Cognos在铁道部中心调度指挥系统中的应用

赵桂敏 刘 涛 陈建鑫（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

1 项目背景

近年来，铁路运输不断快速发展，铁路的运输组织布局也发生了大量变化，铁道部运输调度指挥中心需要指挥和管理的线路越来越多。目前要求接入铁道部运输调度指挥中心的信息范围包括全路18个铁路局和所有客专调度所，覆盖全国铁路所有线路8万多km，覆盖范围相比本世纪初增大近10倍，信息量增大了几十倍，现有的铁道部中心调度指挥系统在功能和性能上都已无法满足新形势下铁路快速发展的需要。为此，需要基于现代飞速发展的信息技术，重新研究、设计和开发铁道部运输调度指挥中心调度指挥系统。

新建铁道部运输调度指挥中心调度指挥系统将全面接入新开通的各条客运专线及既有线的所有列车运行信息，向使用人员提供行车表示、宏观显示、运行计划管理、施工信息管理、统计分析、运行维护、仿真培训等功能，实现铁道部调度指挥中心调度人员对客运专线及既有线的统一指挥及管理。根据系统的主要功能，可将其分为行车表示、列车运行宏观管理、运行图管理、统计分析和运行维护5个子系统。

本文主要针对铁道部运输调度指挥中心调度指挥系统中的统计分析子系统进行论述，该子系统的设计基于最新的商业智能技术而展开。本文阐述了该子系统的前期预研工作，并进行了系统的设计与实现。

2 商业智能技术简介

商业智能，又称商务智能，英文为Business In telligence，简写为BI。商业智能就是寻找大量数据中隐藏的价值的过程，它将企业中现有的数据转化为知识，帮助企业做出明智的业务经营决策。商业智能通常包含下列软件工具。

商业智能会带来3种产物：分析报告，统计分析的依据和方法，数据挖掘。商业智能通常包含下列软件工具。

OLAP（On-Line Analy tical Processing）工具。提供多维数据管理环境，其典型的应用是对商业问题的建模与商业数据分析。OLAP也被称为多维分析。

数据挖掘（Data M ining）软件。使用诸如神经网络、规则归纳等技术，用来发现数据之间的关系，做出基于数据的推断。

赵桂敏，女，硕士毕业于中南大学，高级工程师。主要研究方向为软件开发，曾参与铁道部调度指挥中心TDCS、ATS科研项目。

数据仓库（Da ta W a reh ou se）和数据集市（Data M ar t）产品。包括数据转换、管理和存取等方面的预配置软件，通常还包括一些业务模型。

3 业务分析

随着近几年客运专线的快速发展，铁路运输能力大大提高，缓解了既有线运能紧张的局面，也满足了增量运输的需求。与此同时，为从宏观上掌握全线各路局/客专调度所、各区段整体的运输情况，并根据现有运输情况制定更加合理的运行方案的需求日益迫切。

统计分析子系统通过对现有数据信息进行汇总、统计、分析，深度挖掘信息的潜在价值，可根据现有的发展趋势为未来的决策提供依据。该子系统主要从列车运行情况、动车组开行情况、分界口交接情况、货物运输情况等几个方面进行统计分析工作。

3.1 列车运行情况

为使部中心调度员掌握各铁路局的列车运行情况，系统提供列车正点率统计功能。系统可按指定的时间范围、路局、调度区段、车站、班次等条件，分别统计列车正点率信息。按不同统计条件，列车正点率可细分为始发正点率、终到正点率、接入正点率和交出正点率等。同时，针对晚点列车，系统提供晚点原因统计功能，为用户分析列车晚点，解决问题提供支持。

3.2 分界口交接情况

分界口作为铁道部调度管理工作的重中之重，为帮助调度员更全面的掌握分界口车站整体交接车作业量信息，更详细的了解每个路局交接车完成情况和更有效的协调各路局之间在分界口的运输组织，系统提供分界口交接车实时统计和未来3 h统计功能，并实时与日计划进行对比，严重偏离计划时，可进行预警。

3.3 货物运输情况

为方便部调度员掌握重点货物运输情况，系统提供石油、煤炭、重载列车统计和货物运输情况统计功能，提供保温列车统计功能。调度员可指定重点关注地点，系统实时统计到达该目的地的货物信息。

3.4 列车速度统计

为便于用户掌握列车在某区段的速度信息，系统提供列车在调度区段内运行的旅行速度统计和技术速度统计功能。系统可按车次统计单列车的速度统计情况，也可按区段统计所有经过列车的速度详细信息。

4 技术平台选择

基于铁路运输行业的业务情况的特点，通过对现有的各种商业智能软件（Cognos、B IEE等）的分析对比，结合铁道部运输调度指挥中心调度指挥系统中统计分析子系统的实际需求，选定了IBM公司的智能分析软件Congos 10。Cognos 10具有如下特点。

4.1 Congnos解决方案的完整性

Cognos解决方案包括OLAP Server、BI服务器、B I门户、报表制作工具等全套B I应用，产品线完整，无需依赖其他第三方后台或前台应用，避免了结构复杂化。

4.2 OLAP Server的优势和快速的数据访问分析能力

Con gn os具有强大的专业化的OLA P数据引擎，它能产生多维数据分析立方体（Cubes）。多维数据立方体是一系列面向应用主题的数据集市，能处理大数据量，为用户快速实现大数据量的统计分析报表提供了中间数据文件，即Cubes。由于脱离了关系数据库，Cogn os对立方体的访问可以达到秒级的数据分析访问速度。数据立方体采用专有的存储技术，保证在海里数据处理时占用很少的存储空间。

4.3 大用户数和大数据量的数据访问分析能力

Cogn os B I解决方案具有处理大用户数和大数据量的数据访问分析能力，性能稳定，效率杰出。OLA P服务器能处理TB级的海量数据，并保证存储和访问的效率。该服务器的负载均衡和容错等特性可以支持大用户数和大数据量的访问。

4.4 有效的分析方法

Cogn o s采用“分析-然后-查询”的数据访问方式，为OLAP数据和关系型数据库中的细节数据之间建立了通畅的桥梁，用户仅需一次操作，便可由宏观视图钻取到微观细节。

5 系统设计及实现

统计分析子系统采用B/S架构，由数据库服务器、W EB应用服务器、统计分析服务器3部分组成，用户通过浏览器访问。后台数据库采用Oracle，前端WEB应用服务器使用了W ebSphere App lication Server，统计分析服务器以Cognos 10为平台，该产品的操作使用W eb方式，极大地降低了部署成本和管理成本。由于现有的数据库业务数据都存于关系型数据库中和数据文件中，实时数据来源于网络数据，需要进行数据的清洗、转换、集成，成为联机分析处理、数据挖掘的基础。因此，在W eb应用服务器中增加数据转换模块，完成该工作。系统设计方案如图1系统设计方案所示。

W eb应用服务器分为展现层、业务层及数据层，并设置数据转换模块，完成数据的转换、显示规则设置等，并向浏览端提供服务；统计分析服务器安装Cogn os10的相应产品模块，完成数据模型构建、生成多维数据立方体，进行报表制作和数据展示；数据库服务器存储业务数据。

结合业务需求，采用上述设计方案，初步进行系统实现，验证了方案的可行性。系统采用目前铁道部调度指挥中心的真实数据进行了验证，系统的各项功能和性能满足预期要求。系统的部分用户界面如图2所示。

6 结束语

目前，新建铁道部运输调度指挥中心调度指挥系统的项目处于前期准备阶段，统计分析子系统是该项目中十分重要的子系统，因此，我们提前对该子系统的方案进行了预研工作。采用本文的设计方案，系统实现了项目要求的各项功能，并满足相应的性能指标。与过去相比，系统在架构方面进行了创新，界面美观度和响应用户需求方面有了大幅度提升。

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