基于B／S与C／S模式的铁路运输安全管理信息系统
[摘 要] 随着我国铁路运输业的迅速发展，对铁路运输安全管理不断提出新的要求。解决安全管理问题
一是要不断提高员I的安全素质，提高安全防范意识及事故处理能力；更重要的是运用安全管理信息技术，通过建立安全管理信息系统来提高安全管理水平，降低事故的发生。笔者综合考虑C／S模式在信息管理、办公自动化等事务处理和B／S模式在信息浏览、查询和发布方面的优势，采用B／S和C／S模式相结合的混合模式开发了铁路运输安全管理信息系统。结合为某铁路运输企业开发的系统，论述了该系统的设计和实现。
[关键词] 铁路；安全管理；管理信息系统；B／S(浏览器/服务器)；C／S(客户端/服务器)
1 系统研究现状和目标
进入20世纪90年代以来，安全管理在企业中越来越受到重视，在发达国家，各种现代化的安全管理方法广泛应用，由于其生产设备自动化程度很高，其安全管理大多包含在整个企业管理系统之内。而在国内的一些企业，安全管理多停留在宣传、教育、定期安全检查的水平上，而且多数是定性分析或事故后分析。这种管理手段落后、被动、反应慢，很难适应现代安全生产的要求，这种现象在铁路运输企业表现得尤为明显。因此，迫切需要建立适合当代现有生产条件的安全管理模式，采用数学方法和计算机技术，建立企业的安全管理信息系统，这就为定量分析创造有力条件。定量分析将对进一步认识安全生产的规律，预测预报事故，防止和避免伤亡事故的发生产生积极作用，所以建立安全管理信息系统，是解决铁路运输企业安全问题的有效途径。
铁路运输安全管理信息系统一方面对大量的历史数据进行分类管理，向用户提供可靠、及时的统计数据，使工作人员对以往的工作有总结性的认识；另一方面系统运用一定的数学方法对搜集到的数据进行分析处理，辅助安全部门前瞻性的分析安全形势，及时发现安全工作中存在的问题，提前进行预防控制。据此笔者研制了安全管理信息系统，实现定性分析和定量分析相结合，力求把安全管理从传统的事后追踪变为事前预防控制。
2 系统开发方案
2．1 系统体系结构
客户／服务器(C／S，Client／Server)结构是20世纪90年代开始流行的一种体系结构，在C／S结构下，应用系统被分成前台(客户机)和后台(服务器)两部分，应用处理由客户端完成，数据访问和事务处理由服务器承担。C／S结构其优点体现在：①可靠的数据完整性和安全性控制；②高效的联机事务处理性能；③很好的开放性和易扩充性；④高效的应用程序开发。
C／S结构的应用系统易于扩展，处理效率更高。但这种模式具有内在缺陷：客户端具有平台相关性；随着应用逻辑和程序界面占用越来越多的硬件资源，客户端变得越来越“胖”；客户端管理复杂，维护困难。为解决C／S模式的内在缺陷，出现了3层C／S模式结构，这种模式把传统C／S结构中客户端的应用逻辑分离开来，形成一个单一的应用服务器，从而大大降低客户机对硬件的要求，使系统更容易扩展。
随着Intemet的快速发展，出现了基于Web的Browser／Server模型(浏览器／服务器模型，简称B／S模型)。该模型是把C／S模型的服务器端进一步深化，分解成一个应用服务器(Web服务器)和一个或多个数据库服务器，从而形成一个类似3层C／S模型。B／S结构优点主要体现在：
(1)用户界面更加友好，操作更加直观，更易满足用户的使用习惯。
(2)对用户跨平台支持，可跨平台使用数据库、超文本、多媒体等多种形式的信息。
(3)提高了系统的可靠性、整体性以及可扩展性。
(4)客户端只需配置操作系统和Web浏览器，降低了对客户机的软硬件要求。
(5)更利于软件的开发、安装、升级，节省开发维护费用。
基于Web的B／S模式特别适用于信息的浏览、查询与发布，适于领导辅助决策支持。而C／S体系结构适用于信息管理、办公自动化等事务处理的系统。根据系统的开发要求和系统目标，将这两种模式有机结合，安全管理工作涉及的部门、工种多，安全信息量大，要求处理速度快，基于此特点，为了节省工作量，维护数据的完整性与可靠性，保证系统运行的高效性，系统选择C／S和B／S混合模式的系统体系结构，既发挥传统C／S模式成熟的技术，避免建立3层C／S模式的高昂的代价，又能借Intemet技术充分发挥B／S模式的优点。这种混合模式的体系结构如图1所示。
2．2 开发语言及数据库的选择
为保证系统具有良好的开放性和安全性，选用先进的Visual Basic 6．0和ASP编程语言及InterDev6和FrontPage2000开发工具，缩短开发总周期，提高开发效率。其中Visual Ba—sic 6．0是一种面向对象的可视化的编程工具，由于其灵活方便和易于扩充的特点，因此，它越来越多地用作大型公司数据和客户机／B艮务器(C／S)应用程序的前端开发工具，与后端的SQLServer数据库相结合，可以提供一个高性能的客户机／服务器解决方案。ASP即活动服务器页面(Active Server Page)，是一种用于WWW服务的服务器端脚本环境，它具有开发简单、功能强大等优点。利用它，可以很容易地把HTML标签和文本，脚本命令及ActiveX组件混合在一起构成ASP页，以此来生成动态网页，创建交互式的Web站点，而不需要进行复杂的编程。Visual InterDev是创建动态Web站点的集成开发环境，可以在其下结合各种脚本开发ASP和HTML应用程序。Web程序的骨架及各种控制、处理功能都是利用InterDev来设计的，Visual InterDev是配合ASP开发的主导工具，它是为Intemet和Intranet创建数据驱动型动态Web应用程序的完整工具集。FrontPage是Web站点的创建、管理和页面修饰工具。利用它可以方便地创建漂亮的HTML页面，并对已生成的Web应用程序进行页面上的修饰和编辑。
服务器端数据库选择MSSQLServer7．0，该数据库具有如下性能：可伸缩结构，从单处理器到多处理器的硬件，用以满足未来业务的需要；高性能结构，利用Windows NT可得到更大的传输量和更快的响应时间；方便系统管理，利用省时的图形化工具，降低了对系统管理员的技术要求，使系统便于维护；强化安全的事务处理能力，一旦系统发生故障，它能保护数据不丢失；网络集成环境，可使用通用的网络和协议。
客户端数据库选择桌面数据库Access2000，Access是微软公司于1994年发布的微机桌面数据库管理系统。作为一种MIS开发工具，它具有界面友好、开发简单、接口灵活等特点，是典型的新一代数据管理和信息系统开发工具。Access提供了强大的数据组织、用户管理、安全检查等功能。在一个工作组级别的网络环境中，使用Access开发的多用户数据库管理系统具有传统的xBASE数据库系统所无法实现的客户／服务器(C／S)结构和相应的数据库安全机制。
2．3 系统的设计原则
本系统的设计原则如下：
(1)实用性。系统采用友好的图形用户界面方式，实现全屏幕菜单操作，用户能简单、方便地采集基础数据，实现信息共享与交换。
(2)可靠性。系统在设计过程中，把可靠性作为系统设计成功与否的重要标志，在设计过程中考虑到安全管理人员对计算机知识的局限性，采用了较强的容错功能，对用户的非法操作均有限制和提示，数据出错时具有相应的提示信息及处理能力，并且每个处理环节都具有高度可靠性、保密性及安全性。
(3)开放性。利用Web技术，使各局域网能进行分布数据处理，各子系统能在Intemet上进行数据处理和信息查询。
(4)通用性。系统设计过程中，遵循企业安全管理中的一些通用的基本管理制度，在铁路运输企业中具有通用性。
(5)先进性。系统采用软件工程的理论进行开发；利用模糊数学、灰色系统理论和安全系统工程理论，建立客观反映事故系统特征的数学模型体系；采用数据库理论技术中的E—R模式分析实体间的关系并进行数据库结构设计；采用目前流行的可视化开发工具进行系统开发。
(6)可扩充性。一方面是硬件的扩充能力，可以方便地在网上增加设备或用户；另一方面是软件的扩充能力，在系统软件设计时，要特别考虑今后可能的功能扩充。运用新的软件设计思想，对该系统作适当的调整升级保证系统能够满足新业务、新功能的要求，而且对原来的程序没有影响或者影响很小，以及硬件或网络的改变或升级基本不影响应用软件。
3 系统结构及功能
3．1 系统事务流程
本系统事务流程如图2所示。
3.2 系统的功能结构
系统基本功能结构及主要功能模块组成如图3所示
3．2．1 系统维护模块
系统维护模块主要是对系统中需要用到的一些参数进行预先设置或重新配置以及对数据库中的数据进行维护，这些参数一般是相对固定的，但是用户可以根据实际的变动情况对其进行重新设置。系统维护模块包括系统参数设置、代码维护和数据维护3部分，其中参数设置包括系统常用参数设置和数据库参数设置，系统常用参数设置指的是对公司名称，站点IP等信息相关信息进行设置，数据库参数设置指的是对服务器名称、数据库类型、数据库名称等信息进行重新设置；代码维护模块包括单位名称代码维护、工种名称代码维护、类别代码维护、违章类别代码维护、违章内容维护以及事故类别代码维护，分别实现根据单位中部门名称、工种名称、类别、违章类别、违章内容及事故类别的变化对其进行修改的功能；数据维护包括数据备份、数据恢复和数据清理3部分，分别实现对数据库中数据的定期备份、数据库损坏后的恢复及定期删除数据库中部分数据的功能。
3．2．2 用户管理模块
用户管理模块主要是提供对系统使用者的名称、密码、权限以及所属群组等信息进行管理，确保企业信息的安全保密性，用户管理模块主要包括用户添加、用户删除、用户修改、密码修改4部分。系统会根据登录者的权限提供全部或部分功能，如果登录者是系统管理员身份，将提供全部的功能，包括用户的添加、删除，用户权限的设定或修改以及密码的修改等功能，如果登录者是一般用户身份，将只提供密码修改的功能。
3．2．3信息录入模块
信息录入模块是安全管理信息系统的基础，主要提供基础数据的录入、修改、删除、浏览等功能。信息录入模块由安全检查整改表信息录入、三违登记簿信息录入、安全学习培训信息录入、事故记录信息录入、事故报表信息录入、上岗人员信息录入和运量信息录入等7部分组成，信息录入后保存在服务器上的数据库中，以备查询、统计分析和生成报表时使用。
3．2．4信息查询模块
信息查询模块主要是提供对数据库中的相关数据按条件进行检索的功能，包括安全检查整改信息查询、三违登记信息查询、安全学习培训信息查询、事故信息查询、安全学习培训学员情况查询、上岗人员信息查询、运量信息查询等7部分，每部分都提供组合查询的功能。
3．2．5 统计分析模块
统计分析模块根据信息录入模块中录入的基础数据信息，统计汇总出二次信息，以数据表格的形式显示统计的详细情况，并同时以图形的方式直观地显示出来，用于管理决策。统计分析模块包括历年事故趋势分析、历年事故中伤亡统计分析、直接经济损失统计分析、百万吨公里事故率统计分析、分单位事故统计分析、分工种事故统计分析、事故分类别统计分析、事故发生时间统计分析和责任者年龄统计分析等部分。
3．2．6 预测模块
预测模块主要是根据以往的基础数据，对相关指标进行预测，产生未来可能的结果或趋势信息，包括人体生物节律预测和事故预测。其中人体生物节律预测是用来根据人体生物节律曲线来预测每月员工可能发生的问题、需要对其进行提示，系统到达警示日期会自动进行提示；事故预测是根据设定的预测起始、终止年份内的历史数据，利用灰色预测模型产生预测年份的事故数等。
3．2．7 报表生成模块
报表生成模块主要是产生企业需要的各种标准报表，包括安全生产情况报表、事故月报表、事故年报表、安全管理综合指标月报表和安全管理综合指标年报表等。
4 系统运行环境
服务器端采用Microsoft Windows NT 4．0，客户端采用Windows2000操作系统。所选的操作系统是多任务、多进程的32位操作平台，具有集中安全性设计，开放性强，可支持多种网络用户，支持多种网络传输协议，通过调制解调器拨号方式可实现远程访问服务等特点。
服务器端数据库管理系统采用MSSQLServer7．0，它是一个高性能、多用户的关系型数据库管理系统(RDBMS)，它价格低廉，安全性好，效率高，并且可以搭配BackOffice套件。客户端数据库采用Access2000。
5 结 语
(1)本系统在某铁路运输企业投入使用后，取得了良好的使用效果，通过及时给决策部门提供准确的统计数据，提高了决策的及时性和准确性，大幅度提高了企业的铁路运输安全管理水平和管理效率，具有较好的应用前景。
(2)系统采用基于B／S和C／S混合模式的体系结构，既发挥了C／S模式成熟的技术特长，避免建立多层C／S模式的高昂代价，又能借Intemet技术充分发挥B／S模式的优点，有效实现快速的信息交流和信息共享。
(3)系统集业务处理、事故预测和图形分析等功能于一体，为铁路运输的安全管理提供了全面信息、技术支持。
(4)系统采用的模块化设计为进一步开发提供了便利。该系统能逐步实现更多信息的计算机管理和信息管理决策支持系统，并能方便地并人其他计算机网络，实现信息共享。
参考文献：
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5 姜旭平．信息系统开发方法一方法、策略、技术、工具和发展[M]．北京：清华大学出版社，1997
（作者系北京交通大学交通运输学院 摘自：《中国安全科学学报》2004.14卷.3期）
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