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1、第三章铁路信息系统架构 1 3 1铁路信息系总体规划 目标 以运输组织 客货营销 经营管理为信息化建设重点 实现调度指挥智能化 客货营销社会化 经营管理现代化 2 3 1铁路信息系总体规划 体系 3 3 1铁路信息系总体规划 体系 运输组织 客货营销 经营管理是铁路信息化的三大应用领域 运输组织领域的信息系统 主要服务于铁路运输的调度指挥 生产作业部门和人员 以提高运输生产效率和保障运输安全为目标 涵盖运输生产的各主要环节 客货营销领域的信息系统 主要服务于铁路市场营销人员和旅客 货主 以提高铁路运输市场竞争能力 增运增收为目标 向旅客和货主提供优质服务 经营管理领域的信息系统 主要服务于运力
2、资源 经营资源管理与运营决策支持的部门和人员 以保障铁路运输的运力资源的优化配置和降低运输成本为目标 提高铁路运输效益 4 3 1铁路信息系总体规划 体系结构 5 3 1铁路信息系总体规划 体系结构 铁路信息化公共基础平台 为业务应用层的各系统提供公用的基础环境 公共基础平台包括 通信网络基础平台 构建完善的通信网络 满足信息系统高速传输数据要求 建设安全可靠的铁路计算机网络 满足应用系统互连互通和社会化服务的需要 信息共享平台 建立信息系统的信息传输交换及共享机制 实现三大领域信息系统间信息共享 公用基础信息平台 实现公用基础信息 基础编码 铁路空间信息 运输基础信息等 的统一维护 为各信息
3、系统提供标准的中间件服务 信息安全保障平台 建立完备的信息安全保障体系 为各信息系统间数据交换提供保障信息安全的标准服务 铁路门户 提供铁路信息系统对外统一通道和服务等 6 层次体系结构 7 3 1铁路信息系总体规划 运输组织 8 3 1铁路信息系总体规划 客货营销 9 3 1铁路信息系总体规划 经营管理 10 3 1铁路信息系总体规划 网络结构 11 3 1铁路信息系总体规划 网络与信息安全 网络与信息安全措施主要包括 统一铁路信息系统IP网络地址 建立铁路数字证书认证体系 通过身份认证和访问授权技术 实行分等级 分权限的访问控制 对重要和机密的信息实行加密传输和数字签名 在内部服务网和安全
4、生产网间采用防火墙和虚拟专网等技术实施隔离和保护 在内网和外网间采用动态物理隔离和访问代理机制 在公用网络和业务系统专网间采用专用网络协议 采用病毒防护 入侵监测 内容过滤和日志审计等多种技术手段 形成纵深的综合防御体系 统一规划建立灾难备份中心 对重要的信息系统和数据中心提供灾难备份 12 3 1铁路信息系总体规划 信息共享平台 信息交换管理是信息共享平台的中枢 为各个系统间的信息交换与共享提供公共的数据交换 存储 访问服务 安全访问控制层在数据交换和共享时 对系统的访问进行安全认证 协议转换 格式识别 对交换的信息进行内容过滤 保证数据交换的合法性与合理性 各应用系统经整合后 以插件方式通
5、过接口与安全访问控制层相连 提供或访问共享信息 13 3 1铁路信息系总体规划 公共基础信息平台 公用基础信息平台是能够适应铁路各类信息系统公用基础数据需求的通用平台 主要提供国际 国家和行业信息化标准与规范 提供统一的公用基础编码 铁路空间信息 业务基础字典和标准的时钟源等公用共享信息 实行统一的管理 维护与更新服务 以保持各系统基础信息的一致性 减少管理 维护 更新的工作量 是信息资源共享的必要条件 14 3 1铁路信息系总体规划 公共基础编码平台 由三个子层组成 第一层为规范子层 包含了国际 国家 铁路行业信息标准及各类规范 以及由此制定的铁路信息系统基础数据编码规范 第二层为编码子层
6、主要由各类基础数据编码组成 是基础数据编码的实体 包括通用基础数据编码 业务基础数据编码以及其它基础数据编码 第三层为应用子层 主要由管理维护基础数据的相关规范 管理维护系统和服务接口组成 15 3 2铁路运输管理信息系统 铁路运输管理信息系统 TransportationManagementInformationSystem 简称TMIS 是中国铁路第一个覆盖全国铁路的信息系统 也是中国铁路信息化的核心系统 TMIS的建设是从1994年工程立项开始实施 到2004年12月31日基本建成 历时整整10年 它是一项规模庞大 结构复杂的系统工程 是实现铁路运输管理现代化的重要举措 是一项开拓性的事
7、业 TMIS是国家重大科技攻关项目 包括车站管理信息系统 货票系统 确报系统 货运营销与生产管理系统 运输调度信息系统 货车追踪系统 集装箱追踪系统等 被世行称之为世界铁路行业信息量最大 功能最复杂的管理信息系统 16 3 2TMIS 应用目标 TMIS以货物运输管理为核心 其系统应用目标是 通过计算机网络将全路部 局 分局 主要站段的计算机设备联成一个整体 实时收集全路列车 机车 车辆 集装箱以及所运货物的动态信息 实现列车 机车 车辆 集装箱的节点式实时追踪管理 实现货票 确报 编组站 区段站 货运站 货运营销及调度系统的计算机管理 随时提供任何一辆货车 一台机车 一列列车 一个集袋箱及所
8、运货物的地点及设备的技术状态 随时提供车流的动态变化情况 特别是预见编组站 分界口 限制口的车流变化 为全国铁路各级运输管理人员提供及时 准确和完整的运输信息和辅助决策方案 以实现均衡运输 紧密运输 提高运输生产效率 改善客户服务质量 17 3 2TMIS 具体目标 1 实现运输市场信息和客户需求信息的管理 动态掌握货源分布动态和运输货物在途信息 动态掌握托运人的货运订单和请求车需求 动态掌握企业自备车 箱 的位置及状态 动态掌握重点客户 重点企业和重点物资的运输计划执行情况 向客户反馈货运订单的核准情况 请求车计划的安排和执行情况 2 实现运力资源的信息管理 掌握铁路货车 机车 集装箱的保有
9、量动态信息 掌握运行图 编组计划 车站能力等信息 3 实现运输作业过程的信息管理 对货物的承运和交付信息 装 卸 车信息 列车编解和到发信息 作业计划的编制和执行信息进行管理 18 3 2TMIS 具体目标 4 实现管内现在车动态分布的信息管理 按车种 空重 掌握分布状态 按去向别和品类别掌握重车分布动态 对现在车的运用与非运用转换和出入信息进行管理 5 实现管内集装箱动态分布的信息管理 按箱型别和箱号别掌握集装箱的分布动态 按箱型和箱号掌握集装箱的检修状态 掌握集装箱的运用与非运用 以及加入与剔除变化动态信息等 6 实现运输信息的综合利用 各级系统共享运输生产过程中采集的原始信息 建立TMI
10、S的原始信息库 动态信息库和历史信息库 并在此基础上开发运输业务部门的综合应用系统 19 3 2TMIS 系统网络架构 TMIS由铁道部中央系统 铁路局系统 铁路分局级系统和站段级系统组成 各级系统通过铁路计算机通信网络互联形成一个有机的整体 其网络体系结构如下图 20 3 2TMIS 功能结构 TMIS以货运管理为核心 其功能结构如下图 21 3 2TMIS 与其它系统的关系 TMIS与其它业务管理信息系统之间的关系 如下图所示 供电供水设备状态 列车运行情况 线路状态 施工计划 列车机车车辆动态 十八点运输工作实绩 货票信息 车辆态度信息 车辆检修信息 机车及乘务员信息 机车状态信息 列车
11、动态信息 检修施工计划 车号识别信息 客车计划信息 22 3 2TMIS 初始部署架构 在TMIS规划之初 确定了以中央数据库为核心的体系架构 系统由四大部分组成 分别是中央数据库系统 站段系统 部 局 分局应用系统和计算机网络 由网络系统将其联成一个整体 原始信息由站段直接报送中央数据库系统 各路局和分局再从中央数据库访问各种业务数据 部级 铁路局级 分局级 站段级 中央数据库 部应用系统 局应用系统 分局应用系统 23 3 2TMIS 现行部署架构 这种大集中的体系结构对于铁道部全面统筹和优化运输资源 提高铁道部运输生产和管理效率而言 是合理的 但是 随着业务系统应用的不断深入 需要访问的
12、数据量越来越大 从而对大集中体系结构中的网络稳定性 可靠性 通讯和带宽都有很高的要求 如何有效地满足各路局 分局在生产 经营和管理等各方面应用对实时数据的要求 是系统必须面对的问题 铁道部决定 采取一个过渡性的措施 原始信息3级建库 即把原TMIS设计方案要求原始信息由站 段 系统直接报送铁道部中央系统调整为原始信息从车站逐级上报 落地和转发 在分局 路局和铁道部分别建立原始信息数据库 方便各级运输组织和各个管理部门对原始信息的共享应用 24 3 2TMIS 现行部署 部级数据库 铁路局数据库 分局数据库 部级应用服务器 局级应用服务器 分局级应用服务器 站段级 25 3 2TMIS 三级建库
13、 三级建库 在TMIS系统建设过程中具有重要意义 从业务角度看 三级建库 是迄今为止规模最大的路局和分局大型数据库部署 为路局和分局的货运业务应用系统提供了良好的运行环境 从技术角度来看 通过 三级建库 能够在5年左右的时间内 在计算能力 处理能力和存储容量等方面满足路局和分局货运生产和管理的应用需要 以及路局级决策支持系统的应用要求 26 3 2TMIS 三级建库 对 三级建库 的数据库平台提出了以下要求 1 功能强大 特别是要求具有强大的并行处理能力 具有足够的智能适应铁道部的异种环境 由于各铁路局和分局原有的硬件系统的处理能力不尽相同 因此 要求数据库的并行处理能力达到一定程度的智能化
14、能够以计算机的处理能力为依据 进行负载均衡 使每台机器上的负载与其处理能力相匹配 确保TMIS运行环境的高性能 2 高可用性 支持7 24小时不间断服务 3 可靠性和稳定性 系统中存储铁路运输生产经营管理中非常关键的业务数据 直接关系到铁路货运的经营管理效益和广大货主的切身利益 4 安全性 基于TMIS系统在铁路货运管理方面的重要性 数据库系统安全性的重要意义显而易见 27 3 2TMIS 集群数据库 多年的信息化建设 铁道部各路局 分局都配置了多台UNIX系统服务器 以及配置更低一些的硬件系统 由于这些系统在处理能力和内存容量方面的局限性 无法独立承担运行路局或分局数据库的重任 但如果把这些
15、系统组成集群 无疑是一种有效的措施 因此 在 三级建库 工程中 各路局和分局的数据库系统都采用集群架构 在原有服务器设备基础上 再根据情况引进1 2台处理能力更强和存储容量更大的系统 在存储方面采用SAN存储技术 共享存储阵列 这样 可以在最大范围内充分利用已有的计算机处理能力 满足路局和分局建立大型数据库对处理器和存储容量的要求 并且把投资降至最低 28 3 2TMIS 集群数据库 SAN技术 SAN StorageAreaNetwork 存储区域网络 是计算机信息处理技术中的一种架构 它将不同的计算机数据存储设备 如磁盘阵列 磁带库 连接到服务器 使得这些存储设备看起来就像是本地一样 SA
16、N采用光纤通道 FibreChannel 技术 通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机 建立专用于数据存储的区域网络 SAN存储采用的带宽从100MB s 200MB s 发展到目前的1Gbps 2Gbps SAN比传统的存储技术拥有更大的容量和更强的性能 通过专门的存储管理软件 可以直接在SAN的大型主机 服务器或其他服务端电脑上添加硬盘和磁带设备 29 3 2TMIS 集群数据库 SAN技术 SAN是一个专有的 集中管理的信息基础结构 它支持服务器和存储之间任意的点到点的连接 SAN集中体现了功能分拆的思想 提高了系统的灵活性和数据的安全性 SAN以数据存储为中心 采用可伸缩的网络拓扑结构 通过具有较高传输速率的光通道连接方式 提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换 并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内 在多种光通道传输协议逐渐走向标准化并且跨平台群集文件系统投入使用后 SAN最终将实现在多种操作系统下 最大限度的数据共享和数据优化管理 以及系统的无缝扩充 30 3 2TMIS 集群数据库 存储阵列 磁盘阵列简称RAID RedundantArraysofI
