基于Web的橋梁工程空間信息管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

馮璐瑋 ,吳迪軍

(1.武漢大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，武漢　430079； 2. 中鐵大橋勘測設(shè)計院，武漢　430050)

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基于Web的橋梁工程空間信息管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

馮璐瑋1,吳迪軍2

(1.武漢大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，武漢430079； 2. 中鐵大橋勘測設(shè)計院，武漢430050)

摘要：以港珠澳大橋的測繪空間數(shù)據(jù)的信息化管理為研究內(nèi)容，通過整合利用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、工作流引擎、Google Map等現(xiàn)代信息技術(shù)手段，開發(fā)出了一套B/S結(jié)構(gòu)的大橋空間信息管理軟件，研究了系統(tǒng)建設(shè)過程中的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)對大橋的測量空間數(shù)據(jù)的高效和統(tǒng)一管理，為工程建設(shè)的順利進(jìn)行提供高效、科學(xué)的數(shù)據(jù)查詢和分析工具，有效地提高了大橋測繪空間數(shù)據(jù)管理的工作質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：橋梁；空間信息；Web

引言

隨著信息化測繪的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的測繪空間數(shù)據(jù)管理模式已經(jīng)無法滿足測繪生產(chǎn)的要求。[1][2]國內(nèi)一些城市和企業(yè)都從各自的實際需求出發(fā)開展測繪空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)工作，越來越多的工程建設(shè)管理單位也逐步意識到測繪空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的重要性，類似課題的研究工作正在興起。在杭州灣大橋、膠州灣大橋、重慶軌道交通等工程中已經(jīng)針對特定的工程特點建立了具備基本信息存儲與查詢功能的測繪空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)，但國內(nèi)外尚無較為成熟的通用大型橋梁管理信息系統(tǒng)平臺。目前，能對施工監(jiān)理單位測量工作進(jìn)行管理和控制的業(yè)務(wù)流程、能對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行運算分析的管理信息系統(tǒng)尚未見報道，亟待研發(fā)。[3][4]

1系統(tǒng)功能

根據(jù)大型橋梁工程對測繪空間信息管理的需求，港珠澳大橋主體工程測繪空間信息管理系統(tǒng)主要包括空測繪空間信息管理、查詢統(tǒng)計、電子公務(wù)、運算分析和系統(tǒng)管理模塊，各個模塊對應(yīng)功能如圖1。

圖1　系統(tǒng)功能模塊

2系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計(見圖2)，分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用服務(wù)層和應(yīng)用層，數(shù)據(jù)層主要提供空間數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，應(yīng)用服務(wù)層提供Web服務(wù)、工作流服務(wù)以及Google Map訪問服務(wù)。

圖2　系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

3系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1基于工作流引擎的流程控制技術(shù)

工作流技術(shù)是20世紀(jì)90年代計算機應(yīng)用領(lǐng)域的一個研究熱點。根據(jù)1993年成立的工作流管理聯(lián)盟(Workflow Management Coalition)的定義：工作流是指一類能夠完全自動執(zhí)行的經(jīng)營過程，根據(jù)一系列過程規(guī)則，將文檔、信息或任務(wù)在不同的執(zhí)行者之間進(jìn)行傳遞與執(zhí)行。在本系統(tǒng)中，工作流引擎主要用于不同業(yè)務(wù)主體之間的測量空間數(shù)據(jù)的提交、檢查、審批和回復(fù)等服務(wù)。

3.2數(shù)據(jù)庫共享和互操作技術(shù)

橋梁工程測繪空間信息往往需要和其他綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互，而這些信息都在不同系統(tǒng)中存在，這就必須解決異構(gòu)資源、異構(gòu)平臺(java)、異構(gòu)系統(tǒng)(unix)之間的互操作問題。數(shù)據(jù)實現(xiàn)互操作采用的是Web Services技術(shù)，是基于服務(wù)提供者、服務(wù)注冊中心、服務(wù)請求者三者之間的交互。利用HTTP 和 SOAP 協(xié)議在 Web 上傳輸數(shù)據(jù)，SOAP通過 HTTP 調(diào)用商業(yè)對象執(zhí)行遠(yuǎn)程功能調(diào)用，Web 用戶能夠使用 SOAP 和 HTTP通過 Web 調(diào)用的方法來調(diào)用遠(yuǎn)程對象。

3.3變形曲線分析

變形曲線分析是對水平位移監(jiān)測和沉降監(jiān)測原始數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，推導(dǎo)該部位點的變形趨勢。利用FusionCharts實現(xiàn)，進(jìn)行變形數(shù)據(jù)的多項式函數(shù)模擬。FusionCharts是一個Flash的圖表組件，它可以用來制作數(shù)據(jù)動畫圖表，可用于任何網(wǎng)頁的腳本語言，提供互動性和強大的圖表。使用XML作為其數(shù)據(jù)接口， FusionCharts可充分利用流體美麗的Flash創(chuàng)建緊湊、互動性的視覺逮捕圖表。原始和模擬變形曲線如圖3所示。

3.4基于Google Map的施工控制點信息管理

施工控制點資料是測繪工作的基礎(chǔ)，任何一項測繪工作都必須以施工控制點測量為基礎(chǔ)，因此施工控制點資料一直以來都是各個單位收集的重要基礎(chǔ)性資料。施工控制點數(shù)據(jù)、資料多采用傳統(tǒng)文件、圖紙的方式進(jìn)行管理，各種空間屬性數(shù)據(jù)易于丟失和損壞，難于保存。而Google Map不僅提供矢量地圖，還提供了影像地圖，通過施工控制點信息與地圖信息的有效疊加，可實現(xiàn)施工控制點的圖形信息和屬性信息的一體化管理，彌補了一般施工控制點信息管理的不足，為施工控制點信息的管理提供了實用平臺，促進(jìn)測繪數(shù)據(jù)資源共享，為測繪工作提供了極大的便利，具有一定的現(xiàn)實意義。

本系統(tǒng)通過Google Map API實現(xiàn)施工控制點信息與電子地圖有效疊加，實現(xiàn)了對控制點的空間信息和屬性信息相結(jié)合的管理和對施工控制點的信息維護(hù)。系統(tǒng)管理者可以上傳控制點相關(guān)的實時施工現(xiàn)場圖片，以供決策管理者獲取該部位的施工進(jìn)度信息，用于施工決策和工程監(jiān)管。同時還可以上傳該點位的變形監(jiān)測信息(系統(tǒng)生成的變形曲線)，為以后的變形監(jiān)測提供有用的分析資料。在圖4 中，可以更清楚地看到

圖3　原始和模擬變形曲線

圖4　控制點坐標(biāo)位置信息 圖5　控制點圖片描述信息

與“樁基1號點”相關(guān)的坐標(biāo)信息。在圖5 中，可以清楚地看到“樁基1號點”施工控制點實地圖片信息以及變形曲線等信息。

結(jié)論

本文以港珠澳大橋工程為研究背景，對大型橋梁測繪空間信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。系統(tǒng)研發(fā)過程中，采用B/S的系統(tǒng)設(shè)計模式，快捷地開發(fā)出結(jié)構(gòu)清晰、功能耦合分離、高擴展性、高性能、高可靠性的應(yīng)用系統(tǒng)，可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件，同時滿足單位內(nèi)部局域網(wǎng)辦公和網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布，系統(tǒng)的可拓展性好。另外，基于工作流引擎的流程控制技術(shù)實現(xiàn)了大型橋梁工程空間信息與業(yè)務(wù)管理流程的成功結(jié)合，基于Google Map的控制點信息管理也為大橋測繪空間數(shù)據(jù)管理提供了新思路，對其它類似測繪空間信息管理系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)具有一定的參考借鑒作用。

參考文獻(xiàn):

[1] 帥開德. 測繪生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 南京：中南大學(xué)，2007.

[2] 梅樹紅，王龍波.基于GIS技術(shù)的數(shù)字化測繪產(chǎn)品生產(chǎn)管理[J].廣西測繪,2003,(2).

[3] 李德仁，苗前軍,等.信息化測繪體系的定位與框架[J].武漢大學(xué)學(xué)報：信息科學(xué)版，2007,32(3)：189-196.

[4] 姚靜.橋梁工程測繪信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[J]. 橋梁建設(shè)，2010，(5).

(責(zé)任編輯：陳紹志)

作者簡介：馮璐瑋(1993-), 女，山東青州人，武漢大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院學(xué)生;吳迪軍(1964-),男，湖南漣源人，中鐵大橋勘測設(shè)計院集團有限公司高級工程師。

收稿日期：2015-03-18

中圖分類號：H442.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-2080(2015)02-0081-03

doi：10.3969/j.issn.1009-2080.2015.02.021