分類號 密級 U D C 編號 南大學 碩士學位論文 論 文 題 目 學 科、專 業 研究生姓名 導師姓名及 專業技術職務 氧化鋁生產企業鐵路運輸 軟件工程 王致華 桂衛華 教授 管理信息系統分析與設計 鐵路運輸是有色冶煉企業生產鏈 上的重要環節。但是，長期以來鐵路運輸管理沿襲著落后的作業方式，手工作業為主，信息滯后。隨著企業生產規模的不斷擴大，鐵路運能與運量的矛盾愈加突出，鐵路運輸日益成為制約企業發展的“瓶頸” 。 本文主要研究在大型企業鐵路運輸管 理中，利用計算機來解決管理中存在的管理層次多，信息傳遞慢，效率不高的局面，以滿足現代化企業對鐵路運輸管理的要求。 論文介紹了基于管理信息系統（ 企業鐵路運輸管理信息系統分析與設計。在系統需求分析的基礎上，對系統的功能模塊、拓撲結構、數據庫設計等進行了較詳細的論述。針對企業自備鐵路的特點，確定了自備鐵路運輸管理信息系統的開發模型和技術方案。并對安全設計、系統性能等在系統中的具體實現進行了詳細的闡述。論文以鐵路調度指揮管理信息系統（ 設項目為背景，深入研究 括雙機熱備、系統可靠 性、容錯技術和數據庫簡介等，闡述了 分子系統的具體實施,并對 實際運行效果進行了分析。 最后在分析和總結氧化鋁生產企業中 鋁河南分公司鐵路運輸特點的基礎上，重點介紹了如何針對河南分公司運輸部的特點，研究了如何將目前成熟的信息技術應用于生產管理，建立一套切實可行的信息管理系統。實際應用取得的良好效果驗證了系統分析與設計方法的有效性和實用性。 關鍵詞： 企業鐵路運輸，信息管理系統，實用性 is an in a is is a to of of is an of of In to to as of in is of is on to of of in In is On in of is in At on of in an to of to to to a is in in of 錄 第一章 概述 .題背景 .內外鐵路運輸信息管理系統研究和建設現狀 .題研究意義 .究結構 .二章 企業自備鐵路運輸管理系統設計 .化鋁生產企業鐵路運輸概況 . 氧化鋁生產企業鐵路專用線概況 . 氧化鋁生產企業鐵路貨物運輸概況 . 氧化鋁生產企業鐵路運輸調度與作業流程 . 氧化鋁生產企業鐵路運輸與調度特點總結 .業自備鐵路運輸系統結構及功能分析 . 鐵路運輸系統結構設置 . 車列運行信息表示 . 車列運行描述 . 調車作業圖表及小運轉列車運行圖的管理 . 關鍵運行數據統計報告 . 系統自診斷 . 遠程訪問 .業自備鐵路運輸系統的模塊劃分及其描述 . 信息預報處理模塊 . 車號追蹤模塊 . 物流運輸管理模塊 . 計劃管理模塊 . 統計分析綜合模塊 . 工業監控模塊 . 應用服務器處理模塊 . 通信服務器處理模塊 . 系統維護處理模塊 .0 網絡管理處理模塊 .結 .三章 信息管理系統軟硬件選擇及安全性分析 .件體系結構及工具選擇 . 軟件體系結構 . 開發語言及平臺 .統總體性能分析 . 系統硬件體系性能分析 .統軟件體系性能分析 .統安全性分析及設計 . 鐵路運輸系統安全性分析與設計 . 應用系統安全性 . 網絡安全性 . 數據安全性 . 系統層安全性 . 數據存儲 .結 .四章 氧化鋁生產企業信息管理系統關鍵技術研究 .機熱備技術 . 系統的雙機熱備問題 . 雙機熱備的解決方案 . 雙機熱備方案的具體實施 .靠性與容錯技術設計 . 靜態冗余 . 動態冗余 .據庫設計 . 直接編程方式 . 編程完成數據庫同步方式 . 據庫方式 . 商用分布式數據庫 .結 .五章 系統實現及效果分析 .統實現 . 軟件總界面 . 貨運管理 .用效果分析 .結 . 論 .考文獻 . 謝 .讀學位期間主要的研究成果 .士學位論文 第一章 概述 1 第一章 概述 題背景 信息系統和信息處理從人類文明產生開始就已存在，直到電子計算機問世、信息技術實現飛躍以及現代社會對信息需求日益增長，才迅速發展起來。從第一臺電子計算機于 1946 年問世， 50 多年來，信息系統經歷了由單機到網絡，由低級到高級，由電子數據處理到管理信息系統、再到決策支持系統。 20 世紀 70 年代初隨著數據技術、網絡技術和科學管理方法的發展，計算機在管理上的應用日益廣泛，管理信息系統 (漸成熟起來。管理信息系統最大的特點是高度集中，能將組織中的信息集中起來，進行快速處理，統一使用。有一個中心數據庫和計算機網絡系統是 的重要標志。 處理方式是在數據庫和網絡基礎上的分布式處理。隨著計算機網絡和通訊技術的發展，不僅能把組織內部的各級管理聯結起來，而且能夠克服地理界限，把分散在不同地區的計算機網互聯，形成跨地區的各種業務信息系統和管理信息系統。 管理信息系統是 80 年代才逐漸形成的一門新學科，其概念至今尚無統一的定義。但從國外學者給 下的定義來看， 定義也在逐漸發展和成熟。管理信息系統是信息系統在管理領域的具體應用，具有信息系統的一般屬性。從管理信息系統的建立、功能等方面來分析，管理信息系統可以定義為：管理信息系統是用系統思想建立起來的，以電子計算機為基本信息處理手段，以現代通訊設備為基本傳輸工具，且能為管理決策提供信息服務的人機系統。即管理信息系統是一個由人和計算機等組成的，能進行管理信息的收集、傳輸、存儲、加工、維護和使用的系統。 鐵路運輸是氧化鋁生產企業的大動脈，肩負著原燃材料和產成品運送重任。鐵路運輸總量一般可占到全廠運量的 70%80%， 每年有上千萬噸的生產原輔料、燃料、半成品和成品源源不斷地通過鐵路專用線運進工廠車間或發往全國1。 目前， 氧化鋁生產企業鐵路貨運站火車調度室擔負著鐵路運輸一線的運輸組織和調度指揮工作，它的工作好壞將直接關系到鐵路運輸的安全和效率。但該部門所采用的調度手段還沿襲著人工統計和電話聯系的原始作業方式， 對調度員的記憶力和經驗依賴程度高，隨著企業運輸任務的不斷增加，經常出現調度計劃制定不及時，計劃質量不穩定、修改困難等諸多問題，輕者造成線路堵塞延誤貨物運輸，重者影響生產甚至造成安全事故，因此迫切需要引入先進技術改變這種落后狀況。 碩士學位論文 第一章 概述 2 內外鐵路運輸信息管理系統研究和建設現狀 在鐵路運輸技術發達的歐美和日本等國，鐵路運輸的信息化管理已成熟，對鐵路運輸智能調度系統都進行了深入研究，在實際應用方面也走在世界前列。比較成功的案例有德國計算機輔助綜合鐵路系統和日本的新干線行車指揮自動化系統。兩者工作原理和工作過程相似，都先制定管理計劃，根據管理計劃制定列車運行時間表，并且進行沖突檢測，當在實際計劃運行受到干擾時，就對時間表進行修改。在列車實際狀態發生變化時，也要再進行沖突檢測，如果發現沖突，智能調度系統基于知識、經驗和技術操作規則，自動制定多個解決方案提供給調度員決策，在方案確定后便進行模擬試驗，發現問題繼續調整，直至沖突消除為止。最后由列車運行時間表進行自動路徑設置。 目前，在我國還沒有正式的全國范圍的鐵路智能調度系統規劃和設計，近年來僅在信息化管理方面加大了力度，鐵路運輸在自動化、信息化建設步伐明顯加快。部分廠礦企業根據自身的特點建立了不同的信息化管理系統，收到了良好的生產和經濟效果。 題研究意義 集計算機技術、網絡通信技術為一體的信息系統工程。采用先進、適用、有效的企業管理體制，運用于企業管理的各個環節和層次，可以改善企業的經營環境、降低經營生產成本，提高企業的競爭力；在企業內部改善商流、物流、資金流、信息流的通暢程度，使得企業的運行數據更加準確、及時、全面、詳實，同時對各種信息地進一步加工，使企業領導層的生產、經營決策依據充分，更具科學性，更好地把握商機，創造更多的發展機會；有利于企業科學化、合理化、制度化、規范化的管理，使企業的管理水平跨上新臺階，為企業持續、健康、穩定的發展打下基礎。 本文主要研究在大型企業鐵路運輸管理中，怎樣利用現代化管理手段 計算機來解決管理中存在的管理層次多，信息傳遞慢，效率不高的局面，怎樣滿足現代化企業對鐵路運輸管理的要求。關鍵在于如何把鐵路運輸管理模式與信息技術有機地結合起來。運輸管理模式可從以下四個方面進行分析： (1) 運輸管理的計劃編制、運送、裝卸等實現集中一貫到底的全過程管理。 (2) 各級管理指標要體現先進性、高效率。 (3) 信息及時暢通，用現代化管理手段管理運輸，以適應生產不斷發展的需要。 碩士學位論文 第一章 概述 3 (4) 優化服務，確保供應。 本文研究的主要內容包括： (1) 大型企業運輸管理現代化的國內外研究進展情況，相關的學科，包括計算機管理信息系統，系統工程，生產存儲控制，管理流程重組，以及網絡數據庫技術與運輸管理有效結合的情況綜述。 (2) 大型企業運輸管理的計算機信息系統的軟硬件結構和開發實現方法，及其與整個企業的信息管理系統的集成方法。 (3) 運輸管理現代化帶來的經濟效益的分析。 適用性與先進性的結合是系統建設的原則 采用先進的網絡技術，通過智能化的網絡設備及軟件，實現對計算機應用系統的有效控制和管理；采用先進的、在九十年代受到廣泛重視的客戶機 /服務器體系結構2， 3，有效減少網絡的流通負擔以提高 整個系統的運行性能；除了采用先進的計算機及相關技術手段外，更為重要的是軟件設計所采用的管理模式，應體現企業管理體系的科學性和先進性。系統不僅應充分體現目前先進的計算機軟硬件及相關技術、現代企業管理理論和技術的發展方向，同時應該滿足當前企業各個層次、各個環節的管理、核算需求。 滿足用戶需求的技術是最好的技術。單純追求先進性而不把技術建立在自己的實際需求之上的技術沒有任何實際意義，系統成敗的主要因素并不取決于是否采用了最新的計算機硬件、軟件技術及通信技術。采用了先進的設備，但在系統設計時未能提供完善的用戶需求，系統不能很好運行，甚至系統不僅不能解決應用的實際問題而成為企業棄之可惜， 用之不能的沉重包袱， 這樣的例子并不罕見。 對信息的充分利用是信息系統發揮作用的條件 過去企業的綜合性統計數據，需要在月底、年底、季末計算后才能得到，計算機系統的應用使得管理人員隨時可得到公司一年內任何時間、任何種類的經營信息，同時計算機網絡為業務人員提供了更加快捷方便的交流方式。信息的公開化使得傳統管理層的作用與地位受到很大影響：傳統垂直管理中負責上傳下達信息的中間層將由信息的公開化而失去作用；管理人員從過去被統計、報表占用大量時間的業務中解脫出來而由計算機代替，要求其將主要力量放在信息的利用、再加工上。如財會人員和財務部門由傳統意義上的記帳、核算向進行財務分析過渡等。 究結構 本文就大型企業鐵路運輸管理的管理職能及其存在的問題進行了分析，探討碩士學位論文 第一章 概述 4 了物流管理的發展潮流，以及信息化的優良的管理促進作用。為建立一套適應公司生產發展的管理系統提出構思，運用物流理論和現代化信息管理模式擬定課題研究的技術路線及其實現方法。 全文共分五章，其主要內容和章節安排如下： 第一章，概述。介紹了課題的研究背景和意義，對國內外鐵路運輸信息管理系統研究和建設現狀做了簡要的概述，最后就本文的研究內容作了介紹。 第二章，企業自備鐵路運輸管理系統設計。主要分析了氧化鋁生產企業鐵路運輸的基本情況，在此基礎上分析了信息管理系統的結構設置，重點分析信息預報處理、車號追蹤、物流運輸管理、計劃管理、統計分析、工業監控、應用服務器處理、通信服務器、系統維護、網絡管理等模塊劃分和相應的功能描述。 第三章，信息管理系統軟硬件選擇及安全性分析。主要研究了信息化管理實現的設計和技術手段，包括鐵路運輸系統結構及功能分析、鐵路運輸系統的模塊劃分及其描述、軟件體系結構和工具的選擇、系統總體性能分析及設計、系統安全性分析及設計。 第四章，氧化鋁生產企業信息管理系統關鍵技術研究。分析了氧化鋁生產企業信息管理系統設計及實現中的一些關鍵技術，主要包括系統的可靠性技術及數據庫設計技術。在可靠性方面采用雙機熱備及動態冗余容錯技術，給出了數據庫系統的選擇方法。 第五章，系統實現及效果分析。以貨運管理模塊的界面實現為主介紹了鐵路運輸信息管理系統實現，分析了系統的應用效果。系統投入運行兩年多來，產生了相當可觀的經濟效益和一定的社會效益。同時也充分體現了本系統分析與設計方法的合理性及有效性。 碩士學位論文 第二章 企業自備鐵路運輸管理系統設計 5 第二章 企業自備鐵路運輸管理系統設計 化鋁生產企業鐵路運輸概況 氧化鋁生產企業一般都是特大型企業，擁有自己的鐵路運輸專用線，一頭連接著干線車站，一頭由企業的鐵路貨運站延伸至各個倉庫、車間。與其他大型企業以及國家鐵路運輸相比，在行車組織、運輸目標、運輸內容、運輸流程、鐵路布局等方面都有所差別。認真分析這些特點，是建立鐵路運輸信息管理系統模型的基礎。 化鋁生產企業鐵路專用線概況 鐵路貨運站是氧化鋁生產企業鐵路專用線的主體， 是辦理鐵路運輸業務的主要場所，本小節將主要介紹某氧化鋁企業鐵路貨運站的布局、規模和機車設備等情況。 該企業是一家以生產氧化鋁、電解鋁為主的國有大型企業，年產量達到 240萬噸，是我國乃至亞洲最大的生產基地。該企業的鐵路貨運站在同類型的鐵路貨運站中具有很好的代表性。 1、組織結構 企業總調度室主管運輸裝卸的調度，是全公司運輸組織考核，物質裝卸、貨位統一安排及公司內物資分流及轉運的總協調指揮者。 生產科是日常運輸組織工作的指揮中心，是工作命令和指示的發布者，并負責運輸業務的指導?；疖囌{度室負責日常鐵路運輸的具體組織和指揮。 分布在各處的技術作業班組受火車調度室指揮，承擔裝卸貨、檢斤、取樣等技術作業任務。 2、軌道線路 軌道線路按用途可分為正線、走行線、交接線、存車線、檢斤線、裝卸線、調車解編線、庫區站修線八種，總長度為 米。分為工業站、原料站、沙固站（負責接發車、編組、對貨位、存車） ，還有物資庫、氧化鋁、電解鋁、碳素、熱力等生產單位的，同時還有 30 公里上礦山的正線一條。其中鋁氧區線路情況如表 2示。 3、機車與車輛 擁有內燃機車 11 臺，運用 6 臺，與鋼鐵企業不同，不實行分區作業。有微機連鎖設備，實行集中管理。擁有自備車輛 830 臺，其中礦石自翻車 383 臺、氧化鋁罐車 447 臺， 另有不過軌車輛 80 臺。 因生產的需要， 準備購置 76 臺自翻車、碩士學位論文 第二章 企業自備鐵路運輸管理系統設計 6 170 臺罐車。 表 2工業站線路 容車數 編號 用途 全長（米）有效長（米）起止點 按 大坡度 最小半徑(m)1 到發線 617 315 61 23 22 2 到發線 795 353 59 26 24 3 到發線 827 484 51 36 33 4 到發線 846 616 35 46 43 5 編組線 1026 578 47 43 40 6 編組線 603 493 53 37 34 7 編組線 693 486 55 36 33 008 編組線 755 646 41 49 45 009 編組線 740 596 49 45 41 0010 軌道衡線 743 413 36 31 28 0011 軌道衡線 574 335 65 25 23 0012 存車線 779 391 73 29 27 0013 存車線 645 484 75 36 33 0014 存車線 531 401 77 30 28 0015 存車線 381 79 28 26 0016 存車線 971 662 81 50 46 8017 裝卸線 684 611 83 46 42 00材料線 裝卸線 331 282 擋 20 19 80牽出線 1 調車 283 239 擋 18 16 牽出線 2 調車 463 433 擋 32 30 無岔區段 1 214 84 17 6 5 無岔區段 2 聯絡線 198 43 15 13 無岔區段 3 117 56 8 8 S 190 S4 13 安全線 98 48 65車擋 2 2 上煤線 機車上煤 149 11 10 上水線 機車上水 143 10 10 水 10# 裝卸線 291 1車擋 17 15 碩士學位論文 第二章 企業自備鐵路運輸管理系統設計 7 化鋁生產企業鐵路貨物運輸概況 該鐵路貨運站建于 1958 年，年設計運能 60 萬噸 /年，雖經幾次擴建，但基礎線路里程沒有大的變化，目前實際年需要運量為 1000 萬噸，一天需要處理重車 450 節以上。氧化鋁生產企業鐵路貨運站辦理運輸的貨物種類繁多，每類貨物由專用倉庫儲存。詳情如表 2示。 化鋁生產企業鐵路運輸調度與作業流程 火車調度室負責日常鐵路運輸的具體組織和調度指揮，并設運轉值班調度、貨運值班調度兩個崗位。具體來說，運轉值班調度負責制定站內調車計劃，收集機車運行、軌道占用、列車接發數等實時信息以及裝卸貨進度，辦理扳道和閉塞手續；貨運值班調度負責到、發列車車號、所載貨物等信息的統計，處理與裝卸貨相關事宜，居中協調。 氧化鋁企業鐵路運輸調度的主要任務是編制和監督執行鐵路運輸的班計劃。由于列車在技術作業各環節間的運轉是通過調車機車摘、掛鉤作業實現的，因此班計劃的重點是調度員根據上級下達的運輸任務， 結合站場實際情況和上一班次作業進度，為進站列車、中轉列車和出站列車制定總體調車計劃 (調車計劃單式樣見表 2而其他技術作業班組的作業計劃則依據調車計劃而制定。為配合鐵路貨運站 24 小時不間斷作業，調車計劃也不間斷編排，根據送車規律每天集中更新計劃 24 次（每次間隔 412 小時） ，計劃執行期間視具體情況對計劃做一定的調整。 為了加快貨物運輸提高運量， 站內各部門各班組在火車調度室的統一調度指揮下，精密協作， 24 小時兩班連續作業，一個班次內的作業流程如下。 (1)公司生產運行部下達運輸生產任務； (2)調度室制定運輸任務； (3)運輸任務分別下達到火車調度室、軌道衡和質檢； (4)火車調度室制定調車計劃； (5)火車調度室制定檢斤計劃； (6)火車調度室制定質檢計劃； (7)火車調度室制定裝卸貨計劃； (8)檢斤計劃下達至軌道衡，并通知質檢部取樣班； (9)裝卸貨計劃下達至貨運調度； (10)調車計劃下達至機車調度； (11)軌道衡按計劃檢斤和取樣； (12)軌道衡將計劃執行情況反饋給火車調度室； 碩士學位論文 第二章 企業自備鐵路運輸管理系統設計 8 表 2氧區的貨位情況 容車數 編號 用 途 全長(米) 有效長（米）起止點 小半徑 (米 ) 備注 1 走行線 271 198 5 13 80 1 走行線 639 523 13 39 36 2 180 1 卸礦石、焦碳 500 490 213車擋 37 34 0 卸煤線 638 526 2 13 39 36 80 2 走行線 214 150 1 10 00 2 卸瀝青、煤、焦碳 607/669 468/632倉東道口西側35 32 80 3 卸煤 609 420 15 31 29 00 3 卸堿粉 201 142 215車擋 10 9 堿庫長120米4 存車線 207/201 174/142215警沖標 車擋 10 9 6 卸大同煤、焦作煤 474 458 堿倉東道口西側車擋45 42 00 東頭庫房內26米 7 走行線 253 166 23 12 11 00 8 卸硫酸 258 198 223車擋 15 13 9 裝卸線 270 218 207車擋 15 13 80 10 卸油焦 185 132 225 車擋 10 9 00 11 裝陽極糊 248/281 93 擋 14 13 0 200 12 走行線 590/46/2118 17 80 12 走行線 159 109 7 80 12 裝氧化鋁粉 593 285 1 19 00 12 卸鋁粉、裝鋁錠 199 189 239 車擋 15 13 13 裝氧化鋁、氫氧化鋁 478 356 239 26 24 00 14 裝氧化鋁 266 230 擋 17 16 0 180 鋁氧大倉 15 裝卸線 283 262 擋 19 18 40 限速10液堿 150 107/120 9車檔 9 8 0 400 改 18 卸重油 275 37 擋 17 16 0 250 人 21 裝氧化鋁 （罐車） 511 362 車擋 27 25 0 150 鋁氧大倉 (13)貨運調度按計劃組織裝卸隊進行裝卸作業； (14)裝卸隊向貨運調度報告裝卸進度； (15)貨運調度將班計劃完成情況告知火車調度室； (16)機車調度按計劃指揮機車司機完成調車作業； 碩士學位論文 第二章 企業自備鐵路運輸管理系統設計 9 (17)機車調度員將調車計劃完成情況向火車調度室報告。 化鋁生產企業鐵路運輸與調度特點總結 與干線和其他大型企業的鐵路技術站和貨運站相比， 除了一些鐵路運輸的共性外，氧化鋁企業鐵路的運輸還具有以下特點： (1)任務：除了辦理路廠車輛交接，接發貨物外，還要擔負礦山專用線運輸和廠內中轉運輸任務，最根本的調度目標是保障生產； (2)站場規模：鐵路貨運站規模較小，線路復雜不規范； (3)作業：幾乎涵蓋了各種類型技術站和貨運站的所有技術作業內容； (4)調度指揮機構：其他車站一般采用運輸部站區三級或鐵道部鐵路局站三級調度，而氧化鋁企業采用總調度室火車調度室兩級調度； (5)辦理的車輛既有鐵路普通車輛（ P、 C、 N、 還有自備車； (6)干線車站服務于整個路網，運輸的貨物千差萬別，沒有規律；而氧化鋁企業貨運站主要服務于企業，運輸貨物的品種基本固定，且專庫專用。 (7)到、發列車時間有一定規律，車流和貨物信息可以預報。 調度目標、方式和內容上的較大差別，使得原來針對干線