基於GIS的通信管網管理系統架構設計

管網資源監測管理系統充分利用 GIS 平台，將分佈範圍廣泛的管網設施和地理位置有機地結合，不僅提高了企業的管理水平，而且提升了企業的服務能力。因此，該系統研究具有現實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境中的有關問題進行分析和研究的手段，它是一種採集、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。利用計算機建立地理數據庫，將地理環境中的各種要素，包括它們的地理分佈狀況和所具有的屬性數據，進行數字存儲，建立有效的數據管理系統，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，並用圖形和數字的方式來表現結果。

通信管網資源與地理空間位置有着密切的關係，本系統充分利用GIS的特點，通過Visual Basic6.0高級語言嵌入 TopMapActiveX組件進行二次開發，設計了地理位置信息與管網資源數據有機融合的監控管理綜合系統。Visual Basic能夠提供創建圖形用户界面(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問特性;TopMap ActiveX地理信息系統開發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據採集硬件設備，以 Windows 2000/NT為網絡操作系統，使用MicroSoft的SQL Server2000作為後台數據庫系統，利用 ADO技術實現數據庫訪問，能夠滿足系統的時實性和可靠性。

1.2 系統設計原則

(1)規範性。在系統設計中制定資源分類、編碼等一系列方案，同時把通信行業標準考慮到方案之中，做到系統規範化。(2)科學性。編碼時採用區段碼和從屬編碼結構，利於計算機的直接存貯和數據庫的管理，便於系統數據的快速檢索和更新。(3)擴展性。建立一個開放的系統，留有充分的擴充空間，以便對系統擴充或移植。(4)實時性。能進行動態數據的管理，並保持數據的一致性和實時性要求。(5)安全性。對用户權限進行分級管理。

　　2 系統結構

2.1 系統功能結構

管網資源監控管理系統是對通信站轄區內的通信管網資源(如管道、人井等)進行計算機管理和監控，包括管網資源數據錄入、查詢、修改、統計分析、打印輸出、地理圖形顯示、監控數據採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 系統網絡結構

整個系統主要由GIS工作站、GIS服務器、數據服務器和多通道通信服務器組成，採用客户/服務器結構，各通信站點通過原有的內部 10/100 m網絡訪問。其中：GIS工作站負責本地管網數據的維護管理和監控;多通道數據服務器完成對管網監測數據的採集與通信;GIS 服務器實現對地理屬性數據的`存儲;數據服務器用來存儲管網資源數據信息。系統的網絡結構如圖2所示。

　　3 監控管理模塊設計

3.1 資源數據管理

管網資源數據管理包括管網數據(地理信息數據和線路資源數據)錄入、數據查詢、數據統計和打印輸出等模塊。

(1)管網數據錄入

管網數據錄入模塊用於對基礎地理信息和線路資源信息進行錄入、修改、刪除、存儲。數據庫服務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户權限、增刪用户賬號。

(2)數據查詢/統計

系統根據工作人員的需求對基礎地理信息和通信網絡信息進行查詢;按照給定的統計條件對各通信站的分佈位置及覆蓋區域、管道分佈、纜線、人井等線路信息進行統計分析。

(3)打印輸出

將GIS中的數據經過分析、轉換處理，以直觀的圖表形式輸出。

3.2 監控數據採集

監控數據採集模塊通過傳感器完成對管網資源狀態數據(壓力、温度、水位等模擬量)時實採集與通信，實時監測主要監控點的模擬量是否越限，監控數據判別流程如圖3所示。

各通信站點通過監測設備從監測現場採樣數據，上報數據經過預處理後輸入到系統中，通過與監控標準庫的數據進行對比分析來判斷管網資源是否發生故障。如果檢測判斷髮生管線受損、模擬量越限時發出報警信息，並對故障位置進行準確定位。如果檢測判斷沒有發生故障，系統不報警，同時繼續監測現場數據。

3.3 地理圖形/監控報警顯示

藉助可視化技術，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資源實體分類的基礎上，一類實體建立一個圖層，整個系統是由所有實體相對應的圖層疊加而成的。地理圖形顯示用於電子底圖和線路資源符號的顯示，具有漫遊、無極縮放、分層顯示等功能。監控報警顯示將實時監控數據和地理圖形相結合，在地理圖形界面上實時監控網管設備的運行情況。當發生故障時，在GIS 圖形界面上用特殊顏色進行標記，對管網設備故障準確定位顯示，並進行聲光報警，通知維護人員及時搶修。