铁路大型客运站管理系统及关键技术研究

摘要

铁路客运站作为铁路旅客运输组织的重要组成部分，是铁路直接服务于社会和旅客的“窗口”，加强铁路客运车站内部系统信息化、集成化和自动化管理是提高铁路运输服务质量，提高运输组织和管理的效率和水平，提升铁路部门市场竞争力、巩固市场地位的关键。虽然在铁路信息化过程中建设的铁路运输调度指挥系统、客票系统等为铁路客运站信息服务提供了基础，且部分铁路局、车站根据本单位的工作实际，开发了不同层次的业务管理系统如旅客服务管理系统、设备管理系统、电源及环境监控系统等。但是各信息系统业务功能单一、相对独立、信息共享度和系统可扩展性低，不能适应新技术、新设备和业务流程的变化和调整，难以形成统一的指挥调度平台。
　　本文以充分利用车站既有的系统资源为前提，从铁路客运车站生产指挥管理和旅客服务的实际需要出发，研究铁路客运站管理系统的系统设计方案及关键技术。论文前半部分重点研究如何满足车站业务灵活变化的需求，实现车站现有系统的异构集成;以及如何有效的解决异构系统信息集成及实时同步问题;论文后半部分主要研究无线通信技术、图像识别、无线传感器网络等技术在铁路客运站管理系统中的应用，重点研究如何解决铁路客运站作业的闭环管理、实名制验证检票作业的智能控制和自动识别、铁路客运车站运营环境的监控问题，以及如何有效实现铁路客运站服务质量科学评价问题。
　　(1)在研究铁路大型客运站特点基础上，分析了大型铁路客运站管理系统集中管控、信息共享、实时性和可靠性等总体需求，研究了系统的业务需求及功能范围，并对计划管理、作业管理、人员管理、车站运营环境监控等主要业务功能进行了业务流程分析。
　　(2)提出了铁路客运站管理系统的总体设计方案。研究了系统的网络架构及内外部接口方案，设计了系统八大功能模块，基于系统的企业服务总线结构，提出了基于SOA和工作流的系统层次架构模型及系统安全方案，有效实现了车站现有异构系统的集成，规范定义了系统标准接口服务，满足了车站业务灵活变化的需求。
　　(3)对系统的集成数据进行分析，提出了基于数据总线的数据集成框架。在事件驱动数据集成框架指导下，研究了消息集成模式和XML数据与数据库数据转换的映射模型，设计了服务包装器和适配器，解决了异构系统数据集成及数据实时同步问题，降低了集成的耦合度。
　　(4)基于作业管理功能需求，设计了基于移动终端的作业管理系统总体架构及网络结构，研究了无线定位技术，采用基于RSS移动终端定位方法实现了客运组织人员到岗监控，建立了作业管理系统实现流程和功能服务模型，完成了铁路客运车站的作业状态和人员管理的闭环管理。
　　(5)通过分析铁路实名制检票验证的现状，研究了铁路实名制检票人、证、票三位一体的验证检票作业模式，提出了一种基于面部不变特征的铁路客运站人脸身份识别算法，构建了检票作业的功能服务模型，通过工作流引擎或配置元数据方式进行服务组合，协作完成铁路实名制检票业务，完成了自动高效的旅客身份认证，在图像质量较低、光照情况不可控的情况达到较高的准确率。
　　(6)通过研究无线传感器网络技术在车站运营环境监测系统中的应用，设计了新一代车站运营环境监测系统，提出了基于WSN的车站运营环境监测系统设计方案，构建了系统组网方案，完成了系统硬件设计，建立了系统业务实现流程及功能服务模型，解决了车站运营环境监测中测量参数多和布线难的问题，增加了监测系统的灵活性和可维护性，为车站的安全运营提供了可靠的科学理论依据。
　　(7)通过分析当前铁路客运站服务质量评价研究现状，结合高速铁路客运站服务的特征及服务质量影响因素，构建了二级评价指标体系，提出了一种基于粗糙集和模糊评价的服务质量综合评价模型方法，研究了服务质量评价的业务实现流程，构建了系统的功能服务模型，实现了系统的功能，解决了服务质量评价中的主观性问题，完成了服务质量的科学综合评价，从而为管理人员提供科学的决策理论依据。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及研究意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外铁路客运站管理系统的现状

1．2．2 国内铁路客运站信息系统现状

1．3 当前车站管理系统存在的问题

1．4 研究目标

1．5 主要研究内容和技术路线

2 系统需求分析及业务流程分析

2．1 铁路大型客运站特点

2．2 铁路大型客运站管理系统需求分析

2．2．1 总体需求

2．2．2 功能分析

2．3 主要业务流程分析

2．3．1 计划管理业务流程

2．3．2 客运作业管理业务流程

2．3．3 人员管理业务流程

2．3．4 车站运营环境监控业务流程

2．3．5 服务质量评价业务流程

2．4 本章小结

3 基于SOA和工作流的铁路大型客运站管理系统总体框架

3．1 面向服务的架构相关理论

3．1．1 SOA概述

3．1．2 SOA集成实现技术

3．1．3 工作流技术

3．1．4 基于SOA的集成开发框架

3．2 基于SOA和工作流的系统总体框架

3．2．1 系统总体结构

3．2．2 系统网络架构

3．2．3 系统的接口

3．2．4 系统功能设计

3．2．5 基于SOA和工作流的铁路客运站管理系统模型

3．2．6 系统安全设计

3．3 本章小结

4 基于DSB的系统数据集成框架

4．1 系统数据集成分析

4．2 数据集成的原则

4．3 数据集成技术

4．4 基于DSB的数据集成

4．5 基于XML的消息和数据传输与转换

4．5．1 消息传输

4．5．2 XML与数据库数据转换映射模型

4．6 服务包装器

4．7 数据源适配器设计

4．8 本章小结

5 基于移动终端的作业管理系统研究

5．1 作业管理系统概述

5．2 基于移动终端的作业管理系统研究

5．2．1 移动终端平台概述

5．2．2 Android平台系统架构

5．2．3 作业管理系统架构

5．2．4 移动终端无线定位技术

5．3 系统业务流程

5．4 系统功能服务模型及实现

5．4．1 系统功能服务模型

5．4．2 功能实现

5．5 本章小结

6 人脸识别技术在实名制验证检票中的应用研究

6．1 铁路实名制检票概述

6．2 铁路实名制验证检票业务模式研究

6．3 基于人脸识别的铁路实名制验证检票研究

6．3．1 人脸身份认证算法流程

6．3．2 图像处理

6．3．3 特征提取

6．3．4 视觉表示

6．3．5 铁路实名制验证检票人脸认证

6．3．6 实验验证

6．4 铁路实名制检票功能服务模型与实现

6．4．1 功能服务模型

6．4．2 功能实现

6．5 本章小结

7 基于WSN的车站运营环境监测系统架构及实现技术

7．1 车站运营环境监测系统概述

7．2 基于WSN的铁路客运站运营环境监测系统设计

7．2．1 无线传感器网络技术

7．2．2 系统总体架构

7．2．3 系统组网方案及硬件设计

7．3 系统业务实现流程

7．4 系统功能服务模型

7．5 本章小结

8 铁路旅客服务质量评价模型

8．1 旅客服务质量评价研究概述

8．2 基于粗糙集和模糊评价的旅客服务质量评价研究

8．2．1 评价算法流程

8．2．2 高速铁路客运站服务质量评价指标体系

8．2．3 基于粗糙集的权重确定方法

8．2．4 基于粗糙集和模糊评价的服务质量综合评价模型

8．2．5 应用与实例分析

8．3 服务质量评价系统业务实现流程

8．4 系统功能服务模型与实现

8．4．1 系统功能服务模型

8．4．2 功能实现

8．5 本章小结

9 总结与展望

9．1 总结

9．2 展望

参考文献

附录