基于GIS技術的廣電網絡工程輔助設計

李懷森

（江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司南京分公司，江蘇南京 210001）

0 引言

自2009年起江蘇有線南京分公司就已建設了基于GIS系統的網絡資源管理系統，通過該系統有效管理公司各類的網絡資源，尤其是對城域光纜網、管道網和接入光纜網等網絡資源的管理。隨著公司網絡規模的不斷擴大，各類網絡資源越來越多，如何對系統中已入庫的各類網絡資源進行快速、有效管理，充分利用系統數據采集、導入、分析等功能對網絡資源進行規劃、設計成了日益關注和緊迫的問題。

傳統的廣電網絡工程設計主要采用CAD方式直接設計，根據CAD設計圖紙完成光電纜路的設計、工程預算等工作。施工完成后，再進行工程驗收圖紙數據錄入、審核工作，數據入庫的準確率和時效性都存在一些問題。結合當前廣電的業務特點，在AutoCAD基礎上開發一套基于GIS系統的網絡工程輔助設計功能，諸如網絡工程布線、管道管理、電纜管理、光纜設計管理、樓棟網管理及其附屬設備管理，以更好地適用于網絡綜合管理。

1 網絡資源系統

南京分公司的網絡資源管理系統采用C/S和B/S兩種架構：C/S結構將光纜、電纜、樓棟光機等網絡資源的屬性數據和地理圖形數據統一存儲在系統的服務器數據庫中，客戶端安裝在使用者的筆記本或臺式電腦上。根據使用者不同的使用需求，系統將服務器處理后的數據以圖形界面的方式展現。系統能在客戶端和服務器間進行動態調配，從而提高了數據和事務處理的效率。與B/S結構相比，C/S結構的邏輯結構層較少，完成的速度也較快，更利于處理光纜、電纜等網絡資源的大量數據［1］。B/S架構是基于Internet的，建立在城域網基礎之上，使用者不需要安裝客戶端，只要能鏈接系統所在的城域網，就可以通過瀏覽器訪問系統。在軟件開發層面，B/S結構采用的是三層或多層架構，各部分構件有相對獨立的功能，軟件有較好的重用性［2］。

網絡資源管理系統主要管理主干光纜、接入網光纜、電纜、光交箱、樓棟光機、接頭盒、樓棟交換機等干線網和接入網的網絡資源，主要采用C/S架構，如圖1所示。

圖1 網絡資源C/S結構

2 基于GIS系統的網絡工程輔助設計

2.1 系統建設思路

基于南京分公司現有的網絡資源管理系統，采用CAD組件二次開發為基礎進行網絡資源工程輔助設計功能建設。網絡資源管理系統提供獨立的輔助設計系統功能，不改變設計人員非常熟練的AutoCAD操作習慣，采用類似于CAD的操作模式，方便了網絡設計人員使用。同時在CAD功能的基礎上增加了資源屬性信息，滿足不同設計單位、不同設計人員在脫離網絡資源管理系統的情況下進行設計的要求。工程設計人員在現有的網絡資源管理系統中，提取在線系統網絡資源數據進行設計，以保證數據的一致性。該輔助設計功能可以在工程設計、施工、竣工各階段使用，能夠滿足新建、拆改等各類網絡資源的設計，還可以統計設計材料，并生成工程結算文件；在施工完成后，工程設計單位完成的設計圖紙經工程管理部門審核后可直接導入在線網絡資源管理系統，減輕工程人員手工錄入圖紙的工作量。

2.2 系統建設原則

（1）先進性：在選用系統組件進行二次開發時應優先考慮其先進行、可靠性及成熟型，具備處理各種非正常狀態和事件的能力，以保證功能建設適度技術先進性。

（2）開放性：系統建設時應遵循開放性架構，包括硬件部署、數據庫結構設計和應用軟件開發，采用開放的接口協議與開發平臺。

（3）模塊化程度：采用模塊化方式，系統易于修改，對某一個子系統的修改，不影響其他系統的正常運行。

（4）安全性：系統按照電信級的應用進行設計。

（5）分布性：系統應盡量采用分布式計算的技術，以提高系統的可擴展性。

（6）可擴展性：基于標準化，系統應具有良好的可擴展性，能夠根據網絡規模的增長而平滑擴展。

2.3 系統功能結構

輔助設計功能的主要功能點有：電纜網設計、光纜網設計、管道網設計、寬帶網設計等（見圖2）。電纜網設計主要有分配網（樓棟網）設計，用于對片區樓棟進行簡單有效的設計、管理；管道網有管道截面管理；光纜網是對交接箱、接續盒、終端盒、光纜進行設計。

2.4 系統實現難點

輔助設計功能的主要難點有兩個：一個是數據交換問題，另一個是在交換數據時的數據一致性問題，而在應用層面是解決使用習慣與規范操作之間存在矛盾的問題。網絡資源管理系統采用的是supermap格式數據，存儲在數據庫中，輔助設計功能采用的autocad格式數據，存儲在dwg文件中［3］。為保證數據的統一性和一致性，系統建立數據交換中心，采用面向對象的地理信息數據交換機制，通過空間數據引擎，將兩種異構數據進行統一管理，并可無縫交換到對方系統中，充分做到數據能夠“從系統中來，到系統中去”，保證數據的統一使用（見圖3）。

圖2 輔助設計功能的功能結構

圖3 輔助設計數據交換

在網絡資源管理系統中進行網絡工程設計時采用SuperMap GIS和Oracle作為基礎平臺，而采用輔助設計功能是用AutoCAD和Access，因為數據格式不同，兩套平臺的數據不能直接交換，需要進行數據格式轉換來實現數據交換，需要交換的數據也不限于網絡資源的圖形數據和屬性數據，還包括資源管理系統中的各種設計模板、數據字典、技術指標等設計環境數據。輔助設計功能系統提供了“導出模板”“導出數據”“導入數據”3個功能來解決數據交換問題。“導出模板”可以將設計環境數據從網絡資源管理系統數據庫導出到輔助設計功能系統的Access本地數據庫。“導出數據”則以工程項目為單位，將與該工程項目有關的電子地圖、相關網絡資源數據導出為CAD圖形文件，屬性則保存在CAD元素的擴展屬性中，通過編程手段，保證各類圖形元素和屬性數據的完整轉換。“導入數據”只需要將輔助設計成果中的網絡資源數據無損導入網絡資源管理系統中。在導入時，有時因為需要對既有的網絡進行拆改，對導出的既有資源數據進行了編輯，在導入網絡資源管理系統時，就出現了不一致的問題；有時是因為同時有多個工程項目對同一區域的資源數據進行了導出，而不同的工程項目都對同一資源數據進行了不同的操作，當這些工程項目的設計成果先后導入系統時，也會存在數據的不一致性問題，對于不一致數據，系統在導入數據時會進行提示，由設計人員進行人工干預，解決數據沖突問題。

2.5 系統使用的優點

輔助設計功能系統采用Autocad的設計模式，工程設計人員易于接受，相對于直接使用Autocad出圖設計起來更方便快捷，和直接使用Autocad建里的設計圖紙相比較，系統中的對象有屬性的，這樣便于管理維護。相對于在線網絡資源管理系統進行網絡工程設計，在無網絡連接的時候，也可以使用輔助設計功能，無須連接在線數據庫，工程設計人員可以在任意時候可以使用本系統。

3 結語

基于CAD平臺的網絡工程輔助設計系統，結合傳統CAD和網絡資源管理系統，使用簡單、操作方便，同時可以脫離局域網環境，在本地計算機獨立完成，其文件包可以在工程各階段（設計、施工、竣工等）單獨進行流轉，并可將成果一鍵導入在線系統中，節省后期錄入、審核工作。輔助設計功能的建設，為基礎網絡工程設計工作標準化、規范化提供有力保證，簡化了系統錄入功能，提高工程管理人員的工作效能。