【毕业学位论文】(Word原稿)列车信息管理系统功设计与实现-软件工程

摘 要 I 摘 要 随着我国铁路事业和城市轨道交通事业的高速发展，高速、高效成为列车运行的目标 。 而列车在高速运行 和频繁使用的 过程中必然会容易发生故障， 所以如何能够快速检测到故障、帮助司机和维护人员快速解决故障， 列车信息管理系统就是在这样的背景下应运而生 。列车信息管理系统可以说是列车的大脑，依靠它完成指令的发送和故障的发现， 成为了保障列车安全运行与维护过程中重要的工具。 本文采用了 C/S 技术架构，选 用了 微软公司的 010 作为开发工具进行开发 ，后台数据库 为 统 程序 采用 C#语言来完成编写。 本文通过对 列车 信息管理系统功能 详细 的分析，描述了系统功能性需求、功能性需求分析、非功能性需求 ， 阐述了系统目 标、建设原则、软件支撑环境以及系统的概要设计和主要功能划分，并 有相关图例。本文还介绍了 信息 管理系统各个功能模块设计，数据库设计以及各表间的逻辑关系， 给出了几个主要模块功能的实现流程图、软件实现界面、部分核心代码，并对最终的软件系统进行了测试。 最后， 本文总结了系统的运行状况 ，指出系统存在的不足 之处， 并提出改 进意见，还展望了该系统的应用前景，为该系统以后 的发展提供了有益的参考。 关键词： 列车 信息 ； 故障维护； 数据库； 信息 管理系统 I s is in of be to so to to to is to as in be to be on it to an to , s 010 as # to In of in of of of on of of to of of 目录 目录 摘 要 . I . 1 章 绪 论 . 1 文背景 . 1 车信息管理系统研究现状 . 2 统研究的内容和目的 . 3 文的结构安排 . 4 第 2 章 列车信息管理系统的需求分析 . 5 系统概述 . 5 系统功能性需求 . 7 需求分析概述 . 7 系统性能需求 . 8 系统功能分析 . 9 非功能性需求 . 15 实用性 . 15 安全性 . 15 可维护性 . 15 可靠性 . 15 第 3 章 列车信息管理系统的总体 设计 . 16 系统体系结构设计 . 16 系统功能模块设计 . 18 运行模块设计 . 19 公共显示模块设计 . 20 空调模块设计 . 21 故障履历模块设计 . 23 维修菜单模块设计 . 24 目录 维护终端模块设计 . 26 第 4 章 列车信息管理系统的 数据库设计 . 30 数据库基本理论 . 30 据库设计原则 . 30 据库设计阶段 . 31 概念模型设计 . 32 物理模型设计 . 34 第 5 章 列车信息管理 系统的功能详细设计与实现 . 39 系统的开发平台 . 39 系统功能模块的实现 . 39 登陆模块的设计与实现 . 39 运行模块的设计与实现 . 40 公共显示模块的实现 . 51 空调模块的实现 . 52 故障履历模块的实现 . 54 维修菜单模块的实现 . 56 维护终端模块的实现 . 58 第 6 章 总结与展望 . 60 总结 . 60 展望 . 61 第 1 章 绪 论 1 第 1 章 绪 论 文背景 自从 1825 年世界上第一条铁路在英国诞生以来，经过一百多年的发展，现如今铁路运输已经成为了人类最主要的交通运输方式之一，为人类的出行提供了许多方便，同时也拉动了经济的快速发展。我国人口众多、地大物博，运输压力大，所以铁路运输显得尤为重要，决定着我国国民经济的发展。据统计，截止 2013 年 4 月我国铁路总里程达到约 10 万公里，位居世界第二，其中高铁运营里程达到 9300 多公里，位居世界第一，我国现有铁路路网长度居世界前列，但铁路路网密 度和人均铁路长度等指标，在世界 130 多个用于铁路的国家和地区中居于靠后的位置 【 1】 。 在人类铁路发展的这一百多年的历史中，人们在追求铁路路线建设密度的同时，也在提高每条线路的运输效率，所以列车从最初的蒸汽机式，到如今的全电气化，列车的速度也有了大幅度的提升，到 2007 年 4 月，法国高速铁路的试验速度到底惊人的 h【 2】 。在我国，铁路路网的建设长期落后与国民经济的发展，近几年来，国家一直致力于大力发展铁路建设，尤其是在高速铁路和城市轨道交通方面，政府给予了大力支持，拉到了我国经济的快速发展。 随着 人们对列车速度的不断追求，列车速度越来越快，同时又为了满足日益增长的运输需求，列车在轨道上运行的间距也变得越来越短，对列车运行的精确度要求也越来越高。 2007 年 4 月 18 日我国铁路进行了第六次大提速，而今几年高速铁路和动车组的发展也是越来约快，这都体现了我国列车对高速度的追求，而与此同时在城市交通的发展过程中，地铁、轻轨正逐步取代传统的公交系统，地铁与轻轨追求速度的同时，其短间距是它们的另外一大特色。所以高速度、高精度、短间距成为了目前列车运行所追求的新目标，在这种情况下，仅凭司机的目测驾驶早已无法完成任务。 列车信息管理系统 （ 3就相当于列车的大脑，能时刻显示列车运行状态、及时反应列车运行数据，列车哪儿出现了故障，也会及时显示出来并记录下故障数据，这就能为司机提供操作指示，降低列车操作难度、简化列车故障排查。总之，这个系统为列车实现高速度、高精度、短间距运行提供了保障。 第 1 章 绪 论 2 车信息管理系统 研究现状 列车信息管理系统（ 的发展是伴随着列车通信网络和列车运行控制系统的发展而发展的。为了实现列车中分散于各车辆中设备的协调工作，列车通信 网络在初期串行通信总线的基础上逐步发展起来，它能够实现整列车中所有设备的信息共享、协调工作，以及故障的远程诊断和维护，为旅客提供信息服务等功能 4。 世界上各个国家铁道机车车辆在各自的发展过程中使用了不同的列车通信网络技术。目前使用广泛的列车通信网络技术有符合 准的 络、符合 准的列车通信网络 5，以及其他工业控制网络等等。下面简单介绍一下 发展历史。 1988 年，受国际电工委员会（ 9 技术委员会（ 委托，来自20 多个国家以及 际铁路联盟）的代表组成的第 22 个工作组（ 共同为铁路设备的数据通信制订一项标准 6。 1999 年 6 月，经长达 11 年的工作， 在 司的 及西门子公司的 意大利的 运行经验的基础上制订的列车通信网络标准 式成为国际标准。我国在 2002 年颁布的铁道部标准 30252002 也将其正式确认为列车通信网络标准 20。 各国的列车运行控制系统都历经了一个漫长的发展历程。步入 20 世纪 90年代后 ,许多个国家根据本国国情需要和自身技术实力研发 了具有自己特色的列车运行控制系统。其中比较有代表性的包括：法国的 U/T 系统、德国的 统、日本新干线的 统 8。这些列车运行控制系统实现了连续自动地监督列车运行速度，防止人为误操作造成险性事故，确保了列车的高速安全运行。这些系统都有各自的优点，并且被借鉴运用在其他许多国家的机车车辆上。我国列车运行控制系统的数字化研究始于上个世纪 90 年代，针对我国铁路不同速度列车共线运营、客货混跑、需要满足高密度、大重量的运输需求等一系列特殊条件。我国从 1995 年对列车运行控制系统进行了大规模地推广和应用，并于2004 年确立了我国列车运行控制系统的体系框架：将列车运行控制系统分为9五个不同的等级。这五个等级的列车运行控制系统用于满足我国不同线路的要求，它们都具有安全防护、人机界面操作、自行检测以及可靠性和安全性的功能。 第 1 章 绪 论 3 统研究的内容和目的 目前我国正在大量使用的一些列车信息管理系统存在的不足，本文主要是 针对这些不足之处对系统进行改进和技术升级。本课题主要侧重列车运行信息监控和管理的研究与设计 ,包括信息管理平台和重要车载数据的研究与设计 ,具体的研究内容包括以下几点 : （ 1）列车信 息管理系统人机接口装置的界面设计 研究了列车运行中的信息管理的需求 ,根据具体需要实现了人机接口设备的硬件设计、操作系统设计和应用软件设计。从而达到 美化操作界面，使界面能够及时反映出故障，减少司机误操作的可能性，操作更加简单方便。 （ 2）车载数据的管理设计 研究了列车运行记录数据的特点 ,根据数据运行时的特点设计了数据存储、在线更新和维护的方法。从而 使列车数据管理专业性更加强，分类更加细化，使各类数据能够被分类下载，方便技术分析时对数据的下载。 列车信息管理系统的可靠性和安全性是列车安全运行的重要保障，而其可靠 性和安全性的提高，最主要是信息的正确传达和及时传达，在达到这两点的前提下，还要提高其可操作性，通过人为操作能够及时消除或者减少故障对列车安全运行的影响，从而使列车安全到达目的地。另外，系统记录的运行数据也是我们用来分析列车故障原因的最重要依据，但是哪些数据是需要记录的，哪些数据是我们经常需要使用，各种不同的数据其使用频率和重要程度有所不同，所以需要我们的系统需要根据这些异同点来设计。我们的系统可以根据要求对不同种类的数据实行跟踪，增强数据跟踪的灵活性和安全性。系统的最终设计能够实现以下几个目的： （ 1）操作 界面的分类：根据司机跟维修人员的不同需要将界面分为两个板块 司机模式和维修模式，其中维修模式需要输入密码才能进入，这样就能防止司机在运行过程中人为误操作引起故障或者是影响运营服务质量的事件。 （ 2）故障出现时操作界面弹出故障代码功能。故障弹出功能可以及时提醒司机，让司机及时做出反应并发出指令，达到及时对故障进行处理，保障安全运行的目的。 （ 3）操作界面上的帮助功能：因为操作界面上包含的内容很多，操作人员有时候会忘记上面某种颜色或者某个符号所代表的意思，所以设置一个帮助功第 1 章 绪 论 4 能可以给操作人员提供具体的解释，这 为操作人员能发出正确指令提供了保障。 （ 4）操作界面上数据显示功能：在操作界面上安装数据显示功能是为了技术人员的故障分析需求，有时候一些故障需要一边模拟操作一边观察数据变化达到故障排查的目的，比如在列车不同制动级别和牵引级别时，显示不同数据。 （ 5）数据管理的分类：分为系统记录数据和故障跟踪数据记录，方便维护人员根据不同需要下载。 （ 6）数据种类设置“增加”功能：列车在长期的运行过程中，可能会出现很多不可预期的问题，从而导致原本的一些数据记录不能满足维护需要，所以增加一个数据种类的“增加”功能，可以灵活满足 列车的维护维修要求。 文的结构安排 第一章 绪论。本章主要介绍了论文的研究背景及、发展现状，本论文的 研究内容、目的以及主要研究范围，最后介绍了论文的组织结构安排。 第二章 列车信息管理系统的 需求分析。通过对列车信息管理系统的功能分析，描述了系统功能性需求、功能性需求分析、非功能性需求，介绍了系统使用技术、系统开发平台和工具。根据与客户的实际接触，把该系统分为多个功能模块分别进行开发。 第三章 列车信息管理系统的 系统设计 。本章主要对列车信息管理 系统的人机接口模块 的功能进行了分析，并且根据实际 需求和 设计目的，对几个重点功能进行了重要分析和介绍 。 第四章 列车信息管理系统的 数据库设计 。 主要介绍了系统使用的数据库库表的详细物理设计，以及各表间的逻辑关系等。为了加深对数据库表见逻辑关系的了解，通过 可以方便的进行查看。 第五章： 列车信息管理系统 实现。主要介绍了系统几个主要模块功能实现的软件界面、以及部分核心代码。根据前期的设计，该章讲述了系统如何进入界面、实现逻辑、相关界面的设计工作。 第六章： 列车信息管理系统的 测试。验证软件系统的正确性和性能等能否达到设计所想要的功能。从系统稳定性和安全性等 方面考虑，进行了比较系统的测试工作。 第七章：总结与展望。回顾整个论文的特点，总结了研究成果，指出 存在的问题以及对本课题的展望。第 2 章 需求分析 5 第 2 章 列车信息管理系统的 需求分析 系统 需求分析是软件系统研发过程中最重要的一个环节。 需求分析 是一个软件系统设计和开发的方向标，影响这个系统开发后能否发挥出足够多的价值，也是这个系统能否最终取得成功的重要因素之一，一个失败的系统，多数是因为在系统需求分析过程中对用户的需求了解不够，分析不彻底造成的 10。系统软件分析的主要任务是：首先了解用户现阶段管理现状和业务处理流程，然后通过充分的实地考察调研，通过对项目的可行性分析、详细调研和系统化分析来确定用户的实际需求，最终来确定系统的功能模块划分等。 列车信息管理系统是一个具有庞大而且比较成熟的系统，已经长时间在列车上运用了， 通过对各大地铁车辆段和各大铁路公司机务段的访谈调查和对其列车信息管理模式的实地调查，获取多个列车信息管理的相关信息，然后认真总结出目前该系统在列车上运用上存在的一些不足之处，如人机接口操作界面复杂、数据记录管理死板不够实用等情况，本系统设计的最终目的就是优化人机操作界面，使操作更加简单方便，从而降低对操作人员的 素质要求，还有就是改进数据管理，使其更加实用、更加灵活。 系统概述 随着经济的快速发展和计算机信息技术的日益进步，加之计算机反应快速、操作简单、效率极高等许多优点，慢慢的计算机技术应用在了各行各业中。在我国，铁路行业一直是国民经济的命脉，也是国家一直以来大力扶持的发展项目，尤其近几年国家对高速铁路和城市轨道交通行业的大力扶持，进一步加快了铁路行业的前进步伐 11。受列车运行速度越来越快，运行环境变化快、差异大、整体环境恶劣等一系列因素的影响，这就要求我们对列车的控制更加快速、高效、准确，所以在列 车上加入计算机技术，使其信息化是解决这个问题的最好方式。 列车信息管理系统是列车实现计算机信息化管理的重要标志 【 12】 。该系统功能强大，不仅能时刻监测列车运行状态，及时反馈列车故障问题，还能自动测试列车性能，在不用开动的情况下实现故障诊断，简而言之列车信息管理系统第 2 章 需求分析 6 就相当于列车的大脑。所以，这个系统对整个列车而且极其重要，它所反馈出来的信息是指导司机人员操作的直接依据，它所记录的数据是维护人员对列车进行故障判断和处理的重要依据。 现如今列车上的很多执行机构和传感器进行了数字化改造 ,列车内部也建立了局域通信网络 ，这样就能保证列车的各个列车的许多重要零部件都在整个网络的监控下工作，一旦出现任何问题就能及时得到反馈，使列车在运行过程获得了及时的、丰富的行车信息。列车信息管理系统是建立在成熟的计算机技术和通信技术的基础上诞生的，用于保障列车的安全运行。列车信息管理系统主要包括中央控制装置（ 近端装置（ 显示装置、显示控制器、事件记录仪和 读写器这几个部分。其中 中央控制装置（ 近端装置（ 列车信息管理系统网络建立的重要组成部件，是列车各类信息的传达与处理中心 【 13】 ；而显示装置主要是司机室 的的显示屏幕，是负责传达列车信息的界面，为司机能够及时提供各类列车信息，从来能进一步指导司机操作；显示控制器也是一个显示屏幕，只不过它是可以触控的，司机可以通过它来发出各类指令；事件记录仪记录重要功能的各种操作，如紧急制动（列车操作员通过紧急停止按钮或紧急开关施加）、紧急车门操作等；各驾驶室中装有 读写器，以便通过 储卡从 /向 下载 /上传数据。如图 示为整个列车信息管理系统的网络拓扑图 【 14】 。 图 车信息管理系统的网络拓扑图 一个好的列车信息管理系统不仅仅是要求功能强大， 还要求它能简单方便的操作、能灵活多变的使用，更重要的是能减少对操作人员的本身素质要求。 第 2 章 需求分析 7 本文以 术为开发基础，充分利用计算机技术，选用 010开发平台下的 C#语言进行开发，并采用 005 数据库技术来实现列车信息管理。通过对列车信息管理系统功能的分析，对该系统的功能模块进行设计，主要分为司机，维护人员，管理人员等子模块，从而实现对列车信息的综合管理。 系统功能性需求 根据访谈调查期间各方操作人员建议，和专业人员的指导，以及自己的认真总结 ，结合先阶段个各种不同的信息管理系统优缺点，开发设计出新的一套列车信息管理系统，用于列车信息管理与维护，使用该系统可以降低对操作人员本身的素质要求，操作更加简单方便，系统的灵活性也很强，可以更加操作人员需要添加与删改一些数据的保存项目。 需求分析概述 通过对 各大地铁车辆段和各大铁路公司机务段的 调查分析，结合系统开发目标的要求，该系统应具备以下功能需求： （ 1） 监视功能：该系统的监视功能主要是体现在两大方面：一个是监视和显示各个设备的情况， 实时显示与 行传输的设备运行情况以及火灾报警装置的 启动情况，这个功能就要体现在显示控制器和显示装置上面，监视对象包括客室门是否关闭、 变压变频 (变器和静逆变器（ 否启动等等许多方面，监视方式主要通过不同符号和不同颜色来表现，这在本文接下来的人机界面设计里面有更加具体的介绍；另外一个是监视列车运行的数据和司机操作记录，这个功能主要是体现事件记录仪里面对司机操作的记录、中央控制器中 列车运行数据的记录以及其他记录，这种监视主要是用数据来实现的。 （ 2）控制功能：列车在运行过程中，不仅能通过该系统获取列车运行信息，也同时具备一些控制功能， 其控制主要是对空调和乘客信息显示装置的控制：一，控制空调，通过 制作空调运转指令，从系统操作界面以车厢为单位设定空调温度与空调模式的功能；二，控制乘客信息显示装置，该功能主要是当列车第 2 章 需求分析 8 内发生火灾等异常情况时，利用系统的紧急广播页面向所有乘客传达该信息，在列车自动防护装置故障时，系统能代替列车自动防护装置向乘客信息显示装置发送车站信息，从而达到乘客信息显示装置可以将车站信息用于广播的目的。 （ 3）测试功能：系统的测试功能主要是用来在列车不运行的情况下检查列车的性能，从而方便维护人员对列车的维护和检修，其测试主要包 括三个方面：一，车载测试功能，主要是车上主逆变器（ 辅助逆变器 (电子本地控制单元 (车上运行的部件自行测试功能，测试结果由设备判断得出结果，司机和维护人员可以直接根据结果判断设备是否符合上线运行条件；二，试运行功能，这个功能主要是列车在正式投入运营之前， 通过实际行驶列车来测量车辆性能的测试，技术人员通过列车在行驶过程中的，对列车的运行数据来判断列车是否能达到上正线运营的标准；三，测试功能，主要是对乘客信息显示功能的测试，还可以在静止情况下通过输入速度可以模拟行驶状态。 （ 4）安 全与保密：为了使不同的操作人员能够各尽所职、互补干扰，该系统通过设定用户的使用权限来达到这个目的，从而实习安全操作、安全维护、安全管理的目的。该系统对不同权限的用户设计不同功能的模块 【 21】 。 系统性能需求 1、操作界面需求 该系统采用 用的界面，易于操作、画面简洁，支持触摸控制操作，界面的设计需要遵循以下设计规则： （ 1）界面要具有一致性，界面规范应遵循 件界面的规范； （ 2）可以提供简单的错误处理提示并且提供信息反馈功能，用多种信息提示用户当前软件运行 的状态； （ 3）操作可逆操作，动作可以是单个的操作，或者是一个相对独立的操作序列； （ 4）显示启动画面，画面简洁美观，富有现代气息。 2、 操作性能需求 （ 1）在精确度上，要求该系统在进行数据查询时，能及时快速的显示所需信息，而且需要保证所查看信息的完整性，查到的记录需要与所给定的查询条件完全匹配。 第 2 章 需求分析 9 （ 2）在适应性上，满足不同操作人员使用的需求。对于人机界面，系统为用户提供简洁的触控操作方式，同时在界面设置“帮助”一栏，指导操作人员正确快速的操作系统。对于车底中央控制装置，系统支持键盘、鼠标作为输入设备。 （ 3）在时间上，对于列车运营来说时间就是生命，所以一般操作的响应时间应控制在 2 秒钟之内，车上人机界面的数据显示，则需要满足及时性和正确性。而车底相关数据下载时，也用尽量在可接受的时间内完成，减少操作人员的等待时间，同时在下载数据时应当显示数据载入界面，避免用户等待数据下载时的枯燥。 系统功能分析 列车信息管理系统的功能强大，在列车的运行、维护以及检修过程中都需要适用该系统，所以为了适应不同的操作人员，需要对系统进行分类管理，这样既能保证系统的安全性，也能使不同职责的操作人员能够各尽所职、互 相不干扰。根据实际情况认真分析，本系统现共有三个级别的操作者，分别是司机、维护人员和管理人员。下面对这三个级别的操作者能够进行的操作进行简单说明： （ 1）司机，为了使列车安全运行，以及为乘客提高安全舒适的运营环境的操作者。 点击司机模块，进入司机操作界面。 通过不同的功能的模块查看列车的状态和对列车信息数据进行状态查看，通过这些数据判断列车是否适合上线运行。 列车故障查看，能对故障进行应急性操作。 空调模式选定，客室内温度查看。 （ 2）维护人员，对列车进行常规维护、故障处理和数据设定的操作者。维护人员能操作 司机所有的系统模块，同时还能有几项司机无法操作的系统模块。 点击维护人员模块，输入密码进入系统。 数据设定，包括空调目标温度的设定、轮径值设定、空载值设定、屏幕亮度设定等。 对系统所有软件版本进行查看。 第 2 章 需求分析 10 模拟列车行驶功能，以及查看列车监测结果。 （ 3）管理人员，是本系统权限级别最高用户。该用于可以通过电脑连接车底中央控制装置进行操作。 维护系统信息，修改密码。 负责各个软件的系统更新和备份。 能下载所有数据，用于故障分析。 对数据监测项进行增减和修改 负责软件版本更换和数据上传。 列车信息管理系统 的系统模块主要分为车上人机接口显示器部分，和车底部门（主要包括中央控制器、事件记录仪），其中车上部分主要是为了司机和维护人员设定的，而车底部门主要是管理人员操作的。该系统的功能逻辑模型如图 示。 图 系统功能逻辑模型 系统功能分析是在系统开发总体任务的基础上完成的，本系统完成的主要功能有以下几个方面： （ 1） 运行模块，能监控列车上设备的动作情况。运行模块主要是列车在运行过程 中司机主要关注的模块之一， 设计该模块是为了列车在高速运行过程中以及到站停车、再启动时，司机需要 通过该模 块知道列车的实时状态 ， 根据列车状态来判断列车是否符合停车或启动条件，若不符合条件是由什么原因导致的，需要做什么相关的操作才能使列车正常运行，这些都可以通过该模块观察车 上 模 块列 车 信 息 管 理 系 统运行公共显示空调车 底 模 块维护终端故障履历维修菜单第 2 章 需求分析 11 到。总之，该模块就是监控实时运行状态、指导司机正确操作的的界面 。 运行模块用例图如图 示。 系 统 登 入牵 引 系 统 监 视制 动 系 统 监 视车 门 状 态 监 视报 警 状 态 监 视司 机维 护 人 员软 旁 路 操 作辅 助 供 电 系 统 监 视图 运行模块用例图 （ 2） 公共显示模块是一直显示在整个显示 车上 界面最上方，并且不会因为操作人员选择而改变的模块，也就是说公共模块是一直显示，而且是不受操作人员而改变的模块。 司机在列车运行过程 中需要观测的信息点比较多，所以设计这个模块是为了保证重要的信息点能够时刻显示在人机界面上。该界面主要是为了方便司机操作，跟故障处理没有任何关系。 公共模块用例图如图 示。 第 2 章 需求分析 12 系 统 登 入主 电 流 、 主 电 压 显示日 期 、 时 间 显 示实 时 车 速 显 示当 前 站 、 下 一 站 、 终点 站 显 示“ 帮 助 ” 功 能司 机维 护 人 员图 公共 模块用例图 （ 3） 使用空调模块，能查看空调的状态也能控制空调。 列车空调是决定对乘客服务质量的重要因素，而列车在运行过程中，司机跟乘客不在同一个空间里，因此对每节车厢的空调系统进行实时监控是非常有必要的。设计空调模块就是为了帮助司机及时了解客室的温度情况，司机根据客室温 度情况来选择不同空调模式、设定客室温度的高低，同时维护人员根据季节变化情况设定空调目标温度。 空调模块用例图如图 示。 输 入 密 码登 入 系 统客 室 温 度 查 看空 调 运 行 模 式 选 定空 调 目 标 温 度 查 看空 调 目 标 温 度 设 定司 机维 护 人 员图 空调 模块用例图 第 2 章 需求分析 13 （ 4） 使用故障履历模块，能够查看列车 的故障信息 。 列车在运行过程中发生的故障需要及时处理，有些故障司机处理不了的需要及时上报的相关技术人员那里，然后让技术人员远程指导司机处理，所有 设计故障履历模块是为了帮助司机准确、及时的上报故障信息， 除此之外， 还能够记录故障信息，方便技术人员故障发生后查看故障。 故障履历模块 用例图如图 示。 登 入 系 统查 看 故 障 信 息查 看 故 障 是 否 消 除故 障 自 动 弹 出 任 何 界面司 机维 护 人 员图 故障履历 模块用例图 （ 5） 维修菜单模块， 是维护人员对车辆进行常规维护的辅助工具。为了确保列车每天能够安全运行，一般来说对列车有严格的检修规程，但是有些检查是无法用肉眼去发现的，比如说列车的通信、电路等这些都无法直接观察出来，所以设计该模块就是为了实现对设备这一部分的检测。另外，维护人员需要每天对列车的能耗、当天行驶距离和总体行驶距离进行记录，除此之外，列车在运行一段时间过后有些参数会产生变化，所有该模块也应具有这一功能。 维修菜单模块用例图如图 示。 第 2 章 需求分析 14 输 入 密 码 ， 登 入 系 统维 护 人 员能 耗 、 行 驶 距 离 记 录车 载 测 试 和 试 运 行空 载 、 轮 径 值 设 定时 间 、 屏 幕 亮 度 调 整图 维修菜单 模块用例图 （ 6） 使用维护终端模块 ，对列车的数据和整个程序进行管理 。 前面设计的五个模块是车上人机界面的操作模块，系统版本的查看、数据的删除和备份等，这些都不能在人机操作界面上直接实现，为了对实现这些功能、对车上模块进行统一管理，所以设计维护终端模块。除此之外，列车在运行过程中需要记录大量的数据，而这些数据也需要用专门的软件来进行查看，所以，终端维护模块还应具备这一功能。 终端维护 模块用例图如图 示 。 输 入 密 码 ， 登 入 系统管 理 人 员列 车 运 行 、 故 障 、跟 踪 数 据 下 载对 数 据 进 行 删 除 、备 份 、 恢 复 管 理向 系 统 上 传 数 据查 看 、 更 改 更 新 软件 版 本添 加 、 修 正 数 据 记录 项用 电 脑 连 接 C C 维修终端 模块用例图 第 2 章 需求分析 15 非功能性需求 系统在完成 操作人员 的功能性需求时，还需要满足 其他一些系统 运行性能方面的需求。 实用性 该系统是以满足 操作者 需求为目标，以方便用户使用为原则，融入先进的信息 管理经验， 充分考虑不同操作人员的需要， 为用户 定制的一套先进系统。使用该系统可以 提高工作效率， 有效降低培训和使用维护投入。 安全性 采用物理、网络、应用全方位的安全策略，确保系统不受外来的非法入侵是本系统着重考虑的重 要因素。系统力求能够在非正常情况下（如断电）减少数据的丢失。 可维护性 系统的设计与建设都要考到方便维护，包括硬件的维护、软件的维护（更新、升级等）和网络的维护。 可靠性 系统在给定的时间内以及规定的环境条件下，软件系统能完成所要求功能的概率。其定量指标通常用平均无故障时间和平均修复时间来衡量。 第 3 章 总体设计 16 第 3 章 列车信息管理系统 的总体 设计 系统体系结构设计 整个软件 系统 的 体系结构是一个综合 的 模型，由许多结构要素及各种视图或观点组成，而各种视图主要是 由 各组成要素间的 联系与 相 互操作而形成。所以，系统体系结构是一个 需要 综合各种 要素 的模型，用 以详细 介绍 整个系统 。 列车 信息 管理 系统的开发设计的基本架构基于 C/S (客户机 /服务器 )结构，通过使用微软公司的 010 开发工具、 C#语言实现交互式的管理系统。 C/S 技术架构是一种在异构环境中，由客户机、网络处理设计、服务器等组成的分布式网络平台。随着近年来信息技术的快速发展， C/S 系统模式已经成为最成熟的应用系统技术架构 【 15】 。 C/S 结构是一种常用的软件系统体系结构，通过将任务合理分配到客户机和服务器， 能够有效降低系统的通讯压力，充分使用客户机和服务器这两端的硬件环境优势。具体来讲，客户端 不是简单单纯显示的一个终端，他 具有了