鐵路信息化標準管理系統方案研究

鄒蔥聰，張寧，呂紅霞，邢淼

（1. 西南交通大學，交通運輸與物流學院，成都 610031；2. 西南交通大學，全國鐵路列車運行圖編制研發培訓中心，成都 610031；3. 綜合交通運輸智能化國家地方聯合工程實驗室，成都 610031；4. 中國鐵路上海局集團有限公司杭州站，杭州 310016；5. 中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京 100001）

0 引 言

信息技術的高速發展推進了世界鐵路信息化的發展進程。目前為止，鐵路信息化主要形成了三大類標準：通用基礎標準、業務應用標準和數據交換標準[1]。國外的國際鐵路聯盟（UIC）、國際標準化委員會（ISO）、歐洲標準化組織（CEN）等專門研究鐵路信息化標準的機構各自形成一套標準管理體系[2]。我國鐵路經過多年理論與實踐結合，也已形成一套由國家、鐵道行業、中國鐵路總公司、機械及其他周邊行業等多重標準所構成的鐵道技術標準體系，覆蓋了機車車輛、工務工程、通信信號、牽引供電、運輸服務等多部門的產品及工程建設標準，共同規范鐵路運輸工作。

隨著中國鐵路信息化的發展，對鐵路信息化的相關標準管理提出了更高的需求[3]：一方面標準體系應與生產經營實際同步，保持指導作用，因此需要及時制定新標準和更新舊標準；另一方面，標準管理工作需要實現各行業標準互聯互通，提高標準管理工作的準確性和及時性。因此，鐵路信息化標準管理系統建設和完善對于促進鐵路信息化發展具有重要意義。

1 鐵路信息化標準管理系統業務分析

鐵路信息化標準管理系統（以下簡稱系統）是鐵路信息化管理系統的重要組成部分，提供標準檢索、協同辦公、業務流程化等功能，能滿足多級別用戶的業務功能、數據共享、操作簡單易懂、維護方便等需求。

1.1 鐵路信息化標準管理模式分析

鐵路信息化的標準管理工作實行由中國鐵路總公司統一領導、各下屬單位分級管理的組織模式，并以歸口管理和專業負責相結合的方式，實行分工負責管理。鐵路信息化標準管理的組織結構如圖1所示。

圖1 鐵路信息化標準管理的組織結構Fig.1 Organizational structure of RISMS

系統是以鐵路信息化標準管理組織結構為基礎的管理平臺，擁有不同權限、職責的多用戶。不同的用戶（單位）對應的主要職責（需求）如下：

（1）中國鐵路總公司：統一管理；批準下達年度標準項目計劃；批準、實施標準性技術文件制定計劃；批準發布總公司技術標準文件和標準性技術文件。

（2）總公司運輸局信息化部：作為信息化專業的歸口管理單位，主要承擔系統管理、網絡安全管理等。

（3）總公司科技管理部：編制總公司技術標準年度項目計劃；組織制修訂總公司技術標準；指導總公司技術標準專業歸口單位；監督檢查標準實施情況，組織總公司技術標準復審工作；組織參與鐵路國際標準化工作；指導所屬企業技術標準管理工作。

（4）中國鐵道科學研究院標準計量研究所：對總公司技術標準體系、總公司技術標準年度計劃等提出建議；承擔總公司技術標準的復審工作；管理總公司標準檔案。

（5）鐵道相關行業專家：為技術標準制修訂流程以及標準內容進行專家評審等。

（6）系統管理員：負責系統的數據管理與日常運行的維護。

（7）系統普通用戶：瀏覽、檢索、下載標準文件，查看標準的相關信息。

1.2 鐵路信息化標準管理業務支撐系統分析

針對系統不同用戶的多樣化需求，構建鐵路信息化標準管理系統的業務支撐子系統，以完成多種功能，如圖2所示。

圖2 鐵路信息化標準管理業務支撐系統Fig.2 Business support of RISMS

主要的業務支撐子系統及其實現的功能如表1所示。

表1 主要業務支撐子系統功能表Tab.1 Main function of the business support subsystem

2 鐵路信息化標準管理系統架構

2.1 鐵路信息化標準管理系統體系架構

系統體系架構主要由表現層、業務管理層、服務總線和數據集成與分析平臺組成[4]，如圖3所示。

（1）表現層實現用戶的統一接入，主要包含個人中心和門戶網站，是系統的對外窗口。

（2）業務管理層主要涵蓋了標準項目管理、規章制度體系管理、標準著錄與維護、標準服務、文檔管理、標準信息統計與分析等業務支撐子系統，是系統的功能架構。

（3）服務總線與外部適配器相連接，使內部系統與外部系統進行數據交互，完成系統與其他系統的相互訪問和信息交換。

2.2 鐵路信息化標準管理系統邏輯架構

鐵路信息化標準管理系統的邏輯架構主要采用防火墻區分內外網以保證安全，如圖4所示。內部子系統之間的數據交換直接基于多種協議并通過系統服務總線完成，而系統與外部系統的數據交換一般基于Http/Https協議的Web服務，且必須要通過外網防火墻[5]。

2.3 鐵路信息化標準管理系統信息共享接口

總公司科技管理部標準管理系統與本系統的數據交換是雙向數據交換，主要采用定時數據交換形式。科技管理部的審批數據是系統的重要數據來源，數據交換時間點為各個標準項目的階段性輸出文件，如審核通過的《制修訂總公司項目建議任務書》，傳輸格式以科技管理部所需格式為準。科技管理部的反饋意見需實時獲取，以便系統間數據雙向交換順利實現。另外，為適應現代信息化的需求，系統引入移動辦公技術，用戶可以通過手機處理相關工作，也可以實時接收系統信息。

系統共享接口設置有兩個：一個是短信系統，一個是手機終端移動辦公系統，具體接口信息如表2所示。

表2 鐵路信息化標準管理系統信息共享接口Tab.2 Information sharing interface of RISMS

3 鐵路信息化標準管理系統安全方案

在網絡環境下，信息化標準管理系統不僅需要提供良好的業務支撐系統，同時應兼有平臺可升級發展的能力，還需要建立一套安全方案，以保護系統安全。

3.1 鐵路信息化標準管理信息系統安全等級

系統安全保護等級是根據信息系統等級保護相關管理文件（《信息系統安全等級保護定級指南》和《信息安全等級保護管理辦法》等）的相關要求來確定。確定等級時，需分三個層面來逐級進行：

（1）從國家的角度判斷信息安全受到破壞后，是否侵害國家安全；

（2）判斷從社會秩序或公眾利益上看是否遭受侵害；

（3）最后判別公民、法人和其他組織的合法權益有無受到損害。此外，還需從信息安全和系統服務安全兩方面綜合評定。業務信息安全/服務安全保護等級矩陣表[6]，如表3所示。

根據分析，鐵路信息化標準管理系統的信息安全和系統服務安全受到破壞后，可能產生以下危害后果：影響了鐵路行業的整體利益，影響行使工作職能、導致業務能力下降、引起法律糾紛、導致財產損失、造成社會不良影響、其他組織和個人造成損失等。

表3 業務信息安全/服務安全保護等級矩陣表Tab.3 Business information security / service security level

因此，將系統安全保護等級定為第二級，網絡方案的設計和軟硬件的配置均按照第二等級來進行。

3.2 鐵路信息化標準管理信息系統網絡方案

由于用戶之間的通信必須經過中心節點，因此系統網絡結構采用星型結構，有利于集中控制和安全維護，同時對各節點采用雙機備份，以此提高系統的可靠性，如圖5所示。

圖5 鐵路信息化標準管理系統網絡方案Fig.5 Network program of RISMS

3.3 鐵路信息化標準管理信息系統數據傳輸方案

因為信息化標準管理系統涵蓋中國鐵路總公司主管單位、標準化技術歸口單位、標準化技術委員會、標準起草單位、相關企業等單位，尤其是用戶數呈現比較集中的現象，例如標準項目網上提交截止日期間用戶數激增，因此考慮將標準管理平臺的最大并發用戶數設置為1000。按照1000個用戶并發訪問計算，瀏覽系統每用戶流量約為2KB，此時系統網絡帶寬達到2MB即可滿足。另外考慮到文件傳輸占用和更好的用戶體驗以及遠期系統的運用，因此系統網絡帶寬建議達到10MB以上。

系統數據傳輸采用基于因特網技術的網絡傳輸方案[7]，如圖6所示。

圖6 鐵路信息化標準管理平臺數據傳輸結構Fig.6 Data transmission structure of RISMS

4 結束語

在鐵路信息化標準管理系統的多樣化用戶需求基礎上，構建業務支撐系統，搭建總體系統架構以及設計安全方案，則鐵路信息化標準管理工作不僅可以實現規范化、標準化、網絡化和無紙化辦公，還能實現標準管理工作的多部門協同和信息的更新及整合。此外，系統還具備可升級發展的能力，為鐵路行業政策制定提供技術支撐。

總而言之，鐵路信息化標準管理系統的構建能夠排除專業分割、管理等方面因素的制約，完善標準體系，隨時隨地為鐵路標準管理工作提供服務，提高我國鐵路的信息化水平。

[1] 李平，裴坤壽. 關于統一鐵路信息化標準的研究[J]. 鐵道技術監督，2005，1（4）：1-4.

[2] 周曦，李平，賈利民. 中國鐵路智能運輸系統標準體系的研究[J]. 交通運輸系統工程與信息，2004，4（4）：41-48.

[3] 龐婷，倪少權，陳釘均.鐵路總公司信息化標準體系架構研究[J].交通運輸工程與信息學報，2017，15（1）：107-114.

[4] 邢淼，倪少權，呂從高. 鐵路信息化標準管理平臺的研究[J]. 鐵路計算機應用，2015，24（10）：36-40.

[5] 黃強，王薇，倪少權. 基于 SOA 和 DDD 的鐵水聯運信息平臺構架設計[J]. 計算機應用與軟件，2013，30（6）：124-126，174.

[6] GB/T22240—2008，信息安全技術信息系統安全等級保護定級指南[S].北京：中國標準出版社，2008.

[7] 張奇智，張彬，張衛東.基于網絡演算計算交換式工業以太網中的最大時延[J].控制與決策，2005，20（1）：117-120.