基于Ajax的特種承壓設備監測管理系統的開發及實現

張鵬程，李長輝，杜劍光

(廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060)

基于Ajax的特種承壓設備監測管理系統的開發及實現

張鵬程?，李長輝，杜劍光

(廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060)

采用Oracle 10g＋SuperMap SDX Plus，構建了廣州市基礎地理信息和特種承壓設備專題信息數據庫；基于VS2005.NET和AjaxControls相關組件式開發技術，實現了特種承壓設備的空間查詢、統計分析、在線監控、檢驗導航等功能；通過單點登錄方式，實現了與特種承壓設備綜合業務管理系統的無縫集成；此外，系統采用了地圖預緩存和Ajax技術，具有類似Google Map地圖網站響應速度快、用戶體驗好的優點。

特種承壓設備；Ajax；WebGIS；監測管理

1 引 言

為了加強特種設備的安全監察，防止和減少事故，保障人民群眾生命和財產安全，促進經濟可持續發展，國務院特種設備安全監督管理部門專門制定了《特種設備安全監察條例》。要求各省(自治區、直轄市)質量技術監督局建立特種設備動態監察網絡，實時掌握特種設備的安全狀況，利用信息網絡，實現特種設備有效監管，并逐步完善監控預警、安全評價、事故統計分析體系，最大限度地防止、減少事故的發生。同時在《特種設備安全監察條例》的第八條提出:國家鼓勵推行科學的管理方法，采用先進技術，提高特種設備安全性能和管理水平，增強特種設備生產、使用單位防范事故的能力。

近年來，隨著廣州市經濟的不斷發展，特種承壓設備及危險源的數量和種類日益增多，安全監察、檢驗檢測的任務越來越繁重，采用先進技術，推行科學的管理方法，已經成為特種承壓設備管理部門提高管理水平、強化監管力度的重要工作內容。因此，加強對有關技術的開發，特別是建立基于地理信息系統(GIS)等空間信息技術的城市特種承壓設備安全監測管理系統，已成為解決城市安全與緊急救援難題的主要措施之一。

Ajax作為當前WebGIS系統開發的一項最新技術組合，具有“按需獲取數據”、用戶體驗好，實際和心理等待時間少等眾多優點，

尤其是Google Map、百度、搜狗等地圖網站的成功應用，使得基于Ajax的網絡地理信息系統逐漸走進千家萬戶，使GIS真正成為一種大眾使用的工具。

采用VS2005.NET和AjaxControls相關組件開發了廣州市特種承壓設備監測管理系統，本文對該系統的數據庫設計、系統功能及相關技術進行了詳細地探討。

2 系統數據庫平臺選型及設計

系統采用Oracle 10g＋SuperMap SDX Plus模式實現了廣州市基礎地理數據和特種承壓設備專題數據的存貯和入庫。

2.1 基礎地形圖數據

基礎地形圖數據包括GIS專題數據和數字線劃圖數據。其中數字線劃圖數據是指1∶2 000的地形圖，是基于CAD的制圖數據，它強調的是圖形的數據表達，每個地物對象存貯了顏色、線型、符號及所在圖層信息，主要作為特種設備專題數據采集的背景；而GIS專題數據主要包括房屋面、道路面、道路名、地名、單位名等城市基礎地理空間框架數據，主要用于特種承壓設備數據的查詢、分析和空間定位，如圖1所示。

圖1 基礎地形圖數據庫構成

2.2 特種承壓設備專題數據

特種設備專題數據包括設備數據和與特種設備相關的專題數據。特種設備數據包括鍋爐、壓力容器、壓力管道等數據。鍋爐按用途不同，可分為小型鍋爐、工業鍋爐、電站鍋爐、熱水鍋爐、有機熱載體等。屬性信息包括單位代碼、單位名稱、單位地址、郵政編碼、聯系人、聯系電話、設備維修狀況、燃料種類、鍋爐型號、下次內檢、下次外檢、下次液壓時間、是否危險源等。壓力容器是指內部或外部承受氣體或液體壓力、并對安全性有較高要求的密封容器，壓力容器按危險性和危害性來分，包括一類、二類和三類容器等，屬性信息與鍋爐屬性基本相同；壓力管道是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，壓力管道按其用途劃分為工業管道、公用管道和長輸管道等。

與特種設備相關的其他專題數據包括重點區域、重點單位(重大危險源、人員密集場所、高危行業、氣瓶充裝站)，特種承壓設備制造、安裝、改造、維修單位和檢驗單位等，如圖2所示。

圖2 特種承壓專題設備數據庫構成

3 系統功能特色及相關技術

3.1 地圖預緩存技術

地圖預緩存就是根據用戶預先定義好的比例尺級別，將地圖窗口預先切割成一系列的小圖片(png、jpg、tif等)，這些小圖片存貯在服務器上的發布目錄里。地圖預緩存技術通過地圖窗口的合理配置，使得基于Ajax的特種承壓設備監測管理系統的客戶端響應時間基本上與數據量的大小無關。

由于基礎地理信息數據是定期更新的，而設備專題數據與業務系統密切相關而實時更新的，因此，為了提高地圖瀏覽的速度，本文根據特種承壓設備系統的數據組成及動態更新情況，對基礎地理信息數據進行了預緩存切片技術。

地圖緩存時比例尺的設置非常關鍵:比例尺設置越大，圖片的數量越多，所需的存貯空間就越大。當客戶端訪問給定區域范圍內的地圖時，由于服務器已經生成了圖片，服務器直接將范圍內的圖片傳回客戶端，從而提高了客戶端的響應速度。而比例尺設置越小，圖片的數量越少，所需的存貯空間就越小。當客戶端訪問給定區域范圍內的地圖時，由于服務器沒有預先生成該范圍內的圖片，需要臨時動態生成圖片并傳回客戶端，從而使客戶端的響應速度變慢。綜合考慮用戶響應的速度和存貯空間，本系統將地圖緩存(根據用戶設定的多級比例尺，將地圖預先切成圖片)的比例尺設為由1∶2 000～1∶100萬共11個級別，通過地圖的預緩存，本系統實現了全廣州市7 400多平方千米1∶1萬基礎地形圖和特種設備專題數據的網絡發布，達到了類似Goolge Map網站的用戶響應速度，而且用戶的數量沒有任何限制。

3.2 承壓設備的在線監控功能

在根據業務管理系統實施特種承壓設備數據動態更新的基礎之上建立了科學的在線監控管理功能，設立特種承壓設備到期檢驗提示(1個月、3個月、3個月以上)、超期未檢提示(已受理、未受理)、設備安全狀況等級提示(重大危險源)、設備使用年限提示(飄紅、未飄紅)、設備狀態提示(在用、停用、注銷)、檢驗結論提醒(不合格)、重點設備提示等圖形展示，同時用地圖分布、統計表和詳細信息表等多種形式進行業務預警的功能，具體包括:①特種設備飄紅(超期未檢)狀態統計；②特種設備類別統計；③設備飄紅統計地圖顯示；④特種設備檢驗狀態查看；⑤特種設備檢驗比例查看；⑥單類設備飄紅地圖顯示；⑦設備到期檢驗提示；⑧重點監測設備的地圖展示等。圖3為查找距今30天內未檢的所有鍋爐設備，查詢結果以列表的形式顯示，在列表里不僅可以進一步查看任何一個未檢鍋爐的屬性信息，而且可以非常方便地在地圖上進行定位。

圖3 承壓設備的實時監控

3.3 承壓設備檢驗的自動導航

為了確保特種承壓設備的運行安全，承壓院及其下屬承壓所的工作人員需要定期對設備進行檢驗、監測。然而，傳統的承壓設備業務管理系統僅以二維屬性表格的形式顯示設備的各種屬性信息，沒有在地圖上直觀地顯示設備的檢驗監測狀況，同時無法與城市道路網進行空間疊加分析并給出最佳路徑，因此，如何根據城市道路距離、設備數量、設備分布、路途時間、檢驗時間等因素綜合計算分析，使特種設備及危險源檢驗工作安排得更公平合理，是提高工作人員檢驗監測設備的工作效率的關鍵。本系統可以根據設備類型和日期查詢某一區域內需要檢驗的設備，此外，由于包括了廣州市完整的路網(單向、雙向、路口等)信息，支持檢驗路徑的自動導航，以及多條檢驗路線的選擇，并可以將檢驗路線以地圖的形式打印輸出，便于外檢人員根據打印的地圖快速找到需要檢驗的特種設備。

支持兩種檢驗路徑的自動導航功能:①是從查詢結果列表中的“Go”按鈕或者從設備屬性窗口中的【到這里去】來觸發導航功能。實現地圖上任意一點到該設備的路徑導航，同時顯示到該設備的總距離；②在地圖上，手動分別添加起點和終點，點擊【導航】按鈕，實現起點到終點的路徑導航。同時顯示起點到終點的總距離。

檢驗路徑導航以直觀的列表形式提供了道路名、距離以及如何到達指定檢測設備的詳細信息，如圖4所示。

圖4 承壓設備檢修的自動導航

3.4 承壓設備的查詢、統計、分析

系統提供強大的專題查詢、統計與分析功能，由于將承壓設備和基礎地形圖進行了空間位置上的集成，因此，可以按承壓設備和基礎地形圖提供的專題信息進行屬性和圖形的雙向查詢，所有這些查詢都是可視化的，同時查詢到的結果將以閃爍的形式形象、直觀地顯示在圖形上。例如支持按承壓設備的屬性如單位代碼、單位名稱、單位地址、郵政編碼、聯系人、聯系電話、設備維修狀況等的查詢；支持按道路名、地名、單位名等空間距離查詢。

在查詢結果的基礎上，可進行數據的統計分析，包括最大值、最小值、平均值、平差等的統計分析。統計分析的結果可以輸出至Word、Excel等辦公軟件中，也可以以柱形圖、條形圖、折線圖、餅圖、面積圖等圖表形式形象、直觀地顯示，如圖5所示。

圖5 承壓設備查詢及統計輸出

由于網絡帶寬的限制，WebGIS系統的查詢功能在返回查詢結果時，往往以分頁的形式顯示查詢結果，而不是一次性地返回所有查詢結果。

本文針對一般WebGIS系統查詢功能的限制，開發了承壓設備的空間分布功能，該功能展現的是各種不同類型的設備在全市的整體分布情況和比例情況。

如上所述，現有WebGIS系統由于網絡帶寬的限制，一般只能同時展示當前窗口范圍內或固定數量的設備，而本系統采用了TcpMap類及其相關的方法，該類支持地圖服務器集群，同時提供了更好的負載均衡能力與容錯能力，從而使得大部分服務請求均能在集群環境下進行很好的處理，利用TcpMap類，在地圖窗口中再動態創建一個新的圖層，實現了數萬個設備幾乎無任何延遲地同時顯示在當前地圖窗口中，使領導和管理者可以一目了然地了解設備的分布狀況，用戶體驗非常好。

圖6 鍋爐設備的全市域分布

如圖6所示，點擊鍋爐類型前面的單選按鈕，則地圖窗口顯示該類型鍋爐設備的分布情況，并用相應的符號表示，同時該類型鍋爐設備在整個鍋爐設備中占比例情況也在窗口中顯示。

3.5 與綜合業務管理系統的無縫集成

廣州市特種承壓設備綜合業務管理系統是一個依托國內工作流領域領先的普元平臺，方便業務流程優化調整的MIS系統，包括計劃管理、約檢管理、報告管理、收費管理、單位設備庫管理、合同管理、技術管理、檢驗設備管理、人事管理等功能模塊，本系統與該業務管理系統實現了在數據層面上的無縫集成:空間地圖數據庫僅存貯特種承壓設備的空間位置坐標，而所有設備的屬性數據則存貯在業務系統的屬性表里，二者通過唯一的設備編碼關聯。

圖7 本系統與綜合業務系統的集成

通過單點登錄并認證的方式，實現了本系統與業務管理系統在功能界面上的集成，地圖上承壓設備的屬性來源于業務系統，同時可在地圖上顯示設備的業務辦理情況，如圖7所示。由于實現了二者之間的緊密集成，業務系統中任何屬性信息(如下次檢驗時間等)的修改可實時地更新到地圖上的設備屬性中，本系統將某一設備的屬性“下次檢驗時間”與“當前時間”進行比較，從而判斷某一設備的檢驗狀態(系統可以設定如3個月以上未檢驗的設備在地圖上飄紅顯示，1～3個月內未檢驗的設備在地圖上以黃色顯示，1個月內未檢驗的設備在地圖上以綠色顯示)，檢驗員根據設備檢驗狀態的空間分布規律，可以合理地安排檢驗計劃等。

4 結 語

本系統依托先進的地理信息技術、數據庫技術和網絡技術，將WebGIS與“特種承壓設備綜合業務系統”相結合，從而實現了真正意義上的“圖文一體化”，便于廣州市特種承壓設備檢測、維修部門或上級領導部門以直觀、形象的圖形展示承壓設備的現狀、維修、分布等狀況，同時系統依托GIS技術，提供各種方便、快捷、強大的圖形和屬性雙向查詢、在線監控、檢驗導航等功能，從而提高了設備維修的效率和水平，實現特種承壓設備管理決策及檢驗的定量化、科學化和可視化。

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Development and Realization of the Special Pressure Equipment Inspection and Management System Based on Ajax

Zhang PengCheng，Li ChangHui，Du JianGuang
(Guangzhou Urban Planning＆Design Survey Research Institute，Guangdong 510060，China)

Using Oracle10g and SuperMap SDX Plus，Database of urban fundamental geo－information datas and special pressure equipments such as boilers，containers is built.Based on the technologies of VS2005.NETand AjaxControls，the functions of spatial query，statics and analysis，Online Supervision and navigation are realized.Using the technology of single sign on，the seamless integration of this GIS and MIS systems comes true.In addition，because of the technologies of maps pre－cache and Ajax，this system have many advantages such as fast response speed and enhance user′s experience same as Goolge Maps.

Special Pressure Equipment；Ajax；WebGIS；Inspection and Management

1672－8262(2010)02－26－04

P208

A

2009—07—22

張鵬程(1975—)，男，高級工程師，主要從事GIS應用系統開發工作。