和谐型机车运用维修段管理信息系统技术方案
运用维修段承担和谐型机车2年检以下修程，运用维修段的核心业务包括机车2年检以下修程的检修作业管理、机车运用管理、整备管理和设备管理等。运用维修段管理信息系统是机车质量数据的重要来源，是对检修基地的有效补充。因此，运用维修段管理信息系统是和谐型机车检修管理信息系统的最重要组成部分。
生产管理部门的业务关系分析
补充运用维修段生产管理部门的关系，仿照基地，李家武。
运用维修段的生产部门包括：生产调度部门、检修部门、设备部门、验收部门、机车质量管理部门、材料配件部门、经营管理部门和整备保养部门等，各部门之间分工协作，业务关系十分紧密。除此之外，运用维修段与铁路局调度部门、下级折返段之间也有业务来往。运用维修段的总体业务关系如图所示：
图 运用维修段总体业务关系
运用维修段业务需求分析
生产调度管理
仿照基地补充，李家武
运用维修段的生产调度管理即实现运用维修段内和谐车的调度与运用管理，全面负责和谐车的运用管理工作以及和谐车2年以下的维修和保养。主要业务重点包括以下几个方面：
1）接收铁路局机车调度中心的和谐车运用计划以及调度命令；
2）依据铁路局调度中心下达的运用计划、调度命令，结合运用维修段生产能力，编制生产计划、乘务组计划并逐级分解和落实；
3）依据和谐车运用、乘务组计划，安排段内调车、乘务组派班等工作；根据机车的运行公里，编制运用维修段内机车检修作业计划；并根据实际情况以调度命令的形式向铁路局调度中心提出和谐车运用变更申请；
4）实时掌控机车进出运用维修段、存车、调车、检修以及乘务组的作业情况，协调运用维修段内的运用与检修作业。
5）实时掌握生产动态和机车动态，监控计划执行过程，及时合理调整，确保生产按计划完成；
6）根据计划执行情况，总结经验和优化生产过程，持续提高生产组织水平， 通过合理、高效地组织生产，实现运用维修段生产均衡、有序、可控。
机车检修管理
仿照基地补充，李家武
机车检修管理是运用维修段的一大基础业务系统，集合运用安全管理系统对检修过程的全程监控是运用维修段管理信息化的重要目标。运用维修段负责对和谐型机车的2年以下修程的维修工作，并将有关的检修信息上报给检修基地。机车走行公里、修程要求、运用维修段检修能力等相关情况是机车定期维修和状态修的重要信息依据。机车的检修计划、检修范围、检修工艺由运用维修段负责，以保证机车的检修质量。修竣后，根据机车和配件检修的工时、用料，实现检修成本的计算。运用维修段机车检修作业流程如图13所示：
图 机车检修作业流程
运用安全管理
仿照基地补充，李家武
机车运用安全管理是运用维修段除机车检修管理，质量控制之外的另一大基础业务系统。共享机车运用信息，提供给检修基地、铁路局以及段内各部门准确即时的业务数据，促进各生产系统的生产效率，是运用安全管理系统的管理目标。
运用安全管理主要从机车运用管理和机车安全管理两个大的方面进行管理。同时，按照机务信息化的总体要求，在管理上实现铁道部、铁路局、机务段三级管理以及和检修基地的信息共享。
利用运用维修段的生产管理系统（机车周转图管理、机车行车计划管理、乘务员的出/退勤管理、监控装置记录文件分析、乘务员标准化作业分析等）提供的原始基础数据，对整个机务运用安全进行实时的监控和管理。
机车运用管理部分主要包括：机车周转图管理、行车计划管理、乘务员出/退勤管理、乘务员待乘管理、乘务员名牌管理、机车整备场管理、揭示及明示图管理、行车信息发布系统等8大功能。
机车安全管理部分主要包括：监控文件分析管理、乘务员标准化分析、安全装备质量分析、临时揭示写卡管理、等4大功能。
机车整备管理
仿照基地补充，李家武
机车整备管理是运用维修段的日常基础业务管理系统，承担和谐型机车的日常整备和保养工作。结合运用安全管理系统实现对机车出入段，台位调车、整备作业过程进行管理，利用整备现场的PDA手持设备和WIFI无线网络，通过对整个整备作业流程进行卡控，对整备作业流程（机车回段→开始检查→工作单处理→发现故障→提票→修理→复验→ 交活→结束检查→出段）各个环节进行实时记录和卡控，使整个整备作业实现一体化、自动化、规范化，满足运用维修段的整备作业的技术革新要求，保证机车的整备作业效率和整备质量。
运用维修段设备管理
仿照基地补充，尚云飞
远程监视与诊断管理
仿照基地补充，赫海泉
运用维修段管理信息系统功能设计
仿照基地补充，李家武
运用维修段信息系统包括：生产调度管理、运用安全管理、整备作业管理、远程监控及故障诊断管理、检修管理、设备管理、技术平台、人力资源、财务管理、办公管理等模块。运用维修段的作用是保障和谐型机车可靠、高效运行，完成机车1年检及以下修程，因此其中心业务模块是运用安全管理、整备作业管理、远程监控管理。运用维修段只做机车1年检及以下修程，其检修作业流程比检修基地简单得多。车载检测信息系统采集的海量机车运行数据通过WLAN发到运用维修段的数据服务器保存，数据由远程监控及故障诊断模块负责处理，数据分析结果通过TMIS网络发给上级单位，进入机车质量数据库。运用维修段具体功能构成如下图所示：
图2-7 信息系统运用维修段功能设计
生产调度子系统功能设计
仿照基地补充，李家武
运用维修段的生产调度管理即实现运用维修段内和谐车的调度与运用管理，系统根据铁路局运用计划，编制运用维修段生产计划，下达至各个生产作业部门。实现运用维修段生产调度的一体化管理，确保各生产环节间的有序衔接。生产调度子系统功能设计如图16所示：
图16 生产调度子系统功能模块
机车检修子系统功能设计
仿照基地补充，李家武
机车检修子系统根据运用安全系统共享的机车走行公里制定机车检修计划。机车进入运用维修段后，根据走形公里情况执行2年以下检修计划，按照运用维修段的工艺流程进行检修作业，每个检修岗位根据生产工单实施检修作业。对机车和大部件的关键工位进行质量卡控，实现检修作业的全过程监控和管理，并把检修信息提供。
机车检修子系统功能设计如图所示：
图 机车检修子系统功能模块
运用安全子系统功能设计
仿照基地补充，李家武
机车运用安全管理是运用维修段除机车检修管理，质量控制之外的另一大基础业务系统。
机车运用安全子系统功能设计如图所示：
图 运用安全系统功能模块
整备管理子系统功能设计
仿照基地补充，李家武
机车整备管理是运用维修段的日常基础业务管理系统，承担和谐型机车的日常整备和保养工作。
整备管理子系统功能设计如图所示：
图 整备管理子系统功能模块
设备管理子系统功能设计
远程监视与诊断子系统功能设计
运用维修段管理信息系统逻辑结构
补充运用维修段信息系统逻辑结构，仿照基地，李国华。
管理系统信息流分析
补充运用维修段信息流，仿照基地，简单点，李家武。
各子系统间的信息流
运用维修段信息系统各子系统间的信息流向如图22所示：
图 运用维修段信息系统各子系统间的信息流
各子系统间的信息流向说明
运用维修段信息系统各子系统间的信息流说明如表1所示：
表1：子系统间的信息流向表
序号
信息流向
主要信息内容及用途
(1)
设备接口->设备管理系统
设备设施运行状态、故障信息
设备设施技术状态信息
(2)
设备管理系统->设备接口
设备承接工作单计划、完成状态信息
(3)
检修管理接口->检修管理系统
试验数据
(4)
检修管理系统->检修管理接口
检修作业计划查询、完成状态信息
(5)
机车信息接口->机车远程监控与诊断地面系统
机车运行状态信息、故障信息、电子地图、视频信息；
(6)
机车远程监控与诊断地面系统->机车信息接口
技术专家支持，故障排除指导
(7)
检修管理系统->设备管理系统
查询设备设施运行状态，维修计划等
(8)
设备管理系统->检修管理系统
返回设备状态，维修计划等查询结果
(9)
机车远程监视与诊断系统->检修管理系统
查询分析历史机车运行记录信息，分析机车质量
(10)
检修管理系统->机车远程监视与诊断系统
机车修程修制、机车调度
(11)
生产调度系统->设备管理系统
查询设备运行情况，设备产能，下达设备工单
(12)
设备管理系统->生产调度系统
查询设备状态，完成设备调度
(13)
检修管理系统->生产调度系统
查询检修计划，跟踪检修过程
(14)
生产调度系统->检修管理系统
返回各种调度信息，完成检修计划
(15)
机车远程监视与诊断系统->生产调度系统
查询机车配件信息；通知机车检修；完成各种调度
(16)
生产调度系统->机车远程监视与诊断系统
接受机车检修命令与调度指令
(17)
机车远程监视与诊断系统->机车质量管理系统
机车历史运行信息，故障信息等
(18)
机车质量管理系统->机车远程监视与诊断系统
机车、机车配件履历信息
(19)
生产调度系统->整备管理系统
查询机车整备保养计划。
(20)
整备管理系统->生产调度系统
返回机车整备的情况和状态数据。
(21)
机车质量管理系统->生产调度系统
查询机车、机车配件历史故障信息，运行信息，检修信息等
(22)
生产调度系统->机车质量管理系统
返回机车配件调度信息
(23)
机车质量管理系统->检修管理系统
返回检修范围、检修工艺、检修计划、履历
(24)
整备管理系统-> 机车质量管理系统
返回将整备保养相关信息。
(25)
运行维护与管理子系统->设备管理系统
维护设备管理系统的数据
(26)
运行维护与管理子系统->整备管理系统
维护机车整备保养的数据
(27)
运行维护与管理子系统->检修管理系统
维护检修管理系统的数据
(28)
运行维护与管理子系统->生产调度系统
维护生产调度系统的数据
(29)
运行维护与管理子系统->机车质量管理系统
维护机车质量管理系统的数据
(30)
运行维护与管理子系统->机车远程监控与诊断地面系统
维护机车远程监控与诊断地面系统的数据
(31)
检修管理系统->机车质量管理系统
机车检修情况，检修计划执行结果。
(32)
整备管理系统->机车质量管理系统
机车整备过程发生的维修数据。
数据性能指标分析
补充运用维修段数据性能分析，仿照基地，简单点，李家武
(1) 用户访问量估算
使用80/20法则确定并发强度指标，即并发用户峰值数按日高峰访问量的80%计算，并发用户最小值按照日均访问量的80%计算。根据行业标准80/20法则来确定高峰日访问量、日访问量高峰等关键测试控制数据信息。
假设1：每年80%的业务集中在20%的时间内完成，则高峰日访问量为：
5862780×80%/(54×5×20%)=86856（条）
假设2：根据运用维修段工作特点，业务处理的高峰时段集中在每周的星期二、星期三、星期四上午9：00-11：00，下午2：00-4：00时段，即每天80%的业务集中在20%的时间内处理完成。则日访问量高峰按分钟计的结果为：
86856/（8×60分钟）≈181（条）/分钟
并发用户峰值数：181×80%≈145（个），取为150个；
并发用户最小值：45×80%=36（个），取为40个。
(2) 系统可扩缩性和延续性估算
考虑到系统的可扩缩性和延续性，基地预留500台/年检修能力，另外随着使用时间的增加，累计数据对于系统也将造成很大的压力。要求对数据的处理能力如表2所示应该增加一倍。
表2：并发用户访问量估算表
检修
能力
每年产生
数据量
日均产生数据
平均访问量
高峰日访问量
日访问量高峰
最大并
发用户
最小并
发用户
700
5862780
21714
45
86856
181
150
40
120043428
90
173712
362
300
80
说明：并发用户最大值：按日访问量高峰的80%计算
并发用户最小值：按日均访问量的80%计算
从表2看出，实现年检修机车能力达到1200台并发用户访问量性能指标为支持300个并发。同时，考虑每天上下班时间、人员等因素，并发用户还应该有所增加。
(3) 容灾用户访问量估算
由于和谐型机车检修信息系统的特点，系统必须提供容灾方案。当系统出现重大的灾难时（例如Web服务器队列堵塞，数据库堵塞或者死锁等情况下），系统是否能够持续运行而不崩溃。
根据行业标准，并发访问设置为70万次/容灾日，则容灾平均访问量（每分钟）为：70万/（24×60）≈=486次交易
容灾并发用户峰值数为486×0.8 ≈ 389次交易
容灾并发用户平均数为388×0.5 ≈194次交易
由此得到容灾用户访问量估算列表，如表3所示：
表3：容灾用户访问量估算表
名 称
容灾日访问量（万）
容灾平均访问量
并发用户峰值数
并发平均值
容灾访问量估算
70
486
388
194
容灾用户访问量估算指标如下：
系统应该支持如下的并发测试，以保证系统在出现灾难时系统稳定：200~400个用户并发。
需要设计测试策略，测试系统在200~400用户并发的情况下8小时运行是否有崩溃、宕机的情况，同时要求系统必须提供故障转移及恢复功能。
(4) 网络流量分析估算
假设产生每条业务数据时，假设大约占用10Kbps资源，同时不考虑网络带宽在传输过程中的效率损失，表4给出了对网络带宽的需求。
表4：网络带宽需求表（无效率损失）
检修
能力
每年产生数据量（条）
日高峰数据量（条/ Min）
日高峰期每分钟数据
传输量（Kb/Min）
日高峰期每秒数据传输量（Kb/s）
700
5862780
181
1810
30.2
1200362
3620
60.4
容灾
486
4860
81
假设每条业务数据需要10Kbps的流量，考虑到并发情况及网络利用效率等问题（效率损失为60%），实际所需要的网络带宽如表5所示。
表5：实际所需网络带宽表
检修
能力
每年产生数据量（条）
不考虑网络效率损失的带宽要求（Kb/s）
考虑网络效率损失后的带宽要求（60%）（Kb/s）
假定传输压缩率50%，压缩后的带宽要求（Kb/s）
700
5862780
30.2
50.3
25.2
120060.4
100.7
50.4
容灾
81
135
67.5
(5) 业务处理和系统响应时间
根据国际标准3-5-8原则推算业务处理时间。
在不考虑内部系统处理时间的情况下，信息的处理时间最长不应该超过8秒。
系统登录时间最长为8秒。
从报文或文件进入系统到接收回执时间不超过8秒。
报文或文件传输不成功时，在5~8秒内通知发送者。
由于某种原因，报文或文件滞留在系统中时，应在8秒内向发送者发出提示信息。
每秒请求数 = (高峰日访问量×80%)/(3600×8×20%) = (高峰日访问量×80%) /5760。具体数值如表6所示。
表6: 业务处理和系统响应时间性能指标表
检修能力
(台/年)
每年产生
数据量
日均产生数据
平均访问量
高峰日
访问量
日高峰
访问量
每秒请求数
700
5862780
21714
45
86856
181
12
120043428
90
173712
362
24
为满足系统的性能需求，业务处理（每秒请求数）应该大于30次/秒，系统处理事务响应时间应该小于8秒为宜。