铁路列车确报信息系统数据库国产化替代及信创适配研究

运营管理

铁路列车确报信息系统数据库

国产化替代及信创适配研究

李越

（中国铁路北京局集团有限公司 信息技术所，北京 100860）

摘要：为加强铁路信息安全保障，优先实施国产化替代已是铁路信息化建设的必然要求。作

为信息系统的核心，数据库国产化替代和信创适配一直是实施中的难点和关键点。对铁路列车

确报信息系统及其国产数据库现状进行分析，针对其国产化替代中的问题，提出国产数据库替

换的原则和策略。在实施数据库国产化替代过程中，通过解决关键难题，形成完整的确报信息

系统数据库信创适配方案，达到核心数据库系统的全栈自主可控，从而满足铁路行业信息化的

信创要求。该研究不仅能为铁路行业其他信息系统国产化数据库替代提供支持，还能为其他行

业信息系统数据库信创适配提供参考。

关键词：国产数据库；铁路列车确报信息系统；自主可控；数据库迁移；国产化替代

中图分类号：U285；G250.74 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2023）08-0106-06

DOI：

10.19549/.1001-683x.2023.04.13.001

0 引言

国家信息安全和国产化已经是我国信息化发展国家

级战略，各种国产化的政策相继出台。2021年3月，

《“十四五”国家信息化规划》和2035年远景目标纲

要提出，要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，

加快补强关键技术短板，重点强化自主基础软硬件的底

层支撑能力。中国国家铁路集团有限公司（简称国铁集

基金项目：

中国铁路北京局集团有限公司科技研究开发计划项目

团）正式印发《“十四五”铁路网络安全和信息化规

划》，全面系统分析了铁路网络安全和信息化建设的发

展基础与形式，提出了铁路信息化工作中信息技术应用

创新产业（简称信创）适配和国产化替代的要求。各铁

路单位正在积极推进信息系统的国产化进程

［1］

。铁路

列车确报信息系统（简称确报信息系统）作为铁路重要

生产信息系统，其信创国产化的替代已经刻不容缓，而

其中的关键点和难点则是确报信息系统中的数据库系统

的适配与替代。国产数据库替代国外数据库成为重要趋

势

［2］

。只有完成了国产数据库的适配与替代，才能逐

步替换系统中所用国外技术，与国际厂商核心设备解

绑，满足铁路行业自主安全可控、信息化创新的要求。

（2023AX02）

作者简介：

李越（1979—），男，高级工程师。

E-mail：****************

-106-

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

CHINA RAILWAY

2023/08

铁路列车确报信息系统数据库国产化替代及信创适配研究 李越

运营管理

1 确报信息系统现状

“列车确报”是铁路行业中列车出发时向下一车站

和运输组织部门报告列车及其车辆详细编组情况的信

息报告，是铁路运输组织中三大重要基础数据之一

［3］

。

确报信息系统是铁路管理信息系统重要组成部分，为

车站作业、运输调度、运输统计、机车管理、车辆管

理、财务清算等铁路运输生产业务提供信息服务。

确报信息系统基础架构包括数据库服务器、MQ

数据传输服务器、Web应用服务器、客户端浏览器等

环节；确报信息系统软件包括后台接收转发入库程

序，前台Web查询、日常维护程序等。该系统目前在

国铁集团和全路18个铁路局集团公司分别建立了确报

信息数据库，保存着全路列车确报信息。数据库是整

个确报信息系统的核心，目前确报信息系统使用的核

心数据库是美国甲骨文公司的Oracle数据库系统，使

用国产数据库进行适配是整个信息系统全栈信创的

基础。

3 确报信息系统国产数据库适配难点与原则

3.1　国产数据库适配难点　

3.1.1　国产数据库种类繁多　

铁路业务信息部门不同于IT评测机构，不可能对

市面上所有的数据库产品一一进行测试、评价、适配。

不同的数据库产品，其功能、性能、兼容性、稳定性

等方面都不同，目前大多国产数据库与国际头部数据

库都还存在一定差距，其产品仍在不断完善中

［5］

。如

何从繁多的国产数据库中，确立数据库选型参考依

据

［6］

，选择出适应确报信息系统的数据库是极大的

难点。

3.1.2　可供参考借鉴经验较少　

近几年，国产化信创应用才逐步展开，但大部分

行业还没有大面积使用国产数据库的经验，铁路行业

也一样。国产化适配大多集中在办公、管理类的信息

系统上，缺少与确报信息系统类似系统中的应用，因

此业务量、并发量等技术参考指标对铁路列车确报业

务场景的借鉴意义不大，可供参考经验较少，因而数

据库的设计环节显得尤为重要

［7］

。同时铁路企业和国

产数据库厂家之间相互了解不深，在数据库产品的使

用、完善上容易出现理解偏差，需要在生产业务环境

中进行摸索前进。

2 国产数据库情况分析

近年来，国家相继颁布多项政策推动国产化关键

技术发展，国产数据库虽然起步较晚，但目前发展迅

速，国产数据库百花齐放，数据库产品大量涌现。初

步统计，从目前最新的《国产数据库名录和产品信息

一览（2022）》中了解，国产数据库大约有200多种，

其中常见的有几十种。不同的国产数据库分别有各自

的产品特点和优势。

国产替代在党政行业的实施中已经初见成效，其

数据库产品在金融、能源、教育、电信等更多行业不

断落地

［4］

。铁路部门也在积极推进国产数据库的适配，

国铁集团信息中心和中国铁道科学研究院集团有限公

司已经分别成立了信创测试和适配认证中心，进行国

产化适配测试和认证工作。各铁路局集团公司的一些

办公管理类信息系统和新开发系统已经开始使用国产

数据库进行适配和开发。但目前与既有铁路运输业务

相关信息系统的信创适配和应用大多还处在研究阶段，

真正使用国产数据库进行运输生产的信息化项目还

不多。

3.1.3　国产数据库产品生态尚在逐步培育　

数据库产品始终处于动态发展之中。健全的研发、

销售、售后的产品生态，原厂及三方的售后技术生态，

是数据库信创产品用得好、用得久的关键因素。虽然

近年来，主流国产数据库信创产品厂商均在努力建立

产品生态，取得了一定成效，但与传统数据库产品生

态仍有一定差距。很多数据库支持的产品，比如数据

库图形化开发工具、备份平台等很难找到生态环境下

的第三方产品。

3.1.4　铁路行业信息系统安全和运维压力　

国产化数据库产品的替换成功，不仅在于建成，

更在于长时间的安全运行。铁路行业生产数据不仅要

满足保密性、可用性、完整性，符合等级保护的安全

要求

［8］

，同时其信息系统运营还面临着高标准的运维

压力。由于铁路行业的特殊性，信息系统运维安全是

CHINA RAILWAY

2023/08

-107-

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

运营管理

铁路列车确报信息系统数据库国产化替代及信创适配研究 李越

铁路企业考核指标的重要组成部分，确报信息系统除

了要保障国产数据库替换成功，更要保障替换后信息

系统安全稳定。铁路行业的国产数据库替换是一项给

“行驶中的列车更换轮对”的挑战性工作。

的情况，初步意向为选取达梦（DM）和人大金仓

（Kingbase ES）的关系型集中式数据库进行国产化适配

和对比。其中DM数据库在系统结构、语法与Oracle数

据库更接近，KingbaseES数据库与PgSQL数据库更为相

似，因而优先选择DM数据库。

3.2　国产数据库适配原则和策略　

3.2.1　与原有系统兼容　

国产数据库系统与原有系统兼容，满足业务基本

需求是国产数据库信创适配的基本原则。确报信息系

统目前已正常运行20余年，其中也更新发布多次，铁

路业务人员和维护人员使用较熟悉，对原确报信息系

统数据库的兼容性，是考虑的首要问题。由于原确报

信息系统采用的Oracle数据库，是集中式的关系型数据

库，因而在选型中优先选择结构类似的国产数据库

系统。

4 国产数据库信创适配关键技术

4.1　确报信息数据的迁移适配　

目前确报信息系统使用的Oracle数据库与国产数

据库体系有很大区别，单纯依靠数据导出导入已经不

可能满足数据迁移的需求，而数据迁移是整个国产数

据库适配的最基础环节，是所有后续工作的前提条

件，一旦数据不能完成迁移，国产适配的工作将无法

完成。

3.2.2　使用相对成熟的技术　

国产数据库产品在近几年的大发展中，虽然市场

格局尚未明朗，但已逐步呈现相对稳定的头部梯队。

确报信息系统数据库应优先选择主流成熟的国产数据

库产品，这类数据库产品相对更为稳定、高效，数据

库产品测试基准比较完善，生态也更为成熟，能有效

降低数据库架构设计和后期运营中的风险

［9］

。虽然目

前国产化的主要目的是解决关键环节中存在的“卡脖

子”风险，实现自主可控

［10］

，但在适配中也要考虑今

后数据库产品的“版本升级”，更要从目前的“可用”

向今后的“好用”转变

［11］

。同时确报信息系统的国产

化数据库适配工作也应符合国铁集团的信息发展规划，

使用相对成熟的技术，选择合适的发展规划路线，为

铁路企业信息化发展提前做好技术储备。

4.1.1　数据库基础对象结构分析适配　

通过对目前确报信息系统所使用的表、视图、序

列、索引、约束等对象分别进行适配研究，数据库对

象的迁移适配主要涉及2大类的SQL语句：数据定义语

句DDL、数据控制语句DCL。目前确报信息系统数据

库对象所使用的SQL语句均符合SQL92标准，DM和

KingbaseES数据库也都支持符合SQL92标准和SQL99标

准的SQL语句。适配需要注意的是，在确报信息系统

区分大小写的，而在DM数据库中，用户对象默认是区

分大小写的，如果是新开发的系统，可以在前期规划

中进行统一设定，但为了更好地对既有应用系统进行

适配迁移，建议在DM数据库初始化中将CASE_SENSI⁃

TIVE参数的默认值Y/1修改为N/0，即大小写不敏感的

方式。

原Oracle数据库中，对英文字符的表名、视图名等是不

3.2.3　借鉴相似信息项目　

借鉴相似国产数据库替代的信息项目，经过其他

信息业务适配并投产使用的国产化架构是确报信息系

统适配数据库选型的重要参考。虽然行业、场景等存

在一定差异，但如有相类似的案例，也可以提供借鉴，

避免多走弯路。

4.1.2　使用迁移工具进行迁移适配　

通过对国产数据库存储层面、语法层面、接口层

面的兼容性研究，使用国产数据库自带的迁移工具可

以满足本次数据库迁移需求。迁移过程要按照表、数

据、索引、约束、存储过程、自定义的包等顺序迁移。

涉及字段类型问题，可以通过设置类型映射的方式来

调整。每个Oracle用户，在DM数据库中使用一个模式

来进行适配，确报信息系统数据库有2个基本用户：

QB用户和QBLS用户，分别建立DM数据库QB模式和

CHINA RAILWAY

2023/08

3.2.4　数据库适配选型推荐　

由于目前国产数据库繁多，在选择过程中要注意

选型收敛。综合以上国产数据库选型原则和策略，考

虑既有应用使用的Oracle数据库为关系型集中式数据库

-108-

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

铁路列车确报信息系统数据库国产化替代及信创适配研究 李越

QBLS模式进行替换。适配中需要注意原确报信息系统

的Oracle数据库中JOB作业的概念，在DM、Kingbas⁃

eES等国产数据库中，均变为计划任务或定时任务来执

完成后，进行手工建立。

运营管理

量与时间相关的信息将只有日期而没有时间数值，这

不仅导致应用程序报错，更无法满足业务需求。因此，

需要对程序进行修改适配，所有带创建DATE类型的程

序均要修改为使用TIMESTAMP类型的语句。因而在数

据库迁移适配过程中，不仅要仔细对比应用程序所使

用的数据库中数据类型，同时也要对比数值精度，不

能简单认为数据类型一致就可以直接使用。

（2）由于操作语句和定义变化所引起的程序修改

容易出现在存储过程和程序包中。在确报应用程序的

后台统计辅助功能中，对车种的分类定义使用class作

为变量名，这在Oracle数据库中没有问题，但DM数据

库的关键字里包含了class这个单词，因此只能对应用

程序进行修改，给这些变量名加上双引号。同时应用

程序中使用的Oracle的一些函数、自有类型也需要修

改，如DM数据库不支持Oracle的LAST_INSERT_ID（）

函数，以及一些使用ROWID类型的数据等。对一些

DM数据库不支持而适配又要使用的既有函数，研究使

用DM数据库的自定义函数（UDF）功能，将一些原本

置相同的参数、返回值类型，手工编写函数体完成类

似功能提供适配。这些都需要在适配前期进行分析对

比，减少迁移中出现不匹配的情况，迁移后需对应用

项目进行白盒测试，覆盖所有程序路径。这也启示在

今后的应用开发中，变量以及字段名要使用规范命名，

命名尽量少用简单或缩写单词；应用的SQL语句尽量

符合SQL92或SQL99标准，少使用数据库自身带有的

特定函数，以免被单一数据库绑定。

只在Oracle里支持的函数，自定义出相同的函数名，设

行，JOB作业在自动迁移过程中会失败，需在数据迁移

4.2　确报应用系统与数据库适配　

4.2.1　应用中间件与数据库适配　

原确报信息系统Web应用中间件使用的是甲骨文

公司的Weblogic数据库作为应用中间件，采用JDBC的

方式与原Oracle数据库进行连接。在进行数据库国产化

适配时，考虑到全栈信创适配，使用了目前市场占有

率较高的东方通中间件与数据库进行连接适配测试，

由于东方通（TongWeb V7）和达梦DM8数据库兼容互

认，适配相对简单。连接配置方式与连接Oracle数据库

方式类似，首先使用国产数据库自带的JDBC包替换掉

原来Oracle的JDBC包。配置驱动类使用.

DmdbConnectionPoolDataSource进行适配，注册驱动程

接适配。

序后，再通过调用驱动管理器的getConnection方法来连

4.2.2　应用程序与数据库适配　

确报应用程序与国产数据库的功能适配，在数据

库层面体现为应用SQL语句与数据库间的适配。通过

对国产数据库的研究分析，除一些概念上的适配外，

确报信息系统的大部分程序都不需要改动，程序适配

主要包括2个方面，一是数据类型变化引起的修改适

配，二是数据操作语句即DML语句变化所需的适配。

以DM8数据库为例：

（1）数据类型变化引起的修改适配。原确报信息

系统中与日期相关的数据库记录，在Oracle数据库中都

使用DATE类型，同时包含了日期和时间的数值，而

DM数据库中，时间类型分为DATE和TIME两部分，

DATE类型的精度只到日期，TIME的精度到毫秒。在

数据迁移适配中，原Oracle的DATE类型均被转换为

TIMESTAMP类型，既有操作不受太大影响，但确报系

统应用中在对前一月数据进行统计分析和对6个月前数

据进行归档清理时，需要形成新临时数据表和归档数

据表，此时如果还使用既有确报应用程序，DM数据库

中形成的新表中DATE类型数据如列车发车、到达等大

4.3　国产数据库与基础设施适配　

国产化数据库作为应用和基础设施的中间环节，

与基础设施层适配尤为重要。为确保确报系统的信创

全栈适配，确报国产化数据库优先考虑建在国产的基

础设施上。分别选用国产X86架构的海光CPU服务器

和ARM架构的鲲鹏CPU服务器进行适配。在这2种

CPU的架构上分别安装银河麒麟Kylin服务器版本和统

系统多是基于Linux架构，操作系统厂商都分别有对应

于不同CPU类型的服务器版本。为更快更好地适配数

据库，可以先查阅国产操作系统厂商与数据库厂商的

信UOS服务器版本进行操作系统适配。目前国产操作

CHINA RAILWAY

2023/08

-109-

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

运营管理

铁路列车确报信息系统数据库国产化替代及信创适配研究 李越

适配报告，选择适配报告中已有的品牌和版本。在实

际适配应用中，需要非常注意的问题是系统选型技术

线路的收敛，每多一种基础设施，上层的技术线路将

会成倍增加。针对国产数据库，以及不同的服务器平

台和配置，操作系统和数据库均需要进行参数调整，

如内核文件大小、最大数据大小、最大锁定内存地址、

用户进程优先级等，DM数据库在ARM平台下还需要

设置SDA磁盘调度算法为deadline等。操作系统与数据

库间需相互适配，确保数据库稳定运行，提高数据库

的性能和响应速度。

化替换，建议使用第3阶段的方案，增加一套国产数据

库替换原Oracle作生产灾备数据库。

5 结束语

数据库作为信息系统的核心，是所有信息系统数据

的基础和来源，同时也在整个计算机体系中承担着承上

启下的重要作用，国产化数据库的适配工作在整个信息

系统的信创建设体系中显得尤为重要。通过对目前国产

数据库系统现状和确报信息系统现状的分析，找出其国

产数据库替换的关键点和难点，提出了替换的原则和策

略，研究出适合确报信息系统国产化数据库信创适配的

方案，并解决其中关键难题。该研究不仅能为铁路行业

其他信息系统国产数据库替代提供支持，对其他行业开

展信息系统数据库信创适配也具有较好的参考意义。

4.4　数据库双轨割接适配　

信息系统运维安全始终是铁路信息系统运营的首

要因素。为保障系统安全，对铁路确报信息系统数据

库的割接设计使用单轨—双轨—双轨并行的割接方案，

利用国产数据库的同步软件进行实施。

第1阶段：原数据库为主生产数据库，国产数据库

为灾备数据库，在前期基础数据迁移适配完成基础上，

使用数据库异构同步软件，如DM数据库DMHS软件，

KingbaseES数据库的FlySync软件等，将原确报系统

Oracle数据库中的数据，实时同步到国产数据库中。按

确保主备数据库数据内容一致。生产数据库依然以原

Oracle数据库为主。

第2阶段：以国产数据库为主生产数据库，原

参考文献

［1］ 潘红芹，李广谦，高洋，等.从x86到国产ARM芯片

适配迁移优化技术探析［J］.铁道通信信号，2022，

［2］ 戴牡红.基于OBE理念的数据库系统涉及课程教

学［J］.计算机教育，2022（2）：143-147.

［3］ 李淑伶，毕庆红.列车确报信息自动转发模式的研

究与应用［J］. 铁路计算机应用，2010，19（1）：

［4］ 荆一楠，张寒冰，李智鑫，等.面向金融场景的下一

代数据库测试基准研究［J］.中国工程科学，2022，

［5］ 周亚洁.数据库国产化替代面临的问题及对策

研究［J］.信息安全研究，2018，4（1）：24-30.

［6］ 李敬林，董欣. 论国产OLTP数据库在移动通讯领

域的测试评价标准［J］.中国新通信，2021，23（10）：

［7］ 张莉. 数据库设计理论在标准化检修基地综合管

理软件中的应用［J］. 中国铁路，2015（10）：60-62.

［8］ 李越，张振川，林川倩. 网络安全等级保护下数据

安全治理初探［J］.铁路计算机应用，2023，32（2）：

［9］ 荆一楠，张寒冰，李智鑫，等.面向金融场景的下一

代数据库测试基准研究［J］.中国工程科学，2022，

［10］ 吕广杰，刘庆良，吴超，等.城市轨道交通自主可控

24（4）：121-132.

78-81.

39-41.

24（4）：121-132.

30-32.

58（12）：54-58.

一定时间间隔的频率对国产数据库进行数据同步检查，

Oracle数据库为灾备数据库。要点施工后，停掉原灾备

同步，将确报系统应用服务器直接连接到新国产数据

库上，以新国产数据库为主生产数据库。稳定后，启

动反向同步，将国产数据库里的确报数据反向同步到

原Oracle数据库中，原Oracle数据库为灾备数据库，完

成生产数据库国产化的替代。

第3阶段：运行稳定一段时间后，确认信息生产业

务无问题。可以彻底去掉Oracle数据库；也可以保持此

时状态，国产数据库为主生产数据库，原Oracle数据库

为灾备数据库；也可以使用国产数据库替换掉原Oracle

数据库作灾备数据库，彻底替换掉原Oracle数据库。

充分考虑系统运维安全和投资费用等方面需求，

推荐保持使用第2阶段的方案，以国产数据库为主生产

数据库，原Oracle数据库为灾备数据库。如需彻底国产

-110-

Copyright©博看网. All Rights Reserved.

CHINA RAILWAY

2023/08

铁路列车确报信息系统数据库国产化替代及信创适配研究 李越

云平台业务系统迁移探析［J］.都市快轨交通，

［11］ 周飞，谈超洪，陈吉宁，等.信创终端服务中心系统

2022，35（1）：48-53.

运营管理

V2.0［Z］.南宁：广西壮族自治区信息中心，2022.

责任编辑 明芳

收稿日期 2023-04-13

Localization Substitution and IT Innovation Adaptation of Railway Train

Confirmation Information System Database

LI Yue

(Information Technology Institute of CR-Beijing, Beijing 100860, China)

Abstract:

Strengthening railway information security and prioritizing localized alternatives have become

inevitable requirements for railway information construction. As the core of information systems, database

localization substitution and IT innovation adaptation have always been the key and challenging. This article

analyzes the current situation of the railway train confirmation information system and its domestic database,

and proposes principles and strategies for replacing domestic databases in response to the challenges during

localization. And in the process of implementing database localization substitution, key difficulties will be

solved to form a complete and reliable information system database information innovation adaptation plan,

achieving full stack autonomy and controllability of the core database system, thereby meeting the information

innovation requirements of the industrial informatization. This research can not only support the substitution of

domestic databases for other information systems in the railway industry, but also provide a reference for IT

innovation adaptation of databases in other industries.

Keywords:

domestic database; railway train confirmation information system; autonomous and controllable;

database migration; localization substitution

广告索引 Advertiser Index广告索引 Advertiser Index

河南辉煌科技股份有限公司

深圳警翼智能科技股份有限公司

封面

封底

封二

封三

前插1

前插2

前插3

前插4

前插5

正文对页

中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术

信息研究所数据中心

信息研究所情报研究部

《中国铁路》编辑部在线办公系统

信息研究所知识产权研究部

P51

P60

P75

P90

P105

杂志征订启事

鼎桥通信技术有限公司

P116

后插1

中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术

中国中铁电气化局集团有限公司

北京铁科英迈技术有限公司

株洲时代电子技术有限公司

南京康尼机电股份有限公司

北京铁科首钢轨道技术股份有限公司

金鹰重型工程机械股份有限公司

中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术

铁路BIM联盟铁路工程第三方BIM咨询服务

第十六届中国国际现代化铁路技术装备

展览会

上海锦申铁道科技有限公司

CHINA RAILWAY

2023/08

-111-

Copyright©博看网. All Rights Reserved.