北京城軌交通信息交換平臺(tái)的研究
| 引 言 目前,北京市軌道交通已經(jīng)建立了以自動(dòng)售票AFC、列車自動(dòng)控制系統(tǒng)ATC、電力監(jiān)控系統(tǒng)SCA-DA、環(huán)境監(jiān)制系統(tǒng)BAS、防火報(bào)警系統(tǒng)FAS等以及高速通信網(wǎng)為代表的諸多運(yùn)營管理、調(diào)度管理和安全監(jiān)控系統(tǒng)[1].但在管理和客戶服務(wù)等方面,除正在建設(shè)中的地鐵網(wǎng)站外,基礎(chǔ)業(yè)務(wù)系統(tǒng)如人力資源、財(cái)務(wù)、物流、辦公管理系統(tǒng),地鐵/城軌網(wǎng)絡(luò)、呼叫中心等方面的建設(shè)幾乎空白.此外,北京的城軌設(shè)備來自不同的生產(chǎn)國家,設(shè)備制式不同,給日后的城鐵線網(wǎng)的擴(kuò)容及管理帶來極大的困難,而且在城軌這個(gè)巨大的系統(tǒng)中,必然包容大量的厚重的信息資源,需要強(qiáng)大的物理網(wǎng)絡(luò),龐大的各類數(shù)據(jù)庫以及大量的支持各部門業(yè)務(wù)管理的應(yīng)用軟件.但是,由于系統(tǒng)建設(shè)和實(shí)施數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的階段性、技術(shù)性以及其它經(jīng)濟(jì)和人為因素等因素影響,導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)采用不同存儲(chǔ)方式,包括采用的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)也大不相同,從簡單的文件數(shù)據(jù)庫到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫,它們構(gòu)成了異構(gòu)數(shù)據(jù)源.由于各信息系統(tǒng)相互獨(dú)立,故這些信息資源普遍是分散的,異構(gòu)的,是與局部范圍信息化應(yīng)用相適應(yīng)的.這就是所謂的“信息孤島”現(xiàn)象.這些分散的不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)雖然能夠滿足業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理要求,但在許多情況下,為做出一個(gè)決策,可能需要訪問分布在網(wǎng)絡(luò)不同位置上的多個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),這就阻礙了信息系統(tǒng)在城市軌道交通系統(tǒng)中發(fā)揮出更大的作用,需要通過信息的立體化的、全方位的管理,進(jìn)一步發(fā)揮軌道交通系統(tǒng)的潛力. 1 系統(tǒng)綜述 城軌交通綜合信息系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)各種功能的應(yīng)用系統(tǒng)組成的復(fù)雜大系統(tǒng).各應(yīng)用系統(tǒng)由于功能和處理業(yè)務(wù)上的差異,分別由不同的部門建設(shè)實(shí)施和運(yùn)作管理,這就決定了各應(yīng)用系統(tǒng)間的相對(duì)獨(dú)立性.而各應(yīng)用系統(tǒng)只有通過某種方式有效地集成起來,才可能體現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性,這樣通過各應(yīng)用系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行、互相支撐,北京城軌交通才會(huì)發(fā)揮出******的效益,從而提高整個(gè)北京市交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率.為此,必須將各部門通過一定的機(jī)制和技術(shù)手段,有效地協(xié)調(diào)起來,在合理的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息和資源的充分共享,使各部門協(xié)調(diào)一致,保證城軌交通的順利實(shí)施和正常運(yùn)行,從而使得北京市城軌現(xiàn)有的交通資源發(fā)揮出******的效益.為達(dá)到上述目的,建設(shè)北京市城軌交通綜合信息系統(tǒng)的交換平臺(tái)是一個(gè)理想的解決方案. 城軌運(yùn)營的生產(chǎn)組織是一架龐大的聯(lián)動(dòng)機(jī),它是由運(yùn)營、車輛、機(jī)電、供電、信號(hào)等部門構(gòu)成的有機(jī)體系,各部門為了協(xié)調(diào)工作,需要通過對(duì)信息的立體化的、全方位的管理,進(jìn)一步發(fā)揮軌道交通系統(tǒng)的潛力.因此,城軌交通綜合信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)[2]如圖1所示,其中心為綜合信息交換平臺(tái),它是北京城軌中心與各相關(guān)部門的信息樞紐,通過它不僅可實(shí)現(xiàn)城軌內(nèi)部各部門間的信息共享和交互,也可以實(shí)現(xiàn)與外部相關(guān)部門,如交管、公交等部門的信息交換.另外,它又是北京城軌各應(yīng)用系統(tǒng)信息集成的平臺(tái),通過它為各應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供可能. 2 北京城軌交通綜合信息交換的方法和手段 北京城軌交通綜合信息交換的方法有多種,對(duì)于相同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫,可采用數(shù)據(jù)庫復(fù)制來實(shí)現(xiàn)城軌交通綜合信息的共享利用.但對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫,即異構(gòu)數(shù)據(jù)庫間的連接和各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換,其主要的轉(zhuǎn)換方法有: (1)利用中間數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換. 在開發(fā)系統(tǒng)時(shí)使用“中間數(shù)據(jù)庫”的辦法,即在實(shí)現(xiàn)兩個(gè)具體數(shù)據(jù)庫之間的轉(zhuǎn)換時(shí),依據(jù)關(guān)系定義、字段定義,從源數(shù)據(jù)庫中讀出數(shù)據(jù)通過中間數(shù)據(jù)庫灌入到目的數(shù)據(jù)庫中[3,4]. (2)通過數(shù)據(jù)庫組件的轉(zhuǎn)換. 利用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù),通過源數(shù)據(jù)庫與目的數(shù)據(jù)庫組件來存取數(shù)據(jù)信息,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的直接轉(zhuǎn)換. (3)設(shè)置傳送變量的轉(zhuǎn)換. 借助數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)工具與數(shù)據(jù)庫連接的強(qiáng)大功能,通過設(shè)置源數(shù)據(jù)庫與目的數(shù)據(jù)庫兩個(gè)不同的傳送變量,同時(shí)連接兩個(gè)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的直接轉(zhuǎn)換. 3 北京城軌交通已有信息系統(tǒng)適用的方式 針對(duì)北京城軌已有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),可設(shè)計(jì)各信息系統(tǒng)適用的方式: (1)對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相同的數(shù)據(jù)庫,可采用簡單的數(shù)據(jù)庫復(fù)制來實(shí)現(xiàn)城軌交通綜合信息的共享利用,如:SCADA系統(tǒng)、AFC系統(tǒng)、它們均采用Oracle數(shù)據(jù)庫[5,6],可采用簡單的數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換. (2)預(yù)設(shè)四類數(shù)據(jù)庫交換接口(Oracle、SqlServer、DB2、Sybase).根據(jù)這四種數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)類型定義的差別擬訂了一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換方式,以便進(jìn)行異構(gòu)的數(shù)據(jù)交換.如:SCADA系統(tǒng)使用的是Oracle數(shù)據(jù)庫,信息化網(wǎng)站使用的是SqlServer數(shù)據(jù)庫.在這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,則需采用預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫交換接口,進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換. (3)對(duì)于其他類型的數(shù)據(jù)庫,可以XML作為交互的媒介,即將數(shù)據(jù)庫格式均轉(zhuǎn)換為XML格式進(jìn)行交換,包括各種類型的資料、物品、文章、RD-BMS里的數(shù)據(jù)、圖形等.不論文本的還是二進(jìn)制的,都能用XML標(biāo)注. 4 北京城軌交通綜合信息交換平臺(tái)的實(shí)現(xiàn) (1)北京城軌交通綜合信息交換平臺(tái)的基本功能. 北京城軌交通綜合信息交換平臺(tái)是對(duì)整個(gè)北京城軌交通信息系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和傳輸形式的一種規(guī)范化定義,也是一個(gè)對(duì)共用數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、查詢、通信等管理服務(wù)的數(shù)據(jù)倉庫.交通綜合信息交換平臺(tái)可以定位在兩個(gè)方面:一是北京市城軌各相關(guān)部門的信息樞紐,通過它實(shí)現(xiàn)部門間的信息共享和交互;二是北京市城軌各應(yīng)用系統(tǒng)信息集成應(yīng)用的平臺(tái),通過它為各應(yīng)用系統(tǒng)的集成提供可能. (2)北京城軌交通綜合信息交換平臺(tái)的總體框架. (3)北京城軌交通綜合信息交換平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn). 目前,能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換技術(shù)的典型方式有三種:數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)、規(guī)范化統(tǒng)一接口技術(shù)和利用XML和J2EE技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換.其中,數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)和規(guī)范化統(tǒng)一接口技術(shù)已經(jīng)實(shí)用,但是利用XML和J2EE技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的方式由于技術(shù)成熟度的限制正處于研究開發(fā)階段. ·數(shù)據(jù)庫復(fù)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換 基本設(shè)計(jì)思想是在數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的服務(wù)器上設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫,將來自城軌交通信息網(wǎng)絡(luò)各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的車票信息、客流信息、車輛監(jiān)控信息、行車信息、軌道信號(hào)信息、車站監(jiān)控信息、溫度濕度信息、線路監(jiān)測信息、控制信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息復(fù)制到這個(gè)數(shù)據(jù)庫中,并且開發(fā)城軌信息搜索引擎和智能數(shù)據(jù)交換引擎,搜索相關(guān)數(shù)據(jù)并送至需要的地方. ·規(guī)范化統(tǒng)一接口實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換 對(duì)城軌交通信息網(wǎng)絡(luò)中各數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相應(yīng)接口的開發(fā),使城軌交通信息網(wǎng)絡(luò)中的各系統(tǒng)可在數(shù)據(jù)交換平臺(tái)的底層進(jìn)行IP安全保密通信,并且開發(fā)加解密系統(tǒng).規(guī)范化統(tǒng)一接口要將不同信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù),再進(jìn)行交換,并且可以將交換后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)格式,傳回給數(shù)據(jù)庫. ·基于XML和J2EE開發(fā)交換引擎實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換 用XML技術(shù)和J2EE開發(fā)數(shù)據(jù)框架和交換引擎實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換,需要根據(jù)調(diào)研得到的數(shù)據(jù)類型、層次的相關(guān)信息等,構(gòu)建XML動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理工具和基于此結(jié)構(gòu)的交換育擎.具體實(shí)現(xiàn)方法如下:基于J2EE標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建,采用XML作為數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),JMS消息傳遞機(jī)制,并通過JCA與各種資源、數(shù)據(jù)源連接以實(shí)現(xiàn)方便靈活的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和資源整合,幫助用戶建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)交換規(guī)范,實(shí)現(xiàn)異構(gòu)信息的高度共享和綜合利用.信息交換平臺(tái)在城市軌道交通綜合信息平臺(tái)中所處的位置和具體功能如圖3所示. 5 城軌交通綜合信息交換平臺(tái)的應(yīng)用前景 北京城軌交通綜合信息交換平臺(tái)物理位置在北京地鐵運(yùn)營公司信息中心,該平臺(tái)是連接北京城軌各個(gè)信息子系統(tǒng)的樞紐,涉及的部門多,子系統(tǒng)間差異大.目前已經(jīng)接入本平臺(tái)的信息系統(tǒng)包括:調(diào)度信息子系統(tǒng)、AFC信息子系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化子系統(tǒng)等,從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)平臺(tái)分級(jí)別、分權(quán)限來提供各個(gè)信息系統(tǒng)的綜合信息并完成各個(gè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交換.隨著接入子系統(tǒng)的增加,平臺(tái)將成為北京城市軌道交通信息化的核心,進(jìn)一步可以為北京2008年奧運(yùn)會(huì)舉辦過程中的軌道交通以及今后北京市ITS的長遠(yuǎn)發(fā)展發(fā)揮應(yīng)有的作用.此外,北京城軌交通信息交換平臺(tái)的建設(shè),將為國內(nèi)城市,特別是特大城市的城軌交通綜合信息平臺(tái)的開發(fā),以及為城市交通信息服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè),提供有價(jià)值的、可供借鑒的經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)生良好的示范效應(yīng). |
