铁路固定资产投资统计分析系统的设计与开发

■ 张锦超

铁路固定资产投资统计分析系统的设计与开发

■ 张锦超

通过对铁路建设投资统计各个层次的业务、需求进行全面分析，提出铁路建设投资统计的整体设计思路和关键核心技术，满足了实际业务中数据采集、数据处理、数据输出需要自定义的需求，以适应铁路建设投资管理的不断变化和发展。

铁路建设；固定资产；投资；统计

铁路固定资产投资统计是铁路统计工作的重要组成部分，是铁路基本建设、更新改造和机车车辆购置计划管理、检查、监督工作的重要手段。为了进一步适应铁路建设投资管理的需要，中国铁路总公司（简称总公司）组织对《铁路固定资产投资统计规则》进行了修订，对指标口径、统计范围、计算方法进行了梳理和明确。为配合总公司重新修订《铁路固定资产投资统计规则》的需要，迫切需要开发一套全新的铁路固定资产投资统计分析系统（简称系统）进行实施。

1 需求分析

1.1 用户层次及业务内容铁路固定资产投资统计业务涉及总公司、铁路局、基层站段、工程指挥部、合资地方铁路、总公司直属企业等不同类型和层次的单位（见图1），同时也包含基本建设、更新改造、机车车辆购置3种不同的业务类型组成，因此在设计时必须充分考虑不同单位对不同类型业务的实际需求。

1.2 业务流程

铁路基本建设、更新改造、机车车辆购置都是按照项目进行管理，在项目管理过程中有些项目建设涉及到不同的建设单位，建设范围也不完全在同一个省份，因此在实际管理过程中，为了统计的需要，必须对项目按照建设单位和省份进行分解，然后再将统计数据进行汇总（见图2）。

1.2.1 计划分解下达流程

总公司接收投资计划及变更的通知，将计划数据导入系统中，按建设单位对项目进行分解，形成投资统计项目计划库，下达至建设单位。建设单位接收总公司项目计划库，增加建设单位更新改造自主投入计划，按行政区划对项目进行分解，再按照填报单位进行分解，形成投资统计项目计划库，下达至填报单位。填报单位接收建设单位项目计划库，按照实际情况进行核实。

图1 用户层次及业务内容

1.2.2 数据采集上报流程

填报单位按照项目采集投资完成进度数据进入系统，进行汇总上报。建设单位接收填报单位上报的项目进度数据，并逐项目进行检查、补充，汇总形成报表和卡片，最后向上级单位和地方统计局上报数据。总公司接收建设单位上报的项目进度数据，审核汇总后形成投资统计报表和卡片，最后上报国家统计局。

2 总体结构

2.1 系统架构

系统针对实际业务中数据采集、数据处理、数据输出需要自定义的实际业务需求，提出了高可配置的解决方案，由6个部分组成。

一是计划导入，包括基本建设投资计划导入、更新改造投资计划导入、正则表达式、属性相似度、计划导入引擎5个模块。

二是项目管理，包括项目库下发子系统、项目库导入子系统、项目管理子系统、项目数据上报子系统、项目数据收审子系统五个模块。

三是数据采集，包括录入模板管理子系统、指标字典管理、校验关系管理、模板指标关系管理、录入模板引擎5个模块。

四是报表输出，包括报表模板管理、报表参数管理、报表字典管理、报表运算引擎四个模块。

五是其他功能，包括更新改造台账交互子系统、机车车辆购置子系统等内容。

六是基础维护，包括行政区划维护、组织单位维护、机车车辆维护、项目类别维护、新增能力维护、人员管理子系统维护、权限管理子系统维护等内容。

2.2 逻辑架构

为实现对全路投资项目进行全生命周期的综合管理和查询，系统基于铁路办公网建立了“三层部署、一级门户”的逻辑架构（见图3）。

在总公司建立数据库服务器和Web服务器，数据库服务器存储历年全路建设投资项目的基本属性和进度数据、实物量数据、新增生产能力数据；Web服务器建立一个面向全路投资统计工作人员的门户，不同单位、不同职责的用户可以登录到该门户，并经由门户导航完成对数据的查询操作。

图2 业务流程

图3 逻辑架构

在建设单位建立数据库服务器，存储建设单位历年的投资完成相关数据；实现项目导入、分劈、下发，数据的采集、收审、汇总、上报。

在基层单位建立单机数据库，实现项目库的导入，数据的采集、汇总、打印、上传等功能。

2.3 主要功能设计

系统主要功能结构见图4。

（1）计划导入子系统实现报告期内项目数据的初始化操作，主要通过计划文件导入、项目计划库导入、读取上期项目3个途径完成。

图4 功能结构

（2）项目管理子系统实现项目的增加、删除、修改，项目分解、项目下达、计划汇总、特征值定义、项目导出、项目收审等功能。

（3）数据采集子系统实现投资完成数据的采集，包括基本建设月报、月快报、年报中指标的录入和年报能力指标的录入。

（4）报表输出子系统主要实现项目数据汇总、数据四舍五入、报表查询打印、上报基础库、上报国家库等功能。

（5）其他功能子系统主要实现与更新改造台账数据的接口、机车车辆完成数据的录入、数据文件进行反解压和反序列化操作等功能。

（6）基础维护子系统主要是字典相关的维护工作，包括组织单位、行政区划、新增能力等基础字典维护；指标定义、校验关系定义、报表定义等设计字典的维护；同时还实现了字典的备份、字典恢复、脚本维护等功能。

（7）系统设置主要实现了系统当前用户工作目录、权限、关键参数的设动态置等功能。

3 信息共享和信息接口设计

3.1 与国家统计局投资统计信息系统接口

铁路投资统计完成的数据与各省区乃至全国经济发展的统计数据息息相关，统计结果的发布直接影响着宏观经济的走势，为了与国家固定资产投资统计进行无缝连接，课题组按照国家统计局要求的格式，为国家统计局投资统计信息系统提供数据。

3.2 与总公司基本建设计划管理系统接口

总公司基本建设计划管理系统为铁路固定资产投资统计分析系统提供基本建设投资计划数据，但是由于基本建设计划管理与统计管理在管理模式、管理精度上都存在很大差别，计划管理的数据必须经过转换和人工确认才能与统计的数据进行对接。为方便用户的使用，项目开发了与总公司基本建设计划管理系统的接口。

3.3 与各铁路局更新改造计划管理信息系统接口

各路局更新改造计划管理尚未建立统一的标准，使用的信息系统都是基于本局要求进行的独立开发，系统需要制定计划数据导入接口标准，实现更新改造计划数据的自动导入。

3.4 与填报单位台账交互接口

针对各铁路局台账多样化现状，系统需要设计灵活且易于扩展的投资统计与台账双向交换接口，规范账表转换关系，实现系统与各铁路局台账的双向数据交换。

4 关键技术及创新点

4.1 项目编码设计

铁路固定资产投资统计传统编码将项目分类信息作为项目编码的一部分，项目分类属性变更后，必须修改项目编码，造成了项目管理混乱，尤其是近年来，随着铁路现代化建设的不断发展，传统编码多次出现编码重复使用、项目编码不能追溯的情况。

为了对项目进行全生命周期的管理，系统进行了全新的项目编码设计，项目编码由立项年度、项目流水号、子项目编码三组信息组成，编码容量得到了大幅度的提升；既保证了项目编码的唯一性，又使编码贯穿项目整个生命周期，实现真正意义上的档案化管理（见表1）。

4.2 配置库设计

为实现不同版本计划文件的导入，适应铁路建设投资统计口径不断变化的需求，满足统计分析对报表不断深化的要求，系统进行了配置库设计。配置库设计主要包括项目类别设计、属性相似度和正则表达式设计、指标类别、指标定义和校验公式设计、录入模板定义和编辑设计、报表定义和编辑设计等内容。

（1）项目类别管理是对项目类别的组织结构、上下层关系进行详细描述，项目类别是项目的重要属性，也是进行项目管理和数据汇总的重要维度。

（2）正则表达式是对计划文件中层次关系识别的定义；属性相似度是项目相关性识别的综合参数。

表1 系统项目编码设计

（3）指标类别、指标定义和校验公式是系统配置库设计的基础对象，是实现项目管理、项目录入、报表输出的基础；指标定义贯穿项目的整个管理过程，校验公式是数据正确的保障。

（4）录入模板定义和编辑设计实现对录入界面布局文件的定义和编辑，主要建立指标与录入模板的关系，包括录入指标位置、跳转顺序及初始位置的设置。在界面初始化时从数据库取出数据供用户编辑，编辑完成后按照设置保存数据。

（5）报表定义和编辑设计实现自定义报表注册和编辑，主要建立报表模板、报表配置文件、数据集三者之间的关系，运行时通过报表配置文件从数据库中得到需要的数据集、并在报表模板上进行展示。

4.3 控制器设计

为适应铁路建设投资统计不断变化的需求，系统进行了一系列的高可配置设计，其中控制器是核心部件。控制器调用配置库的统计指标、校验公式、录入模板、报表模板等信息，通过预定的流程向用户展示录入界面、校验结果、报表等功能，从而适应了统计指标公式、录入界面不断变化的需求（见图5）。

4.4 报表引擎设计

系统根据业务特点开发了自定义的报表工具，包括报表数据模型和报表展示模型两部分，其中数据模型负责业务数据的处理；报表展示模型负责报表的展示。自定义的报表工具实现了数据获取和数据展示的分离，降低了数据和报表的耦合性，更好地适应了统计指标和报表的不断变化（见图6）。

4.5 四舍五入计算的处理

铁路建设投资统计分析系统涉及很多单位，不同单位对数据精度的要求有很大区别。为了满足误差小于0．5、报表之间的数据平衡、存在不同精度三者同时的要求，系统设计了四舍五入计算算法，首先对数据进行规约和乘积处理，然后对数据进行切分形成整数序列和小数序列，其次对小数序列进行汇总排序，然后再次对符合要求的数据进行加入运算，最终实现四舍五入运算。

4.6 采用编辑距离算法对项目和计划信息进行模糊匹配

图5 控制器设计

图6 报表引擎设计

铁路固定资产投资统计工作中的项目来源于计划部门下达的年度计划，其项目数量繁多、层次关系复杂。因此，既有统计系统每次下达计划后，统计人员都需要进行大量的手工录入匹配工作。本系统在充分研究计划数据特性后，设计了统一的计划数据导入接口，在导入过程中，对计划项目自动进行分层排列编码处理。同时，对项目逐个使用编辑距离算法，计算出其各个属性匹配相似度值，并使用设置合理的预期阈值进行过滤和筛选，最后根据每个属性匹配相似度对应的权值，计算出与系统库项目相似度最高的，以实现项目的自动匹配。

5 结束语

系统的设计与开发完整解决了铁路建设投资统计不同层次、不同业务的需求，实现了基本建设、更新改造、机车车辆购置等投资项目的一体化统计工作。经过几年的推广和应用，系统功能得到了不断丰富和完善，同时也得到了用户的广泛好评。

张锦超：中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，副研究员，北京，100081

责任编辑 杨环

F530.31

B

1672-061X（2015）02-0128-04

所获奖项：2014年度中国铁道学会科学技术奖二等奖。