铁路信息系统架构与集成

1、第三章铁路信息系统架构第三章铁路信息系统架构铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划目标目标 以运输组织、客货营销、经营管理为信息化建设以运输组织、客货营销、经营管理为信息化建设重点。重点。 实现调度指挥智能化、客货营销社会化、经营管实现调度指挥智能化、客货营销社会化、经营管理现代化。理现代化。 铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划体系体系铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划体系体系 运输组织、客货营销、经营管理是铁路信息化的三大应运输组织、客货营销、经营管理是铁路信息化的三大应用领域。用领域。 运输组织领域的信息系统，主要效劳于铁路运输的调度运输组织领域的信息系统，主要效劳于铁路运输的调度指挥、

2、生产作业部门和人员，以提高运输生产效率和保障运指挥、生产作业部门和人员，以提高运输生产效率和保障运输平安为目标，涵盖运输生产的各主要环节。输平安为目标，涵盖运输生产的各主要环节。 客货营销领域的信息系统，主要效劳于铁路市场营销人客货营销领域的信息系统，主要效劳于铁路市场营销人员和旅客、货主，以提高铁路运输市场竞争能力、增运增收员和旅客、货主，以提高铁路运输市场竞争能力、增运增收为目标，向旅客和货主提供优质效劳。为目标，向旅客和货主提供优质效劳。 经营管理领域的信息系统，主要效劳于运力资源、经营经营管理领域的信息系统，主要效劳于运力资源、经营资源管理与运营决策支持的部门和人员，以保障铁路运输的资

3、源管理与运营决策支持的部门和人员，以保障铁路运输的运力资源的优化配置和降低运输本钱为目标，提高铁路运输运力资源的优化配置和降低运输本钱为目标，提高铁路运输效益。效益。铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划体系结构体系结构铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划体系结构体系结构 铁路信息化公共根底平台，为业务应用层的各系统提供铁路信息化公共根底平台，为业务应用层的各系统提供公用的根底环境。公共根底平台包括：公用的根底环境。公共根底平台包括： 通信网络根底平台：构建完善的通信网络，满足信息通信网络根底平台：构建完善的通信网络，满足信息系统高速传输数据要求；建设平安可靠的铁路计算机网络，系统高速传输数据要

4、求；建设平安可靠的铁路计算机网络，满足应用系统互连互通和社会化效劳的需要；满足应用系统互连互通和社会化效劳的需要； 信息共享平台：建立信息系统的信息传输交换及共享信息共享平台：建立信息系统的信息传输交换及共享机制，实现三大领域信息系统间信息共享；机制，实现三大领域信息系统间信息共享； 公用根底信息平台：实现公用根底信息根底编码、公用根底信息平台：实现公用根底信息根底编码、铁路空间信息、运输根底信息等的统一维护，为各信息系铁路空间信息、运输根底信息等的统一维护，为各信息系统提供标准的中间件效劳；统提供标准的中间件效劳； 信息平安保障平台：建立完备的信息平安保障体系，信息平安保障平台：建立完备的信

5、息平安保障体系，为各信息系统间数据交换提供保障信息平安的标准效劳；为各信息系统间数据交换提供保障信息平安的标准效劳； 铁路门户：提供铁路信息系统对外统一通道和效劳等。铁路门户：提供铁路信息系统对外统一通道和效劳等。层层次次体体系系结结构构铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划运输组织运输组织主要方面主要方面系统名称系统名称系统简称系统简称主要功能主要功能运输调度指挥运输调度指挥列车调度指挥系统列车调度指挥系统ODCS ODCS 列车调度计算机集中管理与指挥。列车调度计算机集中管理与指挥。计划调度管理系统计划调度管理系统OPMS OPMS 计划、机车、货运等调度的计算机管理。计划、机车、货运等调度

6、的计算机管理。调度集中系统调度集中系统CTC CTC 列车调度计算机集中控制与指挥。列车调度计算机集中控制与指挥。车流推算与调整系统车流推算与调整系统CFCRSCFCRS车流径路优化、车流推算与车流调整，运输能力动态测算车流径路优化、车流推算与车流调整，运输能力动态测算与分析。与分析。运输生产组织运输生产组织运行图编制系统运行图编制系统TWDS TWDS 列车运行图编制、管理及信息服务。列车运行图编制、管理及信息服务。货物运输管理系统货物运输管理系统FTMS FTMS 列车编组计划编制、技术站、货运站管理、车务管理、列列车编组计划编制、技术站、货运站管理、车务管理、列车预确报、货车追踪等。车预

7、确报、货车追踪等。旅客运输管理系统旅客运输管理系统PTMSPTMS客运站、客运段管理及旅客运输组织等。客运站、客运段管理及旅客运输组织等。专业运输管理系统专业运输管理系统STMSSTMS集装箱、行包、特货、危险品等专业运输管理。集装箱、行包、特货、危险品等专业运输管理。车号自动识别系统车号自动识别系统ATIS ATIS 自动采集机车、车辆运行状态信息。自动采集机车、车辆运行状态信息。列车运行控制列车运行控制主体化机车信号系统主体化机车信号系统LBS LBS 统一自动闭塞制式、电码化制式和机车信号低频信息码，统一自动闭塞制式、电码化制式和机车信号低频信息码，装备主体化机车信号车载设备。装备主体化

8、机车信号车载设备。列车运行控制系统列车运行控制系统CTCS CTCS 根据不同线路的运输需求，选择不同等级的根据不同线路的运输需求，选择不同等级的CTCSCTCS系统配置，系统配置，实现一套车载设备全程控车。实现一套车载设备全程控车。行车安全监控行车安全监控行车安全监控系统行车安全监控系统TOSMS TOSMS 自动采集机车、车辆、线路、桥隧、信号、电网、气象、自动采集机车、车辆、线路、桥隧、信号、电网、气象、自然灾害等监测信息，实现集中监控、预警等。自然灾害等监测信息，实现集中监控、预警等。救援指挥系统救援指挥系统RCS RCS 利用多种应急通信手段，共享各类信息资源，综合指挥，利用多种应急

9、通信手段，共享各类信息资源，综合指挥，实现跨部门、跨区域的联合救援行动。实现跨部门、跨区域的联合救援行动。安全管理系统安全管理系统SMS SMS 行车、死亡、治安事件等事故信息的管理。行车、死亡、治安事件等事故信息的管理。铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划客货营销客货营销主要方面主要方面系统名称系统名称系统简称系统简称主要功能主要功能客运营销客运营销客票发售与预订系统客票发售与预订系统TRS TRS 客票发售与预订、客运售票组织等。客票发售与预订、客运售票组织等。客运服务系统客运服务系统PTSSPTSS客运站、列车旅客服务及对外信息服务等。客运站、列车旅客服务及对外信息服务等。客运营销及分析

10、系统客运营销及分析系统PMASPMAS客运市场分析与预测、经营计划等。客运市场分析与预测、经营计划等。货运营销货运营销货运服务系统货运服务系统FTSSFTSS大货主管理、货运服务及对外信息服务等。大货主管理、货运服务及对外信息服务等。货运营销及分析系统货运营销及分析系统FMASFMAS货运市场分析与预测、经营计划等。货运市场分析与预测、经营计划等。电子商务电子商务电子商务系统电子商务系统ECSECS铁路网上电子商务服务。铁路网上电子商务服务。铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划经营管理经营管理主要方面主要方面系统名称系统名称系统简称系统简称主要功能主要功能运力资源管理运力资源管理车辆管理信息系

11、统车辆管理信息系统CMIS CMIS 客、货车辆技术与使用动态管理、检修与运用、车辆段、车辆工厂安全质量及生产管理。客、货车辆技术与使用动态管理、检修与运用、车辆段、车辆工厂安全质量及生产管理。机务管理信息系统机务管理信息系统LMISLMIS机车运用安全、检修与运用、备件、牵引供电、机务段、水电段管理等。机车运用安全、检修与运用、备件、牵引供电、机务段、水电段管理等。工务管理信息系统工务管理信息系统PWMISPWMIS线路、桥隧、房建及大型设备管理，工务段管理，施工安全管理等。线路、桥隧、房建及大型设备管理，工务段管理，施工安全管理等。电务管理信息系统电务管理信息系统CSMISCSMIS电务设

12、备技术履历、检修与运用、电务段管理等。电务设备技术履历、检修与运用、电务段管理等。信息化管理系统信息化管理系统ITMSITMS信息化规划、计划、标准、规范、软件开发及版本、工程建设、主要设备等管理。信息化规划、计划、标准、规范、软件开发及版本、工程建设、主要设备等管理。经营资源管理经营资源管理人力资源管理系统人力资源管理系统HRMSHRMS人事档案、人才市场、劳资管理等。人事档案、人才市场、劳资管理等。全面预算管理系统全面预算管理系统OBMSOBMS对铁路营销生产、收入支出、投资采购、现金流量等预算的编制调整、分析控制、预测考对铁路营销生产、收入支出、投资采购、现金流量等预算的编制调整、分析控

13、制、预测考核、规划决策等功能核、规划决策等功能财务会计管理信息财务会计管理信息系统系统FAMISFAMIS会计核算与管理、预算与收入管理、资金结算、成本计算、收入清算、资产管理等。会计核算与管理、预算与收入管理、资金结算、成本计算、收入清算、资产管理等。统计分析系统统计分析系统SASSAS利用信息资源，汇总、加工、处理、生成各类相关报表，统一统计指标发布。利用信息资源，汇总、加工、处理、生成各类相关报表，统一统计指标发布。审计管理信息系统审计管理信息系统AMISAMIS运输企业、建设项目等审计，审计项目管理，法规库，经济活动分析等。运输企业、建设项目等审计，审计项目管理，法规库，经济活动分析等

14、。工程建设管理系统工程建设管理系统ECMS ECMS 投资计划管理，工程立项、设计、建设管理，工程竣工验收及后评估等。投资计划管理，工程立项、设计、建设管理，工程竣工验收及后评估等。科技管理信息系统科技管理信息系统STMISSTMIS科技立项科技立项，鉴定、评奖、专业技术标准与资料管理，科技成果查询、展示、推广转化等。，鉴定、评奖、专业技术标准与资料管理，科技成果查询、展示、推广转化等。保价运输管理系统保价运输管理系统RIMSRIMS保价收入、理赔、货运安全等。保价收入、理赔、货运安全等。铁路用地管理信息铁路用地管理信息系统系统RLMISRLMIS铁路用地管理。铁路用地管理。电子政务电子政务政

15、府网站政府网站WGOVWGOV面向社会与公众的铁道部政务与信息发布、服务。面向社会与公众的铁道部政务与信息发布、服务。办公信息系统办公信息系统OMISOMIS电子公文、电子邮件、信息服务、会议、信访等管理。电子公文、电子邮件、信息服务、会议、信访等管理。公安管理信息系统公安管理信息系统PSMISPSMIS警衔管理、指纹识别、刑事案件管理、站车治安管理等。警衔管理、指纹识别、刑事案件管理、站车治安管理等。决策支持决策支持决策支持系统决策支持系统DSSDSS日常运输经营决策，路网规划，生产力布局、运输产品、运输组织优化，运价调整等。日常运输经营决策，路网规划，生产力布局、运输产品、运输组织优化，运

16、价调整等。铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划网络结构网络结构防 火 墙内 部 服 务 网安 全 生 产 网车车 站站 、 段段 、 厂厂防 火 墙内 部 服 务 网安 全 生 产 网外 部 网防 火 墙物 理 隔 离 系 统内 部 服 务 网安 全 生 产 网铁铁 路路 局局 机机 关关外 部 网I n t e r n e t防 火 墙物 理 隔 离 系 统内 部 服 务 网安 全 生 产 网铁铁 道道 部部 机机 关关骨 干 网 传 输 通 道铁铁 路路 分分 局局 机机 关关基 层 网 传 输 通 道防 火 墙内 部 服 务 网安 全 生 产 网车车 站站 、 段段 、 厂厂铁路信息系总

17、体规划铁路信息系总体规划网络与信息平安网络与信息平安网络与信息平安措施主要包括：网络与信息平安措施主要包括： 统一铁路信息系统统一铁路信息系统IPIP网络地址；网络地址； 建立铁路数字证书认证体系；建立铁路数字证书认证体系； 通过身份认证和访问授权技术，实行分等级、分权限通过身份认证和访问授权技术，实行分等级、分权限的访问控制；的访问控制； 对重要和机密的信息实行加密传输和数字签名；对重要和机密的信息实行加密传输和数字签名； 在内部效劳网和平安生产网间采用防火墙和虚拟专网在内部效劳网和平安生产网间采用防火墙和虚拟专网等技术实施隔离和保护；等技术实施隔离和保护； 在内网和外网间采用动态物理隔离和

18、访问代理机制；在内网和外网间采用动态物理隔离和访问代理机制； 在公用网络和业务系统专网间采用专用网络协议；在公用网络和业务系统专网间采用专用网络协议； 采用病毒防护、入侵监测、内容过滤和日志审计等多采用病毒防护、入侵监测、内容过滤和日志审计等多种技术手段，形成纵深的综合防御体系；种技术手段，形成纵深的综合防御体系； 统一规划建立灾难备份中心，对重要的信息系统和数统一规划建立灾难备份中心，对重要的信息系统和数据中心提供灾难备份。据中心提供灾难备份。铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划信息共享平台信息共享平台 信息交换管理是信息共享平台的中枢，为各个系统间的信息交换管理是信息共享平台的中枢，为各个

19、系统间的信息交换与共享提供公共的数据交换、存储、访问效劳。平信息交换与共享提供公共的数据交换、存储、访问效劳。平安访问控制层在数据交换和共享时，对系统的访问进行平安安访问控制层在数据交换和共享时，对系统的访问进行平安认证、协议转换、格式识别，对交换的信息进行内容过滤，认证、协议转换、格式识别，对交换的信息进行内容过滤，保证数据交换的合法性与合理性。各应用系统经整合后，以保证数据交换的合法性与合理性。各应用系统经整合后，以插件方式通过接口与平安访问控制层相连，提供或访问共享插件方式通过接口与平安访问控制层相连，提供或访问共享信息。信息。安全访问控制层信息交换管理公用基础信息 共享信息库各应用信息

20、系统。铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划公共根底信息平台公共根底信息平台公用根底信息平台是能够适应铁路各类信息系统公公用根底信息平台是能够适应铁路各类信息系统公用根底数据需求的通用平台，主要提供国际、国家和行用根底数据需求的通用平台，主要提供国际、国家和行业信息化标准与标准，提供统一的公用根底编码、铁路业信息化标准与标准，提供统一的公用根底编码、铁路空间信息、业务根底字典和标准的时钟源等公用共享信空间信息、业务根底字典和标准的时钟源等公用共享信息，实行统一的管理、维护与更新效劳，以保持各系统息，实行统一的管理、维护与更新效劳，以保持各系统根底信息的一致性，减少管理、维护、更新的工作量，根底信

21、息的一致性，减少管理、维护、更新的工作量，是信息资源共享的必要条件。是信息资源共享的必要条件。铁路信息系总体规划铁路信息系总体规划公共根底编码平台公共根底编码平台由三个子层组成，第一层为标准子层，包含了国际、国家、由三个子层组成，第一层为标准子层，包含了国际、国家、铁路行业信息标准及各类标准，以及由此制定的铁路信息系铁路行业信息标准及各类标准，以及由此制定的铁路信息系统根底数据编码标准；第二层为编码子层，主要由各类根底统根底数据编码标准；第二层为编码子层，主要由各类根底数据编码组成，是根底数据编码的实体，包括通用根底数据数据编码组成，是根底数据编码的实体，包括通用根底数据编码、业务根底数据编码

22、以及其它根底数据编码；第三层为编码、业务根底数据编码以及其它根底数据编码；第三层为应用子层，主要由管理维护根底数据的相关标准、管理维护应用子层，主要由管理维护根底数据的相关标准、管理维护系统和效劳接口组成。系统和效劳接口组成。铁路运输管理信息系统铁路运输管理信息系统 铁路运输管理信息系统铁路运输管理信息系统Transportation Management Information System，简称，简称TMIS，是中，是中国铁路第一个覆盖全国铁路的信息系统，也是中国铁路信国铁路第一个覆盖全国铁路的信息系统，也是中国铁路信息化的核心系统。息化的核心系统。 TMIS的建设是从的建设是从1994年

23、工程立项开始实施，到年工程立项开始实施，到2004年年12月月31日根本建成，历时整整日根本建成，历时整整10年。它是一项规模庞大、年。它是一项规模庞大、结构复杂的系统工程，是实现铁路运输管理现代化的重要结构复杂的系统工程，是实现铁路运输管理现代化的重要举措，是一项开拓性的事业。举措，是一项开拓性的事业。 TMIS是国家重大科技攻关工程，包括车站管理信息系是国家重大科技攻关工程，包括车站管理信息系统、货票系统、确报系统、货运营销与生产管理系统、运统、货票系统、确报系统、货运营销与生产管理系统、运输调度信息系统、货车追踪系统、集装箱追踪系统等，被输调度信息系统、货车追踪系统、集装箱追踪系统等，被

24、世行称之为世界铁路行业信息量最大、功能最复杂的管理世行称之为世界铁路行业信息量最大、功能最复杂的管理信息系统。信息系统。 3.2TMIS应用目标应用目标 TMIS以货物运输管理为核心，其系统应用目标是：通以货物运输管理为核心，其系统应用目标是：通过计算机网络将全路部、局、分局、主要站段的计算机设备过计算机网络将全路部、局、分局、主要站段的计算机设备联成一个整体，实时收集全路列车、机车、车辆、集装箱以联成一个整体，实时收集全路列车、机车、车辆、集装箱以及所运货物的动态信息，实现列车、机车、车辆、集装箱的及所运货物的动态信息，实现列车、机车、车辆、集装箱的节点式实时追踪管理，实现货票、确报、编组站

25、、区段站、节点式实时追踪管理，实现货票、确报、编组站、区段站、货运站、货运营销及调度系统的计算机管理，随时提供任何货运站、货运营销及调度系统的计算机管理，随时提供任何一辆货车、一台机车、一列列车、一个集袋箱及所运货物的一辆货车、一台机车、一列列车、一个集袋箱及所运货物的地点及设备的技术状态，随时提供车流的动态变化情况，特地点及设备的技术状态，随时提供车流的动态变化情况，特别是预见编组站、分界口、限制口的车流变化，为全国铁路别是预见编组站、分界口、限制口的车流变化，为全国铁路各级运输管理人员提供及时、准确和完整的运输信息和辅助各级运输管理人员提供及时、准确和完整的运输信息和辅助决策方案，以实现均

26、衡运输、紧密运输，提高运输生产效率，决策方案，以实现均衡运输、紧密运输，提高运输生产效率，改善客户效劳质量。改善客户效劳质量。3.2TMIS具体目标具体目标 1.实现运输市场信息和客户需求信息的管理。动态掌实现运输市场信息和客户需求信息的管理。动态掌握货源分布动态和运输货物在途信息；动态掌握托运人的握货源分布动态和运输货物在途信息；动态掌握托运人的货运订单和请求车需求；动态掌握企业自备车箱的位货运订单和请求车需求；动态掌握企业自备车箱的位置及状态；动态掌握重点客户、重点企业和重点物资的运置及状态；动态掌握重点客户、重点企业和重点物资的运输方案执行情况；向客户反响货运订单的核准情况、请求输方案执

27、行情况；向客户反响货运订单的核准情况、请求车方案的安排和执行情况。车方案的安排和执行情况。 2.实现运力资源的信息管理。掌握铁路货车、机车、实现运力资源的信息管理。掌握铁路货车、机车、集装箱的保有量动态信息；掌握运行图、编组方案、车站集装箱的保有量动态信息；掌握运行图、编组方案、车站能力等信息。能力等信息。 3.实现运输作业过程的信息管理。对货物的承运和交实现运输作业过程的信息管理。对货物的承运和交付信息、装卸车信息、列车编解和到发信息、作业方付信息、装卸车信息、列车编解和到发信息、作业方案的编制和执行信息进行管理。案的编制和执行信息进行管理。3.2TMIS具体目标具体目标 4.实现管内现在车

28、动态分布的信息管理。按车种空实现管内现在车动态分布的信息管理。按车种空重掌握分布状态、按去向别和品类别掌握重车分布动态、重掌握分布状态、按去向别和品类别掌握重车分布动态、对现在车的运用与非运用转换和出入信息进行管理。对现在车的运用与非运用转换和出入信息进行管理。 5.实现管内集装箱动态分布的信息管理。按箱型别和实现管内集装箱动态分布的信息管理。按箱型别和箱号别掌握集装箱的分布动态、按箱型和箱号掌握集装箱箱号别掌握集装箱的分布动态、按箱型和箱号掌握集装箱的检修状态、掌握集装箱的运用与非运用，以及参加与剔的检修状态、掌握集装箱的运用与非运用，以及参加与剔除变化动态信息等。除变化动态信息等。 6.实

29、现运输信息的综合利用。各级系统共享运输生产实现运输信息的综合利用。各级系统共享运输生产过程中采集的原始信息，建立过程中采集的原始信息，建立TMIS的原始信息库、动态信的原始信息库、动态信息库和历史信息库，并在此根底上开发运输业务部门的综息库和历史信息库，并在此根底上开发运输业务部门的综合应用系统。合应用系统。3.2TMIS系统网络架构系统网络架构 TMIS由铁道部中央系统、铁路局系统、铁路分局级系由铁道部中央系统、铁路局系统、铁路分局级系统和站段级系统组成。各级系统通过铁路计算机通信网络统和站段级系统组成。各级系统通过铁路计算机通信网络互联形成一个有机的整体。其网络体系结构如以下图。互联形成一

30、个有机的整体。其网络体系结构如以下图。3.2TMIS功能结构功能结构 TMIS以货运管理为核心。其功能结构如以下图。以货运管理为核心。其功能结构如以下图。3.2TMIS与其它系统的关系与其它系统的关系TMIS与其它业务管理信息系统之间的关系，如以下图所示。与其它业务管理信息系统之间的关系，如以下图所示。供电供水设备状态供电供水设备状态列车运行情况列车运行情况线路状态，施工方案线路状态，施工方案列车机车车辆动态列车机车车辆动态十八点运输工作实绩十八点运输工作实绩货票信息货票信息车辆态度信息车辆态度信息车辆检修信息车辆检修信息机车及乘务员信息机车及乘务员信息机车状态信息机车状态信息列车动态信息列车

31、动态信息检修施工方案检修施工方案车号识别信息车号识别信息客车方案信息客车方案信息3.2TMIS初始部署架构初始部署架构 在在TMIS规划之初，确定了以中央数据库为核心的体系架规划之初，确定了以中央数据库为核心的体系架构，系统由四大局部组成，分别是中央数据库系统，站段系构，系统由四大局部组成，分别是中央数据库系统，站段系统，部、局、分局应用系统和计算机网络，由网络系统将其统，部、局、分局应用系统和计算机网络，由网络系统将其联成一个整体。原始信息由站段直接报送中央数据库系统，联成一个整体。原始信息由站段直接报送中央数据库系统，各路局和分局再从中央数据库访问各种业务数据。各路局和分局再从中央数据库访

32、问各种业务数据。部级部级铁路局级铁路局级分局级分局级站段级站段级中央数据库中央数据库部应用系统部应用系统局应用系统局应用系统分局应用系统分局应用系统3.2TMIS现行部署架构现行部署架构 这种大集中的体系结构对于铁道部全面统筹和优化运输资这种大集中的体系结构对于铁道部全面统筹和优化运输资源、提高铁道部运输生产和管理效率而言，是合理的。源、提高铁道部运输生产和管理效率而言，是合理的。 但是，随着业务系统应用的不断深入、需要访问的数据量但是，随着业务系统应用的不断深入、需要访问的数据量越来越大，从而对大集中体系结构中的网络稳定性、可靠性、越来越大，从而对大集中体系结构中的网络稳定性、可靠性、通讯和

33、带宽都有很高的要求。通讯和带宽都有很高的要求。 如何有效地满足各路局、分局在生产、经营和管理等各方如何有效地满足各路局、分局在生产、经营和管理等各方面应用对实时数据的要求，是系统必须面对的问题。面应用对实时数据的要求，是系统必须面对的问题。 铁道部决定，采取一个过渡性的措施铁道部决定，采取一个过渡性的措施原始信息原始信息3级建级建库，即把原库，即把原TMIS设计方案要求原始信息由站段系统直接设计方案要求原始信息由站段系统直接报送铁道部中央系统调整为原始信息从车站逐级上报、落地报送铁道部中央系统调整为原始信息从车站逐级上报、落地和转发，在分局、路局和铁道局部别建立原始信息数据库，和转发，在分局、

34、路局和铁道局部别建立原始信息数据库，方便各级运输组织和各个管理部门对原始信息的共享应用。方便各级运输组织和各个管理部门对原始信息的共享应用。3.2TMIS现行部署现行部署部级数据库部级数据库铁路局数据库铁路局数据库分局数据库分局数据库部级应用效劳器部级应用效劳器局级应用效劳器局级应用效劳器分局级应用效劳器分局级应用效劳器站段级站段级3.2TMIS三级建库三级建库 “三级建库在三级建库在TMIS系统建设过程中具有重要意义。系统建设过程中具有重要意义。从业务角度看，从业务角度看，“三级建库是迄今为止规模最大的路局三级建库是迄今为止规模最大的路局和分局大型数据库部署，为路局和分局的货运业务应用系和分

35、局大型数据库部署，为路局和分局的货运业务应用系统提供了良好的运行环境。从技术角度来看，通过统提供了良好的运行环境。从技术角度来看，通过“三级三级建库，能够在建库，能够在5年左右的时间内，在计算能力、处理能年左右的时间内，在计算能力、处理能力和存储容量等方面满足路局和分局货运生产和管理的应力和存储容量等方面满足路局和分局货运生产和管理的应用需要，以及路局级决策支持系统的应用要求。用需要，以及路局级决策支持系统的应用要求。 3.2TMIS三级建库三级建库对对“三级建库的数据库平台提出了以下要求：三级建库的数据库平台提出了以下要求： 1.功能强大。特别是要求具有强大的并行处理能力，功能强大。特别是要

36、求具有强大的并行处理能力，具有足够的智能适应铁道部的异种环境。由于各铁路局和具有足够的智能适应铁道部的异种环境。由于各铁路局和分局原有的硬件系统的处理能力不尽相同，因此，要求数分局原有的硬件系统的处理能力不尽相同，因此，要求数据库的并行处理能力到达一定程度的智能化，能够以计算据库的并行处理能力到达一定程度的智能化，能够以计算机的处理能力为依据，进行负载均衡，使每台机器上的负机的处理能力为依据，进行负载均衡，使每台机器上的负载与其处理能力相匹配，确保载与其处理能力相匹配，确保TMIS运行环境的高性能；运行环境的高性能； 2.高可用性。支持高可用性。支持724小时不间断效劳；小时不间断效劳； 3.

37、可靠性和稳定性。系统中存储铁路运输生产经营管理可靠性和稳定性。系统中存储铁路运输生产经营管理中非常关键的业务数据，直接关系到铁路货运的经营管理中非常关键的业务数据，直接关系到铁路货运的经营管理效益和广阔货主的切身利益；效益和广阔货主的切身利益； 4.平安性。基于平安性。基于TMIS系统在铁路货运管理方面的重要系统在铁路货运管理方面的重要性，数据库系统平安性的重要意义显而易见。性，数据库系统平安性的重要意义显而易见。3.2TMIS集群数据库集群数据库 多年的信息化建设，铁道部各路局、分局都配置了多多年的信息化建设，铁道部各路局、分局都配置了多台台UNIX系统效劳器，以及配置更低一些的硬件系统。由

38、于系统效劳器，以及配置更低一些的硬件系统。由于这些系统在处理能力和内存容量方面的局限性，无法独立这些系统在处理能力和内存容量方面的局限性，无法独立承担运行路局或分局数据库的重任，但如果把这些系统组承担运行路局或分局数据库的重任，但如果把这些系统组成集群，无疑是一种有效的措施。因此，在成集群，无疑是一种有效的措施。因此，在“三级建库三级建库工程中，各路局和分局的数据库系统都采用集群架构，在工程中，各路局和分局的数据库系统都采用集群架构，在原有效劳器设备根底上，再根据情况引进原有效劳器设备根底上，再根据情况引进12台处理能力台处理能力更强和存储容量更大的系统。在存储方面采用更强和存储容量更大的系统

39、。在存储方面采用SAN存储技存储技术，共享存储阵列。这样，可以在最大范围内充分利用已术，共享存储阵列。这样，可以在最大范围内充分利用已有的计算机处理能力，满足路局和分局建立大型数据库对有的计算机处理能力，满足路局和分局建立大型数据库对处理器和存储容量的要求，并且把投资降至最低。处理器和存储容量的要求，并且把投资降至最低。 3.2TMIS集群数据库集群数据库SAN技术技术 SAN (Storage Area Network存储区域网络存储区域网络):是计是计算机信息处理技术中的一种架构，它将不同的计算机数据算机信息处理技术中的一种架构，它将不同的计算机数据存储设备如磁盘阵列、磁带库连接到效劳器，

40、使得这存储设备如磁盘阵列、磁带库连接到效劳器，使得这些存储设备看起来就像是本地一样。些存储设备看起来就像是本地一样。SAN采用光纤通道采用光纤通道(Fibre Channel)技术，通过光纤通技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和效劳器主机，建立专用于数据存道交换机连接存储阵列和效劳器主机，建立专用于数据存储的区域网络。储的区域网络。 SAN存储采用的带宽从存储采用的带宽从100MB/s、200MB/s，开展到，开展到目前的目前的1Gbps、2Gbps。SAN比传统的存储技术拥有更大的容量和更强的性能。比传统的存储技术拥有更大的容量和更强的性能。通过专门的存储管理软件，可以直接在通过专门的存储

41、管理软件，可以直接在SAN的大型主机、的大型主机、效劳器或其他效劳端电脑上添加硬盘和磁带设备。效劳器或其他效劳端电脑上添加硬盘和磁带设备。3.2TMIS集群数据库集群数据库SAN技术技术SAN是一个专有的、集中管理的信息根底结构，它支是一个专有的、集中管理的信息根底结构，它支持效劳器和存储之间任意的点到点的连接，持效劳器和存储之间任意的点到点的连接，SAN集中表达集中表达了功能分拆的思想，提高了系统的灵活性和数据的平安性。了功能分拆的思想，提高了系统的灵活性和数据的平安性。SAN以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有较高传输速率的光通

42、道连接方式，提供过具有较高传输速率的光通道连接方式，提供SAN内部任内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。在多种光通道传输协理集中在相对独立的存储区域网内。在多种光通道传输协议逐渐走向标准化并且跨平台群集文件系统投入使用后，议逐渐走向标准化并且跨平台群集文件系统投入使用后，SAN最终将实现在多种操作系统下，最大限度的数据共享最终将实现在多种操作系统下，最大限度的数据共享和数据优化管理，以及系统的无缝扩充。和数据优化管理，以及系统的无缝扩充。 3.2TMIS集群数据库集群数据库存储阵列存储阵列磁盘

43、阵列简称磁盘阵列简称RAIDRedundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID，其原理是利用数组方式来作，其原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的平安性。磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的平安性。 磁盘阵列是由很多廉价、容量较小、稳定性较高、速磁盘阵列是由很多廉价、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时，数据所产生的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时，在储存数据时，利用这项技术，将数据

44、切割成许多区段，分在储存数据时，利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。别存放在各个硬盘上。磁盘阵列还能利用同位检查磁盘阵列还能利用同位检查Parity Check的概念，的概念，在数组中任一个硬盘发生故障时，仍可读出数据，并将故障在数组中任一个硬盘发生故障时，仍可读出数据，并将故障硬盘内的数据，经计算后重新置入新硬盘中。硬盘内的数据，经计算后重新置入新硬盘中。 3.2TMIS集群数据库集群数据库存储阵列存储阵列 在网络存储中，磁盘阵列是一种把假设干硬磁盘驱动器在网络存储中，磁盘阵列是一种把假设干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管按照一定要求组成

45、一个整体，整个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。理的系统。在磁盘阵列内部为加快与主机交互速度，都带有一定量在磁盘阵列内部为加快与主机交互速度，都带有一定量的缓冲存储器。主机与磁盘阵列的缓存交互，缓存与具体的的缓冲存储器。主机与磁盘阵列的缓存交互，缓存与具体的磁盘交互数据。磁盘交互数据。在应用中，有局部常用的数据是需要经常读取的，磁盘在应用中，有局部常用的数据是需要经常读取的，磁盘阵列根据内部的算法，查找出这些经常读取的数据，存储在阵列根据内部的算法，查找出这些经常读取的数据，存储在缓存中，加快主机读取这些数据的速度，而对于其他缓存中缓存中，加快主机读取这些数据的速度，而对于其他缓存中没有的数据，

46、主机要读取数据，那么由阵列从磁盘上直接读没有的数据，主机要读取数据，那么由阵列从磁盘上直接读取传输给主机。对于主机写入的数据，只写在缓存中，主机取传输给主机。对于主机写入的数据，只写在缓存中，主机可以立即完成写操作。然后由缓存再慢慢写入磁盘。可以立即完成写操作。然后由缓存再慢慢写入磁盘。 3.2TMIS集群技术集群技术存储阵列存储阵列 RAID的采用为存储系统效劳器的内置存储带来巨大利的采用为存储系统效劳器的内置存储带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。 RAID通过同时使用多个磁盘存储和读取数据来大幅提高存通过同时使用多个磁

47、盘存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量。储系统的数据吞吐量。 RAID可以让很多磁盘驱动器同时传输可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上是一个磁盘驱动器，所以数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上是一个磁盘驱动器，所以使用使用RAID可以到达单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍可以到达单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。的速率。 通过数据校验，通过数据校验，RAID可以提供容错功能，这是使用可以提供容错功能，这是使用RAID的第二个原因，因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能。的第二个原因，因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能。RAID容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错

48、功能之上的，容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的，所以它提供更高的平安性。在很多所以它提供更高的平安性。在很多RAID模式中都有较为完备模式中都有较为完备的相互校验的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互镜像备份，从而大恢复的措施，甚至是直接相互镜像备份，从而大大提高了大提高了RAID系统的容错度，提高系统的稳定冗余性。系统的容错度，提高系统的稳定冗余性。 3.2TMIS集群技术集群技术集群集群Cluster技术是指一组相互独立的计算机，利技术是指一组相互独立的计算机，利用高速通信网络组成一个计算机系统，每个群集节点即集用高速通信网络组成一个计算机系统，每个群集节点即集群中的每台计算机

49、都是运行其自己进程的一个独立效劳器。群中的每台计算机都是运行其自己进程的一个独立效劳器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一个单一系统，协同起来向用户提供给用程序、系统资源和数个单一系统，协同起来向用户提供给用程序、系统资源和数据，并以单一系统的模式加以管理。一个客户端与集群相互据，并以单一系统的模式加以管理。一个客户端与集群相互作用时，集群像是一个独立的效劳器。作用时，集群像是一个独立的效劳器。 计算机集群技术的出发点是为了提供更高的可用性、计算机集群技术的出发点是为了提供更高的可用性、可管理性、可伸缩性的计算机系统。一个集

50、群包含多台拥有可管理性、可伸缩性的计算机系统。一个集群包含多台拥有共享数据存储空间的效劳器，各效劳器通过内部局域网相互共享数据存储空间的效劳器，各效劳器通过内部局域网相互通信。当一个节点发生故障时，它所运行的应用程序将由其通信。当一个节点发生故障时，它所运行的应用程序将由其他节点自动接管。在大多数模式下，集群中所有的节点拥有他节点自动接管。在大多数模式下，集群中所有的节点拥有一个共同的名称，集群内的任一节点上运行的效劳都可被所一个共同的名称，集群内的任一节点上运行的效劳都可被所有的网络客户所使用。有的网络客户所使用。 3.2TMIS集群技术集群技术特点特点1.提供强大处理能力的高性能计算机系统

51、。计算机集群可提供强大处理能力的高性能计算机系统。计算机集群可以通过负载均衡、并行处理、时间片处理等多种形式，将多以通过负载均衡、并行处理、时间片处理等多种形式，将多台计算机形成高性能计算机集群。对用户端台计算机形成高性能计算机集群。对用户端Client而言，而言，计算机集群那么是一个单一的系统，可以为用户提供高性能计算机集群那么是一个单一的系统，可以为用户提供高性能的计算机系统，而用户不用关心有多少计算机承担了系统实的计算机系统，而用户不用关心有多少计算机承担了系统实现的任务，只需要关注系统的整体处理能力。因此，计算机现的任务，只需要关注系统的整体处理能力。因此，计算机集群可以用多台普通性能

52、的计算机组成具有高性能的计算机集群可以用多台普通性能的计算机组成具有高性能的计算机系统，承担只有超级计算机才能胜任的工作。系统，承担只有超级计算机才能胜任的工作。 3.2TMIS集群技术集群技术特点特点 2. 提供高可用性的计算机系统。通过计算机集群技术组提供高可用性的计算机系统。通过计算机集群技术组成的系统，可以确保数据和应用程序对最终用户的高可用性，成的系统，可以确保数据和应用程序对最终用户的高可用性，而不管故障属于什么类型。即当计算机集群中的节点计算机而不管故障属于什么类型。即当计算机集群中的节点计算机出现软硬件故障的时候，高可用性集群提供了对软件和硬件出现软硬件故障的时候，高可用性集群

53、提供了对软件和硬件失败后的接替。它将效劳器镜像到备用系统或节点中，当主失败后的接替。它将效劳器镜像到备用系统或节点中，当主节点上的系统崩溃时，冗余节点就从替补角色转换到正式角节点上的系统崩溃时，冗余节点就从替补角色转换到正式角色，并自动投入应用，从而保证系统运行的不间断。色，并自动投入应用，从而保证系统运行的不间断。 3.系统具有很强的可伸缩性。在系统的处理能力需要增系统具有很强的可伸缩性。在系统的处理能力需要增加的时候，可以通过增加集群节点数，即通过向群集添加新加的时候，可以通过增加集群节点数，即通过向群集添加新的计算机节点，使效劳随着处理器的添加而扩展，从而增大的计算机节点，使效劳随着处理

54、器的添加而扩展，从而增大应用程序吞吐量，以到达增加系统的整体处理能力的目的，应用程序吞吐量，以到达增加系统的整体处理能力的目的，完成系统的扩容。完成系统的扩容。3.2TMIS集群技术集群技术分类分类1.按计算机集群的应用目的分类：可以分为高性能集群按计算机集群的应用目的分类：可以分为高性能集群和高可用性集群。和高可用性集群。 高性能集群系统：以提高系统性能为主要目的计算机高性能集群系统：以提高系统性能为主要目的计算机集群系统。多台集群系统。多台PC效劳器构建的负载集群系统可以为业务效劳器构建的负载集群系统可以为业务系统提供足够的接入能力；其集群的管理机制可以在两个系统提供足够的接入能力；其集群

55、的管理机制可以在两个层面上对业务进行均衡，不仅可以把众多的用户请求均衡层面上对业务进行均衡，不仅可以把众多的用户请求均衡到多台节点机上进行处理，还可将单个用户的大量负载平到多台节点机上进行处理，还可将单个用户的大量负载平衡分布到处理节点上，从而提高整个系统的处理能力，缩衡分布到处理节点上，从而提高整个系统的处理能力，缩短响应时间。多台短响应时间。多台PC效劳器构建的数据库集群系统可以提效劳器构建的数据库集群系统可以提供强大的数据处理性能，为业务系统提供强劲、稳固的后供强大的数据处理性能，为业务系统提供强劲、稳固的后台系统。台系统。3.2TMIS集群技术集群技术-分类分类 高可用性集群系统：在高

56、可用性集群系统：在PC效劳器的硬件设计上，从处效劳器的硬件设计上，从处理节点到存储设备采用了大量的冗余、容错技术，提供了单理节点到存储设备采用了大量的冗余、容错技术，提供了单台效劳器系统的可用性。即使单个处理节点出现硬件或软件台效劳器系统的可用性。即使单个处理节点出现硬件或软件故障，集群系统能将应用透明、平滑的切换给健康的处理节故障，集群系统能将应用透明、平滑的切换给健康的处理节点，整个系统不会出现任何中断，而且任何一个交易都不会点，整个系统不会出现任何中断，而且任何一个交易都不会丧失。整个系统的可用性到达了丧失。整个系统的可用性到达了99.99%以上，不但远远高以上，不但远远高于单机系统，也

57、明显高于故障切换高可用性系统。于单机系统，也明显高于故障切换高可用性系统。3.2TMIS集群技术集群技术-分类分类 2.按计算机集群系统的按计算机集群系统的完成的工作任务类型分类完成的工作任务类型分类：可以分为：可以分为： WEBWEB负载均衡集群系统负载均衡集群系统 并行计算集群系统并行计算集群系统 数据库集群系统数据库集群系统。3.2TMIS集群技术集群技术-分类分类 WEB WEB负载均衡集群系统：通过一个流量管理的节点可负载均衡集群系统：通过一个流量管理的节点可以是一个流量管理软件、软硬一体的流量管理机或带流以是一个流量管理软件、软硬一体的流量管理机或带流量管理系统的交换机，将用户的连

58、接请求分配到多台量管理系统的交换机，将用户的连接请求分配到多台PCPC效效劳器，这些劳器，这些PCPC效劳器可以完成相同的或不同的功能。通过效劳器可以完成相同的或不同的功能。通过负载均衡集群系统，大量的负荷可以分配到多台性能较低负载均衡集群系统，大量的负荷可以分配到多台性能较低的效劳器上，既可以保护用户原有的投资，也可以动态地的效劳器上，既可以保护用户原有的投资，也可以动态地进行扩展，不需将原系统应用暂停，同时，多台效劳器共进行扩展，不需将原系统应用暂停，同时，多台效劳器共同工作，当一台出现故障时，同工作，当一台出现故障时， 流量管理节点可以及时侦测流量管理节点可以及时侦测到，用户的请求将会分

59、配到其余的健康的效劳器上，用户到，用户的请求将会分配到其余的健康的效劳器上，用户的使用没有影响，管理员只需将故障效劳器修复后再动态的使用没有影响，管理员只需将故障效劳器修复后再动态参加集群系统即可，应用无须暂停。参加集群系统即可，应用无须暂停。3.2TMIS集群技术集群技术分类分类 并行计算集群系统：在进行油田勘探、天气预报、动并行计算集群系统：在进行油田勘探、天气预报、动画制作、生命科学等的研究中，往往是一个大型的科学计画制作、生命科学等的研究中，往往是一个大型的科学计算工程，它需要一个高性能的超级计算机才能在特定的时算工程，它需要一个高性能的超级计算机才能在特定的时间内完成大量的计算和数据

60、的交换。这个高性能的超级计间内完成大量的计算和数据的交换。这个高性能的超级计算机并不是一个通用的大型机或小型机就能满足要求，通算机并不是一个通用的大型机或小型机就能满足要求，通常根据不同的特定计算内容和性能要求的不同由几台到上常根据不同的特定计算内容和性能要求的不同由几台到上百台百台PC效劳器通过内部高速互连设备连接而成。一个并行效劳器通过内部高速互连设备连接而成。一个并行计算集群系统有一个统一的管理、监控和调度节点，通过计算集群系统有一个统一的管理、监控和调度节点，通过这个单一的入口，可以对集群内部的各效劳器节点进行管这个单一的入口，可以对集群内部的各效劳器节点进行管理、监控和任务的调度，通