【導讀】進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不。做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學可以將本學位論文的全部或。手段保存和匯編本學位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。隨著鐵路信息化步伐不斷的加快，智能技術(shù)在鐵路運輸中的。廣泛應用，運安系統(tǒng)對鐵路機務管理工作提出了新的要求。本論文在此背景下，對運。輸安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進行了深入的研究。綜合考慮C／S模式在信息事務處。同時結(jié)合webservices模型和數(shù)據(jù)庫安全方面的技術(shù)，保證管理。系統(tǒng)的安全運行，使其運安系統(tǒng)發(fā)揮最大的功能。

　　

【正文】 操作系統(tǒng)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)已成為當今應用軟件的首選體系結(jié)構(gòu)。顯然 B/S 結(jié)構(gòu)應用程序相對于傳統(tǒng)的 C/S 結(jié)構(gòu)應用程序是一個非常大的進步。 B/S 結(jié)構(gòu)的主要特點是分布性強、維 護方便、開發(fā)簡單且共享性強、總體擁 有成本低 。但數(shù)據(jù)安全性問題、對服務器要求過高、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、軟件的個性化特點明顯降低，這些缺點是有目共睹的，難以實現(xiàn)傳統(tǒng)模式下的特殊功能要求。例如通過瀏覽器進行大量的數(shù)據(jù)輸入或進行報表的應答、專用性打印輸出都比較困難和不便。此外，實現(xiàn)復雜的應用構(gòu)造有較大的困難。雖然可以用 Ajax、 。 Net等技術(shù)開發(fā)較為復雜的應用，但是相對于發(fā)展已非常成熟 C/S 的一系列應用工具來說，這些技術(shù)的開發(fā)復雜，并沒有完全成熟的技術(shù)工具供使用 [12]。 鐵路機務運 用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 16 C/S 和 /B/S 模式體系結(jié)構(gòu)的對比 (1)硬 件環(huán)境不同。 C/S 一般建立在專用的網(wǎng)絡(luò)上，小范圍里的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，局域網(wǎng)之間再通過專門服務器提供連接和數(shù)據(jù)交換服務。而 B/S 是建立在廣域網(wǎng)之上，不必用專門的網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境。有比 C/S 更強的適應范圍，一般只要有操作系統(tǒng)和瀏覽器就行。 (2)系統(tǒng)的開放性不同。 C/S 對操作系統(tǒng)依賴性強，不同的操作系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交流困難。而 B/S 模式可跨平臺支持，可移植性，用與操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無關(guān)的方式存數(shù)據(jù)。 (3)使用方便性不同。 C/S 用戶的界面是由客戶端軟件所決定的，其使用的方法和界面各不相同。而 B/S 用戶的界面都統(tǒng)一在瀏覽器上， 瀏覽器易于使用、界面友好，用戶只需學會使用 WWW 瀏覽器，即可進行各類信息資料的檢索和翻閱，特別適合非計算機人員使用。 (4)開發(fā)和維護成本不同。 C/S 的應用必須開發(fā)出專用的客戶端軟件，無論是安裝、配置還是升級都需要在所有的客戶機上實施 ， 極大浪費了人力和物力。而 B/S 的所有功能都在 Web 服務器上實現(xiàn)，不需在客戶端進行任何改變，故而可降低開發(fā)和維護成本。 (5)安全性不同。 C/S 模式一般面向相對固定的用戶群，對信息安全的控制能力強。而 B/S 不能直接存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，增強了數(shù)據(jù)的安全性，但由于當前系統(tǒng)軟件安全性 技術(shù)較差，再加上用戶多，從而降低了應用程序的安全性。 (6)交互性不同。 C/S 模式在客戶端有一套完整應用程序，可以設(shè)計復雜的用戶界面，并在出錯提示、在線幫助等方面功能強大，從而較之 B/S 模式交互性更強。 (7)對程序架構(gòu)不同。 C/S 程序可以更加注重流程，可以對權(quán)限多層次校驗，對系統(tǒng)運行速度可以較少考慮。而 B/S 對安全以及訪問速度的多重的考慮 ， 建立在需要更加優(yōu)化的基礎(chǔ)上。 (8)系統(tǒng)靈活性不同。 C/S 系統(tǒng)中的模塊有一部分需改變就要關(guān)聯(lián)到其它模塊的變動，使其系統(tǒng)極難升級。而 B/S 系統(tǒng)三部分模塊各自相對獨立，其中 一部分模塊改變時，其它模塊不受影響，應用的增加、刪除等操作不影響用戶個數(shù)和執(zhí)行環(huán)境，系統(tǒng)改進變得非常容易，且可以用不同廠家的產(chǎn)品來組成性能更好的系統(tǒng)。 (9)網(wǎng)絡(luò)通信量不同 [。 C/S 網(wǎng)絡(luò)只包括 Client 和 Server 之間的通信量，網(wǎng)絡(luò)通信量大。而 B/S 采用邏輯上的三層結(jié)構(gòu)，而在物理上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍然是原來的以太網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)，這樣第一層與第二層結(jié)構(gòu)之間的通信、第二層與第三層結(jié)構(gòu)之間的通信都需占 鐵路機務運 用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 17 用同一條網(wǎng)絡(luò)線路，所以網(wǎng)絡(luò)通信量低。 (10)信息共享度不同。 C/S 系統(tǒng)使用專用的客戶端軟件，其數(shù)據(jù)格式為專用格式文件 。而 B/S 系統(tǒng)使用的是 HTML， HTML 是數(shù)據(jù)格式的一個開放標準，目前大多數(shù)流行的軟件均支持 HTML，同時 MIME 技術(shù)使得 Browser 可訪問多種格式文件。 C/S與 B/S 混合模型特點 C/S 模式體系結(jié)構(gòu)具有較強的事務處理能力，適合企事業(yè)內(nèi)部信息的快速處理 ；該模型比較適用于組織結(jié)構(gòu)簡單、封閉式操作較多、與外部信息流交互較少、同時管理者對系統(tǒng)功能需求不高的中小型企業(yè)。因我國仍存在眾多這種類型的中小企業(yè)，傳統(tǒng) C/S 信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仍占很大市場。隨著信息化不斷發(fā)展的進程，即使是中小企業(yè)也要隨時訪問外界信息或與外部 交流，閉門造車終究會被淘汰， B/S 模式的信息系統(tǒng)能有效地解決這種問題，它將企業(yè)從信息孤島中解放出來，它使企業(yè)信息系統(tǒng)更具有開放性、擴展性和簡易性。因其自身的不足，目前 B/S 模式也不能完全替代傳統(tǒng) C/S 結(jié)構(gòu)，如前面所述，大都數(shù)企業(yè)仍脫離不了以前的工作方式。 從上述中可以看出，兩種單一模式都有各自的應用范圍，傳統(tǒng)的 C/S 體系結(jié)構(gòu)并非一無是處，而新興的 B/S 體系結(jié)構(gòu)也并非十全十美。但采用以上任何一種單一模式都不能完全滿足企業(yè)整個信息系統(tǒng)需求，未能全面考慮企業(yè)信息化的整體規(guī)劃與整體解決，在信息系統(tǒng)集成的深度與廣度上 都存在一定的問題。需求方在構(gòu)建其中一個子系統(tǒng)后還要花很大的精力投入到另一個功能子系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)，各子系統(tǒng)的協(xié)同工作能力明顯不足。在此矛盾與背景下，一種全新的替代解決方案已被業(yè)者提出，基于 C/S與 B/S 混合軟件體系結(jié)構(gòu)就是較為理性的選擇，它能從企業(yè)戰(zhàn)略層的角度出發(fā)，解決上述的問題。它可以利用前述兩種單一體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點而舍去其缺點，滿足企業(yè)真正所需，使企業(yè)信息水平最優(yōu)化。其分布結(jié)構(gòu)如圖 34： 鐵路機務運 用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 18 圖 34 混合模式結(jié)構(gòu)圖 基于 C/S 與 B/S 混合模式的優(yōu)點在于，第一 :傳輸率高。由于內(nèi)部實現(xiàn)了客戶機和服務器直接 通信，無需通過網(wǎng)絡(luò)服務器，減少了對傳輸量的瓶頸約束，增加了數(shù)據(jù)傳輸量。第二 :增強信息系統(tǒng)健壯性與可擴展性。一方面以查詢、瀏覽、地理位置分散、功能要求不高的服務為主體的子系統(tǒng)采用 B/S 模式 ； 另一方面對于內(nèi)部事務處理、復雜服務提供、多維統(tǒng)計報表或圖表、決策支持等功能采用 C/S 模式，應用不同的業(yè)務采取不同的模式。第三 :有利于企業(yè)各信息子系統(tǒng)的高度集成，它能將企業(yè)不同運行環(huán)境下的軟件產(chǎn)品 (如 E 即、 CAD、 PDM)整合為一，集中數(shù)據(jù)管理，信息共享，協(xié)同交互。第四 :降低信息系統(tǒng)的開發(fā)維護成本。針對不同的功能采用不同的模 式，節(jié)約開發(fā)成本，更有利于更新維護 。 C/S和 B/S 的選用原則 在安全性要求高、交互性強、處理數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)查詢靈活的地點固定的小范圍內(nèi)使用 C/S 模式；在安全性和交互性不高，地點靈活的廣域范圍內(nèi)使用 B/S 模式。這樣能充分發(fā)揮各自的長處，開發(fā)出安全可靠、靈活方便、效率高的軟件系統(tǒng)。 鐵路機務運 用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 19 乘務員管理信息系統(tǒng)中 B_S 結(jié)構(gòu)的研究 建立司機管理信息系統(tǒng)的必要性 人事管理是企業(yè)內(nèi)部很重要的一個管理事項，但傳統(tǒng)的手工操作為信息的管理者帶來諸多不便。特別是員工數(shù)量及記錄的事項不斷增多，手工操作很難滿足及時記錄、隨時查 詢等需要，而運用一般編程語言進行信息管理系統(tǒng)的開發(fā)，由于開發(fā)工具本身的限制，對網(wǎng)絡(luò)功能的支持程度不是很強，為以后軟件升級到互聯(lián)網(wǎng)帶來了麻煩。因此有必要開發(fā)一個基于網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)，能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、插入、刪除、查詢、統(tǒng)計、更新、制表等功能。 2020 年底，通過到機務段的實地走訪調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前這些部門仍然采用傳統(tǒng)的人工方式對司機進行管理，信息的收集、處理和傳遞都由專人負責，這使得管理部門不僅要組織龐大的人力來記錄數(shù)據(jù)，還要花費大量的時間和精力同各種人工報表打交道。這些部門的工作繁雜，比如需要定期通過 人工報表的方式進行數(shù)據(jù)的手工匯總或計算機單機匯總，然后逐級人工上報，這樣做使采集到的信息很難保證準確、規(guī)范、及時傳遞，同時也不利于管理者根據(jù)實際情況做出正確的決策分析。因此， 2020 年鐵道部制定并頒布了新的《鐵路機車司機管理辦法》，要求借助于管理信息系統(tǒng)的方法，利用先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，開發(fā)出一套涉及鐵路司機管理的各個方面的 CI卡式管理信息系統(tǒng)，這套系統(tǒng)包括 CI 卡、讀卡器 和計算機信息管理軟件系統(tǒng)，論文所做的主要工作是計算機信息管理軟件系統(tǒng)部分，包括 :司機基本信息管理，駕駛證管理，CI 卡記分管理， 掛失、調(diào)動申請與批準，培訓管理，考試，信息查詢，統(tǒng)計制表，打印等。 系統(tǒng)特點及要求 該系統(tǒng)主要具有以下特點和要求 : (1)信息共享：鐵路機車司機的管理系統(tǒng)要求以共享信息的形式，提供司機個人以及與司機管理相關(guān)內(nèi)容的準確和最新的詳細資料；能給注冊用戶包括司機、管理部門和監(jiān)察部門人員、系統(tǒng)管理員等提供訪問和更新信息的服務；能輔助管理人員進行管理維護，幫助分析司機違規(guī)事故多發(fā)內(nèi)容和年齡階段，提供司機選拔的更合理的方案； 鐵路機務運 用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 20 (2)數(shù)據(jù)量大 :目前鐵道部擁有司機 15 萬余人，同時系統(tǒng)涉及的業(yè)務種類繁多，所以數(shù)據(jù)量很大；另 一方面。隨著時間的推移，每年都會有大量新的司機數(shù)據(jù)加入，老司機的數(shù)據(jù)也將逐年遞增，因此在建立數(shù)據(jù)庫時應考慮采用分布式結(jié)構(gòu)； (3)聯(lián)機事務處理 (OLTP)多 :由于系統(tǒng)前端采用讀卡機先對 CI 卡進行記分處理，之后再將讀卡機的信息錄入應用系統(tǒng)中更新數(shù)據(jù)庫，因此更新的數(shù)據(jù)需及時地送入數(shù)據(jù)庫，才能保證管理人員實時掌握 IC 卡分值以便進行處理，并為用戶的隨時查詢提供準確信息； (4)系統(tǒng)的可靠性需求高 :為保證司機所有資料的安全、準確，尤其是記分卡的信息，系統(tǒng)的可靠性要求很高，這種可靠性表現(xiàn)在正確性、安全性、使用的方便性 、可維護性以及功能的可擴充性等方面； (5)用戶 (司機 )能夠通過內(nèi)部 intrnaet 或外部 inter 隨時上網(wǎng)查詢自己各種信息；實時了解自己的 CI 卡分值，以及扣分原因、時間、執(zhí)行者，如有異議，可通過網(wǎng)上郵件或其它形式向有關(guān)機構(gòu)的提出，管理員根據(jù)審核情況可進行數(shù)據(jù)恢復；并可直接在網(wǎng)上進行掛失、調(diào)動等各種申請； (6)管理員可以在網(wǎng)上錄入、刪除、修改、查找司機資料，對司機提出的要求進行審批并將處理結(jié)果發(fā)布在網(wǎng)上；管理員在司機申請注冊為網(wǎng)上用戶時，為其分配適合的權(quán)限，如果發(fā)生變化，能夠及時修改權(quán)限及相關(guān)信息； (7)CI 卡扣分累計計分周期為一年，每隔一年，在記分卡上輸入初始分數(shù) 12 分，自初發(fā)證日期累加計算一個計分周期期滿后，扣分未達 12 分的，該周期內(nèi)的扣分記錄被消除，分值恢復為 12；若在此期間，司機 CI 卡分值小于等于 0，管理員應通知其所在單位，令其暫時離職培訓，并將卡設(shè)置為無效； (8)該系統(tǒng)直接面向大眾服務，強調(diào)實用性，在功能方面，同時滿足三類用戶的需求，即一般用戶、各級管理部門的管理者和保障系統(tǒng)運行的系統(tǒng)管理員，用戶界面必須易學易用，應適合各崗位層次的用戶的使用需求。 系統(tǒng) 設(shè)計目標 系統(tǒng)可為鐵路機車司機 管理部門提供方便、準確、及時的信息服務，同時通過對各種信息的收集、存儲和分析整理，使管理者可以了解使用 CI 卡管理辦法的運行情況，并及時做出決策，提高管理水平，更好的為廣大客戶服務，增加經(jīng)濟效益，在市場競 鐵路機務運 用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 21 爭中處于有利地位。由于鐵道部目前尚為正式使用網(wǎng)絡(luò) CI 卡計分管理，鐵路司機管理信息系統(tǒng)的建立可能跟實際需要有一定的偏差，從而給軟件設(shè)計帶來一定的難度。因此采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)開發(fā)方法和原型法相結(jié)合，按功能模塊進行劃分，這樣可以根據(jù)實際情況進行改動，而不影響整個系統(tǒng)的運行，直到滿足實際設(shè)計需要。設(shè)計目標具體包括以下三點 : (1)設(shè)計建立分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。按照系統(tǒng)所涉及的管理內(nèi)容、約束 條件、性能屬性、設(shè)計要求，將各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫信息，并按照地域進行 合理地分布式劃分。 (2)建立 BS/模式的信息訪問平臺。數(shù)據(jù)庫中的信息通過該平臺與用戶交 互，同時實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的各種處理要求，具體實現(xiàn)的功能將在下面章節(jié)介紹。 (3)在上述兩個目標實現(xiàn)后，應充分考慮系統(tǒng)的安全性問題，確保數(shù)據(jù)準 確無誤。 鐵路機務運 用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 22 4 基于 B/S 和 C/S 結(jié)構(gòu)的鐵路調(diào)度指揮管理信 息系統(tǒng)的研究 鐵路調(diào)度 指揮 管理信息系統(tǒng) 的概述 鐵路運輸調(diào)度工作 簡述 鐵路運輸行業(yè)是一個龐大而復雜的聯(lián)動機構(gòu)，它有著分工明確、點多面廣、連續(xù)性和動態(tài)性強的特點。它的生產(chǎn)過程要求參與鐵路運輸?shù)母鲉挝缓透鞴しN必須有節(jié)奏的協(xié)同動作，這就決定了鐵路運輸生產(chǎn)必須實行高度集中、統(tǒng)一指揮；才能夠高效有序的運轉(zhuǎn)。因此鐵路運輸需要一個能夠宏觀管理、統(tǒng)一指揮、動態(tài)調(diào)整、實時監(jiān)控的工作機構(gòu)，鐵路運輸調(diào)度機構(gòu)擔任的就是這樣的職責。鐵路運輸調(diào)度機構(gòu)是鐵路日常運輸?shù)闹笓]中樞。宅通過編制與執(zhí)行鐵路運輸日常工作計劃，對運輸有關(guān)備部門、各工種進行調(diào)度和指揮，協(xié)調(diào)各部門之間的關(guān)系，促使器工種按照一定的組織 模式棚點配合，以滿足旅客和貨物的運輸需蘩。為有效實現(xiàn)鐵路運輸調(diào)度的只能，實現(xiàn)鐵路運輸資源的高效運轉(zhuǎn)，鐵路運輸調(diào)艘必須要有一套完整的組織體系，按照安全生產(chǎn)、集中領(lǐng)導、統(tǒng)一指揮、逐級負囂的原則，根據(jù)中華人民菸和國鐵道部《鐵路運輸 調(diào)度 規(guī)則》的規(guī)定，目前我國的鐵路運輸調(diào)