王春光

摘 要：該文以基于GIS的通信管網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)設計為研究對象，分析了設計方案及原則，給出了系統(tǒng)結構的設計思路和方法，探討了監(jiān)控管理的模塊設計，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

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

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-0-02

隨著通信行業(yè)的日益發(fā)展，通信業(yè)務的不斷擴大，通信管網(wǎng)設施中的管道、人井、氣嘴等設備的數(shù)量規(guī)模也日益增加，設備型號和管網(wǎng)資源的拓撲結構呈現(xiàn)出多樣性和復雜性，這使得通信部門對管網(wǎng)資源的管理和監(jiān)控的難度增加。然而，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和時代的進步，用戶對服務質量的要求越來越高，通信企業(yè)也面臨著如何減少設備故障，提高服務質量，提高企業(yè)經(jīng)濟效率的挑戰(zhàn)。因此，加強和提高通信管網(wǎng)資源的管理監(jiān)控自動化水平是通信部門迫切需要解決的問題。通信管網(wǎng)資源設施的分布和地理位置密切相關，可以采用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術作為通信企業(yè)的管理監(jiān)控平臺，利用地理空間拓撲將分布范圍廣泛的管線設施和地理位置有機地結合，通過采集管網(wǎng)資源的實時信息對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控，提高系統(tǒng)的自動化水平和服務質量。

1 設計方案及原則

1.1 系統(tǒng)設計方案

地理信息系統(tǒng)是對地理環(huán)境中的有關問題進行分析和研究的手段，它是一種采集、處理、傳輸、存儲、管理、查詢檢索、分析、表達和應用地理信息的計算機系統(tǒng)。利用計算機建立地理數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，進行數(shù)字存儲，建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過對各個要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，滿足應用和研究的需要，并用圖形和數(shù)字的方式來表現(xiàn)結果。

通信管網(wǎng)資源與地理空間位置有著密切的關系，本系統(tǒng)充分利用GIS的特點，通過Visual Basic6.0高級語言嵌入 TopMapActiveX組件進行二次開發(fā)，設計了地理位置信息與管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)有機融合的監(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，可以方便快捷地調用外部控件，具有功能強大的數(shù)據(jù)庫訪問特性；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。利用成熟的技術和可靠的數(shù)據(jù)采集硬件設備，以 Windows 2000/NT為網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，使用MicroSoft的SQL Server2000作為后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，利用 ADO技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問，能夠滿足系統(tǒng)的時實性和可靠性。

1.2 系統(tǒng)設計原則

（1）規(guī)范性。在系統(tǒng)設計中制定資源分類、編碼等一系列方案，同時把通信行業(yè)標準考慮到方案之中，做到系統(tǒng)規(guī)范化。（2）科學性。編碼時采用區(qū)段碼和從屬編碼結構，利于計算機的直接存貯和數(shù)據(jù)庫的管理，便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的快速檢索和更新。（3）擴展性。建立一個開放的系統(tǒng)，留有充分的擴充空間，以便對系統(tǒng)擴充或移植。（4）實時性。能進行動態(tài)數(shù)據(jù)的管理，并保持數(shù)據(jù)的一致性和實時性要求。（5）安全性。對用戶權限進行分級管理。

2 系統(tǒng)結構

2.1 系統(tǒng)功能結構

管網(wǎng)資源監(jiān)控管理系統(tǒng)是對通信站轄區(qū)內的通信管網(wǎng)資源（如管道、人井等）進行計算機管理和監(jiān)控，包括管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)錄入、查詢、修改、統(tǒng)計分析、打印輸出、地理圖形顯示、監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和故障報警顯示等功能。系統(tǒng)的功能結構如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡結構

整個系統(tǒng)主要由GIS工作站、GIS服務器、數(shù)據(jù)服務器和多通道通信服務器組成，采用客戶/服務器結構，各通信站點通過原有的內部 10/100 m網(wǎng)絡訪問。其中：GIS工作站負責本地管網(wǎng)數(shù)據(jù)的維護管理和監(jiān)控；多通道數(shù)據(jù)服務器完成對管網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集與通信；GIS 服務器實現(xiàn)對地理屬性數(shù)據(jù)的存儲；數(shù)據(jù)服務器用來存儲管網(wǎng)資源數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構如圖2所示。

3 監(jiān)控管理模塊設計

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)錄入模塊用于對基礎地理信息和線路資源信息進行錄入、修改、刪除、存儲。數(shù)據(jù)庫服務器完成基礎圖形與數(shù)據(jù)存儲處理等功能；系統(tǒng)管理員有權修改用戶權限、增刪用戶賬號。

（2）數(shù)據(jù)查詢/統(tǒng)計

系統(tǒng)根據(jù)工作人員的需求對基礎地理信息和通信網(wǎng)絡信息進行查詢；按照給定的統(tǒng)計條件對各通信站的分布位置及覆蓋區(qū)域、管道分布、纜線、人井等線路信息進行統(tǒng)計分析。

（3）打印輸出

將GIS中的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析、轉換處理，以直觀的圖表形式輸出。

3.2 監(jiān)控數(shù)據(jù)采集

監(jiān)控數(shù)據(jù)采集模塊通過傳感器完成對管網(wǎng)資源狀態(tài)數(shù)據(jù)（壓力、溫度、水位等模擬量）時實采集與通信，實時監(jiān)測主要監(jiān)控點的模擬量是否越限，監(jiān)控數(shù)據(jù)判別流程如圖3所示。

各通信站點通過監(jiān)測設備從監(jiān)測現(xiàn)場采樣數(shù)據(jù)，上報數(shù)據(jù)經(jīng)過預處理后輸入到系統(tǒng)中，通過與監(jiān)控標準庫的數(shù)據(jù)進行對比分析來判斷管網(wǎng)資源是否發(fā)生故障。如果檢測判斷發(fā)生管線受損、模擬量越限時發(fā)出報警信息，并對故障位置進行準確定位。如果檢測判斷沒有發(fā)生故障，系統(tǒng)不報警，同時繼續(xù)監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

3.3 地理圖形/監(jiān)控報警顯示

借助可視化技術，通過圖形及其圖形變換、聲音傳遞消息等手段，可以實現(xiàn)更為人性化的人機交互。系統(tǒng)的顯示包括地理圖形顯示和監(jiān)控報警顯示兩部分。

地理圖形顯示是建立在對該系統(tǒng)內所有的管網(wǎng)資源實體分類的基礎上，一類實體建立一個圖層，整個系統(tǒng)是由所有實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路資源符號的顯示，具有漫游、無極縮放、分層顯示等功能。監(jiān)控報警顯示將實時監(jiān)控數(shù)據(jù)和地理圖形相結合，在地理圖形界面上實時監(jiān)控網(wǎng)管設備的運行情況。當發(fā)生故障時，在GIS 圖形界面上用特殊顏色進行標記，對管網(wǎng)設備故障準確定位顯示，并進行聲光報警，通知維護人員及時搶修。

4 結語

管網(wǎng)資源監(jiān)測管理系統(tǒng)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)的服務能力。因此，該系統(tǒng)研究具有現(xiàn)實意義和廣闊的應用前景。

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