2023年铁路机务运用安全管理系统的设计与实现.doc

铁路机务运用安全管理系统的设计与实现 申请上海交通大学工程硕士学位论文 铁路机务运用安全管理系统的设计与实现 学校代码： 作者姓名： 学 号： 第一导师： 沈备军 第二导师： 学科专业： 软件工程 辩论日期： 年 月 日 上海交通大学软件学院 年 月 A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University  for Master Degree of Engineering Design and Implementation of Management System of Railroad Locomotive Operation and Safety University Code： Author： Mentor 1： Beijun Shen Mentor 2: Field： Software Engineering Date of Oral Defense： Jan. 16， 2023 School of Software Shanghai Jiaotong University Dec.， 2023 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承当。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或局部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密R。 〔请在以上方框内打“√〞〕 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 铁路机务运用安全管理系统的设计与实现 摘 要 铁路机务运用安全管理系统简称“运安系统〞，是从现代运输管理的角度构建的全新现代化综合管理系统。随着铁路信息化步伐不断的加快，智能技术在铁路运输中的广泛应用，运安系统对铁路机务管理工作提出了新的要求。本论文在此背景下， 对运输安全管理系统的设计与实现进行了深入的研究。综合考虑C／S模式在信息事务处理方面的实时性、高效性及B／S模式在信息浏览、查询和发布方面的优势，对基于B／S和C／S结构的调度指挥管理信息系统(TDCS)和乘务员管理系统的设计与实现进行了深入的探索。同时结合web services模型和数据库安全方面的技术，保证管理系统的安全运行，使其运安系统发挥最大的功能。 关键词：C/S，B/S，Web Services，Database Design and Implementation of Management System of Railroad Locomotive Operation and Safety ABSTRACT A system for Railroad Locomotive’s safety management is called “Management System of Railroad Locomotive Operation and Safety〞； it is in terms of modern transportation management to build a new modern integrated management system. With constant speed up the pace of railroad’s informatization, the widely use of intelligence technologies in railroad transportation, Management System of Railroad Locomotive Operation and Safety raises new requirements to the work of Locomotive’s management. This paper under this background did the deeply discovery about design and realization of Management System of Railroad Locomotive Operation and Safety. Comprehensive consideration C/S mode in the transaction of information timely and effectively, and the advantage of B/S mode in scan、search and publish of information, this paper did the deeply discovery about the design and realization of Train operation Dispatching Command System (TDCS) and Management System of Engine Driver based on B/S and C/S structure. Simultaneous combination web services model and the technology of databank’s safety, make sure the operation of management system safely, that Management System of Railroad Locomotive Operation and Safety can gives full scope to its greatest functions. Keywords : C/S , B/S , WebServices , Database 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪 论 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的和意义 2 1.3 研究目标和内容 2 2 运用安全管理系统的概述 4 2.1 运用安全管理系统的概况 4 2.1.1 国外开展 4 2.1.2 国内现状 5 2.2 运用安全管理系统的功能 5 2.3 信息化运输安全系统技术需求 7 2.3.1 基于B_S和C_S结构的研究 8 2.3.2 基于WebServices的系统模型的研究 8 2.3.3 数据库安全及维护 10 3 运安系统基于B_S和C_S结构的研究 11 3.1 B/S和C/S结构的概述 11 3.1.1 传统C/S结构 11 3.1.2 B/S结构概述 14 3.1.3 C/S和/B/S模式体系结构的比照 16 3.1.4 C/S与B/S混合模型特点 17 3.1.5 C/S和B/S的选用原那么 18 3.2 乘务员管理信息系统中B_S结构的研究 19 3.2.1 建立司机管理信息系统的必要性 19 3.2.2 系统特点及要求 19 3.2.3 系统设计目标 20 4 基于B/S和C/S结构的铁路调度指挥管理信息系统的研究 22 4.1 铁路调度指挥管理信息系统的概述 22 4.1.1 铁路运输调度工作简述 22 4.1.2 调度所组主要职责范围 22 4.1.3 铁路调度管理信息系统的组成和结构 24 4.1.4 TDCS系统(铁路调度指挥管理信息系统) 27 4.2 行调台子系统的需求分析 30 4.2.1客户需求 31 4.2.2系统需求分析 31 4.2.3与TMIS结合相关需求 36 4.3 行调台子系统体系结构分析 38 4.3.1基于C/S和B/S混合体系结构的TDCS系统 38 4.3.2行调台子系统结构分析与设计 39 4.3.3查询模块结构分析 46 4.3.4基于B/S和C/S信息根底上数据的完整性和一致性的分析 47 5 基于WEBSERVICES系统的研究 49 5.1 WEB SERVICE的根本协议 49 5.1.1 SOAP协议 49 5.1.2 WSDL 51 5.1.3 UDDI 52 5.2 XML及其在WEB SERVICE中的应用 53 5.2.1 XML的文档结构 53 5.2.2 XML的名称空间 53 5.2.3 XML在Web Service中的应用 54 5.3 WEB SERVICE安全性的研究 56 5.3.1 Web Service安全性的特点和根本要求 56 5.3.2 SOAP的安全性 58 5.3.3 现有安全技术的研究 60 6 数据库安全体系的研究 62 6.1 数据库安全概述 62 6.1.1 数据库安全定义 62 6.1.2 数据库安全的重要性与必要性 62 6.1.3 数据库安全的常用技术 63 6.2 数据库安全分析 64 6.2.1网络环境下据库安全性需求分析 64 6.2.2数据库安全的实现途径 65 6.3 数据库安全技术研究 66 6.3.1标志和鉴别 66 6.3.2访问控制 66 6.3.3信息流控制 68 6.3.4审计 69 6.3.5加密 69 7 总结与展望 71 7.1 本文工作小结 71 7.2 展望 71 参考文献 72 攻读学位期间发表的学术论文 75 V 铁路机务运用安全管理系统的设计与实现 1 绪 论 1.1 研究背景 铁路作为国家的重要根底设施、群众化交通工具，在全面建设小康社会中肩负着提供运力支持、当好先行的重要历史使命，铁路信息化建设无疑是实现这一宏伟目标的技术职称和保障，加快铁路系统的信息化建设步伐显得尤为迫切[1]。 铁路运输业是一个高度集中统一指挥管理的国民经济生产部门，其特点是点多、线长、面广、分散。长期以来，我国的铁路行车指挥工作一直处予手工作业方式，指挥行车的工具就靠一支笔、一把尺、一张图和一 ，获得的信息量少、实时性差、可靠度低，编制的运输方案兑现率低、方案赶不上变化是普遍现象。这种传统的调度指挥方式，已不适应铁路提速和技术开展的需要，严重制约了铁路运能和效率的提高，并成为铁路信息化建设的瓶颈。随着通信程控交换技术、光纤技术、计算机技术、数据库技术、网络技术、数字通信技术等迅速开展，铁路运输生产组织指挥管理工作有了现代化的管理手段，这些迅速开展的新技术促进了铁路的技术革命[2]。 为适应国民经济快速开展的需要，铁道部提出了实现新时期新阶段铁路跨越式开展的战略任务。铁道部研究制定并正式公布了“铁路信息化总体规划〞，提出了建设具有中国特色、世界一流的铁路智能运输信息系统的总体目标、体系结构、开展战略与实施策略。铁路信息