GIS在鐵路設(shè)備管理中的應(yīng)用說(shuō)課材料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。GIS在鐵路設(shè)備管理中的應(yīng)用-一、概述鐵路企業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。截止到1998年，職工人數(shù)317.9萬(wàn)人；全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)57583.5公里；完成客運(yùn)周轉(zhuǎn)量的3691億人公里；貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量的12262億噸公里，是一個(gè)集運(yùn)輸、工業(yè)、建筑、物資、通訊、文化、教育、衛(wèi)生等多種國(guó)民經(jīng)濟(jì)為一體，集中指揮與部、局、分局級(jí)管理相結(jié)合，基層單位遍布全國(guó)各地的特大型國(guó)有企業(yè)。對(duì)整個(gè)鐵路系統(tǒng)而言，設(shè)備管理具有很重要的意義，它是重要的基礎(chǔ)管理信息資源，是技術(shù)改造、行車(chē)指揮、保障行車(chē)安全及事故搶險(xiǎn)救援等領(lǐng)導(dǎo)決策的重

2、要依據(jù)。但是由于管理技術(shù)跟不上，使設(shè)備管理成為鐵路系統(tǒng)技術(shù)管理的薄弱環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的設(shè)備管理方式共有兩種：一是建立臺(tái)帳進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，二是編制圖集進(jìn)行圖形管理。以這兩種方式進(jìn)行設(shè)備管理有很大的弊?。阂环矫?，在圖集顯示的信息遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際工作的需要；另一方面，翻閱臺(tái)帳得到的僅是單一的數(shù)據(jù)，缺少直觀、詳細(xì)的資料。數(shù)據(jù)與圖形成為各自獨(dú)立的部分，二者的關(guān)系被割裂。隨著鐵路經(jīng)營(yíng)機(jī)制的變革和我局技術(shù)更新速度的加快，各級(jí)管理人員的行車(chē)技術(shù)設(shè)備信息的需求不斷增長(zhǎng)。這種以傳統(tǒng)方式進(jìn)行鐵路行車(chē)設(shè)備管理難以適應(yīng)新形勢(shì)的需要。鐵路行車(chē)技術(shù)設(shè)備地圖信息管理系統(tǒng)引進(jìn)了先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，全面地對(duì)鐵路行車(chē)設(shè)備進(jìn)行計(jì)

3、算機(jī)管理，徹底根除了傳統(tǒng)管理方式的種種弊病，通過(guò)地圖+信息的方式，全面、直觀、準(zhǔn)確地反映了設(shè)備的分布、現(xiàn)狀及技術(shù)特征。同時(shí)，系統(tǒng)還提供了多種查詢、統(tǒng)計(jì)、定位功能，為計(jì)算鐵路運(yùn)輸能力、鐵路設(shè)備技術(shù)改造、搶險(xiǎn)救援等工作提供了全新的技術(shù)手段。二、標(biāo)準(zhǔn)引入圖例采用中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）鐵路工程圖形符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，定制電子矢量地圖圖例庫(kù)，征求各分局意見(jiàn)后頒發(fā)執(zhí)行。圖幅概況圖以全國(guó)1：50萬(wàn)矢量交通地圖為基礎(chǔ)，編制局線路概況圖，各專(zhuān)業(yè)設(shè)備概況圖，以線路概況圖為準(zhǔn)，圖幅內(nèi)容如下：局線路概況圖局橋隧概況圖局電務(wù)設(shè)備概況圖局機(jī)務(wù)設(shè)備概況圖局機(jī)務(wù)（水電）設(shè)備概況圖局機(jī)務(wù)（電氣化）設(shè)備概況圖局車(chē)輛設(shè)備概況圖預(yù)留局

4、其他行車(chē)專(zhuān)業(yè)設(shè)備概況圖綜合圖線路綜合圖（以區(qū)間縱斷面圖為主、輔以其他內(nèi)容）電務(wù)綜合圖（自閉、聯(lián)鎖示意圖）電氣化綜合圖（接觸網(wǎng)高、饋電相別、供電范圍、供電臂分布等）綜合圖按線別，以分局管界分段，并用文字將該線主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)站、車(chē)務(wù)段分布、線路、橋隧、電務(wù)、機(jī)務(wù)、車(chē)輛設(shè)備等加以描述車(chē)站平面圖以工務(wù)段技術(shù)設(shè)備圖與電務(wù)段站場(chǎng)平面圖兩者相結(jié)合編制行車(chē)設(shè)備車(chē)站平面圖。路網(wǎng)、區(qū)域性樞紐繪制樞紐示意圖公共字典編碼采用TMIS編碼體系。三、總體構(gòu)架系統(tǒng)配置硬件平臺(tái)：支持COMPAQ、SUN、HP、IBM等PCServer；工作站要求586/166以上微機(jī)，以滿足多媒體應(yīng)用對(duì)設(shè)備容量和速度的要求。操作系統(tǒng):單機(jī)

5、版：WINDOWS95/98。網(wǎng)絡(luò)版：服務(wù)器端要使用WINDOWSNT4.0（SP3）+IIS3.0;工作站需要運(yùn)行在WINDOWS95+IE4.0或WINDOWS98操作系統(tǒng)之上。軟件平臺(tái)：ORACLE8.3數(shù)據(jù)庫(kù)：ORACLESPATIAL+SPATIALEXTENSION；MapXtreme;MapX網(wǎng)絡(luò):可以采用3種聯(lián)網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)信息共享：機(jī)關(guān)局域網(wǎng)。電話撥號(hào)上網(wǎng)。X.25廣域網(wǎng)。局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要采用TCP/IP及X.25。5.有關(guān)圖示：圖1鐵路體系結(jié)構(gòu)；圖2鐵路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；圖3鐵路維護(hù)機(jī)制。系統(tǒng)功能資源共享構(gòu)建全局行車(chē)設(shè)備矢量地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)路局行車(chē)技術(shù)設(shè)備地圖管理系統(tǒng)，依托鐵路X.25

6、公用分組交換網(wǎng)、鐵路專(zhuān)用通信基干網(wǎng)、鐵路機(jī)關(guān)局域網(wǎng)，最終建成具有開(kāi)放性、大容量、高速度和多功能支撐能力的共享的企業(yè)級(jí)GIS應(yīng)用系統(tǒng)，作為局機(jī)關(guān)辦公自動(dòng)化的共享資源，同時(shí)預(yù)留與其他信息系統(tǒng)如RSMIS的接口。為行車(chē)指揮和搶險(xiǎn)救援提供決策依據(jù)采用空間導(dǎo)航、地址匹配等多種定位方式，使用戶能夠方便、快速地定位、顯示行車(chē)設(shè)備圖，為行車(chē)指揮和搶險(xiǎn)救援服務(wù)。為鐵路行車(chē)技術(shù)設(shè)備改造提供全面翔實(shí)的基礎(chǔ)信息利用空間分析，快速檢索符合特定技術(shù)指標(biāo)條件的設(shè)備的位置及設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)特征，為鐵路行車(chē)技術(shù)設(shè)備改造進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查、分析和方案研究服務(wù)。易于維護(hù)完善矢量地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和維護(hù)手段，保證設(shè)備基礎(chǔ)信息的時(shí)效性。易于使用

7、提供單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版兩套方案，使用戶在不同環(huán)境中使用該系統(tǒng)。盡可能符合用戶處理業(yè)務(wù)習(xí)慣，使用戶能以簡(jiǎn)單的操作，從多種方式得到需要的結(jié)果，結(jié)合文、圖、像等直觀生動(dòng)的多種形式，提供資料。圖集出版能夠?qū)⑾到y(tǒng)矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為北大方正標(biāo)準(zhǔn)出版格式文件，進(jìn)行排版印刷，出版圖集。查詢定位方式地圖導(dǎo)航以1：50萬(wàn)全國(guó)交通矢量電子地圖為導(dǎo)航地圖，通過(guò)在導(dǎo)航圖上點(diǎn)選對(duì)象，定位并顯示其對(duì)應(yīng)的圖幅。如查某車(chē)站的平面示意圖，通過(guò)操縱導(dǎo)航地圖，漫游放大，找到導(dǎo)航圖上該車(chē)站的位置，單擊圖上該站位置，即得到該站的平面示意圖。按分局、線路、區(qū)段或車(chē)站名稱(chēng)、里程選定分局，得到分局管轄所有線路列表，選定線路，得到該線路所有區(qū)段列表，這

8、樣層層剝筍，很快就能找到最終結(jié)果；如果知道車(chē)站的確切名稱(chēng)或區(qū)間的里程，操作就更簡(jiǎn)單了，只要輸入名稱(chēng)或里程，馬上就能看到結(jié)果。按技術(shù)指標(biāo)將滿足一定條件的圖幅快速檢索定位出來(lái)。如：只要選定條件，如襄渝線上，坡度3,便可以將襄渝線上所有坡度大于3的坡段檢索出來(lái)，列表顯示，用戶只要點(diǎn)選列表中的數(shù)據(jù)，即可得到該數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的坡段情況。四、技術(shù)特色局行車(chē)技術(shù)設(shè)備地圖信息管理系統(tǒng)以先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)為起點(diǎn)，集網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息等新技術(shù)為一體，構(gòu)成具有現(xiàn)代管理特色的鐵路行車(chē)設(shè)備管理信息系統(tǒng)。先進(jìn)性采用先進(jìn)GIS組件式開(kāi)發(fā)技術(shù)開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)GIS產(chǎn)品系統(tǒng)采用Mapinfo公司的MapX開(kāi)發(fā)工具，為

9、行車(chē)設(shè)備管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)GIS產(chǎn)品，用戶功能定制能力強(qiáng)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域組件化技術(shù)的發(fā)展在GIS領(lǐng)域的體現(xiàn)，也是目前GIS產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。Web地理信息系統(tǒng)(WebGIS)隨著網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)地理信息的分布式存儲(chǔ)、空間信息的發(fā)布、地址查詢和Internet環(huán)境中的地圖顯示，是目前GIS領(lǐng)域中最新的熱點(diǎn)領(lǐng)域。系統(tǒng)采用Mapinfo公司的MapXtreme開(kāi)發(fā)技術(shù)，成功構(gòu)建企業(yè)級(jí)共享的GIS應(yīng)用系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)最早采用該項(xiàng)技術(shù)的大型應(yīng)用系統(tǒng)。獨(dú)特的地圖矢量化技術(shù)系統(tǒng)解決了一些行車(chē)設(shè)備地圖矢量化的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)

10、發(fā)出專(zhuān)用的地圖矢量化工具，能夠大大降低地圖矢量化的工作量，縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期，系全路首創(chuàng)。實(shí)用性在行車(chē)設(shè)備管理信息系統(tǒng)中引進(jìn)GIS技術(shù)，能夠在行車(chē)指揮、搶險(xiǎn)救援、技術(shù)改造等鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)管理和決策過(guò)程中解決設(shè)備管理的兩類(lèi)問(wèn)題：定位和條件查詢。定位:根據(jù)需要，定位設(shè)備位置，現(xiàn)實(shí)實(shí)體的輪廓特征。在行車(chē)指揮，搶險(xiǎn)救援中起重要作用。條件查詢:快速檢索符合某些特定的技術(shù)指標(biāo)條件的設(shè)備在什么位置及設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)特征，主要用在設(shè)備技術(shù)改造的現(xiàn)狀調(diào)查、分析和方案研究。開(kāi)放性，可擴(kuò)展性該系統(tǒng)不僅可以與鐵路統(tǒng)計(jì)管理信息系統(tǒng)互聯(lián)，而且還預(yù)留了與未來(lái)系統(tǒng)（鐵路擬開(kāi)發(fā)和正在建設(shè)的其他信息系統(tǒng)）互連互訪的接口。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選

11、擇產(chǎn)品和編制軟件等過(guò)程中，始終以突出系統(tǒng)的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性為重點(diǎn)。易用性系統(tǒng)Windows環(huán)境下的應(yīng)用界面，把地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)相聯(lián)結(jié)，界面風(fēng)格突出人性化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了文本、圖形和圖像信息相結(jié)合的定位、查詢、檢索模式，突出了信息表達(dá)形式的形象化、直觀化，同時(shí)盡可能簡(jiǎn)化操作步驟，并附帶完善的聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)。系統(tǒng)進(jìn)行了三個(gè)層次的嚴(yán)格測(cè)試：技術(shù)測(cè)試，保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定地運(yùn)行業(yè)務(wù)測(cè)試，保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的權(quán)威性，盡可能符合用戶處理業(yè)務(wù)習(xí)慣。易用性測(cè)試，用戶能以簡(jiǎn)單的操作，從多種方式得到需要的結(jié)果?？删S護(hù)性專(zhuān)門(mén)的矢量化工具，減少手工工作量，縮短維護(hù)周期。采用了數(shù)據(jù)編碼字典管理屬性數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的

12、可維性。索引圖層管理空間數(shù)據(jù)，規(guī)范矢量地圖數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)，保證空間數(shù)據(jù)的一致性和完整性。WebGIS應(yīng)用系統(tǒng)能收集系統(tǒng)使用的反饋信息，并動(dòng)態(tài)發(fā)布設(shè)備信息變化情況。建設(shè)和使用成本較低系統(tǒng)最終形成兩套應(yīng)用界面：基于單機(jī)運(yùn)行的光盤(pán)版和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境MapXTreme的網(wǎng)絡(luò)版。該系統(tǒng)建立了一種真正的企業(yè)級(jí)的共享的空間信息系統(tǒng)，能夠在鐵路局內(nèi)多個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)共享一個(gè)GIS系統(tǒng)，具有分布式計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，面向特征的應(yīng)用，無(wú)縫的連續(xù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)并能連接多個(gè)外部數(shù)據(jù)庫(kù)，允許所有公用的數(shù)據(jù)和應(yīng)用模型在網(wǎng)絡(luò)上供多用戶使用，大大減輕了客戶端系統(tǒng)的配置，可以通過(guò)一般局域網(wǎng)進(jìn)行比較高效的訪問(wèn)。系統(tǒng)總體性能價(jià)格比較合理。五、應(yīng)用效果鐵路

13、運(yùn)輸業(yè)的主題是安全和效益。鐵路行車(chē)設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)作正是保證運(yùn)輸生產(chǎn)安全、提高運(yùn)輸生產(chǎn)效率的必要條件,因此，能否對(duì)鐵路行車(chē)設(shè)備實(shí)行及時(shí)有效的管理將直接影響鐵路系統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，不僅為鐵路行車(chē)設(shè)備管理提供了一種全新的、高效的工作手段，而且為鐵路行車(chē)設(shè)備管理乃至整個(gè)鐵路系統(tǒng)各部門(mén)的管理、運(yùn)營(yíng)、投資、基礎(chǔ)工作等各方面帶來(lái)巨大的綜合效益。管理效益鄭州鐵路局行車(chē)設(shè)備地圖信息管理系統(tǒng)的建成，使行車(chē)設(shè)備的空間分布情況及其狀態(tài)通過(guò)矢量地圖的方式直觀地表現(xiàn)出來(lái)，信息全面，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供及時(shí)、完備的管理信息；系統(tǒng)運(yùn)行高效，以往需要耗費(fèi)幾小時(shí)甚至幾天時(shí)間的查詢、統(tǒng)計(jì)、定位工作，現(xiàn)在僅需幾分

14、鐘即可完成，大大提高了管理效率，保證了鐵路經(jīng)營(yíng)管理質(zhì)量。工作效益鐵路行車(chē)設(shè)備信息是進(jìn)行鐵路行車(chē)設(shè)備管理關(guān)鍵的參考資料。鄭州鐵路局管區(qū)跨越多省，幾十條線路，所涉及行車(chē)設(shè)備信息成百萬(wàn)計(jì)，為了收集和整理這一巨大的信息資源，從路局、分局到基層各站段都傾注了大量的人力、財(cái)力。但由于存在許多問(wèn)題，例如現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)變動(dòng)頻繁、已有數(shù)據(jù)維護(hù)不利、共享性差、信息檢索不便等，使得行車(chē)設(shè)備管理工作的效率和質(zhì)量受到了嚴(yán)重影響。該系統(tǒng)的應(yīng)用降低了工作成本，同時(shí)又提高了工作效率和質(zhì)量，有效地改善了了鐵路部門(mén)的行車(chē)設(shè)備管理環(huán)境，為行車(chē)設(shè)備管理工作帶來(lái)了極大的方便。其工作效益主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享傳統(tǒng)的行車(chē)

15、設(shè)備管理是以專(zhuān)業(yè)部門(mén)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和整理，信息單一，而真正應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際時(shí)往往需要多個(gè)專(zhuān)業(yè)的綜合數(shù)據(jù)。以京廣鐵路提速進(jìn)行線路技術(shù)改造為例，涉及到工務(wù)、電務(wù)、車(chē)站等多個(gè)部門(mén)的設(shè)施設(shè)備，必須同時(shí)對(duì)各專(zhuān)業(yè)部門(mén)進(jìn)行綜合考慮，因此需要全方位數(shù)據(jù)共享。該系統(tǒng)將各個(gè)專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)實(shí)行統(tǒng)一管理，有效實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，不但避免了專(zhuān)業(yè)部門(mén)各自為政、數(shù)據(jù)之間很難共享的缺陷，并且可以消除數(shù)據(jù)的有害冗余，從而形成了信息全面的綜合性數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)更新速度大大加快以往一個(gè)分局修訂一次圖集需要一年以上時(shí)間，不可能每年都做這樣的修訂，甚至有的分局最近的一次修訂已近十年。而本系統(tǒng)將數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)中，維護(hù)更新相當(dāng)方便，在條件允許的情

16、況下，可以每半年甚至隨時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息收集整理并同時(shí)刷新計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)，這樣，數(shù)據(jù)更新速度較之傳統(tǒng)管理方式大大提高，保證了數(shù)據(jù)的客觀和時(shí)效性。形成了高效率的鐵路行車(chē)設(shè)備檔案館本系統(tǒng)采用了大容量數(shù)據(jù)存貯器，可以在一張光盤(pán)上存儲(chǔ)整個(gè)鄭州鐵路局（包括六個(gè)分局）設(shè)施設(shè)備的全部信息，攜帶、檢索都非常方便，檢索速度較以往大大提高。仍以京廣鐵路提速進(jìn)行線路技術(shù)改造為例，以前通過(guò)手工翻閱臺(tái)帳、圖集進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢統(tǒng)計(jì)工作大約需要一個(gè)星期時(shí)間，而使用本系統(tǒng)后，單機(jī)版中最復(fù)雜的查詢也不會(huì)超過(guò)5秒鐘，網(wǎng)絡(luò)版中最復(fù)雜的查詢視網(wǎng)絡(luò)傳輸速度不超過(guò)20秒，大大提高了工作效率，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。使用方便本系統(tǒng)主要提供Windo

17、ws環(huán)境下的應(yīng)用界面，并把地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)相聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)了文本、圖形和圖像信息相結(jié)合的分析、檢索模式，突出了信息表達(dá)形式的形象化、直觀化。普通業(yè)務(wù)人員稍經(jīng)培訓(xùn)便能承擔(dān)應(yīng)用系統(tǒng)的使用、維護(hù)、擴(kuò)展和更新工作。投資效益?zhèn)鹘y(tǒng)的臺(tái)帳和圖集管理方式需要投入大量的人力財(cái)力，花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間管理臺(tái)帳和修訂圖集。以修訂一次鄭州鐵路局圖集為例，鐵路局和每個(gè)分局的車(chē)務(wù)、機(jī)務(wù)、供電、電務(wù)、車(chē)輛等相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)至少要分別抽調(diào)一人參與這項(xiàng)工作，全局總共要投入40名左右技術(shù)人員進(jìn)行一至兩年的采集和整理工作，加之每個(gè)分局僅印刷圖集就需要至少5萬(wàn)元，修訂一次圖集全局總共要投入60萬(wàn)元以上。而本系統(tǒng)提供了簡(jiǎn)便易行的系統(tǒng)維護(hù)方式，普通業(yè)務(wù)人員只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)便能承擔(dān)應(yīng)用系統(tǒng)的維護(hù)、擴(kuò)展工作，從而既提高了