电气化铁路竹节系统设计与实现

第一章 绪 言

1.1 课题背景  
近年来，我国铁路高速发展如火如荼，铁路运营长度不断突破新的历史记录，2013 年底铁路总长突破 10 万公里，其中高速铁路超 1.1 万公里（占全世界高速铁路 50%以上），在建高速铁路 1.2 万公里，2015 年全国铁路预计将超过 12 万公里。为了保障铁路运营安全、高效运行，保证铁路施工质量与安全对正常运输尤为重要。电气化系统是铁路系统中的重要组成部分，它是一个多种子系统结合在一起的系统工程，是铁路运输中的关键工程之一，它包括牵引供电、变电所亭、SCADA、接触网、综合自动化、安全视频监控、接触网 6C 等系统。接触网是电气化铁路所特有的、沿具铁路轨架设的，为电力机车（动车组）提供电能的特殊供电线路，是电气化轨道交通牵引供电系统的主要组成部分之一。其设备无备用性，唯一性，决定其工程的脆弱性与重要性，它是为电力机车、动车提供动力供电的的关键工程，而安全、高质量施工与维护是保证接触网安全、可靠供电的关键所在。 为了应对当前铁路运输发展需要与安全生产压力，必须提高铁路施工、维修质量，保证铁路运输满足人民日益增长的物质文明需要，规范铁路运输生产中人员与设备结合点管理薄弱环节，掘弃人主观危害性，改善作业人员的生产条件。针对电气化铁路接触网施工、维护特点，结合接触网流程管理需要，我们要解决接触网生产中许多不利于提高生产力的因素，实现接触网安全生产，提高生产效率，保障铁路运输安全、高效。 根据铁路总公司的制定《铁路运营线施工安全管理办法》，运营电气化铁路施工与维修必须把确保行车安全放在首位。必须坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，所有建设、设计、施工、监理、行车组织、设备管理等部门和单位都必须严格执行铁路运输安全生产有关规定[1]。
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1.2 课题研究的目的和意义  
本课题的研究与实现，能在保证铁路安全运输前提下，实现铁路运输最高运输效益，劳动生产效率极大提高，在具体铁路供电日常施工维修中解决或实现以下 5 个问题。在目前的作业中，仅从能施工维修的必要往往为了保证安全，牺牲部分效率、资源问题。该项目最小封锁范围、最短停电时间、足够安全裕度，并高效、高质量完成生产任务，有效扩大运输潜能。保证计划、工作票、分工单三者票据的同源性，保证同一项作业的计划、分工单、工作票是绝对一致，避免实施中因不同人操作办理而造成这三者前后不一致，计划的与实施的不同，从而隐含巨大安全风险与事故隐患。同时实现网上审批功能。保证施工维修严肃性，安全保证充分性，按计划、有序安全审核，组织实行，避免与日常运输组织冲突发生。根据线路特点，建立划分最小停电作业单元，人机信息交互，自动生成计划、工作票，降低人工开具计划、工作票、分工单繁琐程度，减轻一线作业人员工作强度。计划、工作票、分工单手工开具，人工网络传递，计划、工作票、分工单的申请、填具都是手工调查、分析，结合行车运输要求，单个开具，对周期修的计划、票据无任何借鉴作用。同时实现票据套打功能。
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第二章 系统设计与分析

2.1  系统的设计目标 
随着铁路飞速发展，为进一步扩大铁路运输供给瓶颈，压缩线路检修天窗率，提高线路利用极限，由过去的‘垂直天窗’到目前普遍采用‘V 型天窗’的接触网检修模式，而突出高空（3 米高空）、高压（临线带电）、严时间（严格控制作业时间）、限范围（严格限制封锁范围、停电范围、作业范围）成为接触网检修的永恒主题。为了良好的产出，必然要提高作业安全措施强度，作业强度、给作业人员提出了更高的要求。 此系统的设计目标就是为了保证有限的空间内最大的发挥，深度挖掘接触网生产运输潜能；降低安全卡控调查、修前调查难度；全面提高接触网生产效率与安全卡控能力，保障铁路运输高效运作。 通过已开发的数据库管理系统，能利用历史数据信息与日常巡视反馈等手段获取第一手数据，来保证数据库信息完全贴近线路的最新、最真实的数据，来自动生成计划、工作票、分工单等票据的关键与核心内容，来保证现场维修、施工的作业条件、作业准备信息的周全性，由过去主要是通过牺牲运输资源获得足够的安全裕度及完成质量的差异，到现在通过作业准备的完备性来保证足够的安全裕度、高品质、高效率完成。这两者的生产差异，在于作业要求不同，付出的劳动代价也是不同，工作强度也是不同的。 另外，网络实时审批流程功能，并具备各种票据套打功能，为作业班组开具票据免除手工书写之劳累。保证各种电子票据查询、保存方便，并现场信息通过票据的互递，便于各级管理部门对于现场情况的安全管控能力，也保证审批的严肃性，作业措施的严谨性。
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2.2  系统的设计原则  
为了适应铁路跨越式的发展及能最大限度的发挥接触网生产运输能力，降低安全卡控调查，保障铁路运输高效运作。也为了体现此系统的合理性，高效性及正确性。此系统的设计原则如下：由于考虑适用性，针对本系统的主要功能及系统中数据容量的大小，采用SQL  SERVER  2005 这样的中型关系型数据，其完全满足系统的功能和数据的容量，为了控制系统硬件的成本，在系统硬件上采用一般通用的服务器或配置较高的 PC 即可，完全可保证系统的性能与效率。系统采用 B/S 架构，使用 ASP.NET技术开发而成，降低了系统对运行环境的要求。服务器端选用 Windows server2000/2003 版操作系统，客户端可以使用任何浏览器来访问系统[15]。本系统采用了微软主推的 C#语言进行开发，此语言减少了开发人员   对于语言学习的难道。因为有微软良好且强大的类库保证，使的开发人员可以将大量的时间放在业务分析上。 .NET 的开发框架中包含了多种语言，VB;C#;J#，也相应的包含了多种执行环境，提供了一个可以统一进行编程的开发平台。这样做可以让开发人员更加简单的创建一个网页项目或服务。这样让我们的 INTERNET 程序之间的关联更加简单方便。我们通过了解.NET 框架的层次结构会发现，他包含的三个部分，有 CLR和 services 还有应用模版 [28]。

第三章  数据库设计....28
3.1  表的设计...... 28
3.2  存储过程的设计...... 36
3.3  本章小结...... 44
第四章  竹节管理系统的具体实现....46
4.1  系统的总体结构...... 46
4.2  功能模块划分.... 46
4.2.1  基础数据管理......... 46
4.2.2  基础数据录入......... 47
4.2.3  线路录入..... 47
4.2.4  流程配置管理......... 48
4.2.5  系统管理..... 48
4.2.6  汇总查询与提取导入票据....... 49
第五章  系统测试与结果分析......55
5.1  系统的运行环境...... 55
5.2  使用注意事项.... 55
5.3  系统测试...... 55

第六章  实践管理

管理办法：
 1、各车间的【计划】【工作票】【分工单】【变电所工作票】统一由属地班组成员通过牵引供电作业竹节系统开票按 T+4 进行【申报】，并由其所在班组（工班长）12 个小时内完成【班组审核】任务。其在作业中的所涉及的【计划】、【工作票】、【分工单】、【变电工作票】都必须由其管辖的【班组】、【车间】、【调度台】一一审核通过后，才能作为具体实施依据（抢修中办理工作票、分工单、变电所工作票的有关审批手续暂按既有办法执行）。
2、【班组审核】后的【计划】【工作票】【分工单】【变电所工作票】由所在的车间（**供电车间）技术管理人员在【班组审核】后 24 小时内完成所管辖的【车间核准】任务。
3、【车间核准】后的【计划】【工作票】【分工单】【变电所工作票】由调度中心所在的调度台（XX 台）值班员在【车间核准】后 24 小时内完成其分管的的【段级复核】任务，还须将其中涉及【段级审批】完成后的计划，按有关要求，及时录入集团施工（维修）平台，并获得调度所、专业处室审批手续，才能作为【作业单位】最终作业凭证。
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总结

本文设计是根据铁路运输安全生产流程特点，结合实际工作需求，针对电气化铁路的竹节特点，对接触网的施工、维修过程管理中，创新理论、管理方法与手段，利用计算机技术，解决人与设备的主观危害性，通过日常信息积累，甄别与杜绝风险因素点。由于涉及安全审查与计划、工作票、分工单（三合一票据）内容复杂，信息内容不一，如何在今后应用中不断字段信息标准化、统一化，便于信息字段录入，交互，为自动开具工作票安全措施提高完整、全面的信息内容，从而保证开具的三合一票据安全可靠，能成为施工维修高效、安全的关键保证。目前本系统 V1.0 版已经进入应用初级阶段，在试验中虽然发现了的很多不足，但是依然得到用户的广泛好评。 本系统设计主要创新点有：
1、自创竹节理论-----基于电气化铁路线路内每一点施工必须满足一定条件方可最佳状态下进行，利用线路中的点与‘竹节’及网的关系，以公路标为主坐标，定量与定性结合即公里坐标与线路点匹配信息，，其以点描述节，以‘竹节’体现网的组成，通过数学逻辑或的关系，构成竹节系统核心技术原理。
2、实现三合一，保证计划、工作票、分工单的核心内容来源一致，不因人员变动，而发生改变，杜绝信息内容的波动，也保证审批制度的严肃性与可靠性。
3、实现工作票、分工单套打功能，而且可根据打印硬件发生改变，通过调整打印坐标参数，保证打印的整洁、美观，更重要的是减轻现场作业人员开票的繁琐性与工作强度。
4、实现超级打印,，通过对打印区域坐标设置，避免工作票不因格式变化而纠结，实现可靠套打，保证工作票票面打印美观、整洁。
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参考文献（略）