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基于GIS的通信管網(wǎng)管理系統架構設計
管網(wǎng)資源監測管理系統充分利用 GIS 平臺，將分布范圍廣泛的管網(wǎng)設施和地理位置有機地結合，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，該系統研究具有現實(shí)意義和廣闊的應用前景。
1 設計方案及原則
1.1 系統設計方案
地理信息系統是對地理環(huán)境中的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析和研究的手段，它是一種采集、處理、傳輸、存儲、管理、查詢(xún)檢索、分析、表達和應用地理信息的計算機系統。利用計算機建立地理數據庫，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據，進(jìn)行數字存儲，建立有效的數據管理系統，通過(guò)對各個(gè)要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，滿(mǎn)足應用和研究的需要，并用圖形和數字的方式來(lái)表現結果。
通信管網(wǎng)資源與地理空間位置有著(zhù)密切的關(guān)系，本系統充分利用GIS的特點(diǎn)，通過(guò)Visual Basic6.0高級語(yǔ)言嵌入 TopMapActiveX組件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，設計了地理位置信息與管網(wǎng)資源數據有機融合的監控管理綜合系統。Visual Basic能夠提供創(chuàng )建圖形用戶(hù)界面(GUI)的方法，可以方便快捷地調用外部控件，具有功能強大的數據庫訪(fǎng)問(wèn)特性;TopMap ActiveX地理信息系統開(kāi)發(fā)組件具有完善的地圖操作功能。利用成熟的技術(shù)和可靠的數據采集硬件設備，以 Windows 2000/NT為網(wǎng)絡(luò )操作系統，使用MicroSoft的SQL Server2000作為后臺數據庫系統，利用 ADO技術(shù)實(shí)現數據庫訪(fǎng)問(wèn)，能夠滿(mǎn)足系統的時(shí)實(shí)性和可靠性。
1.2 系統設計原則
(1)規范性。在系統設計中制定資源分類(lèi)、編碼等一系列方案，同時(shí)把通信行業(yè)標準考慮到方案之中，做到系統規范化。(2)科學(xué)性。編碼時(shí)采用區段碼和從屬編碼結構，利于計算機的直接存貯和數據庫的管理，便于系統數據的快速檢索和更新。(3)擴展性。建立一個(gè)開(kāi)放的系統，留有充分的擴充空間，以便對系統擴充或移植。(4)實(shí)時(shí)性。能進(jìn)行動(dòng)態(tài)數據的管理，并保持數據的一致性和實(shí)時(shí)性要求。(5)安全性。對用戶(hù)權限進(jìn)行分級管理。
2 系統結構
2.1 系統功能結構
管網(wǎng)資源監控管理系統是對通信站轄區內的通信管網(wǎng)資源(如管道、人井等)進(jìn)行計算機管理和監控，包括管網(wǎng)資源數據錄入、查詢(xún)、修改、統計分析、打印輸出、地理圖形顯示、監控數據采集和故障報警顯示等功能。系統的功能結構如圖1所示。
2.2 系統網(wǎng)絡(luò )結構
整個(gè)系統主要由GIS工作站、GIS服務(wù)器、數據服務(wù)器和多通道通信服務(wù)器組成，采用客戶(hù)/服務(wù)器結構，各通信站點(diǎn)通過(guò)原有的內部 10/100 m網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)。其中：GIS工作站負責本地管網(wǎng)數據的維護管理和監控;多通道數據服務(wù)器完成對管網(wǎng)監測數據的采集與通信;GIS 服務(wù)器實(shí)現對地理屬性數據的存儲;數據服務(wù)器用來(lái)存儲管網(wǎng)資源數據信息。系統的網(wǎng)絡(luò )結構如圖2所示。
3 監控管理模塊設計
3.1 資源數據管理
管網(wǎng)資源數據管理包括管網(wǎng)數據(地理信息數據和線(xiàn)路資源數據)錄入、數據查詢(xún)、數據統計和打印輸出等模塊。
(1)管網(wǎng)數據錄入
管網(wǎng)數據錄入模塊用于對基礎地理信息和線(xiàn)路資源信息進(jìn)行錄入、修改、刪除、存儲。數據庫服務(wù)器完成基礎圖形與數據存儲處理等功能;系統管理員有權修改用戶(hù)權限、增刪用戶(hù)賬號。
(2)數據查詢(xún)/統計
系統根據工作人員的需求對基礎地理信息和通信網(wǎng)絡(luò )信息進(jìn)行查詢(xún);按照給定的統計條件對各通信站的分布位置及覆蓋區域、管道分布、纜線(xiàn)、人井等線(xiàn)路信息進(jìn)行統計分析。
(3)打印輸出
將GIS中的數據經(jīng)過(guò)分析、轉換處理，以直觀(guān)的圖表形式輸出。
3.2 監控數據采集
監控數據采集模塊通過(guò)傳感器完成對管網(wǎng)資源狀態(tài)數據(壓力、溫度、水位等模擬量)時(shí)實(shí)采集與通信，實(shí)時(shí)監測主要監控點(diǎn)的模擬量是否越限，監控數據判別流程如圖3所示。
各通信站點(diǎn)通過(guò)監測設備從監測現場(chǎng)采樣數據，上報數據經(jīng)過(guò)預處理后輸入到系統中，通過(guò)與監控標準庫的數據進(jìn)行對比分析來(lái)判斷管網(wǎng)資源是否發(fā)生故障。如果檢測判斷發(fā)生管線(xiàn)受損、模擬量越限時(shí)發(fā)出報警信息，并對故障位置進(jìn)行準確定位。如果檢測判斷沒(méi)有發(fā)生故障，系統不報警，同時(shí)繼續監測現場(chǎng)數據。
3.3 地理圖形/監控報警顯示
借助可視化技術(shù)，通過(guò)圖形及其圖形變換、聲音傳遞消息等手段，可以實(shí)現更為人性化的人機交互。系統的顯示包括地理圖形顯示和監控報警顯示兩部分。
地理圖形顯示是建立在對該系統內所有的管網(wǎng)資源實(shí)體分類(lèi)的基礎上，一類(lèi)實(shí)體建立一個(gè)圖層，整個(gè)系統是由所有實(shí)體相對應的圖層疊加而成的。地理圖形顯示用于電子底圖和線(xiàn)路資源符號的顯示，具有漫游、無(wú)極縮放、分層顯示等功能。監控報警顯示將實(shí)時(shí)監控數據和地理圖形相結合，在地理圖形界面上實(shí)時(shí)監控網(wǎng)管設備的運行情況。當發(fā)生故障時(shí)，在GIS 圖形界面上用特殊顏色進(jìn)行標記，對管網(wǎng)設備故障準確定位顯示，并進(jìn)行聲光報警，通知維護人員及時(shí)搶修。
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