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0引言

在鐵路工程設(shè)計中，經(jīng)濟運量和行車組織兩個專業(yè)負(fù)責(zé)項目設(shè)計中的運量預(yù)測、運輸組織、項目財務(wù)及經(jīng)濟評價、各種分析計算等前期工作，設(shè)計及分析結(jié)論是其它各專業(yè)設(shè)計的依據(jù)資料，在設(shè)計流程中所處地位十分關(guān)鍵。按傳統(tǒng)的設(shè)計方法，一是資料收集困難，二是資料的管理十分落后，無法滿足現(xiàn)代設(shè)計要求。基于此，開發(fā)設(shè)計自動化的管理信息系統(tǒng)十分必要，迫在眉睫。

1需求分析

需求分析階段的任務(wù)在于確定經(jīng)濟運量與行車組織兩專業(yè)的設(shè)計人員對該系統(tǒng)的要求。對于設(shè)計人員的需求，可以分為對數(shù)據(jù)的需求、對處理的需求和對安全性、完整性的需求。

1.1處理需求設(shè)計人員對系統(tǒng)的處理要求有:①既可以在局域網(wǎng)上方便多用戶操作，也可以運行于單機上適合單用戶操作;②實時響應(yīng)對數(shù)據(jù)查詢、更新等操作的要求;③翰人和輸出簡便，用簡單的方法對數(shù)據(jù)表的字段進行追加和修改，對應(yīng)用程序提供簡潔明確的向?qū)А?/p>

1.2安全性、完整性要求設(shè)計人員對系統(tǒng)的安全性和完整性要求比較簡單，主要為系統(tǒng)在操作過程中能夠保證數(shù)據(jù)不丟失、系統(tǒng)運行穩(wěn)定和故障少。

1.3數(shù)據(jù)要求在分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求時，可以將系統(tǒng)分為經(jīng)濟運量和行車組織兩個子系統(tǒng)進行分析。l)經(jīng)濟運量子系統(tǒng)數(shù)據(jù)要求。按行政區(qū)域劃分。行政區(qū)域劃分為省、市(地區(qū))、縣3級。數(shù)據(jù)包括行政區(qū)域名稱、年度、行政級別和面積等，其對應(yīng)的信息中經(jīng)濟部分主要數(shù)據(jù)有人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值、工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量、財政金融、交通運輸、能源生產(chǎn)消費、外貿(mào)及旅游;運量部分主要數(shù)據(jù)有客運量、貨運量。具體數(shù)據(jù)略(參見本文第3節(jié)，E一R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的有關(guān)數(shù)據(jù))。2)行車組織子系統(tǒng)數(shù)據(jù)要求。行車組織子系統(tǒng)中主要有線路、線路區(qū)段、樞紐、車站、調(diào)機等信息。各種信息之間的關(guān)系如下:線路包括多個線路區(qū)段，每個線路區(qū)段一般均以技術(shù)站或者接軌站為分界點，而一個線路區(qū)段只屬于一條線路，一般線路由于各個線路區(qū)段的有關(guān)信息如主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、能力情況等不一樣而全線信息不完全統(tǒng)一;樞紐位于鐵路干線的交匯點，包括各種性質(zhì)的車站、車站間的聯(lián)絡(luò)線以及其它一些附屬設(shè)備;車站屬于線路，同時屬于線路所包含的某一個線路區(qū)段，并且還可能同時屬于某個樞紐，而一條線路或一個線路區(qū)段包含多個車站，線路及線路區(qū)段均以車站開始，以另一個車站結(jié)束;1個車站可能有多臺調(diào)機，而1臺調(diào)機可能又同時屬于幾個車站合用。由于線路包括線路區(qū)段，有些數(shù)據(jù)可能在線路區(qū)段里分析采用更為準(zhǔn)確合適，而在線路里卻會因為線路區(qū)段的不同而各異，如主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、能力使用情況等，所以在線路區(qū)段里可以分析采用的數(shù)據(jù)在此將不重復(fù)，這里僅分析在線路里可以唯一表示的數(shù)據(jù)。行車組織子系統(tǒng)包括的數(shù)據(jù)有:線路、行政區(qū)劃分、調(diào)度區(qū)劃分、既有線的線路區(qū)段、既有線區(qū)段改造、新線區(qū)段、規(guī)劃新線的線路區(qū)段、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、既有能力、設(shè)計能力、規(guī)劃能力、樞紐、車站、股道數(shù)量、車站作業(yè)量、車站能力、駝峰、聯(lián)絡(luò)線、聯(lián)絡(luò)線能力、調(diào)機和其它數(shù)據(jù)。具體數(shù)據(jù)以線路為例闡述如下(其余略，可參見本文第3節(jié)，E一R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的有關(guān)數(shù)據(jù))。

2數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過新系統(tǒng)的需求分析，得出了新系統(tǒng)的各種用戶需求，下面運用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的有力工具:借助分類、聚集、概括等抽象機制，設(shè)計系統(tǒng)的概念模型。

2.1經(jīng)濟運一子系統(tǒng)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求分析，顯然行政區(qū)域、人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值、工業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量、財政金融、交通運輸、能源生產(chǎn)消費、外貿(mào)及旅游均應(yīng)該作為實體，由于其各自相關(guān)的數(shù)據(jù)均為原始數(shù)據(jù)，所以相關(guān)數(shù)據(jù)作為屬性對待。

2.2行車子系統(tǒng)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計與線路有關(guān)的數(shù)據(jù)，除行政區(qū)劃分與調(diào)度區(qū)劃分可再細(xì)分外，其余均為原始數(shù)據(jù)，所以線路、行政區(qū)劃分與調(diào)度區(qū)劃分為實體。由于與線路區(qū)段有關(guān)的數(shù)據(jù)分為4種情況，分別是既有線、既有線改造線路、新線、規(guī)劃新線4種類型。并且除既有線改造線路與新線所對應(yīng)的數(shù)據(jù)相同外，其余均各不相同，所以將線路區(qū)段作為一個實體對待時，其所對應(yīng)的屬性將隨線路區(qū)段類型的不同而各異，無法統(tǒng)一，故在設(shè)計線路區(qū)段的局部E-R模型時使用概括的抽象方法，定義“超類”實體和“子類”實體。將線路區(qū)段定義為“超類”實體，將區(qū)段名稱、所屬線路、區(qū)段起點、區(qū)段終點、區(qū)段長度、線路允許速度、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為其屬性，并且還相應(yīng)增加區(qū)段類型這一屬性;將既有線的線路區(qū)段簡稱為既有線路區(qū)段，將既有線改造線路、新線的線路區(qū)段、規(guī)劃新線的線路區(qū)段3者合并為設(shè)計線路區(qū)段，并且均定義為“子類”實體，“子類”實體的屬性為各自有關(guān)的數(shù)據(jù)除去“超類”實體線路區(qū)段的屬性以外的數(shù)據(jù)。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可再次劃分，所以將其作為實體，相應(yīng)數(shù)據(jù)為屬性。既有能力、設(shè)計能力、規(guī)劃能力和聯(lián)絡(luò)線能力雖然細(xì)分時對應(yīng)的數(shù)據(jù)有所區(qū)別，但是可以取其并集而將4種能力合并為一個實體能力。樞紐對應(yīng)的數(shù)據(jù)中聯(lián)絡(luò)線和車站可再次細(xì)分，所以樞紐、聯(lián)絡(luò)線、車站作為實體。其中車站對應(yīng)的數(shù)據(jù)中，股道數(shù)量、車站作業(yè)量、車站能力、駝峰這4種數(shù)據(jù)可再次劃分，所以均上升為實體。由于一個車站可能有多個車場，各車場的股道數(shù)量、車站能力不同，故增加實體車場，將車場名作為其屬性。調(diào)機可再次劃分，故上升為實體。

3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

將E一R模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換時，“超類”實體有主屬性區(qū)段名稱和年度，“子類”實體既有線路區(qū)段沒有獨立的主屬性，“子類”實體設(shè)計線路區(qū)段有獨立的主屬性設(shè)計階段，當(dāng)其對應(yīng)于項目的不同設(shè)計階段時，所表示的對象不同。由此看出，當(dāng)向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換時，“超類”實體對不同的“子類”實體將具有不同的主碼，其主屬性僅僅是所有“子類”實體共有目前國內(nèi)外相關(guān)文獻均沒有報道有關(guān)的轉(zhuǎn)換處理方法。經(jīng)過研究，本文采用設(shè)置“特殊值”的方法，將既有線路區(qū)段人為增加一個主屬性設(shè)計階段，并將其值設(shè)置為“既有”，也就是將線路區(qū)段的既有情況處理為設(shè)計階段的一種特例一“既有”對待，在轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型時，問題就迎刃而解。因為行車子系統(tǒng)的其他數(shù)據(jù)，都是文檔資料，故均單獨處理。遵循轉(zhuǎn)換原則，將系統(tǒng)的E一R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型，其中主碼用下劃線標(biāo)注。行政區(qū)域(行政區(qū)域名，年度，類型，面積);運量(行政區(qū)域名，年度，運量種類，全社會總運量，全社會總周轉(zhuǎn)量，鐵路運量，鐵路周轉(zhuǎn)量，公路運量，公路周轉(zhuǎn)量，航空運量，航空周轉(zhuǎn)量，水路運量，水路周轉(zhuǎn)量);人口(行政區(qū)域名，年度，男性人口，女性人口，農(nóng)業(yè)人口，非農(nóng)業(yè)人口，人口密度，自然增長率);國內(nèi)生產(chǎn)總值(行政區(qū)域名，年度，國內(nèi)生產(chǎn)總值，人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值);工業(yè)產(chǎn)值(行政區(qū)域名，年度，工業(yè)總產(chǎn)值，輕工業(yè)產(chǎn)值，重工業(yè)產(chǎn)值，國有工業(yè)產(chǎn)值，集體工業(yè)產(chǎn)值，其他工業(yè)產(chǎn)值，聯(lián)營及個體產(chǎn)值);農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(行政區(qū)域名，年度，人均耕地面積，年末實有耕地面積，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，大農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，小農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，林業(yè)產(chǎn)值，牧業(yè)產(chǎn)值，漁業(yè)產(chǎn)值);工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量(行政區(qū)域名，年度，鋼產(chǎn)量，煤產(chǎn)量，生鐵產(chǎn)量，成品鋼材，發(fā)電量，農(nóng)用化肥產(chǎn)量，農(nóng)藥產(chǎn)量，水泥產(chǎn)量，化學(xué)纖維產(chǎn)量，布產(chǎn)量，紗產(chǎn)量);農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量(行政區(qū)域名，年度，糧食總產(chǎn)量，糧食人均產(chǎn)量，棉花總產(chǎn)量，棉花人均產(chǎn)量，油料總產(chǎn)量，油料人均產(chǎn)量，水產(chǎn)品產(chǎn)量，水產(chǎn)品人均產(chǎn)量);財政金融(行政區(qū)域名，年度，財政總收入，財政總支出，年末存款余額，年末貸款余額);交通運輸(行政區(qū)域名，年度，鐵路運輸里程，鐵路電氣化里程，公路總里程，等級公路里程，非等級公路里程，民用客車保有量，民用貨車保有量，民用特種車保有量，民用汽車保有量，船舶保有量，內(nèi)河通航里程);能源生產(chǎn)消費(行政區(qū)域名，年度，能源生產(chǎn)總計，能源消費總計，原煤生產(chǎn)總計，原煤消費總計，原油生產(chǎn)總計，原油消費總計，天然氣生產(chǎn)總計，天然氣消費總計，電力消費總計，火電消費總計，水電消費總計);外貿(mào)及旅游(行政區(qū)域名，年度，進出口總額，進口總額，出口總額，旅游外匯收人，實際利用外資);線路(線路名稱，年度，線路類型，線路起點，線路終點，線路長度，編組站數(shù)量，區(qū)段站數(shù)量，線路區(qū)段數(shù)，融資方式，投資比例，總投資);行政區(qū)劃分(線路名稱，年度，行政區(qū)名稱，所屬單位，管轄范圍);調(diào)度區(qū)劃分(線路名稱，年度，調(diào)度臺名稱，隸屬單位，調(diào)度范圍);線路區(qū)段(區(qū)段名稱，年度，設(shè)計階段，區(qū)段類型，所屬線路，區(qū)段起點，區(qū)段終點，區(qū)段長度，線路允許速度);既有線路區(qū)段(區(qū)段名稱，年度，設(shè)計階段，列車換長)。此關(guān)系中的主碼為繼承的超類實體線路區(qū)段的主碼，并且關(guān)系中每個元組的主屬性設(shè)計階段的值都為“既有”;設(shè)計線路區(qū)段(區(qū)段名稱，年度，設(shè)計階段，設(shè)計者，車站數(shù)目，最大站間距，最小站間距)。此關(guān)系的主碼的前兩個主屬性為繼承超類實體的主屬性。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(區(qū)段名稱，年度，設(shè)計階段，線路等級，正線數(shù)目，限制坡度，最小曲線半徑，牽引種類，牽引質(zhì)量，機車類型，到發(fā)線有效長，閉塞類型);能力(區(qū)段名稱，年度，設(shè)計階段，限制區(qū)間名稱，T周，，網(wǎng)，t封，N，n客，n貨，n快，零，e快，零，n摘，e摘，總扣除能力，N貨，N使，N圖貨，n封貨，K，n小，n單，r，聯(lián)絡(luò)線名稱);樞紐(樞紐名稱，年度，設(shè)計階段，客站數(shù)量，編組站數(shù)量，區(qū)段站數(shù)量，中間站數(shù)量);銜接(區(qū)段名稱，年度，設(shè)計階段，樞紐名稱);聯(lián)絡(luò)線(樞紐名稱，年度，設(shè)計階段，聯(lián)絡(luò)線名稱，起點、終點、長度、線路等級、正線數(shù)目、限制坡度、閉塞類型、樞紐名稱);聯(lián)絡(luò)線能力(樞紐名稱，年度，設(shè)計階段，聯(lián)絡(luò)線名稱，N，?？停琫客，n貨，n摘，n小，n單，K，樞紐名稱);車站(車站名稱，年度，設(shè)計階段，車站類型，站型，車站等級，車站平面圖，《站細(xì)》，所屬地區(qū)，區(qū)段名稱，樞紐名稱);車站能力(車站名稱，年度，設(shè)計階段，車場名，接車能力，發(fā)車能力，通過能力，咽喉區(qū)能力，容車能力);股道數(shù)量(車站名稱，年度，設(shè)計階段，車場名，正線，客車到發(fā)線，貨車到發(fā)線，調(diào)車線，編發(fā)線，牽出線，貨物線，機車走行線，存車線);駝峰(車站名稱，年度，設(shè)計階段，類型，駝峰作業(yè)方式，峰尾作業(yè)方式，解體能力，編組能力);車站作業(yè)量(車站名稱，年度，設(shè)計階段，旅客列車總對數(shù)，始發(fā)終到旅客列車對數(shù)，通過貨物列車對數(shù)，解編貨物列車對數(shù)，作業(yè)總車數(shù)，有調(diào)車數(shù)，無調(diào)車數(shù)，本站作業(yè)車數(shù)，有調(diào)比，裝車數(shù)，卸車數(shù));調(diào)機(車站名稱，年度，設(shè)計階段，調(diào)機型號，調(diào)機類型，數(shù)量，使用性質(zhì));《站規(guī)》、《線規(guī)》、《牽規(guī)》、《技規(guī)》

4結(jié)語

正如本文前言所述，經(jīng)濟運量與行車組織兩個專業(yè)的管理信息系統(tǒng)由于所涉及的數(shù)據(jù)及其間的聯(lián)系和處理十分復(fù)雜，故開發(fā)過程中困難重重，但是系統(tǒng)的開發(fā)工作又十分迫切。本文是在經(jīng)過了長期的調(diào)查、挖掘和分析之后，開始對該系統(tǒng)的需求分析、概念結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)進行探討的，本文的結(jié)論對系統(tǒng)的最終實現(xiàn)打下了堅實的基礎(chǔ)。