一種基于GIS的通信管線設計平臺的設計

【摘要】地理信息系統（GIS）已成熟地應用于各類通信網絡資源管理系統，可以對網絡資源進行成圖和分析，實現信息地圖化和數據可視化。本文借鑒此類系統建設經驗，結合通信管線設計與地理環境緊密相關的特性，分析開發一種基于GIS技術的通信管線設計平臺的需求、功能、方案及主要應用技術等，為搭建平臺提供參考。

【關鍵詞】GIS通信管線設計平臺設計

一、需求分析

中國移動等三大通信運營商在獲得全業務運營牌照后，加劇了全業務運營市場競爭關系，而通信管線作為重要的基礎承載物理資源，其建設力度得以延續和加強，運營商對通信管線設計的業務需求也不斷提高。當前，通信管線設計工作主要面臨以下問題：（1）通信管線設計具有室外惡劣環境勘察工作比例大，現場記錄和正式圖紙繪制重復工作量大等特點，缺少信息化的輔助生產手段，生產效益低；（2）勘查設計進度和內容情況依賴傳統人工上報方式提供，無法及時、直觀地予以呈現，且客觀性難以把握，不便于設計單位開展生產管理以及與建設單位溝通；（3）運營商愈加重視開展管線資源的網絡信息化管理工作，希望在設計階段獲取標準化的管線資源基礎數據，以在建設、維護階段加以應用，傳統的管線設計成果無法滿足此項需求。

二、功能目標

通信管線設計平臺按照通信基本建設程序，建議包含規劃、設計以及建設維護等三個主要階段。設計環節是開發重點，完成設計項目的生產及管理；建設維護環節主要指跟蹤項目進展對設計數據予以修正和更新，用以在系統平臺中積累工程項目和網絡資源數據；規劃環節借助已有數據，設置信息化的統計手段，為規劃分析、方案設計服務。

以下就以上功能模塊設計思路和內容逐個進行說明。

2.1項目管理模塊

項目管理模塊功能設想為以管線工程設計項目為管理出入口徑，在設計平臺中實現項目登記、人員組織及任務派發、設計區域劃定、制定及下發設計模板、進度動態展示、人員工作量及費用統計等功能。

2.2規劃管理模塊

規劃管理，功能設想為設計平臺可以利用GIS地圖和管線網絡資源現狀，進行管道管孔利用率、光纜纖芯利用率等統計分析，為設計方案提供依據。可以根據組網規劃進行光纜定位，加以分析，指導設計和建設。

2.3設計管理模塊

設計管理是整個平臺的核心部分，是在項目啟動后，設計人員接收設計任務后，可以利用智能手持終端、CAD、系統繪圖工具等，結合系統存儲的已有網絡現狀和GIS信息，錄入標準化的勘察設計信息，并輔以GPS定位，實現設計內容信息化、可視化。

2.4建設維護管理模塊

建設維護管理功能是著眼于設計信息在系統平臺中的閉環管理，設計內容在建設階段可能會發生變更，入網的管線資源投產使用信息也會變更，通過相關渠道獲取最新的數據后，按照標準化的格式錄入到系統平臺，完成信息更新，可為其它功能奠定基礎。

2.5網絡管理模塊

網絡管理功能指對管線網絡資源在GIS視圖上的呈現、查詢、統計等功能。包括通信管道、光纜線路等資源的分層展示，管線資源的分類展示，管線資源的自定義查詢，以及各類口徑的網絡資源統計輸出功能。

2.6基礎數據庫管理模塊

基礎數據庫管理是實現管線平臺各類標準化功能的基礎，根據功能設想，應包含：管線設計資源結構化數據標簽管理，對設計內容進行標準化標簽設計；使用人員分角色權限式管理，根據設計項目人員角色職能劃分為各類用戶組；工作量表及材料表數據庫管理，按照通信管道和光纜線路類別建立工程量和主要材料基礎條目數據庫；通信管線概預算條目數據庫，完成通信管道和通信管線概預算條目以及各類算法的存儲；設計說明模板庫等。

2.7GIS管理功能

管線設計平臺中GIS電子地圖信息作為管線資源的參照物，應實現地圖信息分類分層管理，例如道路、小區等類別信息的分層管理，管線資源的分類分層管理，包含設定資源視圖標簽、顯示比例等，完成管線資源與GIS地圖的聯合管理。

2.8接口管理功能

在設計平臺內部實現系統客戶端與智能手持終端、CAD等工具的接口管理功能，在設計平臺外部實現系統客戶端與其他相關網管系統的接口管理功能。接口管理實現標準化數據的導入、導出以及同步等功能。

三、方案設計3.1組織結構

設計平臺的使用對象可包含設計項目管理人員、設計人員、合作單位人員以及建設單位項目管理人員等，搭建采用以客戶機/服務器網為主的服務架構，由GPS差分站、手持一體化設計智能終端、使用人員電腦客戶端以及差分站服務器、GIS地圖和設計項目數據庫服務器等設備組成的系統，通過智能終端、系統客戶端錄入，以及與部分網管系統互通數據，完成設計生產及管理功能。

3.2工作流程

設計平臺工作流程根據功能范圍及目標，主要流程環節如圖3所示。

四、主要應用技術分析綜合前述分析，需重點做好以下應用：（1）結構化管線資源設計數據設計。將管線設計內容特別是管線資源設計信息進行模板化、結構化設計，嵌入手持終端以及系統平臺，實現標準化錄入，數據庫運算，完成系統功能。（2）差分GPS定位技術。差分GPS通過搭建具備精確三維坐標的差分GPS基準臺，求得偽距修正量或位置修正量，再將這個修正量實時或事后發送給用戶，對用戶的測量數據進行修正，可以提高管線資源的GPS定位精度，提高管線網絡與GIS結合的呈現效果以及設計的準確性。（3）一體化智能終端。一體化智能終端開發設計基于方便設計人員現場勘查錄入的思路，可以標準化勘察內容，實現遠程錄入系統平臺自動定位成圖等，減少重復繪圖等工作量。實現功能可包括：作為GPS位置信息采集終端、作為現場勘察設計內容的錄入終端（具備拍照功能）、作為便攜式的設計平臺系統客戶端。

五、結束語

針對設計項目閉環管理、設計生產和管理手段信息化、設計成果功能最大化等需求，結合管線資源的空間特性，內置設計生產管理流程以及設計內容結構化數據模板、工程量和材料表數據庫、概預算條目數據庫等基礎數據內容和邏輯算法，應用差分GPS、手持智能終端等技術，開發一種基于GIS的通信管線設計平臺，可以實現管線設計工作的信息化、集中化管理，符合通信運營企業對設計業務的進一步需求，可以加強設計服務能力，提高市場競爭力。