动车组管理信息系统及其关键技术（精选9篇）
史天运
（中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，北京 100081）
摘要：分析了国外动车组管理信息系统研究和应用现状，总结了其特点，基于中国动车组运用检修的实际需要，提出了中国铁路动车组管理信息系统的架构，分析其主要特点，描述了系统主要功能，对于其关键技术进行了全面总结和分析，对于系统的深化研究和开发具有重要意义。
关键词：动车组管理信息系统；架构；特点；功能；关键技术
China Electric Multiple Units Management Information System and key Technologies
Tianyun Shi(Institute of Computing Technologies, China academy of railway sciences, Beijing 100081)Abstract: The current situation of research and application on the foreign Electric Multiple Units Management information System is analyzed, and its characteristic is summarized in this paper.Based on the actual demand of using and examination and repair on China Electric Multiple Units, the architecture of China Electric Multiple Units Management information System is first put forward.Then the main characteristics are analyzed, the main functions are described, the key technologies are researched.These have the significance on the system improvement and development further.Key Words: China Electric Multiple Units Management information System(EMUMIS), Architecture, Characteristic, Function, Key technologies 概
述
随着铁路提速和高速铁路的建设，动车组的开行量越来越大，高效率、高质量做好动车组的检修是保障动车组安全运行的重要基础，为此铁道部根据中国铁路网规划建设了七大动车检修基地和几十个动车运用所，来承担动车组的检修任务。动车组检修基地现代化的三个重要标志是科学的平面布局、先进的工艺流程与工装设备、现代化的管理信息系统。动车组管理信息系统应在借鉴国际先进的设计理念的基础上，立足中国铁路动车组运用维修实际，建设具有国际先进水平、自主知识产权的铁路动车组管理信息系统，涵盖部、局、动车基地、动车运用所的业务需求，兼容多种车型动车组技术管理，适应不同动车维修基地站场布局、工艺流程和生产组织模式，实现动车维修基地生产、作业、技术、物流、设备、安全、质量、生产成本、经营决策等全面信息化管理，实现动车组全路调配运用和网络化维修管理，实现对供应链物流管理和部件委托修安全质量进度的全面监控，达到“自动数据采集、科学安排生产、高效无纸检修、安全质量卡控、数字综合展示、智能维修支持、现代检修管理”，保障动车组安全高效运用和动车组维修网优质高效运转，为动车组在既有线提速、客运专线、高速铁路的开行提供信息化支撑。动车组管理信息系统国外研究和应用现状
2.1 日本
东日本动车组检修信息化依托新干线COSMOS系统，主要相关系统有运输计划系统、车辆管理系统和站内作业管理系统。其中运输计划系统主要实现车辆运用、分配计划和乘务员调配计划；车辆管理系统主要实现车辆履历、配件、故障、检修信息的综合管理；站内作业管理系统主要实现站内作业计划和PRC进路管理。系统将涉及车辆运用检修的重要项目，如计划信息、故障信息、大部件信息、履历信息等均纳入系统进行管理，实现检修计划计算机编制、检修工单打印、故障管理、履历管理和动车组车载信息实时落地展示，系统简单实用，已成为动车组检修中不可或缺的支撑。主要特点：以运用、检修计划为核心严格执行；系统中抓住关键数据（比如轮对数据，受电弓检测的数据、故障信息）进行重点管理，根据功能不同，设置多个不同功能的终端，实行专机专用。物料有专门的物料管理系统。
2.2 德国
德国动车检修一方面依托SAP平台，主要有：设备维护（PM）：用于服务管理、维护管理、订单通知和工作计划管理等；生产计划与控制（PP）：用于管理备件生产和旧件翻修等工作；物料管理（MM）：管理车辆维护需要的所有物料。主要功能包括：主数据管理，采购管理，库存管理，供应商管理等；财务会计（FI）和成本管理（CO）：用于收集处理维修订单的成本信息，进行成本比较等工作；质量管理（QM）：用于设定质量标准，创建检验批，记录检验结果等工作；项目管理（PS）：用于车辆大修或集中修的计划编制和成本归集等工作；业务信息仓库（BW）：用于技术缺陷分析、故障原因分析、车辆全生命周期成本分析等工作，为业主和维修单位提供决策支持。检修计划等核心主要由自主开发来实现，总的功能有：基于车载故障检测诊断信息、司乘人员发现的故障信息、地面设备自动检测信息、基地检查结果和计划修规定的项目，确定工作任务，制订维修工作计划。系统可以根据维修请求中的故障代码或故障描述搜寻适合该故障的检修工艺（任务清单）；维修人员可以从搜索到的维修工艺中指定某项工艺来处理该故障。基于维修任务、维修时段和维修资源被占用的情况，自动生成维修计划及维修工单；同时，自动检查维修资源（包括检修设施和设备、检修人员、备品备件等）的保障情况，生成维修资源计划；当动车进入运用所前，维修人员、材料和设施都已准备到位，维修人员根据维修工单有序地执行维修任务，当更换关键设备时，系统可提供符合性检查，同时计算由于备件消耗、人员工时消耗和机器工时消耗所产生的材料成本和工时成本，计算由所有工单构成的维修项目成本；当所有维修工作结束后，维修人员记录检修的情况并更新系统中的信息，包括：故障原因、故障历史、维修历史、工时及物料消耗、全生命周期成本信息等。这些信息将为维修统计分析，优化维修流程和决策支持提供依据；对于较小的维修工作和故障排除支持网络修。
2.3 法国
法国高速铁路东南线在巴黎地区的沙地翁(Chatillon)、兰地(Landy)及圣乔治新城（Villeneuve Saint Georges）维修中心（动车基地）内，均配备一套维修辅助信息处理系统TIGRE来管理维修业务。该系统提高了高速列车利用率，通过数据库和信息处理来提高了维修质量。维修辅助信息处理系统可与高速列车通信联络，采集和存储TGV列车运行中故障信息；以维修作业管理为主，为基地内运转和管理人员提供待修列车清单、列车位置、维修作业计划、列车计划离段时间等信息。与高速列车运用相关的业务部门按职责分工，在高速列车运用辅助管理软件平台上共同开展工作，协调解决问题，实现充分的信息互通和共享，使各作业环节构成一个有机的整体。同时，对高速列车技术状态进行追踪，实时掌握每列列车的运行里程、状态、维修内容等。
高速列车维修辅助管理分为维修管理系统和维修支援系统两部分。维修管理系统：基地内列车运营管理、车辆管理、车辆维修管理、器材配件管理、工具管理、机械设备管理；维修支援系统：安全管理、环保管理、成本管理、质量管理、人员管理、合同管理、图纸资料管理等。目前，法国铁路正在开发新的系统，扩展TGV高速列车维修辅助管理系统功能涵盖面，增加系统管理的信息量，提高数据处理的准确性，实现对段内作业过程的全面管理与控制。
2.4 总结
通过上述分析，国外高速列车运用维修管理信息化均围绕重点，比较实用。主要特点有：基于现代的维修和管理理念，运用维修管理一体化；注重运行状态监测和故障检测，运用数据指导维修；系统集成度高，实现信息共享，支持流程化高效维修；功能日趋完善，覆盖计划、生产、技术、安全质量、物流和成本。中国动车组管理信息系统架构和特点
3.1 中国动车组管理信息系统架构
根据中国动车组检修管理模式，动车组管理信息系统（China Electric Multiple Units Management information System，EMUMIS）由铁道部动车组管理信息系统、铁路局动车组管理信息系统、动车段动车组管理信息系统、动车运用所动车组运用管理信息系统和动车基地动车组检修管理信息系统，划分为四级，即铁道部、铁路局、动车段、动车基地（动车运用所）四级管理。由于车辆工厂承担着动车组新造和部分检修任务，所以EMUMIS还包括车辆工厂动车组管理信息系统、车辆工厂新造履历填报软件和车辆工厂检修信息管理软件。由于动车组车载动态监控系统承担着动车组运行状态的实时监控及无线落地，为动车组应急处置和检修计划预安排提供重要支撑，所以纳入系统统一设计建设，动车组管理信息系统架构如图1所示。其中：铁道部动车组管理信息系统[1]（简称部级系统）负责全路动车组运用、维修业务宏观管理，分析动车基地（动车运用所）总体生产经营情况，完成全路新造动车组、动车组配置和调用管理，审核全路动车组采购计划和维修计划，监控九项关键技术及十项配套技术国产化企业的生产能力和安全质量，实现动车组维修规程和工艺的规范管理，完成动车组技术资料修订和版本管理，提供全路共享信息支持，辅助决策支持，协助部级调度系统审定跨局交路和动车组运用计划。铁路局动车组管理信息系统[1]（简称局级系统）负责所辖动车基地或动车运用所的运用、维修业务管理和技术指导，完成本局内动车组配置和调用管理，协助局级调度系统审定本局管内交路和动车组运用计划。铁路段动车组管理信息系统（简称段级系统）负责所辖动车基地或动车运用所的运用、维修业务具体管理，统筹资源，制定月周运用检修计划，分析动车基地（动车运用所）生产绩效、技术、安全、质量、物流等总体情况，提供业务指导。动车组运用管理信息系统动车运用所提供涵盖动车组1～2级修程内主要业务的信息化管理功能，在完成。动车组检修管理信息系统提供涵盖动车组3～5级修程内主要业务的信息化管理功能。车辆工厂动车组管理信息系统主要通过其新造履历填报软件完成新造动车组履历填报工作，通过其检修信息管理软件完成所承担的动车组3-5级检修中的故障、大部件更换信息记录和检修进度上报，以及配件供应信息的共享。动车组车载动态监控系统实现车载信息的落地和分析运用。动车组管理信息系统与铁道部、铁路局调度系统进行信息交互，满足动车组开行调度的需要。
部级铁道部动车组管理信息系统 动车组车载动态监控系统 局级 段级所、车间级 动车运用所 管理信息系统 铁路局动车组管理信息系统 3.2 EMUMIS主要特点
（1）基于动车组修程修制、动车组及其关键配件的静动态履历管理、走行公里累计、检修历史的动车组检修项到期实时推算，自动编制检修计划，确保不超期、不漏项。（2）集成基于车载故障检测诊断信息、司乘人员发现的故障信息、地面设备自动检测信息和动车组定检修规定的项目，在动车组入段/所之前就生成检修计划，提高检修效率。（3）在制订维修计划同时制订资源需求计划，系统自动检查维修资源（包括检修设施和设备、检修人员、备品备件等）的保障情况。集成物流管理，可自动评估供应商，覆盖主机厂仓储管理，透过精确的库存和仓储管理降低采购和仓储成本。
（4）实时的故障代码和定检任务维修规程策略、可视化作业指导书管理及查询；统一规范的故障分类统计和数据挖掘，不断积累故障和维修经验知识，形成诊断维修专家系统，实现检修维修的辅助决策和技术支持。
（5）实现对所有检修设备的实时状态监控和预防修，监控分析检修设备资源利用情况，保证资源利用最大化。
（6）面向一体化作业管理的作业进度监控、过程安全卡控、三检一验质量卡控，保证作业安全和动车组出库的安全。
（7）基于RFID的大配件实时跟踪管理，提高检修效率，保证动车组运行的安全。（8）系统可计算由于备件消耗、人员工时消耗和机器工时消耗所产生的材料成本和工时成本，实现维修成本分析。
动车段动车组管理信息系统 车辆工厂动车组管理信息系统 动车组检修 管理信息系统 车辆工厂新造履历填报软件 车辆工厂检修信息管理软件 图1 中国动车组管理信息系统架构 4 中国动车组管理信息系统功能设计
动车组运用管理信息系统和动车组检修管理信息系统以运用、维修、技术、物流四类核心业务为主线，以实现动车组相关业务管理全面信息化为目标，涵盖生产管理、生产支持、经营管理三方面[1]。其中，生产管理方面包括调度管理、作业管理2个子系统，生产支持方面包括技术管理、物流管理、设备管理、安全管理、质量管理5个子系统，经营管理方面包括生产成本管理、综合管理、统计分析与决策支持3个子系统。
调度管理子系统包括调度命令管理、月周生产计划管理、日生产计划管理、调车计划管理、生产动态监控、现在车组管理、车载动态监控、乘务管理、接送车管理、运用实绩与走行公里、实绩上报和调度报表等。
作业管理子系统包括作业工单管理、作业派班管理、作业过程控制、一体化作业进度监控、上下岗管理、作业记录管理、作业质量管理和作业实绩统计等。
技术管理子系统包括维修工艺管理、动车组履历管理、重要配件履历管理、检修数据综合管理、故障管理、维修知识库管理、动检车数据管理、技术分析、配件寿命管理、技术资料管理、文件管理和远程技术支持等。
物流管理子系统包括配件仓储管理、配送管理、回收管理、采购管理、供应商管理、合同管理和统计分析等。
设备管理子系统包括设备技术档案、设备维修规程管理、设备使用管理、设备点检管理、设备维修管理、设备技术状态管理和设备更新改造管理等
质量管理子系统包括质量检查、质量分析、质量整改、质量考核、验收管理和委托修质量管理等。
安全管理子系统包括生产安全检查管理、安全问题库、安全考核整改、安全风险管理和安全会议管理等。
生产成本管理子系统包括维修概算编制、单车组维修成本核算、单部件维修成本核算、阶段成本统计分析和委托修成本清算等。
综合管理子系统包括基础信息管理、人员配置管理、培训管理、模拟培训平台、绩效管理、人员一卡通管理和信息传递与发布平台等。
统计分析和决策支持子系统包括业务数据统计报表、主题数据分析、综合信息查询、决策预案和生产监控。中国动车组管理信息系统关键技术
（1）动车组可靠性维修体制及技术
基于计划修、故障修和状态修相结合的动车组可靠性维修体制，通过加大车载状态监测传感器的安装及数据采集，加强状态智能预测模型的研究，实现故障预警，故障早预防，较低维修成本。
（2）动车组运用检修计划自动编制技术
需要建立动车组运用交路计划、动车组运用计划、动车组日常检修计划、动车所调车作业计划、动车组高级检车间调度计划五类计划的自动编制优化模型，研究全局智能优化算法，实现各类计划的自动生成和自动调整，提高人员劳动生产率，提高动车组的周转率，减少动车组的热备率，降低维修成本。（3）动车组故障管理技术
建立统一清晰的动车组部件分解模型，研究动车组故障的唯一编码和故障字典，实现故障录入的自动选择；对于新发现录入的故障，多次累计后，系统自动给出规范化建议，通过人工交互，实现故障字典及编码的不断完善。
（4）动车组运用、检修、物流配送、设备自动化监控一体化
综合靠考虑动车组运用、检修的均衡性，减少维修次数，降低维修成本，实现动车组运用、检修计划一体化自动编排[2]。为了提高检修效率，在编制检修计划同时，自动生成动车组配件需求计划和配送计划，实现检修、配件配送一体化。对于动车运用所、动车基地自动化检测设备、检修设备等，建立与动车组管理信息系统自动设备接口，一方面实现各类检测数据自动记入检修记录单，另一方面实时监测这些设备的运行状态，及时排除发现的故障，根据设备状态来编制并及时修订检修计划，实现检修计划与设备自动化监控一体化。（5）动车组车载信息和基地检测信息融合及应用技术
动车组车载动态监控系统实时监控动车组运行状态，并通过车地无线传输通道落地铁道部动车组管理信息系统，部、局动车调度人员实时监控动车组运行状态，对于发现的故障，需要立即解决，指挥动车随车机师进行应急处置；对于不影响运行的故障，动车运用所技术人员及时纳入当日检修计划，并提前做好检修安排，提高检修效率。其中需要研究大量车载信息处理技术和策略、故障识别模型。
（6）基于物联网及RFID的动车组及关键部件全生命周期跟踪管理技术[3]
对动车组及关键部件进行唯一编码，建立基于RFID的动车组及关键部件标识管理，建立动车组及关键部件的全生命周期模型，记录其从配属到报废全过程静态履历、走行公里、动态维修信息、故障信息和配件更换信息等动静态履历，实现动车组及关键部件的实时跟踪。建立动静态履历管理模块随着动车组配属变化、临时存放自动同步到新的运用所或基地或车辆工厂，方便动车组检修信息查询和录入。对于其他配件为了节省成本，在动车运用所、动车基地维修中可采用动态条码、油漆印制等方式进行标识管理。（7）基于检修实绩的动车组修程修制优化技术
分析统计动车组实际运行状态和故障状况，对动车组修程修制进行不断优化，提高检修的有效性，降低维修成本。
（8）动车组应急处理、维修知识库技术
研究动车组运行应急处理平台，实现动车调度人员、随车机师对运行中发现的紧急故障进行应急处置。总结维修知识，积累维修经验，建立维修知识库，引入机器学习，提高知识自动获取能力，实现维修知识共享，提高维修效率。（9）基于动车组故障分析的设计制造优化技术
基于分析统计动车组故障状况，对动车组设计制造流程、工艺、材料、配件提出优化建议，不断提高动车组的可靠性。
（10）基于SOA和工作流的动车组管理信息系统架构
采用SOA和ESB技术，实现动车组管理信息系统各子系统之间服务共享和信息交换；采用工作流技术建立动车组及关键部件的检修流程，可实现快速按需调整、重组和新建。（11）基于云计算和虚拟化数据中心技术的动车组网络修管理信息平台
采用云计算和虚拟化数据中心技术，实现分布式动车组管理信息系统硬件资源的共享，提高资源的利用率。特别是建立同构的各级、同级数据库架构，基于数据库复制技术，实现数据的自动同步和自动备份。
（12）动车组维修成本综合分析技术
实时记录动车组检修中的人员及工时、配件更换信息，可实时统计动车组维修成本，为动车组运营经济效益分析提供数据。
（13）地理信息系统、三维可视、定位技术在动车组管理信息系统中的应用 利用地理信息系统、三维可视、定位技术可实现在全路路网上动车组运行的可视化监控，故障的可视化展示，动车运用所和动车检修基地动车组的实时跟踪和可视化监控。其中在线运行的动车组可采用GPS、北斗卫星或列控系统进行定位，在所、基地的动车组可采用车号自动识别和站场计算机联锁系统进行定位。结束语
基于上述系统架构、功能和关键技术，开发了动车组管理信息系统，并在全路29个动车运用所、4个动车检修基地和铁道部、铁路局进行实施，系统的应用较好地实现了动车组各类信息的管理和快速查询，实现了动车组走行公里自动累计和各级检修修程自动预警，实现了动车组运用检修计划自动编排，实现了检修生产过程的安全作业卡控和进度监控，实现了动车组故障闭环管理，实现了检测检修设备的自动化监控和信息化维修，实现了配件出入库、消耗统计预警，实现了动车运用所和基地人员一卡通管理，为动车组高效检修、安全生产和现代化管理提供了重要支撑。
参考文献
关键词：绿色长江航运,信息采集,智能决策,智能化信息服务系统
航运是长江流域经济兴旺发展的重要基础,有力支撑了沿江社会经济发展。长江干线航道,全长2 838 km,上自云南富水,下至江苏浏河口,已形成以重庆、武汉、南京、南通等大中城市为依托的港口群。长江不仅是1条焕发青春的“黄金水道”,而且是世界少有的绿色物流通道。这条绿色通道有利于环境友好、资源利用、节能减排。要使长江水域这条绿色物流通道保持活力,不仅要加强船舶航行安全管理,降低长江的污染;还要加强综合治理,确保长江航运绿色物流环境;更重要的是要充分利用先进的计算机网络技术、通信技术加大科技投入,发展智能化的绿色长江信息服务,建立长江航运智能信息服务系统,提高长江船舶航运绿色物流素质。通过现代化信息高科技手段,加强政府的信息引导,帮助港航相关企业做好沟通交流、拓宽经营渠道、促成船货交易、提升运营效率,有效应对全球金融危机对长江航运生产经营造成的影响,保障绿色长江航运量平稳有序增长。
1 国内外研究现状
1.1 国外研究现状
智能化信息服务在国外的应用已经十分广泛,国外的典型应用案例有智能航运信息服务网络系统(intelligent waterway system and waterway information network),美国早在1993年就开始了该系统的研究与规划。该系统主要是从水上运输安全和水上运输管理2个方面,研究了船舶自动识别系统、数据信息自动交换系统、先进导航系统和运输信息网络,并开发了一套相对完善的IWS系统,在水上交通监管与智能化的信息服务方面发挥了重要作用[1]。
国外信息服务的发展尤其是欧洲内河智能信息服务的建设方面,在一定程度上来说代表了当今世界上最先进的内河航运信息服务科学技术。欧盟在2005年提出了建立统一的内河信息服务系统,该系统提供河海直达、河海联运的综合信息服务,可以实现世界范围内各个国家之间信息共享与信息协同的功能。
1.2 国内研究现状
相较于国外尤其是欧洲国家内河的智能信息服务建设,我国内河航运的信息化整体水平还是相对落后的,我国的内河航运信息服务体系相关研究还处于起步阶段, 在理论体系、技术装备、管理水平及认识理念等方面, 与欧美发达国家还有一定的差距。现阶段, 我国迫切需要引进与消化国外先进的理念与技术, 通过发挥科技创新的引领作用, 促进内河航运现代化信息服务的进程[2]。
2 基于船舶动态交通流的长江智能信息服务系统构架
2.1 欧洲内河信息服务(RIS)
欧洲内河信息服务(harmonized river information services, RIS)是欧洲为了支持内河航运、交通管理、运输管理以及多式联运而提出的1个信息协同服务理念。内河航运是1种安全的运输模式,其船舶运输的效率也相当高,能够同时运输大量货物。RIS 代表了基于现代信息和通信技术的内河综合信息服务,它为用户提供了大量的协同信息,包括相对静态的电子江图、法律法规、船舶登记数据等,以及实时动态的信息,像船舶的位置、载货信息、航速、预计到达时间等[3]。
RIS是1个支持内河交通管理和运输管理的信息服务系统,并提供同其他运输模式的接口。RIS涉及如下几个方面的服务:交通管理服务,目的是通过提供与船舶导航相关的信息,提高航运的安全性并优化交通流;运输管理服务,目的是控制运输的效率和过程,监控妨碍运输可靠性的不可预测因素;为政府和商业用户提供并交换信息,目的是通过为政府和用户双方提供实时信息,RIS用户(政府和商业用户)通过这些系统可以相互连接,获得相关数据,提高船舶运输效率[4]。
2.2 长江航运智能信息服务系统
长江航运智能信息服务系统是离不开信息服务的,它依托长江航运信息化系统现有的通信网络和公共通信网络设施,利用先进的传感器技术、无线传感网络技术、无线射频等技术,以智能为核心,为绿色长江航运提供及时、有效的信息服务。
随着长江航运信息化基础建设的不断推进和当今人工智能科学技术的飞速发展,以及无线网络、无线传感、图像传感器、RFID等技术手段成熟应用,人们已经可以通过计算机通信网络的强大功能,实现长江航运信息服务的智能化。
2.3 长江航运智能信息服务系统构架
长江航运智能信息服务系统的总体设计方案是以航道基础数据信息、交通航运信息、船舶交通监管信息等为核心,在数据信息共享互通的基础上,通过强大的计算机互联网络,建立基于船舶动态交通流的长江智能信息服务平台,以此来提高内河港口在航船舶的通行率、减少安全事故的发生。长江航运智能信息服务系统的构架见图1。
1)信息网络交互平台。
信息网络交互平台包括公网和长江海事专网(长江航运智能信息服务通信基础网络)的信息采集,主要是采集内河水域船舶交通流的静动态信息(如船舶实时动态、天气水文气象、助航信息等)。信息网络交互平台的作用是完成长江航运智能信息服务系统中各种信息数据的管理与传输、为各应用系统、数据库提供硬件支撑。在长江干线船舶交通流信息采集中,CDMA/GPRS、AIS、VHF、雷达等传感设备的监控功能及应用条件不尽相同,对监测目标的表现形式也各不一样。信息交互平台示意图如图2所示。
2)长江航运智能信息中心数据库。
在长江航运智能信息服务系统中,建立标准规范的中心数据库,包括船舶数据库、航道数据库、海事监管信息数据库等。中心数据库的建立为绿色长江、和谐长江、平安长江、数字长江提供了可靠有力的数据支撑。
3)船舶引航智能决策支持。
对于船舶引航智能决策支持系统来说,决策者要想得到详实、准确的数据信息支持,得从各传感器采集到的不同格式的数据信息来进行分析,多传感信息的融合必是基于各信息采集基础数据库的。同时,只要有中心数据库的存在,在实践中,当决策者碰到相类似的问题需要进行决策时,可以优先调用以往的成功案例进行参考,为最终决策作辅助,为长江水域在航船舶提供正确的引航。
3 长江航运智能信息服务系统的关键技术
在长江航运智能信息服务里,其服务信息资源是可以共享的,可以在很大程度上消除不同航运区域的信息孤岛,将各种独立、孤立的信息资源整合在一起,用以提高资源利用率,减少重复操作。欧洲内河航运RIS的成功应用对我国内河航运智能信息服务的发展有很好的借鉴意义。归纳长江航运智能信息服务系统的关键技术如下:信息采集技术、信息传输技术、信息存储技术及信息处理技术。
3.1 信息采集技术
针对长江船舶类型繁多,航道复杂,可利用现有长江船舶监管GPS子系统、VTS中CCTV子系统、VTS中雷达子系统采集在航船舶的交通流状态信息,同时开发内河的AIS子系统、RFID子系统以及激光扫描子系统作为扩充,构建1个覆盖全航道的、信息适度冗余的实时在线的长江在航船舶交通流多源系统获取系统。
3.1.1 AIS(船舶自动识别跟踪技术)
船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)系统,它是1个在海上移动通信频带VHF上工作的广播转发器系统。
开发AIS系统的目的是可以识别船舶;帮助跟踪目标;简化和促进信息交换;为避免碰撞提供辅助信息;减少口头的强制船舶报告。建设AIS系统的意义是可以减少VTS 和VHF-DSC建设的投资; AIS的社会效益是避免船舶碰撞、减少人命和财产损失;解决了船岸信息传输这个大难题,实现船岸信息联网、船舶信息共享;推动交通运输信息化工程。AIS的功能是可以检测船舶的静态信息与动态信息,在AIS的监管范围内不存在盲区、数据精度高、无通信费。要使用AIS,在监管航道必须建有AIS基站系统并且配备有船台设备。
3.1.2 GPS(卫星定位技术)
GPS系统的功能同AIS系统一样,能够检测船舶的静态信息和动态信息,在监管的范围内不存在盲区,受气象、地形和水面波动的影响小。GPS系统的缺点是在通信信息量大时容易发生拥塞,且GPS是有偿使用的。要想使用GPS系统,必须备有船台设备且公网通信畅通。
基于GPRS/GPS的船舶交通动态监控网络平台主要由5个部分构成,包括GPS终端设备、数据传输线路、网络设备、服务器、监控终端。
3.1.3 RADAR(雷达监控技术)
雷达子系统是VTS的重要组成部分,是VTS实施交通监视、收集船舶实时动态信息的理想技术手段。其主要用途是:监视船舶航行及发现违章行为;监视航路标志及锚泊情况;引导船舶进出港及锚泊,保障引航安全,提高船舶航运效率;提供船舶动态信息;协助进行船舶调度、港区作业、航道工程作业及海难救助等。雷达系统能够获取监管范围内在航船舶动态数据,所有的监控目标都是可见的且跟踪的目标数是不受限制的。雷达系统的缺点是雷达在运行时,存在监控盲区、数据精度不高且信息量少。当然要使用雷达系统,必须要在岸基上建立雷达站并联网。
3.1.4 RFID(电子标签识别技术)
RFID作为低成本长江航道小型船舶的船舶流量识别。RFID应用系统通常由标识特定目标物体的电子标签、接收电子标签信号的阅读器以及应用软件组成。RFID的功能是检测船舶身份标识、船舶基本信息和船舶进出港信息等,且RFID使用方便、无额外费用、不受气象条件影响。RFID的缺点是检测船舶流量的距离较短,只能获取船舶航行航区间信息。在使用RFID时,其接收端必须要联网才能够进行信息传输。
3.2 信息传输技术
长江航运智能信息服务中的信息传输依托现有的长江航运信息网络与公共通信网络设施,由有线网络和无线网络组成,其中有线网络主要利用光纤实现沿江各站点和数据中心系统的连接,无线网络利用无线宽带实现船-岸、船-船间连接以及不适宜有线网络地方的连接。
3.2.1 有线网络传输
岸站与监控中心是采用光纤来进行信息传输的。光纤可用来传输模拟信号和数字信号,其数据传输率能达几千Mb/s。光纤具有较大的信息容量,这意味着能够使用尺寸很小的电缆,将来就不用更新或增强传输光缆中信号。光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗,使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看,光缆最终的维护成本会非常低。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点,所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。
3.2.2 无线网络传输
无线网络传输方式适宜于船岸交互的信息传输。常用的传输方式有:无线公网、无线网桥、无线传感网络。无线传感网络适用低速、短距离信息采集场合,无线传感网络具有自组织特征。随着无线传感网络模块传输距离增大以航标为结点,构建标岸船信息传输系统在技术上具有可行性,无线网络传输模块低成本使该技术在内河特别是小型船舶上应用具有潜力。
3.3 信息存储技术
为了体现长江航运信息服务的信息化和智能化,在信息存储方面采用先进的分布式数据库来存放海量的数据信息。分布式数据库是在集中式数据库的基础上发展起来的,是计算机技术和网络技术结合的产物。分布式数据库存储方式适合于单位分散、职能分散的部门,为了提高信息服务的质量、降低通信费用、提高响应速度,允许各职能部门将采集到的信息就近存放在本地[5]。
在长江航运智能信息服务系统中,单一的监控方式对船舶的管理有很大难度,采用多传感器的监控管理有利于增加信息系统的利用率,有效的提高信息的可靠性和精确性,加强对目标识别的能力。常用的传感设备有AIS、CDMA/GPRS、雷达等,各传感设备的监控功能及应用条件不尽相同,对监测目标的表现形式也各不一样。各传感设备对使用环境的要求是不同的,信息传输量的大小也不尽相同,如AIS接口传输回来的信息量就相当大,不易保存。AIS、雷达、VHF采集的船舶交通流信息及卫星、GPRS等采集的信息分别通过长江海事专网和公网存储到分布式中心数据库中,方便数据信息的随时调用。采用分布式的数据存储方式可以有效的解决信息量过大的问题,实现信息的动态存储、动态转换。
3.4 信息处理技术
采用数据挖掘技术对船舶交通流各类相关数据进行挖掘,获取长江在航船舶实时、有效的交通流状态信息以及时空分布状况。数据挖掘的作用就是在基于数据库、知识库、方法库及数据仓库的基础上,将采集到的信息通过处理后进行整合,通过人机交互界面将有效信息输出,智能地为海事监管决策层提供信息服务。对长江航运船舶交通流信息处理有如下挖掘过程,数据挖掘的流程图如图3所示。
数据挖掘融合了人工智能、统计、机器学习、模式识别和数据库等多学科的理论、方法和技术,在商业、政府管理、军事等多种领域发挥着巨大的作用。数据挖掘是指1个完整的过程,该过程从中心数据库中挖掘先前未知的、有效的、可实用的信息,并使用这些信息做出决策或丰富知识。要做好对海量数据信息的挖掘工作并完成数据挖掘任务,完全、可靠、及时的数据信息是基础[6]。
首先要确定数据挖掘对象,清晰地定义出数据挖掘问题,认清数据挖掘的目的是数据挖掘的重要一步。挖掘的最后结构是不可预测的,但要探索的问题应是有预见的,为了数据挖掘而数据挖掘则带有盲目性,是不会成功的。其次是数据准备,关键在于数据的选择与数据的预处理。搜索所有与业务对象有关的内部和外部数据信息,并从中选择出适用于数据挖掘应用的数据。研究数据的质量,为进一步的分析做准备,并确定将要进行的挖掘操作的类型。最重要的挖掘过程就是对所得到的经过转换的数据进行挖掘。经过数据转换,将数据转换成1个分析模型。这个分析模型是针对挖掘算法建立的,建立1个真正适合挖掘算法的分析模型是数据挖掘成功的关键[7]。除了完善选择合适的挖掘算法外,其余一切工作都能自动地、智能地完成。最后对数据进行分析决策,将分析所得到的结果提交给用户,用户可以根据实际情况进行相应分析,进而制定下一步措施。
4 展望及总结
绿色长江航运智能信息服务是当前内河航运发展探讨的热点,本文在分析国内外信息服务研究状况的基础上,从信息采集、数据传输、数据存储、数据处理、智能决策等方面对长江航运智能信息服务系统的方法与关键技术进行了探讨,并构建了绿色长江船舶动态交通流智能信息服务系统,结合绿色长江航运的特点,并对长江绿色航运的未来发展方向做出了展望。
1) AIS长江干线应用前景无限。
今后AIS的监控应用是网络化加信息化,即通过网络化的AIS基站与现有VTS、气象、航标及各种助航等设施的整合,使现有海事系统融合一体,成为以面向航运管理、服务为主体的全新的现代化、信息化、网络化的海事交通安全系统的1个重要组成部分。
2) 构建低成本的长江船舶交通流动态采集系统。
针对长江航运的公益性,利用海事专用无线频率以及2.4G无线频率,开发低成本的AIS船台设备和基于无线传感网络的船台设备,可实现零通信费,与和谐长江航运发展目标一致。
3) 泛在网络技术在长江船舶动态交通流信息采集中的发展。
泛在网络已经被公认为是信息通信网络演进的方向。泛在网络利用网络技术,实现人与人、人与物、物与物之间按需进行信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务,网络将具有超强的环境、内容、文化、语言感知能力及智能性。
4) 长江电子航道图是船舶交通流动态统计分析的必备工具。
有效描述船舶动态交通流时空特性,离不开长江电子航道图。长江航道图的全面完成为长江航运信息化奠定基础。
参考文献
[1]Spalding J,Shea K,Lewandowisk M.Intelligentwaterway system and the waterway informationnetwork[G].The Institute of Navigation NationalTechnical Meeting,San Diego:San Diego Universi-ty,2002.
[2]罗本成,周俊华,解玉玲.内河航运综合信息服务系统及其关键技术研究[J].水运科学研究,2008,12(4):1-5.
[3]交通运输部.中荷合作中国(长江)内河航运综合信息服务发展总体框架[R].北京:交通运输部,2007.
[4]韩玲冰,杨斌,于杰,等.欧洲内河信息服务[J].中国水运,2007(5):48-49.
[5]王卓伟.交通行业信息资源整合框架与关键技术分析[J].交通信息与安全,2008(5):98-102.
[6]初秀民,严新平,吴超仲,等.汽车驾驶操作信息数据库与采集系统设计[J].中国安全科学学报,2005(1):29-33.
关键词 气象信息共享平台；构建技术
中图分类号：TP315 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2016）06--02
作为气象信息管理系统中的一部分，气象信息共享平台对于各个阶层的人们了解气象信息具有无法替代的作用，将这一平台应用到具体的气象管理过程中，便成为了目前我国气象部门的工作重点。了解并掌握气象信息共享平台的关键技术，是将其应用到具体实践过程当中的一个主要步骤，因此，气象部门必须在对这一平台达到足够的了解的基础上，通过对其关键技术的探讨，才能更好地对这一平台进行应用，使我国气象部门能够得到更好的发展。
1 气象信息共享平台概述
1.1 气象信息共享平台的概念
气象信息包括各项基础资料、对基础资料的分析及业务与服务。气象信息所涵盖的范围很广，包括陆地、海洋等很多种，而气象信息共享平台，即是为各行各业以及广大人民提供气象信息的一大平台。气象信息共享平台属于气象信息管理系统中的一部分，主要目的在于实现气象信息的共享，使气象信息能夠及时被相关行业及人民了解，从而使其能够根据对气象信息对生产及生活进行安排，气象信息共享平台对于社会及人们来讲都是非常重要的。
1.2 气象信息共享平台的构成（见图1）
由图1可以看出，气象信息共享平台具有层次化明显的特点。总的来说，所有平台中的数据及信息都来自于国家级基础数据库，以国家级基础数据库为主要出发点和传播点，气象信息数据被从4个方向传播到了社会当中。首先，以国家级基础数据库为基础，气象信息被传播到了区域级及省级的共享平台和相关行业及领域的共享平台，从而为各省以及各相关行业提供具体的气象信息。其次，以国家级基础数据库为基础，气象信息被传播到了电子政务基础库，以为我国的政府机构提供相应的气象信息；同时，还被传播到了科学数据共享平台，为我国的科研教育界提供具体的信息。再次，气象信息还被传播到了公共服务平台，这一部分气象信息的传播主要是以社会及人民大众了解气象信息为主要目的；同时，在国际范围内，气象信息还被传播到了国际服务平台，为国际用户提供气象信息；最后，气象信息还被用于科技创新以及所轨道业务领域。由此可见，气象信息共享平台对于社会各个领域来讲都是非常重要的。
图1 气象信息共享平台的主要构成
2 气象信息共享关键技术探讨
2.1 元数据技术
作为气象信息共享关键技术中的一种，元数据一直对气象信息共享技术的发展起着重要的推动作用。在气象信息数据当中，元数据一直被称为数据中的数据，之所以这样称呼，是因为元数据属于各项数据的基础，即对数据进行分析与整理的技术，通过对元数据技术的应用，各项气象信息及数据能够得到有效的整合，对于气象信息共享系统性能的保证非常有利[1]。元数据技术的应用要以元数据信息管理系统为基础，其系统构成如图2所示。
图2 元数据系统构成
2.2 数据网格技术
早在20世纪末，数据网格技术就已经被西方国家所提出，但一直未得到有效的应用，直到今天，数据网格技术才发展成熟，同时被应用到了具体的气象信心共享平台当中。数据网格技术，简单地说，是一种通过网络的连接来对世界各地的气象信息及数据资源进行整合的一种技术，通过对这一技术的应用，我国的气象信息能够变得更加丰富，同时也更加具有合理性，对于气象信息共享平台的发展以及普及是非常有利的。
2.3 海量信息存储管理
相对于一般的信息管理来说，我国对气象信息及数据的管理通常要归属与海量信息管理方面。因此，在气象信息共享当中，实施对海量信息进行管理的技术是非常必要的。通过对这一技术的应用，不仅能够实现气象信息的分级存储，还能够实现海量数据的安全备份，这对于相关人员对于数据的查询及获取和权利都是非常有利的。
2.4 数据挖掘技术
在对气象信息进行查询的过程中，相关人员往往需要从大量的数据中提取所需要的数据。这时，数据挖掘技术便能够起到作用，使工作人员能够在极短的时间内“挖掘”到所需要的数据，这对提高工作人员工作效率非常有利。因此，数据挖掘技术属于我国气象信息共享中的一项关键技术。
3 结语
气象信息共享平台无论是对于政府及社会各行各业了解气象信息，还是对于科研界获取气象信息以对我国整体的气象状况及其发展的大趋势进行了解都是非常有利的，因此将其大规模的应用在气象领域已迫在眉睫。但在其应用过程中，相关人员一定要对其关键技术进行了解，这样才能最大程度地发挥这一平台的价值，最大程度地为我国各行各业的发展提供保证。
参考文献
[1]刘爱容.气象信息共享平台的开发技巧[J].气象与环境科学，2007（1）.
基于ArcEngine的水库测绘信息系统关键技术实现及应用
介绍水库测绘信息系统关键技术的.实现方法,即水库冲刷淤积面积计算的实现,利用ArcEngine,VisualC++开发和构建该计算功能,从而快速实现冲刷淤积面积的计算,在一定程度上提高了生产效率,降低了出错率.
作 者：闻平王冲 杨林波 肖胜昌 王利鸿 WEN Ping WANG Chong YANG Lin-bo XIAO Sheng-chang WANG Li-hong 作者单位：中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院,云南,昆明,650051 刊 名：测绘与空间地理信息 英文刊名：GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 32(3) 分类号：P208 关键词：ArcEngine 水库测绘信息系统 冲刷 淤积金申请报告
项目编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
资金申请报告编制大纲（项目不同会有所调整）第一章 先进动力电池及其系统集成产业化项目概况 1.1先进动力电池及其系统集成产业化项目概况
1.1.1先进动力电池及其系统集成产业化项目名称 1.1.2建设性质
1.1.3先进动力电池及其系统集成产业化项目承办单位 1.1.4先进动力电池及其系统集成产业化项目负责人
1.1.5先进动力电池及其系统集成产业化项目建设地点
1.1.6先进动力电池及其系统集成产业化项目目标及主要建设内容
1.1.7投资估算和资金筹措
1.2.8先进动力电池及其系统集成产业化项目财务和经济评论
1.2先进动力电池及其系统集成产业化项目建设背景
1.3先进动力电池及其系统集成产业化项目编制依据以及研究范围
1.3.1国家政策、行业发展规划、地区发展规划
1.3.2项目单位提供的基础资料
1.3.3研究工作范围
1.4申请专项资金支持的理由和政策依据
第二章 承办企业的基本情况 2.1 概况 2.2 财务状况
2.3单位组织架构
第三章 先进动力电池及其系统集成产业化产品市场需求及建设规模
3.1市场发展方向
3.2先进动力电池及其系统集成产业化项目产品市场需求分析
3.3市场前景预测
3.4先进动力电池及其系统集成产业化项目产品应用领域及推广
3.4.1产品生产纲领
3.4.2产品技术性能指标。
3.4.3产品的优良特点及先进性
3.4.4先进动力电池及其系统集成产业化产品应用领域
3.4.5先进动力电池及其系统集成产业化应用推广情况
第四章 先进动力电池及其系统集成产业化项目建设方案 4.1先进动力电池及其系统集成产业化项目建设内容
4.2先进动力电池及其系统集成产业化项目建设条件
4.2.1建设地点
4.2.2原辅材料供应
4.2.3水电动力供应 4.2.4交通运输
4.2.5自然环境
4.3工程技术方案
4.3.1指导思想和设计原则
4.3.2产品技术成果与技术规范
4.3.3生产工艺技术方案
4.3.4生产线工艺技术方案
4.3.5生产工艺
4.3.5安装工艺
4.4设备方案
4.5工程方案
4.5.1土建
4.5.2厂区防护设施及绿化
4.5.3道路停车场
4.6公用辅助工程
4.6.1给排水工程
4.6.2电气工程
4.6.3采暖、通风
4.6.4维修
4.6.5通讯设施
4.6.6蒸汽系统
4.6.7消防系统
第五章 先进动力电池及其系统集成产业化项目建设进度
第六章 先进动力电池及其系统集成产业化项目建设条件落实情况
6.1环保
6.2节能
6.2.1能耗情况
6.2.2节能效果分析
6.3招投标
6.3.1总则
6.3.2项目采用的招标程序
6.3.3招标内容
第七章 资金筹措及投资估算 7.1投资估算
7.1.1编制依据
7.1.2编制方法
7.1.3固定资产投资总额
7.1.4建设期利息估算
7.1.5流动资金估算
7.2资金筹措 7.3投资使用计划
第八章 财务经济效益测算
8.1财务评价依据及范围
8.2基础数据及参数选取
8.3财务效益与费用估算
8.3.1年销售收入估算
8.3.2产品总成本及费用估算
8.3.3利润及利润分配
8.4财务分析
8.4.1财务盈利能力分析
8.4.2财务清偿能力分析
8.4.3财务生存能力分析
8.5不确定性分析
8.5.1盈亏平衡分析
8.5.2敏感性分析
8.6财务评价结论
第九章 先进动力电池及其系统集成产业化项目风险分析及控制 9.1风险因素的识别
9.2风险评估
9.3风险对策研究
第十章 附件
10.1企业投资项目的核准或备案的批准文件； 10.2有贷款需求的项目须出具银行贷款承诺函； 10.3项目自有资金和自筹资金的证明材料； 10.4环保部门出具的环境影响评价文件的批复意见；
10.5城市规划部门出具的城市规划选址意见（适用于城市规划区域内的投资项目）；
10.6有新增土地的建设项目，国土资源部门出具的项目用地预审意见；
10.7节能审查部门出具的节能审查意见； 10.8项目开工建设的证明材料；
用户可以通过W W W浏览器去访问Internet上的文本、数据、图像、动画、视频点播和声音信息, 这些信息都是由许许多多的Web服务器产生的, 而每一个Web服务器又可以通过各种方式与数据库服务器连接, 大量的数据实际存放在数据库服务器中。客户端除了WWW创览器, 一般无须任何用户程序, 只需从Web服务器上下载程序到本地来执行, 在下载过程中若遇到与数据库有关的指令, 由Web服务器交给数据库服务器来解释执行, 并返回给Web服务器, Web服务器又返回给用户。在这种结构中, 将许许多多的网连接到一块, 形成一个巨大的网, 即全球网。而各个企业可以在此结构的基础上建立自己的Intranet。
二、ASP.net的优点
ASP.net不仅仅是ActiveServerPage (ASP) 的下一个版本, 而且是一种建立在通用语言上的程序构架, 能被用于一台Web服务器来建立强大的Web应用程序。ASP.net提供许多比现在的Web开发模式强大的优势。
1、执行效率大幅提高。
ASP.net是把基于通用语言的程序在服务器上运行。不像以前的ASP即时解释程序, 而是将程序在服务器端首次运行时进行编译, 这样的执行效果, 当然比一条一条的解释强很多。
2、世界级的工具支持。
ASP.net构架是可以用M i c r o s o f t公司最新的产品VisualStudio.net开发环境进行开发, WYSIWYG的编辑。这些仅是ASP.net强大化软件支持的一小部分。
3、强大性和适应性。
因为ASP.net是基于通用语言的编译运行的程序, 所以它的强大性和适应性, 可以使它运行在Web应用软件开发者的几乎全部的平台上。
4. 简单性和易学性。
ASP.net使运行一些很平常的任务如表单的提交客户端的身份验证、分布系统和网站配置变得非常简单。
5. 高效可管理性。
ASP.net使用一种字符基础的, 分级的配置系统, 使你服务器环境和应用程序的设置更加简单。因为配置信息都保存在简单文本中, 新的设置有可能都不需要启动本地的管理员工具就可以实现。这种被称为“Zero Local Administration”的哲学观念使ASP.net的基于应用的开发更加具体, 和快捷。
三、数据仓库技术
数据仓库, 英文名称为Data Warehouse, 可简写为DW。是一个面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合, 它用于支持企业或组织的决策分析处理。其优点在于:
1、面向主题:
操作型数据库的数据组织面向事务处理任务, 各个业务系统之间各自分离, 而数据仓库中的数据是按照一定的主题域进行组织的。
2、集成的:
数据仓库中的数据是在对原有分散的数据库数据抽取、清理的基础上经过系统加工、汇总和整理得到的, 必须消除源数据中的不一致性, 以保证数据仓库内的信息是关于整个企业的一致的全局信息。
3、相对稳定的:
数据仓库的数据主要供企业决策分析之用, 所涉及的数据操作主要是数据查询, 一旦某个数据进入数据仓库以后, 一般情况下将被长期保留, 也就是数据仓库中一般有大量的查询操作, 但修改和删除操作很少, 通常只需要定期的加载、刷新。
4、反映历史变化:
数据仓库中的数据通常包含历史信息, 系统记录了企业从过去某一时点到目前的各个阶段的信息, 通过这些信息, 可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测。
四、“加密狗”技术
加密狗是为软件开发商提供的一种智能型的软件保护工具, 它包含一个安装在计算机并行口或USB口上的硬件, 及一套适用于各种语言的接口软件和工具软件。加密狗基于硬件保护技术, 其目的是通过对软件与数据的保护防止知识产权被非法使用。其独特的软件保护技术在于:
1、许可证管理技术。
拥有灵活的许可证管理和发放机制, 软件开发商可以完全、灵活、有效、数字化的控制用户使用软件的方式, 包括使用时间、次数以及模块等。同时, 开发商可以方便、快捷的进行许可证的远程升级。
2、硬件虚拟机。
具有自主产权的硬件虚拟机, 使得受保护的核心代码可以在加密狗硬件内解释、执行。
3、数据交换随机噪声技术。
独有的随机噪声技术, 有效地对抗逻辑分析仪的分析及各种调试工具的攻击。
4、迷宫技术。
在程序入口和出口之间包含大量判断跳转干扰, 动态改变执行次序, 提升抗跟踪能力。
5、AS技术。
内嵌式保护 (API) 与外壳保护 (SHELL) 相结合的方式, 能够到达极高的保护级别, 即使外壳被破坏, 保护程序仍然不能正常运行。
6、安全算法。
软件开发商可以自选安全算法, 并可自定义安全算法因子, 变化算法共有256种, 其中每种算法可以选择3个字节的算法因子, 其变化的组合共有4000兆之多。
7、制造工艺。
硬件芯片采用绑定 (Bonding) 工艺, 从而实现了硬件级的安全可靠和无法破解。高科技超声波焊接技术, 塑件焊接一次成型, 固、可靠。USB接口采用一体化设计, 结构合理, 确保满足上万次插拔。提供用户标识、多款彩色外壳等个性化服务。
以上阐述了旅行社管理信息系统开发中应用的关键技术, 包括ASP.net、数据库技术、数字加密技术, 这些技术都为现代旅行社管理提供了便捷、安全、可靠、高效的保障。
摘要：在现代旅行社管理信息系统的开发过程中, BS架构的综合性能明显优于CS架构, 辅之以诸如ASP.NET、数据库技术、数字加密技术等关键技术, 使得其性能大幅度提高, 成为目前主流的旅行社管理信息系统开发的架构。
关键词：B/S架构,旅行社管理信息系统,关键技术
参考文献
[1]、赵玮、唐亮、张结魁.基于.NET2.0的旅行社管理信息系统的设计与实现.计算机技术与发展, 2007.17;
[2]、许宁.采用ASP技术开发管理信息系统的实现原理和优越性.科技创新导报, 2008.27;
关键词：铁路信号；巡检管理；巡检技术；
一、铁路信号设备巡检管理的必要性
随着我国第六次大提速的实施，列车行驶速度的进一步加快，开天窗维护时间变短，铁路信号设备的维护工作难度越来越大。在列车速度加快的同时，车次增多，要点进行信号设备的维护己经非常困难，铁路信号设备的维护工作的难度之大可想而知。为此，要求工作人员在设备维护工作时要多巡视设备状况，少开箱检查，即“多看少动”，因此巡检信号设备的工作尤为重要。
传统的信号设备巡检管理工作一般采取签到的方式，依靠人为管理和监督实.现，但是工作签到记录的方法容易被伪造，且历史记录不易保存，也不利于数据日后的查询和管理。
因此，引入先进的智能化电子巡检管理系统势在必行。电子巡检系统的优势在于一方面可以避免巡检人员的麻痹思想和作弊行为，从而更好的保证铁路运输的安全性，另一方面可以更科学的考核巡检工作人员的工作业绩，提高管理效率。
二、铁路信号设备巡检管理系统关键技术浅析
（一）射频识别(RFro)技术
ID(RadinFrequencyIdentification)即射频识别，常称为感应式电子晶片或应答器、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码等。一套完整的RFID系统由阅读器(Reader)与应答器两部份组成。应答器依附或者嵌入待识别物体里，并且保存了待识别物体的特征信息。阅读器发射某一特定频率的电磁波给应答器，用以驱动应答器电路将IDCode送出，此时阅读器便接收此IDCode，完成了对待识别物体的识别。
RFID卡在继承了接触式IC卡大容量、高安全性等优点的同时，还克服了接触式所无法避免的缺点，如读写故障率高，触点外露导致的污染、损伤、磨损，静电以及插卡不便等。RFID卡完全密封的形式及无接触的工作方式，使之不受外界不良因素的影响，从而使用寿命完全接近IC芯片的自然寿命，因而卡本身的使用频率和期限以及操作的便利性都大大的高于接触式IC卡。并且因为完全封闭，其保密性能也大大加强。
（二）全球定位系统(GPs)技术
GPS是以卫星为基础的授时与测距导航无线电导航定位系统，能为车辆、轮船等诸多移动站提供精确的三维坐标、速度和时间。目前，GPS已经在全世界范围内得到了广泛的应用，包括在军事，农业，航海，勘探等许多领域都发挥了积极的作用。GPS系统由三部分组成:GPS卫星(空间部分)、地面支撑部分(地面监控部分)、GPS接收机(用户部分)。GPS基本的定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接受到这些信息以后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。
（三）地理信息系统(GIS)技术
地理信息系统起源于20世纪60时代。地理信息系统是一项以计算机为基础的新兴技术，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图图形或数据的形式表示处理的结果。
随着技术的发展，当今Gls已融入rr技术的主流，形成Gls软件平台。通常在Gls软件平台上包含桌面软件、开发平台及利用平台开发的各种应用系统。目前GIS的主要应用领域有:地理空间数据管理;综合分析评价与模拟预测;空间查询和空间分析;地图制图;专题地图和区域信息系统;与遥感图像处理系统结合的应用;面向具体应用的GIS二次开发;属性数据的综合及融合应用。
（四）地图匹配技术
比较当前车辆的坐标和数字地图的过程叫做地图匹配。该算法以某个车辆位置点或某段车行轨迹曲线作为待匹配样本，最后根据确定的地形实体，来定位行驶中的车辆，并减小定位误差。可以简单来说，地图匹配是利用某一地区的已知信息来提高定位估算精度并以此来减小定位误差的一种方法。
在巡检管理信息系统中，地图匹配的概念与以往有所不同，在这里主要用来将巡检人员实际走的路径与规划设计路径相比较，得出其相似度，依此来判断巡检人员巡检操作的规范性。
（五）面向对象软件开发技术
面向对象技术的原理是，对问题领域实行自然分割，按照通常的思维方式建立问题领域的模型，设计尽可能直接、自然地表现问题求解的程序。它改变了计算机求解的问题空间和求解的方式，使得计算机语言对真实世界的描述更加直截了当。
面向对象的优点主要有以下几个方面:
1.容易解决大型复杂问题。
2.软件维护变得容易
3.软件的开发效率明显提高，
4.当需求改变时，可以重新将对象透明地定位到新的平台，甚至可以跨越网络定位至其他计算机。
5.将逐步改变人们的编程模式，由全部设计性活动过渡到集成性组装式的工作。
（六）人机交互界面设计技术
一般凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机交互，即人机界面。此处所讨论的是计算机系统中的人机界面，又称为用户界面(UserInierface)，是指计算机与使用者之间的对话接口，是计算机系统的重要组成部分。人通过人机界面与硬件和软件构成的整体进行信息交流，而不是单独与硬件或软件直接相关。人机接口设计的目的是让计算机更聪明，更具有智能，能做更广泛的工作。而对使用者的要求逐步降低，即可针对任何缺乏计算机知识和经验的用户。设计人员不仅要充分发挥计算机的功能，而且要充分分析用户的特性和需求，从各个方面研究和调动用户的能动性，以达到人机之间充分的协调和合作。
三、结束语
本文在介绍了我国目前铁路信号巡检管理现状的基础上，得出了需要建设电子化、信息化的巡检管理系统的结论，并在此基础上详细分析了建设该种系统所需要的一些关键技术，希望能为广大同行提供一个参考，共同为我国的铁路信号事业做出贡献。
参考文献：
［1］刘晓胜,周岩.电子巡更系统及其发展现状[J].工程设计,2002,(12).
关键词：国土资源管理,信息系统,建设,方法,技术
我国幅员辽阔,各类土地资源蕴含丰富,在国土资源管理中,需要对土地、地矿、海洋、测绘等进行全面的管理与分配,从而使国土资源可以发挥出相应的社会服务功能。而在社会经济发展的影响下,各类数据信息不断增多,这为国土资源管理工作带来了一定的难度,原有的国土资源管理手段已经无法满足其发展需要,利用信息系统进行国土资源管理工作可以有效的提高其管理效率,进而完成新形式的转变。
1 国土资源信息化建设的目标与任务
1.1 目标国土资源信息化建设的总体目标是:
以满足国家社会经济发展和国土资源管理的需要为宗旨,在现代信息技术的支持下,建立结构完整、功能齐全、技术先进并与国土资源工作现代化要求相适应的国土资源信息系统,全面实现国土资源调查评价、政务管理和社会服务三个主流程的信息化,使国土资源信息化建设基本适应国土资源管理和事业发展的需要。
1.2 主要任务为实现以上目标,“十五”期间必须努力完成五项任务:
加强基础数据库建设、开展调查评价信息化建设、全面推进政务管理信息化建设、加强信息资源的开发与利用、加强信息化基础建设,保证国土资源信息化工作的顺利进行。
2 国土资源管理信息系统分析及设计原则
2.1 系统设计原则。
国土资源管理信息化的转变最主要的就是系统性原则,因此在进行信息系统的建设时要根据软件工程的概念与先进的信息技术手段,做到规范化、标准化、统一化,以“实用、高效、先进、可靠”为基本准则,建立“规范、安全、开放”的国土资源综合管理信息系统。
2.2 技术先进原则。
技术的应用是国土资源管理信息系统建设的基础,因此在技术的使用上要确保其先进性,以此来保证信息系统可以满足国土资源管理中所需要应用的办公需求。技术的先进性可以保证系统具有领先的水平,从而使国土管理工作更加高效,这些需要依靠科学合理的设计、应用的开发与先进的办公手段来完成。这样可以使国土资源管理工作对数据处理、业务流程及行政事务等进行集成化管理。
2.3 简单实用原则。
信息系统是否简单实用关系着其是否能在国土资源管理工作中长期使用。国土资源管理工作涉及范围广,包含内容复杂,为了发挥出政府社会服务的功能,在对用户需求的处理上有着高效的需求。国土资源管理工作是一项日常的管理工作,为了保证其工作的效率,在使用上要以简单实用为主,其操作主界面需要体现出简明性质,便于操作。
2.4 标准化原则。
标准化是一个管理信息系统建设的基础,是与其他系统兼容和进一步扩充的根本保证,所以,系统设计的数据规范和标准化工作是极其重要,是系统开放性和数据共享的要求。
2.5 可扩展原则。
国土资源管理是会跟随发展的需要而进行相关的调整,因此,在信息系统建设中要保证国土资源管理中的数据资料等文件的扩展性,这样可以保证其格式在需要进行改变时具有动态修改与扩展的能力,从而保证其管理系统在进行相应的调整后,数据信息依旧可以正确的使用,使业务流程正常进行。
2.6 安全保密原则。
在国土资源管理工作中,所涉及的工作内容包含着许多国家与政府的内部信息,其中一些资料具有机密性质。并且,在国土资源的使用中,其中土地使用与矿产开发都属于所有者的个人财产信息,这些信息都具有一定的隐私性,受国家法律所保护。因此,在国土资源管理信息系统的建设上要保证其具有一定的安全性与保密性,对国土资源所产生的数据资源安全性具有一定的责任,这也是信息系统建设需要注意的问题之一。
3 系统建设的关键技术及解决方案
在国土资源管理中,其主要涉及的就是地理信息内容,其与空间、管理、评价、应用等都有着密不可分的关系,因此在信息系统的建设中,需要涉及多方面的关键技术,以下是几种在信息系统建设中常见的技术。
3.1 空间数据存储与管理模式。
由于空间数据的复杂性和特殊性,目前不同的GIS平台采用的存储方式主要有下面几种:一是文件存储;二是文件与关系型数据混合应用;三是应用全关系型数据库存储;四是应用面向对象关系型数据库存储;五是应用面向-对象空间数据库管理系统。而国土资源管理信息内容涉及的方面较为广泛,其信息系统的建设必定是走向综合性的发展需求,其管理内容既包含着地理空间信息,又涵盖着大量的事物性数据,这对信息系统的综合性有着很高的要求。基于此点,在国土资源管理信息系统的建设中可以采用-关系型数据库存储空间与属性数据。这种系统类型可以满足国土资源管理工作中对不同存储方式的需求,在资料的转换上也可以避免平台之间切换的复杂性,这也是目前GIS的发展趋势。
3.2 3S集成应用问题。
3S(GPS、GIS、RS)技术是建立国土资源管理信息系统的主要技术核心之一,3S技术集成与应用问题是空间数据从采集、管理到输出等功能的自动化处理的重要技术手段。通过3S技术集成应用,可以方便的对空间数据,包括矢量数据、栅格数据、DEM数据等进行采集、加工处理、输出等,从而保证系统数据更新、转换和应用的准确性与快速高效。
3.3 系统的元数据管理。
在进行系统设计和开发时,必须把元数据管理问题考虑进去。因为,国土资源管理信息系统的数据量大,数据结构复杂,来源多样,只有建立完善的元数据库及其管理体系才能方便的进行数据的应用、交换、分发和信息共享。
3.4 历史数据存储与查询。
国土资源管理信息系统中的历史数据的管理可以分为两种方式进行保存。第一种是以“备份”方式进行保存并恢复,也就是说将更新前的数据进行独立保存。第二种是只记录数据库中数据变化的变化量,即以“变化量”(或“增量”)方式保存并恢复,并且按部门的规范及工作流程的需要自动区分“编辑”和“确认”两种状态,“编辑”不记录历史,“确认”记录历史。
结束语
综上所述,国土资源管理信息系统建设是将土地、矿产、海洋等领域进行信息化、系统化的规范管理,是集规划、调查、评价、管理、保护与应用为一体的管理手段。其作为现代化信息技术发展下的产物,可以将国土资源的地理信息、空间信息、社会服务等功能进行集成式管理与应用,极大程度上提高了国土资源管理与应用的效率,将国土资源管理所蕴含的最大价值开发出来,使其更好的服务于社会。
参考文献
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1 云制造的基础
现代制造企业普遍采取协作的方式以应对市场机遇和挑战, 随着协作范围的扩大, 原本分散的、松散的制造协作体逐步构成类似云态的组织架构, 共同完成制造任务, 在完成制造任务后解体, 并可以根据需要重新组合。现代制造业不仅在组织形态上体现出一种天生云态, 而且在设计、制造等环节也体现出云态[4], 这些便是云制造的组织基础。
业已成熟的云计算为云制造奠定了关键技术基础。云制造借助了云计算服务化理念, 将高度虚拟化的制造资源组成一个大的资源池, 通过互联网上异构、自治的服务形式为个人和企业用户提供按需随时获取的制造资源服务。RFID、传感器等技术的快速发展, 可促进各类物与物之间的互联。此外, 物联网技术、语义Web、嵌入式技术、高性能计算机技术等技术的快速发展也成为实现云制造的坚实技术基础。
2 云制造系统的组成和运行原理
云制造系统由三大部分组成:制造资源/制造能力、制造资源云池和云制造服务平台。其运行本质体现了云制造资源提供者、云制造平台运营者、云制造资源需求者围绕制造全生命周期活动的供需和服务关系。
2.1 制造资源/制造能力
制造资源是产品制造全生命周期中所需的各种物理要素的集合, 按用途可分为协作、服务、人力、物料、设备、应用软件和数据七大类[5,6]。协作资源是企业通过外购或外协, 向其他企业购买或合作的资源信息与产品信息;服务资源包括售前服务、售后服务和用户信息等;人力资源分为管理层、技术层和生产层;物料资源在此是广义的物料, 既包括产品、半成品, 也包括零/部件、原材料等;设备资源包括计算设备、生产设备和实验设备等;应用软件资源包括企业现有的各类为产品全生命周期服务的软件;数据资源可分为知识、信息和数据库等资源。
制造能力指制造企业为完成某一目标所需要的主观条件, 是一种无形的、动态的资源形式, 是在制造活动中结合制造资源要素所表现出来的一种能力, 如企业的设计能力、仿真实验能力、生产能力等无形资源。
2.2 制造资源云池
制造资源云池就是虚拟资源的储存池。这种资源的储存池不仅仅存储分布在互联网上的各类软件、仿真工具及信息资源, 而是要通过物联网技术、计算系统虚拟化技术和嵌入式云终端技术等, 实现制造资源全面互联、感知与反馈控制。
2.3 云制造服务平台
云制造服务平台是在网络化制造和ASP服务平台等研究的基础上综合应用云计算、云安全、物联网等技术建立的新型网络化制造服务平台。相比于云计算、网络化制造和ASP服务平台, 云制造平台的资源分布更广, 种类更多;资源的封装更加规范和统一, 资源的共享更加敏捷;平台维护更加可靠, 市场前景更为良好;能够更好提供全方位、便捷、快速、可靠、按需定制的服务。
2.4 系统运行原理
资源需求方、资源提供方和整体解决方案服务方通过云制造服务平台的注册发布工具, 对各自的制造服务需求信息、制造资源和能力进行虚拟化描述与服务化封装, 并注册发布到云制造服务平台上, 形成相应的云需求和云资源;资源需求方调用服务平台工具集中的智能搜索匹配工具, 对其相应的云需求与云资源库中的适配资源进行智能搜索匹配, 形成供需匹配文档, 并反馈至资源供需双方, 待服务确认后, 供需双方则可利用平台提供的组合调度工具、优化运行工具、交易协同工具、综合评价工具等服务运行工具对服务进行组合、调度、优化、交易和评价, 形成实时的服务记录、交易记录和评价记录, 并将其反馈给服务供需双方、以便对所提供服务进行实时跟踪和完善;同时, 平台运营方运用服务运维工具、服务在线监控工具、服务容错管理工具等对其服务全生命周期进行运维管控, 并与各方进行信息交互, 以不断优化平台服务能力。
3 云制造系统的架构
文献[1,3,4,7]等分别从不同角度给出了云制造系统的架构, 总体来说, 云制造系统可分为物理资源层、虚拟资源层、中间件层、服务层、用户层5个层次, 其架构如图1所示。
3.1 物理资源层
物理资源层是云制造系统的最底层, 用以提供面向协同制造活动的共享制造资源, 如设备资源、软件资源、数据资源等。该层利用传感器、射频识别 (RFID) 和条码技术等, 使各类物理资源实现全面网络互联, 并为云制造虚拟资源封装和云制造资源调用提供接口支持。
3.2 虚拟资源层
虚拟资源层将接入到网络中的各类制造资源汇聚成虚拟制造资源, 并通过云制造服务定义工具、虚拟化工具等, 将虚拟制造资源封装成云服务, 从而发布到云层中的云制造服务中心。该层包括资源描述、虚拟资源镜像封装、虚拟资源部署配置、虚拟资源封装、虚拟资源部署、访问控制配置、虚拟资源激活与释放等过程, 可实现面向共享的资源虚拟化。
3.3 中间件层
中间件层是连接云需求方、云服务方和云提供方的桥梁, 主要为云制造系统的资源和服务提供管理功能。中间件层包括资源管理、系统管理、任务管理、安全管理、服务管理五大功能组件、涉及到资源部署、资源镜像、弹性配置、服务质量管理、可靠性管理等诸多环节。
3.4 服务层
服务层是将各种制造资源所提供的制造能力 (如生产能力、制造能力、设计能力和管理能力等) 封装成服务, 以服务的形式提供给云用户使用。云制造系统除了要包括云计算的三大核心服务 (软件为服务Saa S、基础设施为服务Iaa S、平台为服务Pass) 外, 还应包括设计为服务Daa S、制造为服务Maa S, 以及管理为服务Mnaa S等。
3.5 用户层
云制造系统中的用户层提供基于Web的统一的和安全的用户界面, 面向制造业的各个领域和行业。用户可以在不同地点, 不同的客户端环境下, 以一致的配置条件和访问权限访问云制造系统提供的各种服务。
4 云制造系统的关键技术
云制造系统的构建、运行、维护和管理是一项复杂的系统工程, 涉及到许多亟需攻克的理论与技术难题, 目前的研究主要集中在以下几个方面[3,4,5,6,7,8,9]。
4.1 云制造标准及规范制定
这方面的技术是从系统的角度研究云制造系统的架构、组织与运行模式, 进而研究支持云制造实施的相关标准和规范, 如云制造环境下所涉及资源的分类标准、传感器接口及传感数据的标准和规范、资源的信息发布规范、云制造平台的交易准则、主体的信用评价体系、云服务访问协议等。
4.2 资源的感知与适配
针对不同类型的资源, 需利用射频识别RFID、传感检测等信息获取技术对资源的静态属性和动态属性进行采集和感知;以传感信息分类、去噪、聚合等数据分析处理技术对活动状态信息进行预处理;通过信息传输技术将各种数据信息传输到本地数据中心;借助适配技术构造各种适配器 (如接口适配器、模型适配器、传感适配器) , 使各种资源能无缝透明地接入到制造云平台中, 为最终实现制造资源和制造能力的共享与协同提供支持。在实现资源智能感知的同时, 必须实现感应信息与虚拟资源信息动态一致性和实时更新, 这是资源相互映射的关键。在制造资源属性分析的基础上, 应着力解决动态信息 (包括电子标签、状态改变时间、操作用户和运行状态等) 的数据传输与处理。
4.3 资源的虚拟化和服务化
资源虚拟化和服务化技术是支撑和构建云制造系统的核心技术。资源虚拟化技术用以实现物理资源到虚拟资源的透明化映射, 从而弱化软硬件设备、数据、网络等不同层面资源之间的物理依赖, 以达到集约化和透明化管理, 最终将各类制造资源封装成虚拟化资源后加入到制造资源云池中, 使资源能按需使用和统一优化调度。其研究内容包括制造资源到虚拟资源的映射方法、不同类型的制造资源的虚拟接入方式、各类异构资源描述模型的建模方法等。
资源服务化技术是将各种异构的虚拟化资源封装成服务, 以云服务的形式发布到云制造平台中, 其研究内容包括:虚拟资源描述模型构建, 云服务的统一建模、封装、注册与发布, 云服务的动态部署与监控等。对于具有简单输入/输出特征的任务目标而言, 服务化提供的是功能接口的封装与发布, 如云计算采用的Web Service等服务技术;对于更大量的复杂制造业务目标的服务化而言, 需要提供规范化的基于语义的服务描述与发布技术。
4.4 云服务的综合管理
主要指支撑制造云平台运行的核心功能技术, 包括领域知识的管理, 如知识的抽取、分析、融合等;资源服务智能匹配与组合;业务流程管理;平台运行监控管理;资源服务的优化配置及容错管理;交易过程管理;主体信用评估与分析;定价、计费管理等技术。
4.5 云制造安全
云制造安全技术是云制造系统稳定、安全、有效运行的保障。主要包括云制造终端的可信接入、可信发布与认证技术;云制造系统的服务响应性能评价及优化技术;云制造系统的可靠性、稳定性分析与评价技术;服务等级协商与保证技术;网络安全及多租户可信隔离技术。
5 云制造系统的应用方向
针对我国制造业现状, 云制造系统可在以下几个方面应用[7,9]。
1) 面向大型集团企业内部下属单位的私有云制造系统。将集团内部现有计算资源、软件资源和数据资源整合, 形成复杂产品研发平台, 为集团内部各下属单位提供技术能力、软件应用和数据服务, 支持多学科优化、性能分析、虚拟验证等产品研制活动, 可极大促进产品创新设计能力;
2) 面向广大中小企业的公共云制造系统。对于占企业总数99%的中小企业来说, 公共云制造系统可以盘活社会制造资源存量, 优化配置, 为各企业提供产品设计、工艺、制造、采购和营销等服务等资源, 以解决各企业普遍面临的机器设备老旧、生产水平不高、技术能力不强、经营管理水平低下等问题, 以促进中小企业发展;
3) 区域性加工资源共享服务平台。我国是当今世界上拥有制造加工资源最丰富的国家, 但制造资源分散和利用率不高。因此, 可利用信息技术, 虚拟化技术、物联网以及RFID等先进技术, 建立面向区域的加工资源共享与服务平台, 以实现区域内加工制造资源的高效共享与优化配置, 促进区域制造业发展;
4) 制造服务化支持平台。由于服务已成为当今制造企业价值主要来源, 因此可建立制造服务化支持平台系统, 支持制造企业从单一的产品供应商向整体解决方案提供商及系统集成商转变, 提供在线监测、远程诊断、维护和大修等服务, 以促进制造企业走向产业价值链高端。这类平台主要针对大型设备使用企业;
5) 物流拉动的现代制造服务平台。针对我国制造业物流成本高等现状, 为促进物流业与制造业的联动发展, 可利用RFID、网络、物流优化等技术, 研究整机制造企业, 零部件制造企业和物流企业的多方协作模式和第三方服务模式, 建立物流拉动的现代制造服务平台, 为制造业整机制造企业, 零部件制造企业和物流企业协作提供服务, 促进制造业发展。
6 结束语
云制造作为新的网络化制造模式, 代表了制造业的发展趋势。本文对云制造系统的组成、运行原理、架构、关键技术以及应用方向做了粗浅的分析和描述, 旨在抛砖引玉, 为后续的研究工作作出铺垫。云制造系统的研究在我国尚处于起步阶段, 离实际应用还有一定距离, 需要研究者不断努力。
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