WebGIS在通信設備管理中的應用

賀二榮， 黃丙湖， 何亞文

(中國石油大學(華東), 海洋與空間信息學院， 山東， 青島 266580)

0 引言

信息量、信息傳播速度、信息處理速度、信息應用程度都以幾何級數的方式不斷增長。通信技術的發展與人們日常生活息息相關，影響著企業的發展速度與方向，是一個國家現代化的重要標志，其中通信設備作為信息傳播的基礎和前提，重要性不言而喻。因此，高效的管理和優化通信設備尤為迫切，本文按照問題定界、維度診斷、方案提出的總體思路設計開發了基于優化方案的通信設備管理系統。

1 系統分析

1.1 系統建設必要性、可行性分析

通信設備管理是一項錯綜復雜的工作，開發手段多樣化。高性能計算機的出現，為繁瑣的工作提供了燃料和助推器。本文本著實用性、完整性、穩定性、安全性的設計原則，同時從技術可行和經濟效益兩方面考慮，設計開發了一款基于優化方案提出的通信設備管理系統。

1.2 系統的設計思路

根據系統需要算法對不同設備生產廠家的性能指標設計不同的算法。為方便客戶對系統的操作設置系統默認排查流程，也支持用戶自定義操作流程。歷史數據作為優化方案重要的判別依據。系統設計思路見圖1。

圖1 系統的設計思路

2 系統設計

2.1 系統設計

本系統采用B/S架構，分為基礎層、數據存儲層、應用層三部分。系統框架設計見圖2。

基礎層主要包括硬件設施、軟件設施、網絡設施，基礎層為系統提供基礎支撐。

數據存儲層采用分布式數據庫MongoDB存儲空間數據、設備采集數據和歷史工單數據， QGIS修飾后的數據通過GeoServer發布成地圖服務為應用層提供數據。

應用層是用來實現與用戶交互、顯示數據，有實現問題定界、流程控制、維度排查、GIS分析等功能。

2.2 關鍵開發技術介紹

WebGIS(網絡地理信息系統)是指工作在Web網上的GIS,是傳統的GIS在網絡上的延伸和發展。

Vue.js 框架是基于 MVVM 設計模式用于構建用戶界面的漸進式 Web 框架[1], 它采用自底向上的增量開發模式，并以數據驅動和組件化思想為核心[2-6]。

Node.js是一個讓 JavaScript 運行在服務端的開發平臺，它讓 JavaScript可以替代PHP、Python、Java、C++等傳統語言成為可能[3]。Node作為一個前端框架，后臺語言優點眾多[5]。

GeoServer 在地圖創建和數據共享方面方便靈活。除了樣式精美的地圖外，還有很多其他功能。GeoServer也是一個模塊化應用程序，開發人員可以編寫自己的代碼，實現特定功能。

2.3 數據庫設計

MongoDB 是基于分布式的開源NoSQL數據庫系統。它是面向文檔的數據庫。數據結構松散，是類似JSON格式的BSON格式，也被稱為是最像關系數據庫的NoSQL，見圖3。

從圖3可以看出， 2000年之后，非結構化數據逐漸占了數據量的主導地位。采用傳統SQL固定模式存儲這樣劇增和非結構化的數據及其不合理，NoSQL松散的數據結構和分布式的擴展模式，使大數據的存儲變為可能。

2.3.1 關系數據庫和非關系數據庫的對比

從表1可見，對比可以看出關系型數據庫與非關系型數據庫各有優劣，但是針對于通信數據，非關系型數據庫具有如下優勢。

表1 關系數據庫和非關系數據庫的對比

第一，數據結構靈活、擴展性好。通信設備產生的數據多源異構，如果使用關系數據庫，數據結構上略有差別就需要新建數據存儲模型，數據庫設計的工作量極大。使用非關系數據庫可以有效避開這些問題。

第二，檢索“海量數據”效率更高。信息時代的到來，通信設備產生的數據體量呈指數型增加，研究測試表明，相比關系數據庫，非關系型數據庫存取更快。

綜上所述，非關系數據庫更適合通信設備產生的數據，所以為本系統所選。

2.3.2 NoSQL數據存儲內部結構

圖4給出Mongo數據集一、數據集二、數據集三和數據集四分別代表不同通信設備所采集的數據，數據類型A1、A2、A4和數據類型C1、C2、C3代表不同設備采集但是數據類型類似的數據，這里可以將他們統一存入集合A和集合C。

圖4 MongoDB內部存儲結構

3 核心模塊的介紹

3.1 主界面設計

通過主界面可以直觀地看出系統運行的整體流程，從質差、病例、失敗統計直到定界問題。主界面見圖5。

圖5 主界面

3.2 流程管理設計

設計默認排查流程，默認流程具有不可刪除和不可修改性，系統支持用戶根據特定需求自定義流程，體現系統的靈活性。流程管理見圖6。

圖6 流程管理

3.3 維度管理

系統排查完一種維度后會生成相應的結果說明，用戶可以實時跟蹤排查進度，確定是否需要進入下一個維度的排查，若已診斷出問題則可以手動終止進程。維度管理見圖7。

圖7 維度管理

3.4 規則管理

3.4.1 屬性配置

每種維度的排查都需要用戶輸入分析所需的屬性信息，例如覆蓋排查，需要輸入設備廠家名稱、規則名稱、維度名稱、等一些參數。這樣可以縮小問題的排查范圍，提高排查的效率。屬性配置見圖8。

圖8 屬性配置

3.4.2 規則顯示配置

每種維度排查會遇到數據類別不同，為此系統提供了多種數據的顯示方式，可以是表格或圖表，也支持自定義嵌入第三方數據展示的界面。規則顯示配置見圖9。

圖9 規則顯示配置

3.5 WebGIS在系統中的分析功能

按基站距離以及采樣點數覆蓋問題分為：站間距弱覆蓋、過覆蓋、重疊覆蓋。

WebGIS利用空間分析中生成緩沖區的方法給站間距弱覆蓋問題提供有效的理論依據和直觀的可視化表達；空間相關性分析生成的數據進行分級色彩渲染、根據顏色漸變可以判斷是否存在過覆蓋和重疊覆蓋的問題[4]。分析功能見圖10。

圖10 分析功能

4 總結

文章把WebGIS的一些分析方法很好的嵌入到通信設備管理系統，豐富了管理系統的功能模塊，也是對WebGIS應用于通信設備管理的簡單嘗試。 系統基本滿足了通信設備管理的需要，當然系統也有些不足，在WebGIS應用方面，未能充分實現GIS眾多的可視化和分析方法。數據庫建設方面，未開發新問題解決數據入庫模塊，只是用已有的歷史數據作為優化方案的依據，數據無法保持足夠的鮮活性，對優化方案的高質量性會造成一定的影響。