基于GIS的通信管網資源監控管理系統設計探討

陳榮　任華　吳鳳娟

摘 要：該文以基于GIS的通信管網監控管理系統設計為研究對象，分析了設計方案及原則，給出了系統結構的設計思路和方法，探討了監控管理的模塊設計，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 監控管理系統

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0011-02

通信管網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（Geographic Information System，GIS）技術作為通信企業的管理監控平臺，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，通過采集管網資源的實時信息對整個系統進行監控，提高系統的自動化水平和服務質量。

1 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。利用計算機建立地理數據庫，將地理環境中的各種要素，包括它們的地理分布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，并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著密切的關系，該系統充分利用GIS的特點，通過VisualBasic6.0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采集硬件設備，以 Windows 2000/NT 為網絡操作系統，使用 MicroSoft 的 SQL Server2000 作為后臺數據庫系統，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。

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，采用客戶/服務器結構，各通信站點通過原有的內部 10/100M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采集與通信；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戶權限、增刪用戶賬號。

（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布位置及覆蓋區域、管道分布、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 監控數據采集

監控數據采集模塊通過傳感器完成對管網資源狀態數據（壓力、溫度、水位等模擬量）時實采集與通信，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采樣數據，上報數據經過預處理后輸入到系統中，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。如果檢測判斷發生管線受損、模擬量越限時發出報警信息，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

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，并進行聲光報警，通知維護人員及時搶修。

4 結語

該文首先探討了管網資源監測管理系統設計的基本方案、原則，然后對系統的功能、網絡架構進行了說明，最后對系統的管理模塊進行了設計。總體來說，該系統能充分利用 GIS 平臺，將分布范圍廣泛的管網設施和地理位置有機地結合，充分發揮GIS的空間定位及可視化的優勢，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，該系統研究具有廣闊的應用前景，該文對從事相關工作的專業人員有很好的參考作用。

參考文獻

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