第1章绪论

　　1.1课题研究的意义和背景.

　　随着近几年铁路技术的高速发展，特别是高铁技术的发展，铁路在社会生活中扮演着越来越重要的角色。在整个铁路系统中，铁路工务是铁路的重要组成部分之一，工务部门的使命就是对铁路的线路、桥隧和路基等线路沿线相关设备进行检测、分析和养护等，保证铁路运输能够高效安全的运行，并尽量使各个设备的使用寿命达到最大化。为了适应社会的发展，重载高速列车和客运专线等的相续开行，铁路客货运量持续高速增长，使得列车对铁路线路设备的破坏加剧和频率加快，各种维修工作量成倍增长。由于国内铁路运行的特点是列车密度大，重载列车较多，使得列车对轨道的伤损频率也较高，这样也使得工务工作人员的工作量较大同时，利用列车间隔上道作业的单日纯作业时间大大缩短，这就给工务的养护维修工作带来更大的困难。如何行之有效的管理和分析铁路工务相关信息，成为了国内外铁路信息化研究的主要内容之0按照铁道部提出的“建设、管理世界一流铁路”、“没有信息化就没有铁路的现代化”和“建设信息化、数字化、智能化铁路”的要求，铁路信息化己经进入以“统一规划、突出重点、资源共享、发挥效益”为特色的新时期。信息化建设要适应铁路高速化、重载化、密集化的发展趋势，突出运输组织、客货营销和经营管理3大领域，完善运营管理各专业系统，推进设备维修现代化，全面实行机械化养路=。铁路工务设备是行车的基础，工务部门承担着铁路线路、桥梁、涵洞、隧道等大多数基础设施的日常管理、检查、检测分析、养护修理和自然灾害和各种突发因素的预防与应急，以及工程设计、监理、验收和养修技术标准与规范的建议等，每年耗费大量的人力、财力和物力，其具体内容为：线路维修养护（线路设备、曲线、道盆、无缝线路、特殊地段）、桥涵养护、險道养护、路基养护、铁路灾害与紧急抢修、铁路工务安全等。为提高铁路工务现代化管理水平，实现工务基础设施的科学管理，合理、有效地分配资金、材料、人力和作业时间，保持工务设备的良好使用状态，保障运输生产安全，铁路工务部门已经进行了多年工务信息化建设，有多个信息系统和线路状态分析软件已经在各个路局使用，并在实际生产中发挥了很大的作用，取得了不错的效益。

　　目前国内铁路工务己有的信息管理系统对动静态数据做了大量的工作，系统都己实现了数据管理、统计、查询等传统的MIS(ManagementInformationSystem)功能…。虽然这然系统从不同侧重面对工务信息化的管理做了大量有用的工作，但是每个系统的数据结构、服务器和应用等都各自独立，是一个个的信息孤岛(Informationisland)，各系统间的数据和应用等没有应用信息化的手段对数据和应用实现信息互通、资源共享?。在目前的情况下，一个系统要应用到别外一个系统的数据或应用，只能是重新开发或者人工的数据同步等方法，这样就降低了可靠性、响应性和运营效率。因此，构建“物理上分布，逻辑上统一”的铁路工务信息共享平台对于铁路工务信息资源的共享、数据的分析和研究显得尤为重要。应该加强铁路工务各部门之间的横向联系，充分利用各相关专业的优秀人才，加强合作和信息共享，消除信息孤岛，实现信息共享。同时，加强共享数据的分析和利用，使得工务一线工作人员和研究分析人员可以方便的积累线路检测的数据，保证线路状态分析手段有效的应用到生产实践并对其进行创新活动提供基础。

　　1.2国内外研究现状

　　1.2.1国外研究现状

　　西方国家和日本的铁路工务信息化开始的较早，是我国铁路工务信息化建设中主要学习和参考的对像。加拿大是较早的将铁路工务信息系统应用到实际生产中的国家，其铁路工务相关的信息系统主要有3个，分别是：轨道管理系统：该系统是一个铁路轨道状态分析系统，它主要利用轨道检查车的动态检测数据和人工巡检的静态数据对轨道的状态进行分析，并结全轨道累计通过总重等轨道的实际运行状态对铁路轨道的变化状态做出预测。轨道维修咨询系统：该系统主要侧重点是对轨道检测车等动态检测数据进行分析，相对于轨道管理系统的动态检测分析更为专业和细化。轨道养护维修辅助决策系统：该系统主要是对各种动静态的检测数据进行分析，并根据经济和资源因素，辅助现场工作人员制定各种大中修计划，将检养修充分的结合了起来，提高了线路的养修效率和质量[6][7]。由RailManagementConsultantsGmbh公司开发的铁路基础设施及时刻表管理系统，首次将电子地图技术应用到铁路工务信息的管理中，该系统将所有的基础设施数据应用地图导航，可以通过电子地图获得轨道的长度、允许速度、弯曲度、倾斜度和信号系统等；该系统还实现了实时计算、操作仿真和统计分析等功能，完成对基础设施维护、改建扩能等中短期计划和战略规划[8]。1996年欧洲铁道研究所得到10个西欧国家铁路部门的协助，开发了ECOTRACK(EconomicTrack)。该系统主要实现的功能是：（1)建立了铁路工务基础设备的台账，实现了基础设备的管理功能；（2)应用数据仓库等专家系统的方法，为工务的维修和设备管理等提供优化管理和决策支持；(3)对设备进状态进行分析诊断和对资源进行优化，实现了对基础设施进行技术上和经济上的分析[9]。

　　第2章相关理论和研究

　　2.1元数据技术

　　元数据是关于数据的数据，起到对数据的描述和规范作用，是数据的检索工具[18]。元数据是分布式系统和异构数据整合的有效工具[19]。在我国，元数据已在各个领域得到了应用，有图书管理元数据、地理空间元数据和科学数据元数据等。在国外，已有由国际性合作项目DublinCoreMetadataInitiative设计而成的都柏林核心元素集(DC元数据）、美国联邦政府建立的政府信息定位服（GovernmentInformationLocatorService)和美国联邦地理数据委员会（FGDC)下设的标准化工作组起草的数字化地理元数据内容标准（ContentStandardOfDigitalGeographicMetadata)等。在本文中，铁路工务信息的元数据定义为：在铁路工务信息中，可被计算机识别、可供储存、可管理的，用于描述铁路工务信息资源最基本的，不可再分的数据单元。

第3章铁路工务信息分类及共享平台架构............17

　　3.1铁路工务信息的分类..........17

　　3.2铁路工务信息数据的特点..........20

　　3.3工务信息共享平台建设原则..........20

　　3.4基于WebServices的数据交换接口的设计..........21

　　3.5工务信息共享平台整体架构..........22

　　3.6本章小结..........24

　　第4章铁路工务信息共享关键技术实现..........25

　　4.1铁路工务信息线性设备相关数据元数据..........25

　　4.1.1铁路工务信息元数据标准..........27

　　4.1.2元数据标准内容UML描述..........28

　　4.1.3工务信息元数据的实现..........29

　　4.1.4元数据的服务封闭..........29

　　4.2基于SOA的数据服务总线关键部分的实现..........30

　　4.3本章小结..........35

　　第5章基于工务信息共享平台的个性化服务..........37

　　5.1轨检车检测数据查询功能的封装与提取..........37

　　5.2轨检车数据的分析展示的实现..........39

　　5.2.1轨检车数据里程漂移校正..........40

　　5.2.2检测数据的展示..........42

　　5.2.3检测数据的分析..........45

　　5.3本章小结..........48

　　结论

　　铁路工务是保证铁路线路安全运行主要部门，研究铁路工务信息共享，使得铁路工务管理人员、铁路工务现场作业人员得到更加全面的工务信息，从而可以提高现场的作业质量，降低铁路工务运营管理成本，一定程度上提高工务作业的效率；研究铁路工务信息共享，也为现有的各个铁路工务信息系统的集成和工务检测数据的分析提供一个平台，.减少重新开发新系统的工作量。论文的主要研究成果有：研究了铁路工务信息共享的整体架构。通过对铁路工务信息的特点分析，结合元数据、SOA、WebServices、JUDDIV3和UDDIV3等技术，将工务信息共享平台的整体架构设计为数据资源层、数据加工与转换层、数据服务总线层和接口层，并对各层的功能进行了论述。研究了铁路工务信息数据共享的关键技术。通过分析铁路工务信息的数据分类和特点，研究铁路工务信息数据的元数据标准、元数据的实现方法和元数据的服务封装，达到铁路工务信息数据在已有基础平台之间的数据共享。研究了铁路工务信息基础平台应用的共享。基于SOA，通过研究新技术JUDDIV3,结合UDDIV3和AXIS2等，利用WSDL和Schema等文档的特点，实现了按照工务信息分类标准对工务信息的应用在建立的注册中心的服务发布和服务查询，并研究了铁路工务信息共享数据服务总线的其它功能。基于铁路工务共享平台，研究了轨检车数据在B/S模式下的展示和分析。通过对大量轨检车数据的分析，在论文中首先利用求两次检测数据平方差和最小值的方法，对轨检车里程漂移进行了校正；实现了单批次和两批检测数据的分析对比；实现了通过统计检测数据TQI频数来对两次检测期间轨道几何质量变化情况的评价。

　　参考文献

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　　[2]柯新生，沈永清，陈学东，李学伟.面向未来发展的铁路信息资源规划研究[J].铁道学报.2002，(12):15-16.

　　[3]铁道部.铁路科技发展“十五”计划和2015年长期规划纲要[J].中国铁路.2002,(3):11-16.

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　　[5].张庆.智能交通信息共享平台的相关理论和应用研究[D].北京交通大学.2006:14-35.

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　　(责任编辑：gufeng)