性信息在孤立的信息系统中无法有效地提供,致使部分局部的信息不能为企业经营管理所用。不可否认的是,“应用孤岛”不同程度的存在,同样影响着信息化的推广。
        随着科学技术水平的不断提高,企业信息化也开始了快速发展。但企业信息化是一个逐步发展的过程,通过循序渐进的过程逐步建立起来的。在发展初期,存在重计算机硬件、轻软件的信息化建设思想;由于缺乏对企业内部员工的信息需求的了解,导致信息需求不到位;仅开发满足某个部门业务操作的管理系统,造成各个数据库、数据编码和信息标准自成体系不统一等等,从而形成一个个彼此隔离的信息孤岛。因此,从某种意义上讲,企业内信息孤岛的产生有着一定的必然性。
    2信息管理的要求:一体化信息管理
       自从信息孤岛的概念被提出后,企业迫切要求传统的信息孤岛解决方案,那么,建立一体化的信息管理就应用而生。有效解决方案是:建立全面面向服务的架构,可以更好的整合企业内、外部资源,更加关注企业的整体性。企业需要利用一个软件平台,并提供基于平台的专业化服务;利用信息整合平台,对各种应用进行应用集成,帮助企业进行信息化的整体应用架构的设计、整个IT的规划和部署。要实现这一目标,必须要有一家软件供运营商来实施,通过专业服务,解决企业应用集成的瓶颈,实现企业和软件供应商的双赢。
        应用集成的传统解决方式,是基于消息传递的模式,通常使用两个特定系统定制的连接,在应用系统较多的情况下会导致连接的急速增加,造成日后维护的诸多困难。正因为两两互连方式有显署缺陷,于是产生了过渡架构的解决方案:中心一辐条模式(hub-spoke)应运而生。其提供一个应用集成中心,具有自己的连接协议,该中心连接所有需要集成的系统(spoke),使原本n个系统之间的n *(n-1)/2个点对点连接减少至n个连接。不可否认,集中式的结构也有缺陷,易造成效率瓶颈并存在单点失效的问题。随着信息技术的快速发展,应用集成的需求快速上升,促进了新的体系结构的诞生。企业服务总线(Enterprise Service Bus)较好地继承了hub-spoke模式。将两两互联的不同应用自动转化为各种应用对中心的连接,很好地解决了hub-spoke模式的单点失效和效率问题。
    3平台化应用集成
        集成平台,是一种通用工具,应用集成技术将企业的各种计算机设备硬件、系统应用软件、业务操作流程和各类数据信息等内容进行整合,在一个平台上进行事务处理、信息钻取、数据挖掘及资源共用。随着企业信息化的不断发展,系统集成既可以在企业内部将不同系统进行集成,也可以把企业外部不同单位间的系统进行集成,实现行业化的集成应用。因此,我们通过集成平台,来破解“数据孤岛”、“信息孤岛”、“应用孤岛”的问题。
        应用集成所包含的内容很多,也很复杂,不但涉及到体系结构、硬件设备和应用软件,而且还涉及业务流程、操作规范等企业系统的各个层面。企业服务总线,是指调用这些服务的客户机与服务提供者之间的连接,两者不采取直接的通信,而采用中间件系统对请求进行路由,从而一定程度上对系统进行了简化。该系统将处理客户端与服务端之间的交互内容。元数据。通常是对数据资源的描述,常被翻译为关于数据的数据,常用于描述信息资源或数据本身的特征和属性,在运行过程中起着以解释方式控制程序行为的作用。同时,可以对元数据进行扩展,从而提高应用程序的可靠性。主数据管理。主数据,是指在整个企业范围内能够跨业务重复使用的高价值数据,包括操作、事务型应用系统等各个系统间要共享的数据。为保持其统一性、可操作性和准确性,就需要主数据管理。通过主数据管理(MDM),可以有效改变企业数据利用的现状,为企业信息集成打下扎实基础。目录服务管理,主要通过帮助系统中用户或应用程序查找或管理目录中的信息,增加、删除或修改目录中的对象信息,解决了同一用户帐户在不同应用系统中统一认证的问题。其采用层次化的目录结构,简化目录管理,实现单个账户登录,并提供强大的查询功能,提升账户管理的可靠性、安全性。界面集成。
        界面集成,主要集成和控制所有涉及到的外部工具的用户界面,以服务的方式供用户统一使用,所指的统一可以有界面的统一,比如模块化显示风格、流程的统一,比如:定制、登陆、浏览。通过Portal技术提供的plug in技术,通过编制标准的模块来满足企业、网友的需求,同时嵌入Portal系统,可以供企业、网友方便使用。流程集成。流程集成,通常是指实现面向流程的集成。企业业务流程,一般将客户当作流程的起点,通过为客户带来价值的一系列业务活动来完成整个流程,产生出为客户带来价值的产品,实现流程的改进与优化。消息集成。消息集成,是将全部的消息类型,包含待办事务、系统消息、系统公告、电子邮件、手机短信等等,多方面的信息放入一个接收盒中。同时,消息传递方式可以进行灵活配置,来保障企业决策的及时性、有效性。
     
     
    二 国内外研究综述
    1 SOA集成技术
        SOA最早由顾能公司(Gartner公司)于1996年提出。直到近年来XML、SOAP、WSDL等Web服务标准逐渐成熟,开始被业界广泛接受,进入了部署期。    SOA的发展过程中,国内与国外信息化发达国家如美国、日本、法国、英国德国等不尽相同。一些国际知名跨国公司已具备SOA应用的完善系统,例如Microsoft、SAPIBM、ORACLE、NEC、Tmax等国际著名软件服务商,走在了SOA相关标准规范的制定前沿,联合推出了很多标准规范和一系列基于SOA的商业产品和解决方案。同时在全球范围内,国际上不少标准化组织或同盟,积极参与对SOA相关标准或技术规范的制定工作,如OASIS(结构化信息标准促进组织),一直致力于电子商务有关标准的制定与推广,制定了关于WEB服务的一系列安全标准。OSOA(开放SOA合作组织),是一个非正式的厂商联盟,也为SOA有关的技术标准规范实现作出了巨大贡献。按照市场调查及数据统计情况,当前全世界SOA市场每年呈逐年递增趋势。Gartner报告显示,2006年全世界有65%以上的公司以SOA为方法指导项目开发;到目前,SOA已经为全球近90%的项目提供了基础设施实施。大型企业每年IT预算的40%投给了整合和集成平台,整合和集成还被全球33%的CIO评为最重要的问题,超过90%的CIO认为它是非常重要的问题。
        在国内,SOA的发展进程并不平顺。一些企业对SOA有误读的现象,认为现在的概念太多了,我们不能一直被国外IT供应商牵着鼻子走,因而导致SOA推广应用的进程缓慢。随着企业规模的迅速发展,为了快速满足业务发展这一迫切需求,对SOA应用的研究也开始发展起来,但依然存在部署SOA的基础十分薄落、缺少部署SOA的经验、管理高层认同度不高以及SOA的商业价值没有办法直观体现等因素「9]。从2006年开始,SOA逐渐成为中国信息化项目构建的导思想,中软、东软、普元、金蝶、神码、宝信等众多国内系统集成商、应用软件厂商、基础平台厂商等相继推出了基于SOA的软件产品及行业解决方案,其中晋元等企业更是加入了OSOA组织。CESI(中国电子技术标准化研究所)的互联网标准开放实验室,也开始对SOA进行了研究,并发布了《SOA标准体系1.0》,联合几家合作单位编写了《SOA用户指南》。
        国内应用整合应用,不仅包括企业内部应用系统的集成,还包括企业与企业间的集成,主要是数据集成、点对点集成、流程集成、界面的集成和平台集成。基于SOA的具体应用,也在我国电子商务、国土资源、机械工业、电视传媒等行业中得到更多更宽广的应用,似乎已成为银行、电信、烟草、冶金、电力、家电、航空、汽车等领域愈来愈不可阻挡的技术趋势,成为解决当前各行业信息化中普遍面临的信息孤岛等严重问题、IT系统之间难以协作问题、以及IT系统难以支撑业务变化等难题的有效途径。例如在通信行业里,某省联通成功实施了SOA项目。金融系统中,某国有银行的某省分行应用SOA框架,率先完成了金融领域EAI项目。
    2 5T系统结构
        5T系统采用智能化、网络化、信息化技术,在铁路沿线建设5T系统探测站,实现地面设备对客货车辆运行安全的动态监测、数据集中、联网运行、远程监控、信息共享,将显著地提高铁路运输安全防范能力。通过在大秦、京广、京哈、京沪线等试点线路上安装货车运行状态地面安全监测系统(TPDS)、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统(TADS)、货车运行故障动态图像监测系统(TFDS)和客车运行安全监控系统(TCDS)设备和小范围联网运行的实践表明:这些先进检测设备的联网运用将对列检作业由传统向现代、由人为控制向机器控制、由粗放型管理向集约型管理的革命性转变产生巨大作用。 然而,在各系统独立联网运作中也发现了一些问题。较为突出的是鉴于现场情况的不确定性和自动检测的技术复杂度,单类检测设备的故障预报准确率尚不尽如人意,短期内要取得实质性突破将面临技术挑战和设备投资费用增加的双重压力。
        此外,由于系统间未实现信息共享,对车辆同一部件的各种检测信息难以关联起来形成全程追踪的变化曲线,且不能通过信息网络有效地发现故障演化过程,列检和车辆技术管理人员难以掌握和分析全部故障规律。特别是2005年9月5口发生的切轴教训表明,迫切需要对各系统目前的监测信息故障评判模式加以改进,以车号为线索,把时间和空间上离散的各类检测信息有机的关联起来,进行全程追踪和综合评判,才能更加有效的发挥5T系统保障车辆运行安全的作用。5T系统建设是铁道部行车安全防范体系的一项长期部署,是构建车辆运行安全动态监测网络的前期工作,对我国铁路的长治久安具有重要意义,其建设规模堪称世界史上同类系统建设之最。
        要把如此规模的5T系统建设成在科学性和先进性居世界铁路领先水平的系统,使其充分发挥实效,必须着眼于我国铁路的路网完整性和集中统一指挥的现实要求,在设计上长期考虑,使5T系统检测设备形成一个统一的大型监测网络,实现标准统一和系统整合,开发面向共同用户的统一应用系统,彻底改变以往独立进行单个系统建设和应用开发的惯性思维,基于整合的思路来进行大规模的5T系统建设,避免今后出现各系统标准不统一、连贯性较差、资源难以共享、综合应用难以开展、整合效益难以发挥的问题。
        企业信息系统整合是企业的运行与管理水平发展到一定阶段的产物,是需求和技术双轮驱动的结果。需求是系统整合产生和应用的基础,主要来源于企业提高自身经营水平的内在需要以及市场竞争的外部压力,而技术的不断发展、口趋成熟则为系统整合的实现提供了使能条件。从企业管理的战略高度来看,企业信息系统整合总体上涉及IT技术、流程和人员组织的三个方面的整合。就5T系统而言,IT技术整合是指对技术上支撑5T系统整合构想的所有IT技术实现方案和手段的有机结合,核心思想是统一标准和规范化;流程整合是指与5T系统运用相关的车辆运行安全监控、管理与决策支持业务流程的合并与调整;人员组织的整合是指与5T系统运用相关的车辆运行安全防范、预警的组织机构重组、岗位设置和人员配置。目前5T系统的整合工作主要集中在IT技术整合中的基础性工作,主要实现了基础设施平台的整合、集成框架的确立、信息的共享和初步集成,以及低层面上的应用整合,今后还需要结合5T系统的运用、管理和维修制度的建立健全,循序渐进的开展相关的各项工作。
    三 本文研究方法
        本论文写作主要采用文献检索法、现场调查分析法、定性与定量综合分析法、理论与实践相结合分析法等科学的理论方法,对铁路管理集成管理的组织集成、过程集成、信息集成以及目标集成等展开全面、系统、科学的研究。
        文献检索法。文献检索是论文写作过程的一个重要步骤,它贯穿本论文写作的全过程。文献为本论文集成管理提供理论研究依据,围绕本论文广泛地查阅文献资料,并掌握正确的文献检索方法和技能,能够保证论文研究的过程、质量以及成果。了解和掌握文献的分类及其特点,是迅速有效地查找课题所需信息的必要前提。
        运用定性与定量综合分析法。本文运用定性与定量综合分析法,采用了一系列统计综合指标对研究对象的特征和数量关系展开了综合分析。
    理论与实践相结合分析法。理论原型从实践中抽象出来时,略去了一些次要环节,然而在用理论解决某些具体问题时,又必须考虑原来略去了哪些环节。面对一个具体的分析对象,抽象为哪一种理论的原型,略去哪些次要环节而不影响计算分析的可靠性,是工程人员必须掌握的重要技能。本文将集成理论、目标管理、组织论等一系列科学理论与国内外工程建设实践有机的结合起来,对铁路客车信息管理集成管理的信息集成、组织集成、过程集成、目标要素集成等方面展开研究。
    四  本文研究内容及目标
    通过充分研究现有铁路客车信息管理系统的实现、部署方式及应用环境和铁路客车系统的需求,采用松藕合的信息系统集成技术,设计统一技术架构、统一接口标准,实现信息编码管理系统的集成,以支撑铁路客车中心业务的整体协作,将结合现有系统的实际运行和信息共享情况,提出了可实施的信息集成方案。对于具体实现方案,本文针对EAI、ESB、SOA等相关技术、规范进行认真分析研究的前提下,提出一个基于SOA的ESB服务集成平台和数据交换共享模型。
    本文将面向服务的架构(SOA)思想应用于一体化信息管理之中,通过对面向服务的集成技术的分析,结合当前行业信息化应用的实际情况提出一个在历史遗留系统的基础上进行信息系统集成的方案。此外,本文介绍了企业应用集成定义( EAI、层次、发展历程,对面向服务的集成技术做了分析,给出了铁路客车信息管理系统的功能需求,设计了铁路客车信息管理信息化系统的整体架构和系统集成的软件体系结构,提出了基于SOA的ESB服务集成平台和数据交换模型实现细节,对主数据集成、服务集成、流程集成在本文中的应用做了设计。
    本文通过对TFDS集中作业系统传输数据量以及传输宽带需求的计算,确立了TFDS集中作业系统的传输通道建设方案及其数据传输组网方案;通过对系统的实施方案进行详细的分析,并进一步对系统传输稳定性进行探讨后,完成了传输模式的改进和数据传输以及处理策略的优化工作。同时,通过采用信息化、智能化的软件管理手段,在承接了传统TFDS运用平台功能的基础上,研发了TFDS集中作业平台,实现了动态检车组与TFDS探测站的动态对应关系,达到了提高动态检车员劳动效率,均衡作业量以及列车密集到达时资源互补的目的;与此同时,充分利用集中作业平台对探测数据、作业数据集中管理的优势,建立丰富的统计、查询以及作业过程监控等辅助管理功能,为TFDS系统的运用工作提供了有效支持。
    论文的主要研究内容包括以下六个部分:
        第一章首先分析铁路建设市场现状和现阶段项目管理模式存在的不足,引出论文的研究主题和意义;然后综述国内外研究动态;最后总结文章的研究内容和思路等。
    第二章对集成管理、目标管理、组织论等理论基础进行综述,分析集成化建设管理的必要性和可行性,从组织集成、过程集成、信息集成和目标要素集成四个方面构建铁路客车信息管理集成管理的框架。
    第三章明确铁路客车集成管理的内涵,针对传统的铁路客车信息管理组织模式进行分析铁路客车信息管理组织集成的可行性。对于组织管理,将虚拟组织的特点与铁路客车信息管理的特点进行对比分析,得出虚拟组织适用于铁路客车信息管理的建设管理模式。对于过程管理,从基本架构、目标规划和运行机制三个方面构建了管理目标要素体系,进而进行管理目标要素集成的全面分析。对于信息管理,通过对客车管理信息的分类,从建设期信息集成、管理目标要素信息集成、组织信息集成三个维度构建了铁路客车信息管理信息集成框架模型。
    第四章主要针对EAI、ESB、SOA等相关技术、规范,在认真分析研究的前提下提出了如何基于SOA的ESB服务集成平台与数据交换模型等技术选型与设计方法,同时结合当前行业信息化应用的实际情况,以实际项目为背景,详细介绍了集成平台的搭建、数据交换平台的表结构设计,如何运用SOA技术结合项目的框架技术来构建SOA应用系统,并详细展示了系统实现的部分运行界面,提出如何结合行业已存在的框架和技术基础上构建基于SOA的企业信息系统应用集成。
    第五章通过对传统TFDS设备原理及运用模式的深入分析,得出了传统TFDS系统存在的不足,同时为有效解决传统TFDS系统在运用过程中所出现的难题,提出了TFDS集中作业这一概念。TFDS集中作业系统通过建设TFDS数据传输的网络通道,开发TFDS集中作业平台,构建TFDS信息反馈体系,将多个分散的TFDS列检检测站,整合为一个集中的TFDS检测中心,实现TFDS探测站异地设置、动态检查集中作业的全新系统。
    第六章结论与展望。
        论文大纲如下:
    一 绪论
    1 研究背景
    2 研究意义
    3 国内外研究现状
    4 本文研究内容
    5 本文研究方法
    二 铁路客车集成管理系统构建
    1 理论基础
    2 铁路客车集成管理必要性与可行性
    3 铁路客车集成管理系统构建
    三 铁路客车集成管理
    1 概述
    2 铁路客车组织集成管理与运行机制
    3 铁路客车过程集成管理与运行机制
    4 铁路客车信息集成管理与运行机制
    四 基于SOA的铁路客车信息管理平台构建
    1 概述
    2 体系架构
    3 功能需求
    4 主数据集成
    5 服务集成
    6 流程集成
    7 平台集成方案
    8 系统实现
    五 TFDS集中作业系统
    1 概述
    2 动态集中作业系统
    3 业务传输及组网方案
    4 集中作业平台
    5 故障信息传递与反馈
    六 结论和展望
    1 本文主要结论
    2 进一步展望
    五 本文技术路线
     
     

    通过对铁路客车信息管理信息系统功能进行明确和细化,提出对铁路既有信息系统各相关子系统不同运输信息的需求,建立各系统间的信息关联关系,同时确定信息获取对时效性和处理性能的要求。信息集成方案的可行性研究。针对铁路既有信息系统实现方式、部署环境、应用范围不同的特点,研究统一、规范的集成方案。综合上述各研究内容后,借鉴目前业界先进、成熟的技术方案,并充分考虑铁路客车信息管理系统的特殊性,研究统一、规范的信息系统集成方案并提出至少两种方案以供参考。
    本文结合应用集成的需求,在分析了传统应用集成技术的缺点的基础上,结合现有的Web服务技术提出了面向服务的集成架构,并在基于Web服务与SOA架构的应用集成模型上解决了如下问题:
    分析了当前企业应用集成技术的发展历程,和传统EAI技术的缺点,结合目前新的应用集成模型的需求性,基于目前SOA的最佳实现技术提出了基于Web服务与SOA架构的企业应用集成模型。并阐述了该模型的优越性。对日前的SOA架构进行了改进,进行了扩展的UDDI注册中心的设计与实现。通过对目前SOA架构的研究,发现当前Web架构下的UDDI注册中心缺少服务间的关联关系描述,对服务的组合性也缺少支持。由于不能使那些简单、离散的Web服务组合成为复杂的服务从而不能满足服务请求者“按需服务”的灵活性要求。本文通过在ESB服务动态组合的思路解决上述弊端。结合XXX局电子监察系统的实例,结合企业服务总线ESB的架构方法,提出在对整个业务系统实现应用集成、遗留系统资源共享的解决方案。
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    指 导 教 师 意 见
     
     
     
     
     
     
     
     
                              指导教师签字:
     
                                                        年    月    日
     
    专 家 组 论 证 意 见
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    专家组成员签字:                      
                                  
                                  
                                  
                                  
                                                          年    月    日
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