“鐵道部從94年開(kāi)始在TMIS中使用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的特性有相當(dāng)?shù)牧私�，我們認(rèn)為，采用Oracle9iRAC實(shí)現(xiàn)TMIS系統(tǒng)‘三級(jí)建庫(kù)’的目標(biāo)是可能的，也是必要的。實(shí)驗(yàn)證明
    ，Oracle9iRAC能夠充分利用已有的硬件投資，在鐵路局和分局建立起強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)，為提高鐵路局和分局TMIS系統(tǒng)的運(yùn)行效率提供良好的環(huán)境�！�
    ——孫遠(yuǎn)運(yùn)，鐵道部信息技術(shù)中心副總工程師
    綜述
    鐵道部利用Oracle9i集群數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Oracle9i RAC），順利開(kāi)展鐵道部運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（TMIS）的“三級(jí)建庫(kù)”工程——在各鐵路局和鐵路分局利用Oracle9iRAC部署TMIS原始信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。借助Oracle9iRAC強(qiáng)大、領(lǐng)先的集群功能，鐵道部、各路局和分局在“三級(jí)建庫(kù)”中能夠充分利用已有的硬件投資，部署集群數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)路局和分局系統(tǒng)的全面擴(kuò)容，使路局、分局的貨運(yùn)信息化建設(shè)邁上一個(gè)臺(tái)階，推動(dòng)TMIS系統(tǒng)建設(shè)的不斷深入。
    應(yīng)用背景分析
    隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，鐵路運(yùn)量大幅度增長(zhǎng)，要求鐵路運(yùn)營(yíng)管理從經(jīng)驗(yàn)管理過(guò)渡到現(xiàn)代化管理。管理人員需要有一個(gè)完整的信息系統(tǒng)來(lái)獲取及時(shí)、準(zhǔn)確、完整的信息，提供決策支持。鐵道部運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（TMIS—Transportation Management Information System）正是在這種背景下提出來(lái)的，旨在通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從全路2000多個(gè)車(chē)站（段），實(shí)時(shí)收集列車(chē)、機(jī)車(chē)、車(chē)輛、集裝箱以及所運(yùn)貨物的動(dòng)態(tài)信息，對(duì)列車(chē)、車(chē)輛、集裝箱和貨物進(jìn)行節(jié)點(diǎn)式追蹤，為全路各級(jí)運(yùn)輸管理人員提供及時(shí)、準(zhǔn)確和完整的運(yùn)輸信息和輔助決策方案，實(shí)現(xiàn)緊密運(yùn)輸、均衡運(yùn)輸，提高運(yùn)輸生產(chǎn)效率，改善客戶服務(wù)質(zhì)量。TMIS建設(shè)的根本目的是為了促進(jìn)客貨營(yíng)銷、加強(qiáng)運(yùn)輸管理和深化體制改革。
    從1994年開(kāi)始研究和開(kāi)發(fā)的TMIS是國(guó)家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，包括車(chē)站管理信息系統(tǒng)、貨票系統(tǒng)、確報(bào)系統(tǒng)、貨運(yùn)營(yíng)銷與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、運(yùn)輸調(diào)度信息系統(tǒng)、貨車(chē)追蹤系統(tǒng)、集裝箱追蹤系統(tǒng)等，被世行稱之為世界鐵路行業(yè)信息量最大、功能最復(fù)雜的管理信息系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，TMIS已經(jīng)取得了階段性的成果，為鐵路信息化的全面建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
    在TMIS規(guī)劃之初，確定了以中央數(shù)據(jù)庫(kù)為核心體系架構(gòu)，由四大部分組成，分別是中央數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，站段系統(tǒng)，部、局、分局應(yīng)用系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將前三大部分聯(lián)成一個(gè)整體。原始信息由站段直接報(bào)送中央數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，各路局和分局再?gòu)闹醒霐?shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。這種大集中的體系結(jié)構(gòu)對(duì)于鐵道部全面統(tǒng)籌和優(yōu)化運(yùn)輸資源、提高鐵道運(yùn)輸生產(chǎn)和管理效率而言，是非常合理的，也是一種必然趨勢(shì)。但是，隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入、需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，從而對(duì)大集中體系結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、可靠性、通訊和帶寬都有很高的要求。而如此高水準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要一個(gè)過(guò)程。那么，如何在高水準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過(guò)程中，有效地滿足各路局、分局在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和管理等各方面應(yīng)用對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的要求？鐵道部決定，采取一個(gè)過(guò)渡性的措施——原始信息3級(jí)建庫(kù)，即把原TMIS設(shè)計(jì)方案要求原始信息由站（段）系統(tǒng)直接報(bào)送鐵道部中央系統(tǒng)調(diào)整為原始信息從車(chē)站逐級(jí)上報(bào)、落地和轉(zhuǎn)發(fā)，在分局、路局和鐵道部分別建立原始信息數(shù)據(jù)庫(kù)，方便各級(jí)運(yùn)輸組織和各個(gè)管理部門(mén)對(duì)原始信息的共享應(yīng)用。
    系統(tǒng)需求特點(diǎn)
    “三級(jí)建庫(kù)”在TMIS系統(tǒng)的不斷完善過(guò)程中具有重要意義。如果從業(yè)務(wù)角度來(lái)看，“三級(jí)建庫(kù)”是迄今為止規(guī)模最大的路局和分局大型數(shù)據(jù)庫(kù)部署，目的是為路局和分局的貨運(yùn)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供良好的運(yùn)行環(huán)境。從技術(shù)角度來(lái)看，通過(guò)“三級(jí)建庫(kù)”，能夠在5年左右的時(shí)間內(nèi)，在計(jì)算能力、處理能力和存儲(chǔ)容量等方面滿足路局和分局貨運(yùn)生產(chǎn)和管理的應(yīng)用需要，以及即將建立的路局級(jí)決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用要求。
    經(jīng)過(guò)多年的信息化建設(shè)，鐵道部各路局、分局都配置了多臺(tái)UNIX系統(tǒng)，包括AlphaServer 4100、IBM RS6000 S70 服務(wù)器，以及配置更低一些的硬件系統(tǒng)。如何把這些已有的投資用于路局和分局的“三級(jí)建庫(kù)”工程？由于這些系統(tǒng)在處理能力和內(nèi)存容量方面的局限性，無(wú)法獨(dú)立承擔(dān)運(yùn)行路局或分局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的重任，但如果把這些系統(tǒng)組成集群，無(wú)疑是一種有效的措施，而Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)集群技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，能夠使之成為現(xiàn)實(shí)。“我們需要統(tǒng)籌利用這些已有的硬件設(shè)備，因此，我們決定，在‘三級(jí)建庫(kù)’工程中，各路局和分局的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都采用集群架構(gòu)，在原有的AlphaServer 4100和IBM RS6000 S70以及配置更低的系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，各路局和分局根據(jù)情況再引進(jìn)1~2臺(tái)處理能力更強(qiáng)和存儲(chǔ)容量更大的系統(tǒng)。在存儲(chǔ)方面采用了最新的SAN存儲(chǔ)技術(shù)，由三至五臺(tái)計(jì)算機(jī)組成集群，共享存儲(chǔ)陣列。這樣，可以在最大范圍內(nèi)充分利用已有的計(jì)算機(jī)處理能力，滿足路局和分局建立大型數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)處理器和存儲(chǔ)容量的要求，并且把投資降至最低。根據(jù)這樣的體系結(jié)構(gòu)，我們需要一種能夠充分發(fā)揮各處理器的計(jì)算能力、同時(shí)能夠很好地利用存儲(chǔ)磁盤(pán)陣列資源的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)�！�
    因此，在“三級(jí)建庫(kù)”中，要求數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)能夠充分利用每個(gè)硬件系統(tǒng)的計(jì)算能力，使每個(gè)硬件系統(tǒng)的處理器都能夠很好地共享磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)。為此，對(duì)“三級(jí)建庫(kù)”的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)提出了以下要求：
    功能強(qiáng)大。特別是要求具有強(qiáng)大的并行處理能力，具有足夠的智能適應(yīng)鐵道部的異種環(huán)境。由于各鐵路局和分局原有的硬件系統(tǒng)的處理能力不盡相同，因此，要求數(shù)據(jù)庫(kù)的并行處理能力達(dá)到一定程度的智能化，能夠以計(jì)算機(jī)的處理能力為依據(jù)，進(jìn)行負(fù)載均衡，使每臺(tái)機(jī)器上的負(fù)載與其處理能力相匹配，確保TMIS運(yùn)行環(huán)境的高性能；
    高可用性。支持7×24小時(shí)不間斷服務(wù)；
    可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)中存儲(chǔ)鐵路運(yùn)輸?shù)纳�產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理中非常關(guān)鍵的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，直接關(guān)系到鐵路貨運(yùn)的經(jīng)營(yíng)管理效益和廣大貨主的切身利益；
    安全性�；�于TMIS系統(tǒng)在鐵路貨運(yùn)管理方面的重要性，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)安全性的重要意義顯而易見(jiàn)。
    解決之道
    經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的分析比較，并總結(jié)過(guò)去應(yīng)用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的豐富經(jīng)驗(yàn)，鐵道部決定，在所有路局和分局采用Oracle9i集群數(shù)據(jù)庫(kù)部署大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，開(kāi)展“三級(jí)建庫(kù)”工程。
    根據(jù)規(guī)劃，在“三級(jí)建庫(kù)”中，所有路局和分局的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都采用基本相同的架構(gòu)，由3~5個(gè)硬件服務(wù)器組成集群系統(tǒng)，采用N+1備份模式，采用先進(jìn)的SAN存儲(chǔ)技術(shù)，多臺(tái)服務(wù)器共享存儲(chǔ)系統(tǒng)。
    由于整個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，涉及硬件、管理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等多方面技術(shù)，因此，在實(shí)施過(guò)程中，為了確保這些系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化的配置，鐵道部在“三級(jí)建庫(kù)”工程的建設(shè)中，采用先測(cè)試、后試點(diǎn)、再推廣的策略。也就是在實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)鐵路局和鐵路分局的主流服務(wù)器部署3~5個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群系統(tǒng)，然后進(jìn)行反復(fù)的測(cè)試，在取得成功之后，分別在上海鐵路局和天津鐵路分局進(jìn)行基于AlphaServer系統(tǒng)和IBM RS6000系統(tǒng)的集群系統(tǒng)試點(diǎn)工程，在試點(diǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，并形成比較規(guī)范的集群系統(tǒng)部署指南。其它路局和分局有了可借鑒的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)部署經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)實(shí)施起來(lái)就比較順利了。比如，上海鐵路局下屬的幾個(gè)分局在短短4天內(nèi)就完成包括硬件和數(shù)據(jù)庫(kù)在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的部署工作。
    目前，已有14個(gè)鐵路局和16個(gè)鐵路分局順利完成Oracle集群數(shù)據(jù)庫(kù)（Oracle9iRAC）系統(tǒng)的部署工作。孫總信心十足地說(shuō)：“估計(jì)再需要2個(gè)月時(shí)間，‘三級(jí)建庫(kù)’工程即可完成，屆時(shí)，所有14個(gè)路局和48分局都擁有大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)地為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供強(qiáng)大的動(dòng)力，全面增強(qiáng)路局和分局TMIS系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境�！�
    應(yīng)用效益
    強(qiáng)大的動(dòng)力。利用Oracle9iRAC，鐵道部能夠充分利用已有的硬件設(shè)施來(lái)構(gòu)建路局和分局TMIS大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)路局和分局系統(tǒng)的全面擴(kuò)容，使路局、分局的貨運(yùn)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)邁上新臺(tái)階。從目前已經(jīng)成功部署大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的路局和分局來(lái)看，能夠大大提升TMIS系統(tǒng)的運(yùn)行性能。
    高性能和安全性。由于Oracle9iRAC是自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)調(diào)整的，使Oracle9i數(shù)據(jù)庫(kù)能夠根據(jù)可用資源、請(qǐng)求優(yōu)先級(jí)和實(shí)際系統(tǒng)負(fù)載控制來(lái)平衡所有并行操作。使各鐵路局和分局能夠通過(guò)Oracle9iRAC把原有的服務(wù)器集成到統(tǒng)一的運(yùn)行環(huán)境中，并充分利用各個(gè)服務(wù)器的性能，實(shí)現(xiàn)集群系統(tǒng)性能的最佳優(yōu)化，使得鐵路局和分局TMIS系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的可靠性、性能、可用性和安全性等方面都獲得了大幅度的提高。
    輕松滿足不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用需求。借助Oracle9iRAC，鐵路局和分局的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)獲得了靈活的的近乎線性的集群數(shù)據(jù)庫(kù)可伸縮性，在數(shù)據(jù)庫(kù)容量增加時(shí)，可以簡(jiǎn)單地在集群系統(tǒng)中增加節(jié)點(diǎn)，就可以提高集群系統(tǒng)的計(jì)算能力。因?yàn)椋琌racle9iRAC允許應(yīng)用程序把Oracle9iRAC集群視為一個(gè)單一系統(tǒng)，在增加節(jié)點(diǎn)時(shí)，不需要對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)作任何修改，也不需要對(duì)集群系統(tǒng)重新分區(qū)，就可以充分利用集群數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性、可伸縮性和性能特性，從而輕松滿足數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用需求。
    7X24高可用。鐵路貨運(yùn)生產(chǎn)是24小時(shí)連續(xù)進(jìn)行的，因此，系統(tǒng)的高可用性至關(guān)重要。通過(guò)利用Oracle 9i RAC部署N+1模式的集群系統(tǒng)，鐵路局和分局實(shí)現(xiàn)了高可用性。因?yàn)�，在這樣的系統(tǒng)中，各物理節(jié)點(diǎn)都是獨(dú)立地運(yùn)行，一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障不會(huì)影響到集群中其它的節(jié)點(diǎn)。在極端的情況下，即便集群系統(tǒng)中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)末出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然是可用的，這使得基于Oracle9iRAC的集群系統(tǒng)高度可用。這種體系結(jié)構(gòu)也允許把一組節(jié)點(diǎn)從集群中脫離出來(lái)而離線維護(hù)，而其他集群節(jié)點(diǎn)仍可以在線提供服務(wù)。
    為什么選擇ORACLE
    在談及為什么選擇Oracel9i數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)部署各鐵路局和鐵路分局的大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)時(shí)，鐵道部信息中心總工程師孫遠(yuǎn)運(yùn)先生說(shuō)：“鐵道部從94年開(kāi)始在TMIS中使用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的特性有相當(dāng)?shù)牧私�。我們認(rèn)為，采用Oracle9iRAC實(shí)現(xiàn)TMIS系統(tǒng)‘三級(jí)建庫(kù)’的集群目標(biāo)是可能的，也是必要的�！�
    鐵道部從94年開(kāi)始在TMIS中采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，在將近10年的時(shí)間里，已經(jīng)進(jìn)行了三次大規(guī)模的升級(jí)。Oracle9i數(shù)據(jù)庫(kù)是第一個(gè)能夠跨越多個(gè)計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，在集群、高可用性、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、安全功能、系統(tǒng)管理和內(nèi)容管理等方面提供了最完整和最先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。這些都是部署鐵路局和分局大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、提高鐵路局和分局業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境的關(guān)鍵。Oracle9iRAC能夠動(dòng)態(tài)地在集群服務(wù)器上優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)資源，從而能夠?yàn)門(mén)MIS系統(tǒng)提供最佳的性能。另一方面，Oracle9iRAC能夠在集群中保持一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)映像，使數(shù)據(jù)庫(kù)管理員能夠一次性地進(jìn)行安裝、配置、備份、升級(jí)以及監(jiān)控等功能，從而全面簡(jiǎn)化各路局和分局TMIS運(yùn)行環(huán)境的管理復(fù)雜性和成本。
    展望未來(lái)
    Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)在鐵道部TMIS中獲得了成功的應(yīng)用。隨著鐵道部信息化建設(shè)的不斷深入，Oracle在鐵路行業(yè)的應(yīng)用將具有更廣闊的前景，比如，目前已在試點(diǎn)“工務(wù)系統(tǒng)”工程中確定使用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)；可以預(yù)見(jiàn)，在“鐵道公安”、“機(jī)務(wù)系統(tǒng)”、“物流系統(tǒng)”、“電子商務(wù)系統(tǒng)”等多個(gè)鐵路信息化系統(tǒng)的建設(shè)中，憑借Oracle出色的技術(shù)實(shí)力和對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的堅(jiān)定承諾，Oracle將會(huì)有很多的機(jī)會(huì)。