铁路综合检测业务管理系统的研究与实现

朱韦桥，蒋秋华，许贵阳，汪晓臣

（1. 中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081；2. 中国铁道科学研究院 基础设施检测研究所，北京 100081）

铁路是由轨道、路基、车辆、牵引供电、接触网、通信信号等系统组成的有机整体，系统间相互作用和相互影响。要掌握设备相互作用下的实时质量状态，需对铁路各系统进行全面的综合检测,综合检测包括日常铁路运输生产所必须的所有检测内容，并且要求这些检测要实现同步检测、信息共享和综合评价[1～2]。

当前，我国铁路建设数量多、地域覆盖面广，铁路综合检测业务存在作业任务繁多、检测数据量巨大、专业性较强等特点，因此，充分利用信息化手段，通过铁路综合检测业务管理系统的建设，从而实现检测业务工作的规范化和高效率，改变现有的信息化管理水平相对落后的状况，对提高综合检测业务工作效率、降低运行成本起到重要作用。

1 综合检测业务管理现状分析

铁路综合检测业务包括高速铁路和既有提速干线轨道、接触网、通信、信号、桥隧等基础设施的周期性动态检测、数据分析和状态评价，检测结果用于指导养护维修，以保障高速行车安全[3]。

铁路综合检测业务管理涉及的内容有：各类检测文档管理，包括电报、日报、旬报、月报和检测日志等；各类检测车运行记录信息管理、综合检测车动车组维护信息管理和检测系统维护信息管理：后勤事务管理；检测任务管理，包括检测车信息、人员信息、任务信息等。目前，铁路综合检测业务管理模式局限于纸制记录管理，数据收集方式单一，已满足不了实际工作的需要。

2 系统总体设计

为满足铁路综合检测业务管理的当前及未来延伸需求，要求系统必须具有先进的体系结构和开发模式，灵活的扩展能力和需求应变能力，以保证系统具有强大的技术生命力，适应未来技术的革新与进步。

为此，系统设计采用基于Java EE的B/S架构，开发模式采用成熟的软件框架和基础组件，以实现对系统组织结构、菜单栏目、权限等的灵活配置，并支持对表单配置式开发、检索条件动态设置，以期能快速响应用户需求变更，保证软件开发质量、减少后续测试工作量。

2.1 系统架构设计

系统采用多层分布式体系结构，系统按环境层、数据库层、技术组件层、业务领域层和应用层进行设计与开发，层与层之间既独立又相互关联[4]。

图1 系统总体架构图

（2）数据库层：存取基础数据和检测业务数据，从逻辑上可以分为5类数据集：基础地理信息数据、铁路专业数据、检测原始数据、检测分析数据和外部系统共享的数据。

（3）技术组件层：采用目前主流的Java EE架构和工作流（Workflow）技术，其中大数据量的分析处理在服务器端进行。

（4）业务领域层：封装各个业务模块，以组件的方式供上层应用调用。根据业务内容，封装的业务组件有轨道、弓网、动力学、通信、信号、桥隧、钢轨探伤、检测管理、设备台帐、统计查询和系统管理等。

（5）应用层：是系统分析显示的入口，以地图方式展现检测数据的超限、报警、波形和分析结果。

系统从数据、应用和展示等几个层面进行标准化与规范化，各业务应用均架构在统一的业务架构平台上，各应用系统相互关联，对信息进行综合利用和处理，实现信息的充分融合。

2.2 系统功能设计

铁路综合检测业务管理系统构成见图2。

图2 系统功能结构图

（1）文档管理模块：需进行集中管理的文档包括检测电报（命令）、日报、旬报和月报，目的是将上述报告存档并以便利的方式查询，对日报的录入按照文档项目分类，满足统计需要。

（2）运行记录管理模块：实现对综合检测车、轨检车等检测车运行记录的管理，以日报为主基础录入。当承担各种联调、试验时需记录相关的运行记录信息。

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（3）动车组维护记录管理模块：针对综合检测车的动车组车体资产管理信息，包括动车组车体台帐信息、故障信息、维修信息以及相关修程修制的技术资料信息进行全生命周期闭环管理。

（4）检测系统维护记录管理模块：实现对综合系统、动力学系统等车载检测系统的故障记录管理和设备维护管理。

（5）后勤管理模块：实现车上备品备件、人员食宿和列车保洁等后勤事务的统一管理。

（6）统计分析模块：实现对综合检测业务、动车组维护和后勤进行动态管理，为各级用户实时动态地掌握综合检测业务的作业开展情况提供管理手段，并能够形成年、季、月、日的各种统计和分析报告。

（7）检测任务管理模块：实现检测车信息、检测任务信息、检测人员信息和随车人员信息的管理。

（8）系统维护管理模块：实现包括组织机构管理、用户管理和授权管理等功能。

3 系统关键技术

3.1 模型-视图-控制器分层技术

在系统的实现过程中，前后台之间需要大量数据交互和页面重载循环，因此，采用Ajax+Spring+Hibernate轻量级组合框架技术。其中，数据访问层使用Hibernate，Web层使用SpringMVC并管理业务逻辑对象和数据访问对象, 前后台交互数据采用Ajax技术， Web页面开发只用HTML，如图3。

图3 系统开发平台架构

整个架构的设计分离了模型、视图和控制器层，采用该组合框架能够使系统前、后台开发分离，耦合度最低，并且支持多种前端开发语言，具有丰富多样的表现形式、快速开发、便于测试等优点。当管理业务变动时，主要影响业务层；当界面需求改变时，主要影响到视图层，从而，极大地提高了系统架构的灵活性和扩展性。

3.2 工作流技术

通过直观的流程图，采用可视化流程定义工具定义跨越应用业务流程，实现业务流程与业务参与者互动的自动化；通过工作流引擎控制复杂的业务流转，工作人员可专注业务模块建模和业务模块代码的编写工作。工作流引擎自动完成业务流程的执行，无需编程；监视业务流程执行情况，收集业务流程的性能报告，为业务流程的改进提供切实依据。

3.3 系统集成技术

系统实现了与综合检测车检测系统、车载设备检测维护设备管理系统等既有系统的无缝集成，资源共享，统一展示，避免了信息孤岛。

4 实现效果

铁道部基础设施检测中心承担着涉及工务、电务、通信、信号等专业铁路检测业务，目前，该中心拥有4列综合检测列车、3辆轨道检测车、1辆钢轨探伤车和1辆电务试验车等先进铁路检测装备。其主要综合检测业务是新建高速铁路和既有提速干线轨道、接触网、通信、信号、桥隧等基础设施的周期性动态检测、数据分析和状态评价，检测结果直接用于指导养护维修，以保障高速行车安全。

目前，铁路综合检测业务管理系统已在铁道部基础设施检测中心综合检测业务工作中应用，系统运行稳定，取得了良好的效果。系统典型界面见图4。

图4 系统典型界面

5 结束语

铁路综合检测业务管理系统引入了科学管理理念，利用信息化技术，实现了涵盖综合检测业务的管理流程中日常检测业务管理、运行维护管理及后勤保障的各个环节，有效降低了管理成本，保证了综合检测生产的顺畅，进一步提高了管理效率。

[1]黎国清，杨爱红，许贵阳. 既有线提速综合检测技术研究与应用[J]. 中国铁路，2008（5）：20-22.

[2]许贵阳. 客运专线综合检测列车技术方案的研究和应用[J].铁道建筑，2008（2）：95-98.

[3]杨宏图，许贵阳，侯卫星，等. 高速铁路综合检测数据分析关键技术研究[J]. 铁道运输与经济，2001（1）：31-34.

[4]Liu Xiaodong, Zhang Hengxi. A Study on the Relationships between System Reliability and Reliability Cost [J]. International Journal of Plant Engineering and Management, 2000(1).