陳榮　任華　吳鳳娟

摘 要：該文以基于GIS的通信管網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，分析了設(shè)計(jì)方案及原則，給出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路和方法，探討了監(jiān)控管理的模塊設(shè)計(jì)，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：GIS 通信 管網(wǎng) 監(jiān)控管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）07（a）-0011-02

通信管網(wǎng)資源設(shè)施的分布和地理位置密切相關(guān)，可以采用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術(shù)作為通信企業(yè)的管理監(jiān)控平臺(tái)，利用地理空間拓?fù)鋵⒎植挤秶鷱V泛的管線設(shè)施和地理位置有機(jī)地結(jié)合，通過采集管網(wǎng)資源的實(shí)時(shí)信息對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和服務(wù)質(zhì)量。

1 設(shè)計(jì)方案

地理信息系統(tǒng)是對(duì)地理環(huán)境中的有關(guān)問題進(jìn)行分析和研究的手段，它是一種采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)、管理、查詢檢索、分析、表達(dá)和應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)建立地理數(shù)據(jù)庫(kù)，將地理環(huán)境中的各種要素，包括它們的地理分布狀況和所具有的屬性數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)，建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過對(duì)各個(gè)要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，滿足應(yīng)用和研究的需要，并用圖形和數(shù)字的方式來表現(xiàn)結(jié)果。

通信管網(wǎng)資源與地理空間位置有著密切的關(guān)系，該系統(tǒng)充分利用GIS的特點(diǎn)，通過VisualBasic6.0高級(jí)語(yǔ)言嵌入 TopMapActiveX 組件進(jìn)行二次開發(fā)，設(shè)計(jì)了地理位置信息與管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)有機(jī)融合的監(jiān)控管理綜合系統(tǒng)。Visual Basic 能夠提供創(chuàng)建圖形用戶界面（GUI）的方法，可以方便快捷地調(diào)用外部控件，具有功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問特性；TopMap ActiveX 地理信息系統(tǒng)開發(fā)組件具有完善的地圖操作功能。利用成熟的技術(shù)和可靠的數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備，以 Windows 2000/NT 為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，使用 MicroSoft 的 SQL Server2000 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，利用 ADO 技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問，能夠滿足系統(tǒng)的時(shí)實(shí)性和可靠性。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

管網(wǎng)資源監(jiān)控管理系統(tǒng)是對(duì)通信站轄區(qū)內(nèi)的通信管網(wǎng)資源（如管道、人井等）進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控，包括管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)錄入、查詢、修改、統(tǒng)計(jì)分析、打印輸出、地理圖形顯示、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集和故障報(bào)警顯示等功能。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)主要由 GIS 工作站、GIS 服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器和多通道通信服務(wù)器組成，采用客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，各通信站點(diǎn)通過原有的內(nèi)部 10/100M網(wǎng)絡(luò)訪問。其中：GIS 工作站負(fù)責(zé)本地管網(wǎng)數(shù)據(jù)的維護(hù)管理和監(jiān)控；多通道數(shù)據(jù)服務(wù)器完成對(duì)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集與通信；GIS 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)地理屬性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)服務(wù)器用來存儲(chǔ)管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

3 監(jiān)控管理模塊設(shè)計(jì)

3.1 資源數(shù)據(jù)管理

管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)管理包括管網(wǎng)數(shù)據(jù) （地理信息數(shù)據(jù)和線路資源數(shù)據(jù)）錄入、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和打印輸出等模塊。

（1）管網(wǎng)數(shù)據(jù)錄入：管網(wǎng)數(shù)據(jù)錄入模塊用于對(duì)基礎(chǔ)地理信息和線路資源信息進(jìn)行錄入、修改、刪除、存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成基礎(chǔ)圖形與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理等功能；系統(tǒng)管理員有權(quán)修改用戶權(quán)限、增刪用戶賬號(hào)。

（2）數(shù)據(jù)查詢/統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)根據(jù)工作人員的需求對(duì)基礎(chǔ)地理信息和通信網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行查詢；按照給定的統(tǒng)計(jì)條件對(duì)各通信站的分布位置及覆蓋區(qū)域、管道分布、纜線、人井等線路信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（3）打印輸出：將 GIS中的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析、轉(zhuǎn)換處理，以直觀的圖表形式輸出。

3.2 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集

監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集模塊通過傳感器完成對(duì)管網(wǎng)資源狀態(tài)數(shù)據(jù)（壓力、溫度、水位等模擬量）時(shí)實(shí)采集與通信，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主要監(jiān)控點(diǎn)的模擬量是否越限，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)判別流程如圖 3 所示。

各通信站點(diǎn)通過監(jiān)測(cè)設(shè)備從監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)采樣數(shù)據(jù)，上報(bào)數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理后輸入到系統(tǒng)中，通過與監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析來判斷管網(wǎng)資源是否發(fā)生故障。如果檢測(cè)判斷發(fā)生管線受損、模擬量越限時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并對(duì)故障位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位。如果檢測(cè)判斷沒有發(fā)生故障，系統(tǒng)不報(bào)警，同時(shí)繼續(xù)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

3.3 地理圖形/監(jiān)控報(bào)警顯示

借助可視化技術(shù)，通過圖形及其圖形變換、聲音傳遞消息等手段，可以實(shí)現(xiàn)更為人性化的人機(jī)交互。系統(tǒng)的顯示包括地理圖形顯示和監(jiān)控報(bào)警顯示兩部分。地理圖形顯示是建立在對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)所有的管網(wǎng)資源實(shí)體分類的基礎(chǔ)上，一類實(shí)體建立一個(gè)圖層，整個(gè)系統(tǒng)是由所有實(shí)體相對(duì)應(yīng)的圖層疊加而成的。地理圖形顯示用于電子底圖和線路資源符號(hào)的顯示，具有漫游、無(wú)極縮放、分層顯示等功能。監(jiān)控報(bào)警顯示將實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和地理圖形相結(jié)合，在地理圖形界面上實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)管設(shè)備的運(yùn)行情況。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，在GIS 圖形界面上用特殊顏色進(jìn)行標(biāo)記，對(duì)管網(wǎng)設(shè)備故障準(zhǔn)確定位顯示，并進(jìn)行聲光報(bào)警，通知維護(hù)人員及時(shí)搶修。

4 結(jié)語(yǔ)

該文首先探討了管網(wǎng)資源監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方案、原則，然后對(duì)系統(tǒng)的功能、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了說明，最后對(duì)系統(tǒng)的管理模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)?？傮w來說，該系統(tǒng)能充分利用 GIS 平臺(tái)，將分布范圍廣泛的管網(wǎng)設(shè)施和地理位置有機(jī)地結(jié)合，充分發(fā)揮GIS的空間定位及可視化的優(yōu)勢(shì)，不僅提高了企業(yè)的管理水平，而且提升了企業(yè)的服務(wù)能力。因此，該系統(tǒng)研究具有廣闊的應(yīng)用前景，該文對(duì)從事相關(guān)工作的專業(yè)人員有很好的參考作用。

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