基于地理信息系统的轨道交通数据集成方法研究.pdf

都市快轨交通?第29卷第2期2016年4月
《学术探讨
doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2016.02.010
基于地理信息系统的
轨道交通数据集成方法硏究
胥吴
(中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081)
水平,科学利用扩充信息网络,合理整合信息资源,形
摘要针对城市轨道交通安全生产信息系统,以其
成全局网络和信息资源共享,实现关键作业环节全过
中的地理信息系统作为前端的主应用,分析系统内异
程网上实时监控、非正常情况和事故抢险全过程网上
构数据集成方法的研究现状。面向结构化数据提出基
指挥、作业标准执行和效率效益指标全面分析等功能,
于XML.中间件的数据集成方法;而对于非结构化数据
则提出基于信息提取和XML封装的集成方法,从而实
实时监控安全生产重要信息和信息处理追踪,就必须
现在地理信息系统平台中实时展示的数据直通过中加快开展信息资源整合,建成覆盖全局、功能完善、高
间件进行调用,为异构数据集成后的应用,特别是数据共享的信息共享平台,充分利用既有的计算机网
挖掘应用提供可靠的保障。
络安全平台功能,综合采用网络隔离、多层交换、虚拟
关健词城市轨道交通;安全生产系统;地理信息系「局域网、现代密码、身份识别別、网络防火墙、入侵诊断和
统;异构数据;XML中间件
病毒防护等技术,确保城市轨道交通安全生产信息系
中图分类号U231.7文献标志码A
统的可靠性、可用性、保密性、完整性、真实性和可
文章编号1672-6073(2016)02-0044-04
控性。
在系统顶层应用中,将采用先进的地理信息系统,
1城市轨道交通安全生产信息系统
将城市轨道交通基础数据的空间信息与其相关属性信
随着科学技术的发展,城市轨道交通系统中各を息结合,为城市轨道交通车、机、工、电、辆等各专业部
业和运输生产中的新技术、新装备被广泛应用。城市
门信息系统提供GIS(地理信息系统)数据服务和GIS
功能服务,实现城市轨道交通基础地理信息检索、统
轨道交通各专业工种的生产组织、经营管理、安全管
计、分析等功能。
理、应急指挥等也因此不断地变化,城市轨道交通信息
化已成为推动城市轨道交通提升生产经营管理水平最
数据集成概述
重要、最核心的手段。然而由于各专业系统自身的信
所谓数据集成是指针对结构不同、用途不同、特征
息化发展程度不平衡,在专业内形成垂直化管理,从而及性质不同的数据,通过一定的技术手段实现在物理
相对独立、自成体系,另外各专业系统间信息资源共享上的集中或逻辑上的集中,从而为企业提供全面数据
程度不高,没有形成全局高度集中统一的信息平融合的过程或者系统。数据集成系统的核心任务是对
台12)、在一定程度上制约了“大运输”的协调发展与各种应用系统的信息进行标准化或者规范化5处
管理创新,也不利于各类突发事件的应急集中指挥。
理。集成的原则是既要保持数据被集成后的副本与源
数据的一致性,提高信息共享率,又要让应用层无需关
为更好地发挥信息资源的作用,提高信息化保障
心对异构数据源数据调用的具体方法。实现这些功能
收稿日期:2015-08-27修回日期:2015-09-22
的系统称作数据集成系统,它为用户提供统一的数据
作者简介胥昊,男,硕土,助理研究员,研究方向为城市轨道交通信源接口协议,执行应用系统对数据源的访问请求。只
息系统集成,dickxh@163.com
有解决数据集成这个阶段,才能为其他诸如信息查询
基金项目:中国铁道科学研究院院基金项目(13511HO902)
信息共享和挖掘应用等服务提供基础。
44 URBAN RAPID RAIL TRANSIT
基于地理信息系统的轨道交通数据集成方法研究
2.1数据集成的难点
要求是非常严格的。因此对实时数据进行快速存储和
1)异构性:在数据集成系统中所要集成的数据源处理的实时数据库系统应运而生。这种数据库是传统
异构性非常强。从数据类型、数值的表示方法、数据的的实时系统和数据库系统相结合的产物,经过近年的
取值范围、数据语义等方面看,各个数据源均有不同的快速发展,已经成为城市轨道交通企业分析信息化数
地方,这种多方位的异构性给集成工作带来很大的据的基础工具,为提高企业管理水平、企业效益、安全
困难7?。
生产、提升竞争力等提供了有力的支撑。
2)分布性;根据前文所述,城市轨道交通企业的
综上所述,异构数据集成面临着严峻挑战。较长
管理越来越倾向于跨地区、跨行业,由此而引发的信息一段时间以来,各个研究机构对集成问题提出了很多
系统必然也是分布式的,这种分布式不单指地理上的解决方案,但还是没有统一的方法一次性解决全部难
分布,在网络拓扑上也存在着分布。数据源和数据存题,这也是学界持续关注数据集成研究的主要原
储点分布在网络拓扑的不同结点上,对数据传输网络因。另外由于受设计和硬件发展技术水平的制
的性能提出了较高的要求,冲突和数据副本的一致性约,各个数据源的数据质量有较大差別,这也是数据源
等问题也随之而来
产生冲突的一大原因。因此,无论从应用的需求还是
3)自治性:数据源系统本身有很强的自治性要技术解决方案来看,集成系统的数据集成是一个值得
求,使得在考虑系统集成的时候必须考虑保持原有系研究的课题,必须建立具有开放性和集成性的运行支
统的完整性。这个特点在城市轨道交通信息化系统中撑环境。
的表现尤为突出,例如瓦斯监控系统,根据国家规定,3异构数据分析
该系统必须自治,因此不能轻易地改变其系统内的体
鉴于数据存储格式的差异及传输协议的区别,城
系结构和数据,这给数据集成系统的开放性和健壮性市轨道交通信息系统中的数据可以分成两类,一类是
带来了极大的困难8。
结构化数据,另一类是非结构化数据,也有部分研究者
2.2城市轨道交通安全生产数据集成难点
将数据分为三类,还有一类是半结构化数据,笔者采用
)各应用业务系统的历史数据量级非常大;
两类的分法。结构化数据即行数据,存储在数据库里
2)各应用业务系统之间数据库没有统一的数据的表单内,可以用二维表结构逻辑表达实现的数
接口和通信协议;
据12。城市轨道交通信息化系统中涉及生产、安全和
3)各应用业务系统不可以通过改变自身的设计运营的数据大部分为结构化数据,例如救援列车分布
来适应统一集成;
专题数据、车辆运行专题数据、变电所分布专题数据、
4)各类数据中的数据结构是异构的;
供电臂分布专题数据、馈线分布专题数据等都属于这
5)各数据库之间是独立的并且要求强自治性。
类数据。
城市轨道交通生产企业所建立信息系统都是纵向
相对结构化数据,如果数据无法用数据库里的
独立的,而横向没有信息交换,比如作为城市轨道交通维逻辑表来表现,则把这类数据称为非结构化数据。
安全生产重要保障手段的列车运行状态信息系统、雨非结构化数据通常产生于管理信息系统中。在城市轨
量监测系统、车辆智能轴温探测系统、车辆运行品质动道交通中每天的生产调度记录、安全事故记录、设备维
态监测系统、车辆滚动轴承轨边故障声学诊断系统、车护管理记录等都属于这一类数据。随着城市轨道交通
辆故障动态图像检测系统、车辆运行安全监控系统、客内管理系统的不断增多,需要处