陳小紅，陳曉東

（1.西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，助教，陜西 西安 710014；2.西安鐵路局新豐鎮(zhèn)車站，助理工程師，陜西 西安 710608）

路局站別應(yīng)卸車計劃的編制在貨運工作計劃的編制中占有重要地位〔1〕。目前，該計劃的編制仍停留在手工編制的水平，效率低，工作量大。采用計算機編制路局站別應(yīng)卸車系統(tǒng)可以極大地減少工作強度，提高數(shù)據(jù)的精確性，而數(shù)據(jù)庫的設(shè)計在路局站別應(yīng)卸車系統(tǒng)（簡稱應(yīng)卸車系統(tǒng)）的設(shè)計中占有重要的地位。為此，重點對應(yīng)卸車系統(tǒng)開發(fā)過程中數(shù)據(jù)庫部分的設(shè)計環(huán)節(jié)進行討論。

1 需求分析

在計算機應(yīng)用系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫是管理信息系統(tǒng)（MIS）的核心，它的性能與管理是涉及MIS各方面的全局性問題，是保證MIS高效運行及安全的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要充分考慮應(yīng)用系統(tǒng)的功能，而應(yīng)用系統(tǒng)的功能又決定于用戶各個方面的需求，包括現(xiàn)有的以及將來可能增加的需求。為此，下面分別進行分析。

人工編制路局站別應(yīng)卸車計劃，主要是根據(jù)運貨4上的數(shù)據(jù)來完成當(dāng)日18：00在站的管內(nèi)工作車、次日自裝管內(nèi)工作車及其有效車數(shù)、次日局（地區(qū)）間分界站接入的管內(nèi)工作車及其有效車數(shù)等3部分卸車資源的推算。如果通過計算機來實現(xiàn)編制，應(yīng)卸車系統(tǒng)應(yīng)滿足用戶如下需求：

1）能夠?qū)π盾囐Y源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)錄入，存入數(shù)據(jù)庫。

2）根據(jù)站標準停留時間，標準接續(xù)時間及列車到站、發(fā)站時間推算接續(xù)車。

3）能對現(xiàn)有管重、自裝卸及接入管重卸車資源中有效車及整個卸車資源的推算。

4）能夠?qū)緮?shù)據(jù)進行查詢、刪除、修改、插入及命令的下達等操作。

5）方便用戶對于系統(tǒng)的維護。

為了滿足用戶的上述需求，應(yīng)卸車系統(tǒng)應(yīng)有3部分功能：

1）數(shù)據(jù)輸入功能。主要包括：①多個卸車資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入，主要包括預(yù)確報數(shù)據(jù)（當(dāng)日15：00車流、各站間轉(zhuǎn)運車、列車掛運車、次日鄰局預(yù)報資源）的導(dǎo)入、轉(zhuǎn)運車以及用戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入等。②在站標準停留時間及標準接續(xù)時間的輸入。③列車到站、發(fā)站時間的輸入。

2）數(shù)據(jù)處理功能。主要包括：①根據(jù)站標準停留時間，標準接續(xù)時間及列車到站、發(fā)站時間推算接續(xù)車。②現(xiàn)有管重、自裝卸及接入管重卸車資源中有效車的推算。

3）數(shù)據(jù)輸出功能。主要包括：①現(xiàn)有管重、自裝卸及接入管重卸車資源中有效車的輸出。②現(xiàn)有管重、自裝卸及接入管重卸車資源（有效車和無效車之和）的輸出。③接續(xù)車的輸出。

另外，由于路局站別應(yīng)卸車計劃涉及的站點、分界站、中間站等數(shù)據(jù)特別多，所以數(shù)據(jù)庫僅根據(jù)假設(shè)的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，以簡化設(shè)計難度。在假定的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，全路有R，S，T，U等4個鐵路局，A站和F站分別為S局與R局、T局的分界站，T局和U局在G站分界。如圖1所示。

基于上述分析，采用PB開發(fā)工具和SQL2005數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，分別對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計。

2 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)庫總體概念設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計就是將用戶需求抽象為概念結(jié)構(gòu)模型的過程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵，它通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System，簡稱 DBMS）的概念模型〔3〕。

從需求分析中的應(yīng)卸車系統(tǒng)輸入、處理、輸出3部分功能可知，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中應(yīng)包括如下實體：

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實體。包括當(dāng)日15：00車流確報資源、各站間轉(zhuǎn)運車預(yù)報資源、列車掛運車預(yù)報資源、次日鄰局預(yù)報資源、鄰局預(yù)報數(shù)據(jù)自預(yù)測資源（這是由于次日鄰局預(yù)報資源的不準確性，采用鄰局預(yù)報數(shù)據(jù)自預(yù)測資源來提高次日局間分界站接入的管內(nèi)工作車的精確性）。這些基礎(chǔ)實體中的數(shù)據(jù)需要用戶進行手工輸入或?qū)搿?/p>

2）推算條件實體。包括站標準停留及接續(xù)時間、列車到發(fā)時間和接續(xù)車次。用來判斷18：00在途管內(nèi)工作車、次日自裝管內(nèi)工作車、臨局接入管重的工作車是否有效，臨站作業(yè)車是否已裝好。推算條件實體中的數(shù)據(jù)是實現(xiàn)次日應(yīng)卸車有效車的關(guān)鍵，也需要用戶輸入。

3）輸出實體。包括現(xiàn)有管重資源、現(xiàn)有管重?zé)o效資源、自裝卸及接入管重資源、自裝卸及接入管重?zé)o效資源、總數(shù)據(jù)輸出資源，這些實體用來存放對前2部分實體數(shù)據(jù)進行推算處理后得到的數(shù)據(jù)。

4）用戶實體。即用戶信息資源，用來進行用戶的登錄和驗證。

2.2 數(shù)據(jù)庫具體概念設(shè)計由于應(yīng)卸車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫涉及的實體眾多，且基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實體和輸出實體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本一致，下文只給出具有代表性的數(shù)據(jù)設(shè)計實體及其屬性。

1）當(dāng)日15：00車流確報資源。用來存儲當(dāng)日15：00～18：00間管內(nèi)各站已有車及輸送車流情況，其實體屬性：站或列車編號、站a、站b、站c、站d、站E、站o、站P、站q、站r、站F、合計。屬性1表示某站或某列車15：00具有車流確報資源，屬性“站a”表示該站或列車到站a的15：00車流確報數(shù)。合計一列用來存儲某站所具有的總15：00車流確報數(shù)。

2）站標準停留時間及接續(xù)時間。在次日站別卸車計劃資源的推算過程中，多次用到標準站停及接續(xù)時間表。其實體屬性包括站編號、站標準停留時間、站標準作業(yè)時間及標準接續(xù)時間。

3）列車到發(fā)時間。列車到發(fā)時間全面反映了列車在運行圖上的準確到站、離站時間。為卸車資源有效性推算提供了重要的依據(jù)，其實體屬性包括：列車編號、站編號以及站的到達和開出時間。

4）接續(xù)車次。在次日站別卸車資源的推算過程中，有一部分車次需要在技術(shù)站中轉(zhuǎn)，在中轉(zhuǎn)時有效性推算需根據(jù)接續(xù)時間表和接續(xù)車次表。接續(xù)車次表主要包括列車編號、站編號和接續(xù)列車編號。

5）現(xiàn)有管重資源?，F(xiàn)有管重資源全面反映了次日在站管內(nèi)工作車和18：00在途管內(nèi)工作車的資源。根據(jù)運貨4，現(xiàn)有管重資源為在站管內(nèi)工作車和在途管內(nèi)工作車之和。其實體屬性：站或列車編號、站a、站b、站c、站d、站E、站o、站P、站q、站r、站F、合計。屬性1表示某站或某列車具有現(xiàn)有管重資源，屬性“站a”表示該站或列車到站a的現(xiàn)有管重工作車數(shù)。合計一列用來存儲某站或某列車所具有的現(xiàn)有管重總和。

3 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)庫總體邏輯設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計是將概念結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)換成某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進行優(yōu)化。設(shè)計主要分為2個步驟進行：

1）繪制從概念結(jié)構(gòu)設(shè)計出來的各實體的E—R圖（實體—聯(lián)系圖），并對其進行合并優(yōu)化。

2）將優(yōu)化后的E—R圖按關(guān)系模式轉(zhuǎn)換原則轉(zhuǎn)換成關(guān)系。雖然基礎(chǔ)數(shù)據(jù)各實體轉(zhuǎn)換成關(guān)系后具有相同的碼，但在該數(shù)據(jù)庫中并未對其進行合并。因為，一是表示的數(shù)據(jù)含義不一樣；二是合并后屬性列名之間有重復(fù)還需重新命名；三是不利于數(shù)據(jù)處理部分的操作。同理，數(shù)據(jù)輸出部分的實體也是轉(zhuǎn)換成各自的關(guān)系，不對其合并，方便用戶操作和輸出。

3.2 數(shù)據(jù)庫具體邏輯設(shè)計通過數(shù)據(jù)庫的總體邏輯設(shè)計得知，應(yīng)卸車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫總共具有14個關(guān)系模型?？紤]到很多實體結(jié)構(gòu)一致，在這里只給出概念結(jié)構(gòu)設(shè)計中提到的實體轉(zhuǎn)換成的邏輯模型，其中有下劃線者為關(guān)鍵碼。

1）當(dāng)日15：00車流確報資源表：站或列車編號、站a、站b、站c、站d、站E、站o、站P、站q、站r、站F、合計。

2）站標準停留時間及接續(xù)時間：站編號、站標準停留時間、站標準作業(yè)時間、標準接續(xù)時間。

3）列車到發(fā)時間：列車編號、站編號、站到達時間、站開出時間。

4）接續(xù)車次：列車編號、站編號和接續(xù)列車編號。其中站編號為外鍵，與站標準停留時間及接續(xù)時間表相聯(lián)系。

5）現(xiàn)有管重資源：站或列車編號、站a、站b、站c、站d、站E、站o、站P、站q、站r、站F、合計。

4 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計

數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計是根據(jù)數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的結(jié)果，研制一個有效的、可實現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及存儲結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)庫采用SQL 2005數(shù)據(jù)庫管理模式，主要是對上述關(guān)系的存儲結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，包括對各屬性的數(shù)據(jù)類型、長度、是否為空，是否為主鍵及相應(yīng)備注信息進行設(shè)計。在這里主要對現(xiàn)有管重資源表、站標準時間及接續(xù)時間表、列車到發(fā)時間表及接續(xù)車次表的物理設(shè)計進行闡述，其他不再累述。

4.1 現(xiàn)有管重資源表現(xiàn)有管重資源關(guān)系表物理設(shè)計要求：

1）因為站或列車編號能唯一標識某一條記錄，所以將其定義為主鍵。根據(jù)站及列車的實際編號長度，將其類型定義為varchar（變長字符串），最大長度為10，根據(jù)關(guān)系的范式要求其值不能為空。

2）屬性“站a”至“站F”存儲具體到該站的現(xiàn)有管重車數(shù)，將其數(shù)據(jù)類型定義為smallint（短整型），長度為5，根據(jù)關(guān)系的范式要求其值可為空。

3）最后一列屬性“合計”存儲某站現(xiàn)有管重車數(shù)之和，因數(shù)值比較大，將其定義為int（整型），其值可為空。

4.2 站標準時間及接續(xù)時間表站標準時間及接續(xù)時間關(guān)系表物理設(shè)計要求：

1）因為站編號能唯一標識某一條記錄，所以將其定義為主鍵，并與現(xiàn)有管重資源表保持一致。將其類型定義為varchar（可變字符串），長度為10，其值不能為空。

2）屬性列站標準停留時間、站標準作業(yè)時間和標準接續(xù)時間在系統(tǒng)中以min為單位，定義為varchar（變長字符串），最大長度為4，其值可為空。

4.3 列車到發(fā)時間表列車到發(fā)時間關(guān)系表物理設(shè)計要求：

1）列車到發(fā)時間關(guān)系為多對多的關(guān)系，因為列車編號和站編號的組合能唯一標識某一條記錄，所以將列車編號和站編號定義為主鍵。將列車編號和站編號類型定義為varchar（可變字符串），長度為10，其值不能為空。

2）站到達時間和在站開出時間根據(jù)其實際含義定義為datetime（日期型），將格式設(shè)置為“yyyymmdd”，占用8字節(jié)，其值可為空。

4.4 接續(xù)車次表接續(xù)車次關(guān)系表物理設(shè)計要求：

1）因為列車編號能唯一標識某一條記錄，所以將其定義為主鍵，與前表保持一致。數(shù)據(jù)類型設(shè)置為varchar型，長度為10，其值不能為空。

2）站編號為外鍵， 通過它和站標準停留時間及接續(xù)時間關(guān)系表相關(guān)聯(lián)，站編號的其它設(shè)置與列車編號設(shè)置一致。

3）接續(xù)列車編號不是主鍵，其值可為空。

5 結(jié)束語

應(yīng)卸車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫通過相應(yīng)的邏輯步驟進行概念設(shè)計、邏輯設(shè)計及物理設(shè)計，能很好地為路局站別應(yīng)卸車系統(tǒng)服務(wù)。它能完整地反映卸車資源各種信息之間的聯(lián)系，有效地進行數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)存儲和讀取的速度較快，對現(xiàn)實生產(chǎn)中應(yīng)卸車計劃系統(tǒng)的設(shè)計有很好的借鑒作用。當(dāng)然，如果對數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限進行有針對性的設(shè)計，數(shù)據(jù)庫會更完善。

〔1〕齊 斌.鐵路局日班卸車計劃的計算機編制〔J〕.鐵道運營技術(shù)，2007，13（1）：36-37.

〔2〕宋建業(yè)，謝金寶.鐵路運輸調(diào)度指揮與統(tǒng)計分析〔M〕.北京：中國鐵道出版社，1993.

〔3〕施威銘.SQL Server 2005中文版設(shè)計實務(wù)〔M〕.北京：機械工業(yè)出版社，2006.