基于三維GIS的鐵路固定設施維修管理系統數據接口研究與設計

張居力

【摘? 要】鐵路固定設施養護維修管理系統涉及空間地理數據、通用基礎數據以及工務、供電、電務系統的專業數據等。如何將這些數據有機地集成起來協調工作顯得十分重要。論文從數據接口著手，針對鐵路固定設施設備狀態監測數據進行分析和設計，形成統一數據接口標準，從而提升數據采集效率，最大限度地發掘各類數據信息的價值。

【關鍵詞】鐵路固定設施;養護維修;數據接口

【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，鐵路固定設施養護管理面臨保障安全、提高效率、降低成本的迫切需求，針對鐵路固定設施工務、供電、電務系統設備狀態進行的各種檢測監測，產生了海量的、結構多樣的數據，要實現鐵路內部各部門之間、鐵路各組成要素之間以及全路范圍空間數據的信息共享，必須從技術上實現數據的規范化。只有建立統一的數據規范，才能有效地利用信息，減少數據重復，減少數據采集和更新的負擔，最大限度地發掘數據價值。

2 業務數據架構

2.1 數據結構組成

從數據結構角度，業務數據由基礎數據、設備數據、安全臺賬數據、問題庫、業務數據、標準規范數據、統計分析數據、GIS空間數據構成（見圖1）。

對項目管理、固定設施設備狀態、材料、養護維修業務數據、維修天窗時間、相關標準規范等數據資源進行標準化和規范化管理，同時對維修養護過程中存在的問題、安全臺賬、項目驗收情況和維修養護作業質量數據提供存取、分析統計、顯示、管理，能為全線固定設施動態管控提供決策參考數據，能保障動態管控數據的安全性和完整性，使系統適應用戶日常管理業務流程變化需要。

2.2 數據管理要求

2.2.1 完善的數據安全機制

按照各類數據的訪問范圍對用戶進行分組，對不同組的用戶授予相應的數據訪問權限，并依托商業數據庫提供的強大數據安全保障機制，確保維修信息系統數據的安全。

2.2.2 全面管理維修相關的標準規范

將鐵路維修相關的規范和標準進行參數化，并用數據庫進行管理，可以為固定設施維修養護工作提供方便的標準規范查詢途徑，提高維修養護工作的效率和質量。

2.2.3 靈活多樣的配置參數

對各關鍵的業務流程、業務操作模式進行參數化管理，以便在實際業務流程發生改變后，只需要在系統中修改相應的參數值就可以適應實際工作的需要，這樣可大大提高系統的適應性和維護效率，降低運營成本。

2.2.4 數據的分類管理

根據鐵路維修數據的特點，系統將其分為多個數據庫進行管理，這樣既可提高數據庫的數據查詢效率，又可增強系統的長期適應性和可擴充性。

2.2.5 完善的統計分析數據

根據鐵路維修數據的特點建立了多種數據統計分析維度，實現對養護維修業務數據、設備數據、問題庫、安全臺賬等數據的統計分析，可為持續改進養護維修工作提供多樣的決策參考數據。

3 數據功能說明

3.1 業務數據

存儲養護維修及監測過程的組織機構、人員配備、業務計劃、業務活動、業務成果等數據，主要包括以下數據：①養護維修生產計劃信息。記錄各類檢測、維修工作以及與之相應的天窗時間、軌道車運行、大修、施工等生產計劃信息。②養護維修計劃執行情況及相關信息。記錄各類檢測、維修工作以及與之相應的天窗、軌道車運行等計劃完成情況信息;記錄大修、施工工程進展情況信息;記錄調度的資料、消息轉發信息。③養護維修作業驗收結果信息。記錄各類檢測工作的通知信息;記錄各類維修工作的驗收信息。④變形監測數據信息。記錄特殊工點的沉降、水位、位移、收斂等監測數據信息。⑤項目管理信息。記錄大修項目實施過程中的相關信息、施工外包信息、設計成果和成果驗收信息。⑥系統操作日志信息。記錄所有登錄用戶使用系統的操作記錄。

3.2 問題管理數據

存儲養護維修過程中發現的各類問題和安全隱患數據，及其后安排處理的后續信息，主要包括以下數據：①量化設備故障問題信息。記錄日常工作中發現的可度量的設備故障信息，并記錄跟蹤處理信息。②隱患問題信息。記錄日常工作中發現的不可度量的設備故障和其他安全問題，并記錄跟蹤處理信息。

3.3 安全臺賬數據

存儲養護維修過程中各類規章制度、上級公文、各類生產臺賬等信息，主要包括以下數據：①規章制度信息。記錄各級部門的工作章程、崗位職責、作業規范、考核制度等信息。②公文信息。記錄上級發文等信息。③生產臺賬信息。記錄重點安全工作、安全會議、事故/防止事故、應急搶險以及其他安全生產相關的信息。

3.4 設備管理數據

存儲養護維修中涉及的各類設備規格、狀態和履歷信息，主要包括以下數據：①設備信息。記錄線路、橋隧、通信信號、牽引供電、接觸網等專業的主要設備的基本信息及技術參數。②設備檢測履歷表。記錄日常檢測工作中所涉及設備的狀態參數。③設備維修履歷表。記錄日常維修、大修、施工工作中所涉及設備的維修養護信息。④設備故障履歷表。記錄日常工作中所涉及設備的故障信息。

3.5 標準規范數據

記錄鐵路固定設施生產管理工作中需要嚴格遵守的各類技術標準及規范信息，主要包括以下數據：①固定設施參數標準信息。記錄系統管理的設備正常運作參數和生命周期等標準化信息。②維修養護作業規則信息。記錄系統管理的檢測、維修等作業的規范、質量評定、考核信息，如作業人員的配置是否達標、作業天窗時間是否達標、月末維修驗收結果是否達標等工作考核的各項指標信息。

3.6 基礎配置數據

為上述5個數據庫提供基礎配置數據，主要包括以下數據：①部門信息。記錄部門基本信息、部門從屬關系信息等。②人員及權限信息。包括人員基本信息、人員所屬部門信息、人員系統使用權限信息等。③人員履歷信息。記錄人員的工作經歷、繼續教育、培訓等信息。④人員角色信息。記錄人員表和角色表的對應關系。⑤角色信息。記錄系統業務步驟中涉及的角色信息。⑥權限信息。記錄系統功能權限信息。⑦角色權限信息。記錄系統內角色與權限的對應信息。⑧業務流程配置信息。記錄系統需遵循的業務流程的步驟及相關配置參數信息。⑨設備基本信息。記錄統一編號后的各專業設備基本信息。⑩系統配置參數信息。記錄系統使用過程中可根據實際需要進行修改的參數信息。

3.7 分析統計數據

對業務數據、問題庫、安全臺賬、設備等數據進行統計分析，為維修生產管理提供決策參考數據，主要包括以下數據：①統計維度信息。記錄維修業務需要的統計維度。②歷史業務數據。記錄從其他業務數據庫中導入的歷史記錄。③統計分析信息。記錄根據預定的統計維度形成的統計圖表。④預警信息。記錄系統自動的預警和相關處理信息。

3.8 GIS空間數據

對業務數據、問題庫、安全臺賬、設備數據及其統計分析結果數據進行直觀展示，主要包括以下數據：①影像數據。全球低分辨率影像及鐵路沿線高分辨率影像。②地形數據。鐵路沿線高精度地形數據。③模型數據。鐵路沿線路基、站場、線路、隧道、橋梁等重點工程精細三維模型數據。④矢量數據。鐵路沿線附近區界、業務數據點、線、區標識等矢量數據。

4 數據接口設計

4.1 統一數據訪問接口

提供對文件系統數據庫、關系數據庫等多種數據庫系統的一體化數據訪問接口，隱藏數據庫系統的具體形式，簡化用戶對數據調度和使用方面的開發難度。

4.2 多源數據輸入輸出接口

提供對數據格式的統一解析及處理，對于不同的數據格式的輸入輸出組件都要從統一接口派生，使系統可以無需直接讀取和寫入對應的數據格式。

4.3 數據分析接口

提供對數據分析的數據輸入輸出、執行過程的統一接口，各分析功能組件可以通過分析接口與其他訪問接口交互，如分析接口與主場景數據及視圖進行互動，完成所對應分析功能的全部計算及顯示過程。

4.4 實時可視化接口

系統各個部分可以通過統一接口方便一致地進行繪制場景及特定臨時對象等內容，通過更換不同的繪制引擎，可以方便地在各種繪制引擎之間進行切換。

【參考文獻】

【1】劉固.探討鐵路養護維修提高線路養護水平[J].科技風，2014（16）：114.

【2】莊小靜.鐵路線路檢養修體制改革的實踐[J].環球市場信息導報，2015（19）：62.