基于三维GIS的铁路固定设施维修管理系统数据接口研究与设计

张居力

【摘  要】铁路固定设施养护维修管理系统涉及空间地理数据、通用基础数据以及工务、供电、电务系统的专业数据等。如何将这些数据有机地集成起来协调工作显得十分重要。论文从数据接口着手，针对铁路固定设施设备状态监测数据进行分析和设计，形成统一数据接口标准，从而提升数据采集效率，最大限度地发掘各类数据信息的价值。

【关键词】铁路固定设施;养护维修;数据接口

【Abstract】The maintenance management system of railway fixed facilities involves spatial geographic data， general basic data and professional data of public works， power supply and electric service system. How to integrate these data organically and coordinate the work is very important. Starting from the data interface， this paper analyzes and designs the condition monitoring data of railway fixed facilities and equipment， and forms a unified data interface standard， so as to improve the efficiency of data collection and explore the value of various data information to the maximum extent.

【Keywords】railway fixed facilities; maintenance; data interface

1 研究背景

目前，鐵路固定设施养护管理面临保障安全、提高效率、降低成本的迫切需求，针对铁路固定设施工务、供电、电务系统设备状态进行的各种检测监测，产生了海量的、结构多样的数据，要实现铁路内部各部门之间、铁路各组成要素之间以及全路范围空间数据的信息共享，必须从技术上实现数据的规范化。只有建立统一的数据规范，才能有效地利用信息，减少数据重复，减少数据采集和更新的负担，最大限度地发掘数据价值。

2 业务数据架构

2.1 数据结构组成

从数据结构角度，业务数据由基础数据、设备数据、安全台账数据、问题库、业务数据、标准规范数据、统计分析数据、GIS空间数据构成（见图1）。

对项目管理、固定设施设备状态、材料、养护维修业务数据、维修天窗时间、相关标准规范等数据资源进行标准化和规范化管理，同时对维修养护过程中存在的问题、安全台账、项目验收情况和维修养护作业质量数据提供存取、分析统计、显示、管理，能为全线固定设施动态管控提供决策参考数据，能保障动态管控数据的安全性和完整性，使系统适应用户日常管理业务流程变化需要。

2.2 数据管理要求

2.2.1 完善的数据安全机制

按照各类数据的访问范围对用户进行分组，对不同组的用户授予相应的数据访问权限，并依托商业数据库提供的强大数据安全保障机制，确保维修信息系统数据的安全。

2.2.2 全面管理维修相关的标准规范

将铁路维修相关的规范和标准进行参数化，并用数据库进行管理，可以为固定设施维修养护工作提供方便的标准规范查询途径，提高维修养护工作的效率和质量。

2.2.3 灵活多样的配置参数

对各关键的业务流程、业务操作模式进行参数化管理，以便在实际业务流程发生改变后，只需要在系统中修改相应的参数值就可以适应实际工作的需要，这样可大大提高系统的适应性和维护效率，降低运营成本。

2.2.4 数据的分类管理

根据铁路维修数据的特点，系统将其分为多个数据库进行管理，这样既可提高数据库的数据查询效率，又可增强系统的长期适应性和可扩充性。

2.2.5 完善的统计分析数据

根据铁路维修数据的特点建立了多种数据统计分析维度，实现对养护维修业务数据、设备数据、问题库、安全台账等数据的统计分析，可为持续改进养护维修工作提供多样的决策参考数据。

3 数据功能说明

3.1 业务数据

存储养护维修及监测过程的组织机构、人员配备、业务计划、业务活动、业务成果等数据，主要包括以下数据：①养护维修生产计划信息。记录各类检测、维修工作以及与之相应的天窗时间、轨道车运行、大修、施工等生产计划信息。②养护维修计划执行情况及相关信息。记录各类检测、维修工作以及与之相应的天窗、轨道车运行等计划完成情况信息;记录大修、施工工程进展情况信息;记录调度的资料、消息转发信息。③养护维修作业验收结果信息。记录各类检测工作的通知信息;记录各类维修工作的验收信息。④变形监测数据信息。记录特殊工点的沉降、水位、位移、收敛等监测数据信息。⑤项目管理信息。记录大修项目实施过程中的相关信息、施工外包信息、设计成果和成果验收信息。⑥系统操作日志信息。记录所有登录用户使用系统的操作记录。

3.2 问题管理数据

存储养护维修过程中发现的各类问题和安全隐患数据，及其后安排处理的后续信息，主要包括以下数据：①量化设备故障问题信息。记录日常工作中发现的可度量的设备故障信息，并记录跟踪处理信息。②隐患问题信息。记录日常工作中发现的不可度量的设备故障和其他安全问题，并记录跟踪处理信息。

3.3 安全台账数据

存储养护维修过程中各类规章制度、上级公文、各类生产台账等信息，主要包括以下数据：①规章制度信息。记录各级部门的工作章程、岗位职责、作业规范、考核制度等信息。②公文信息。记录上级发文等信息。③生产台账信息。记录重点安全工作、安全会议、事故/防止事故、应急抢险以及其他安全生产相关的信息。

3.4 设备管理数据

存储养护维修中涉及的各类设备规格、状态和履历信息，主要包括以下数据：①设备信息。记录线路、桥隧、通信信号、牵引供电、接触网等专业的主要设备的基本信息及技术参数。②设备检测履历表。记录日常检测工作中所涉及设备的状态参数。③设备维修履历表。记录日常维修、大修、施工工作中所涉及设备的维修养护信息。④设备故障履历表。记录日常工作中所涉及设备的故障信息。

3.5 标准规范数据

记录铁路固定设施生产管理工作中需要严格遵守的各类技术标准及规范信息，主要包括以下数据：①固定设施参数标准信息。记录系统管理的设备正常运作参数和生命周期等标准化信息。②维修养护作业规则信息。记录系统管理的检测、维修等作业的规范、质量评定、考核信息，如作业人员的配置是否达标、作业天窗时间是否达标、月末维修验收结果是否达标等工作考核的各项指标信息。

3.6 基础配置数据

为上述5个数据库提供基础配置数据，主要包括以下数据：①部门信息。记录部门基本信息、部门从属关系信息等。②人员及权限信息。包括人员基本信息、人员所属部门信息、人员系统使用权限信息等。③人员履历信息。记录人员的工作经历、继续教育、培训等信息。④人员角色信息。记录人员表和角色表的对应关系。⑤角色信息。记录系统业务步骤中涉及的角色信息。⑥权限信息。记录系统功能权限信息。⑦角色权限信息。记录系统内角色与权限的对应信息。⑧业务流程配置信息。记录系统需遵循的业务流程的步骤及相关配置参数信息。⑨设备基本信息。记录统一编号后的各专业设备基本信息。⑩系统配置参数信息。记录系统使用过程中可根据实际需要进行修改的参数信息。

3.7 分析统计数据

对业务数据、问题库、安全台账、设备等数据进行统计分析，为维修生产管理提供决策参考数据，主要包括以下数据：①统计维度信息。记录维修业务需要的统计维度。②历史业务数据。记录从其他业务数据库中导入的历史记录。③统计分析信息。记录根据预定的统计维度形成的统计图表。④预警信息。记录系统自动的预警和相关处理信息。

3.8 GIS空间数据

对业务数据、问题库、安全台账、设备数据及其统计分析结果数据进行直观展示，主要包括以下数据：①影像数据。全球低分辨率影像及铁路沿线高分辨率影像。②地形数据。铁路沿线高精度地形数据。③模型数据。铁路沿线路基、站场、线路、隧道、桥梁等重点工程精细三维模型数据。④矢量数据。铁路沿线附近区界、业务数据点、线、区标识等矢量数据。

4 数据接口设计

4.1 統一数据访问接口

提供对文件系统数据库、关系数据库等多种数据库系统的一体化数据访问接口，隐藏数据库系统的具体形式，简化用户对数据调度和使用方面的开发难度。

4.2 多源数据输入输出接口

提供对数据格式的统一解析及处理，对于不同的数据格式的输入输出组件都要从统一接口派生，使系统可以无需直接读取和写入对应的数据格式。

4.3 数据分析接口

提供对数据分析的数据输入输出、执行过程的统一接口，各分析功能组件可以通过分析接口与其他访问接口交互，如分析接口与主场景数据及视图进行互动，完成所对应分析功能的全部计算及显示过程。

4.4 实时可视化接口

系统各个部分可以通过统一接口方便一致地进行绘制场景及特定临时对象等内容，通过更换不同的绘制引擎，可以方便地在各种绘制引擎之间进行切换。

【参考文献】

【1】刘固.探讨铁路养护维修提高线路养护水平[J].科技风，2014（16）：114.

【2】庄小静.铁路线路检养修体制改革的实践[J].环球市场信息导报，2015（19）：62.