吴佳旭

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

1 引言

近几年来，我国铁路供电段在网络应用以及信息共享方面投入了大量资源，取得了良好的成果，但就当下的现状而言，部分信息管理系统由于使用时间已经较长，同时，铁路电力方面的需求也在持续变化，因此，原本的管理系统已经难以完全满足现实需求，部分管理系统在兼容性方面存在较大的漏洞，不仅移植难度较大，而且系统更新、升级以及维护方面也已到达瓶颈。此外，部分铁路供电段采用的信息管理系统只能满足部分业务需求，在处理实际业务时存在明显的局限性，无法实现信息高效共享与利用。考虑供电管理单位具体业务的需求，基于MVC 模式设计一套新的铁路供电管理系统，充分利用相关数据信息，实现管理决策的自动化、智能化，推动铁路供电管理单位业务活动规范化、集成化以及信息化发展。

2 MVC模式概述

MVC 模式是一种软件设计模式，由3 部分构成：Model（模型）、View（视图）以及Controller（控制器），该模式采用一种业务逻辑和数据显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在界面和用户围绕数据的交互功能被改进和个性化定制的同时，不需要重新编写业务逻辑，被广泛应用于网页设计中。MVC 模式的运行过程如下：由控制器负责接收用户请求，并根据请求类型调用对应的模型进行处理；处理完成后，由模型将结果反馈至控制器，控制器则将结果反馈至对应的视图，最终，用户可以在客户端看到相应的信息。模型对应的是软件程序中的数据逻辑部分，主要负责从数据库中存取数据；视图对应的是软件程序中的数据显示部分，其主要根据模型数据进行创建；控制器对应的是软件程序当中的数据交互部分，主要负责向模型发送请求、用户输入以及从视图当中读取数据信息。

MVC 模式的优点表现在以下4 个方面：

1）低耦合性。业务层与视图层相分离，可以在不改变模型与控制器代码的情况下改变视图层，这就意味着当铁路电力业务发展变化时，只需要改变模型层即可。

2）高适用性与重用性。MVC 模式可以允许用户使用多种不同视图访问同一个服务器代码，包括无线浏览器与Web 浏览器，适用性较广[1]。

3）可维护性好、开发周期短。MVC 模式降低了用户接口开发以及维护的技术难度，整体开发周期较短，而且维护性较好，同时，由于业务层与视图层相分离，使得修改以及维护更加便捷、容易。

4）部署更为合理。由于采用MVC 模式可有效缩短开发时间，因此，程序员就可以将工作重心集中在业务逻辑部分，而界面程序员则可以集中精力在软件表现形式方面。

3 铁路供电段业务活动以及供电管理系统设计目标

3.1 供电段业务活动

铁路供电管理由各供电段负责。供电段在整个铁路系统内属于基层单位，主要负责电气化铁路接触网的建设以及维修管理，配电所、变电所以及分区接触网供电工作，以及铁路电力设备计划性检修以及事故抢修活动的指挥。供电段通常处于铁路的核心枢纽位置，作业区靠近大型车站周围，以便及时开展铁路电力设备维护管理以及接触网检修等工作。供电段的主要业务活动就是负责供电段管辖范围内电力系统的管理，包括分区所、开闭所、牵引变电所、接触网以及AT（自耦变压器）所等。具体工作内容是日常运行管理、计划性检修、日常维护保养以及设备测试等。此外，当辖区范围内发生供电识别故障时，需要及时确定故障源并组织作业人员参与抢修，快速恢复正常供电，确保铁路电力系统正常发挥作用。

3.2 供电管理系统设计目标

铁路供电管理系统主要是服务于铁路供电段的日常工作，因此，在设计上必须体现良好的适用性，高度契合铁路供电段的业务活动需求，同时，也要创造较高的社会效益与经济效益。基于铁路供电段电力业务活动的需求，在供电管理系统设计中制定如下目标：

1）技术先进，即设计开发本系统应采用当前先进的技术手段，系统应为用户提供高效、便捷的服务。需要注意的是，技术手段的选择应以系统实际需求为准，避免因过分强调采用先进技术手段延长开发周期。

2）权限管理精确，即根据供电管理系统用户进行权限分配，不同用户群体赋予不同的操作权限，这样不仅便于各种业务活动的开展，同时，也能有效避免违规操作以及信息泄漏的问题。

3）融入以人为本理念，即在系统设计中应以用户满意为最高追求，切实满足用户的需求，让用户用得安心、舒心。这就要求系统设计开发人员需要与用户进行深入交流，了解和分析用户的需求。

4）开发设计的供电管理系统不仅要满足当下铁路电力业务的需求，同时，系统还需要扩展性需求，以便根据后续业务需求变化更新和升级系统，提高系统的适应性[2]。

5）实用性目标，即基于MVC 的铁路供电管理信息系统的开发要从铁路行业的实际业务需求、人员情况、技术资源等众多因素考虑。软件设计时，一方面要使所开发的系统人机界面友好，操作方便；另一方面要能满足客户的需求。

4 基于MVC的铁路供电管理系统设计

4.1 系统结构

以软件工程设计思想为指导，以计算机网络技术为基础，构建安全、高效的供电管理系统平台，开发出一个实用性好、可靠性高的铁路供电管理系统。在系统设计过程中需要遵循以下3 方面原则：

1）可靠性原则，这是供电管理系统的基础性要求，也是系统稳定运行的前提，要求系统必须具备一定的容错能力，最大限度地控制系统故障率[3]。

2）先进性原则，设计开发铁路供电管理系统的最终目标是服务于铁路电力业务活动，因此，在系统设计上必须要具备先进性、前沿性，不仅要代表当下最高水平，同时，也要考虑到铁路系统未来的发展趋势。

3）安全性原则，这是所有软件程序设计必须遵循的基础性原则，铁路供电管理系统设计也不例外，必须要有效保障系统网络安全、信息安全以及数据安全。根据国铁集团对于供电调度方面的标准规范，系统服务器以及数据服务器均选择放置在铁路供电段机房，并采用局域网实现路局、供电段用户的连接，最终实现信息的高效共享。

4.2 系统功能设计

4.2.1 人事信息系统

人事信息系统主要管理人事基础信息，通过该系统可以实现对人事信息的修改、增删等，具体功能主要涵盖以下3个方面：

1）人事信息添加，系统支持单一以及批量添加人事信息，包括姓名、年龄、性别、民族、出生日期、政治面貌、工种以及安全等级等。

2）人事信息修改、删除以及查询，系统支持具有相应权限的用户对人事信息进行修改、删除，同时也支持查询基础人事信息。

3）人员考核以及人事调动，系统支持供电段人事科对所属人员进行考核以及人事调动。

4.2.2 设备信息系统

设备信息系统主要是对供电段所属各项设备进行管理，根据设备类别、功能等实施分类管理，从而实现自动化设备管理，降低设备管理成本，提升设备管理水平。设备信息管理系统的管理范围包括接触网设备、变配电所设备，涵盖了供电段所有设备信息，可以为设备维护保养、维修更换提供数据支持。

4.2.3 地图信息系统

在本系统设计中，结合高德地图提供的地图服务设计了地图信息系统，通过该系统可以反映接触网设备检修状态；可以帮助维修作业人员快速、精准地定位故障点，从而争取更多的抢修时间。根据实际要求，在基础信息配置对应的车间工区的经纬度在地图上进行显示。用户通过查询功能可以准确地定位到相关联的位置。该模块可以与接触网运行检修系统、问题库系统等有机地结合在一起。能比较直观地显示对接触网、变电设备进行检修，在检修过程中发现的问题可以直接纳入问题库中。

4.2.4 管理制度系统

管理制度系统主要是收录供电段业务活动的各项管理规章制度，支持在不同工况下在线浏览、下载等服务。根据制度类别、级别进行分类管理，供电段职工可以根据上级要求以及自身需求进行查阅，从而明确岗位职责以及操作规范等。

4.3 系统数据库设计

4.3.1 设计原则

关于供电管理系统数据库设计原则，主要包括以下方面：

1）系统数据库开发设计的时间不低于系统整体开发时间的40%。数据库的设计直观地反映了用户需求，要求在设计开发过程中要最大限度地满足用户需求，反复与用户进行沟通，明确各项需求并全部体现在数据库设计中；若需求暂时不明确，则必须存在不确定因素，并在设计中保留可更改的字段。

2）系统数据库设计要综合考虑系统运转、中专数据、表间的内在联系以及模块交互等多方面因素，不能仅局限于页面演示版（demo）表面。设计开发人员必须认识到系统数据库设计并非单纯的基础数据存储，还涉及逻辑数据存储的问题。

3）系统数据库设计需要解决效率以及优化问题，系统数据库设计应实现以最少量的表、最简单的表关系解决海量数据的存储问题。

4.3.2 概念模型设计

在数据库设计过程中，需要将客观存在转化为计算机语言，这会使设计开发人员的注意力往往集中在细节限制上，很难将精力集中于信息处理结构方面，因此，考虑从数据观点出发，通过观察分析系统数据采集、存储以及传输等环节，构建1个逻辑结构即概念模型。概念模型通常以E-R（Enitity Relationship Diagram，实体-联系）图表示，其涵盖3 个基本要素，分别是实体、属性以及联系，其中，实体通常以矩形表示，属性相同的实体在特征与性质方面也具备统一性，可以采用实体名称即属性特征集合抽象同类型实体。属性通常以椭圆表示，并采用无向边将其与对应实体连接，表现的是该实体的某一种特性，而一个实体可以由多个属性刻画，相互之间以无向边连接。联系通常以菱形表示，也可以将其理解为关系，菱形内标注的是联系名称，其与实体之间以无向边联系。如图1所示为本系统部门、职工E-R 图。

图1 部门、职工E-R图

4.3.3 物理结构设计

物理结构设计属于数据库设计开发的后半部分，所谓物理结构设计就是将某个特定逻辑结构应用到具体环境当中，逻辑数据模型需要选择一个具体运行环境，这个运行环境提供了存储数据结构以及存储数据方法，此过程就是物理结构设计。

4.3.4 代码结构设计

编码是软件程序设计开发的关键性环节，是系统设计构想的具体实现过程，其直接关系到系统运行效果。系统设计构想不同，则代码量也会表现出较大差异，为确保系统设计开发进度以及质量，需要根据系统模块将设计开发人员进行分组，各自负责相应模块代码编写，但所有设计开发人员必须遵循统一的编码规范，这样便于系统后期的维护，可以节省大量人力物力以及时间。

5 结语

通过对铁路供电段电力业务需求进行分析研究，设计了一套基于MVC 模式的铁路供电管理系统，本系统兼容性、稳定性良好，部署较为便捷，同时也具备一定的可扩展性，极大地便捷了铁路电力业务活动。