燃?xì)庑袠I(yè)管網(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

陳丹丹，王 忠

（四川大學(xué) 電氣信息學(xué)院，四川 成都 610065）

0 引 言

電子圖檔管理是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基本功能，也是企業(yè)實(shí)施CIMS工程的主要功能單元之一。對(duì)于各類大中型設(shè)計(jì)院及企業(yè)來說，工程圖檔是寶貴的資產(chǎn)，是值得長(zhǎng)期保存的資料。由于圖檔的數(shù)量龐大、種類繁多，不僅需要較大和較好的場(chǎng)所來儲(chǔ)存大量的圖檔資料，還需要人工進(jìn)行維護(hù)管理。傳統(tǒng)的圖檔管理方法，在管理過程中經(jīng)常出現(xiàn)圖紙與實(shí)際不符或缺失，圖紙數(shù)據(jù)丟失、不全，新，舊版本數(shù)據(jù)混淆等現(xiàn)象。傳統(tǒng)管理方法不僅不能滿足數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)使用，還給圖檔管理增加了許多工作量。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用瀏覽器／服務(wù)器（B／S）架構(gòu)模式、基于Web的圖檔管理系統(tǒng)引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。在對(duì)圖檔管理系統(tǒng)的操作系統(tǒng)平臺(tái)選擇、開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、架構(gòu)選擇、實(shí)現(xiàn)B／S架構(gòu)的技術(shù)和圖檔管理系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方面進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一套B／S架構(gòu)模式的圖檔信息管理系統(tǒng)。

1 行業(yè)問題研究

城市燃?xì)夤芫€是一個(gè)縱橫交錯(cuò)的巨大的能源輸入網(wǎng)絡(luò)，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是維持城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“生命線”。然而，燃?xì)夤芫W(wǎng)具有復(fù)雜的空間和非空間屬性，燃?xì)夤芫W(wǎng)圖紙和附屬設(shè)備繁多，大大增加了管網(wǎng)資源管理的復(fù)雜度和工作難度。此外，不少燃?xì)夤芫W(wǎng)資源的管理單位還面臨陳舊的工程管線圖紙。由于缺乏電子圖檔，紙質(zhì)圖檔的查詢、更新都極不方便，附屬屬性的管理也跟不上新的應(yīng)用發(fā)展需要，導(dǎo)致燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)難以綜合利用，在一定程度上影響了燃?xì)廨斉?、調(diào)度、管控等工作。

通過對(duì)大量燃?xì)夤镜恼{(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)管理部門在燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)、管理方面，存在如下突出問題：

（1）管網(wǎng)圖檔管理水平與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求存在一定差距。隨著 《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)搶修和維護(hù)技術(shù)規(guī)程》、 《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾項(xiàng)l例》等相關(guān)行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)與實(shí)施，業(yè)界對(duì)城市燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)及施工管理的電子化、信息化的要求越來越高。然而不少燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)管理單位仍采用原始的紙質(zhì)化的圖檔管理模式，與行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)的要求存在較大差距。

（2）陳舊的圖檔資料與實(shí)際情況不符導(dǎo)致施工事故時(shí)有發(fā)生。部分燃?xì)夤芫W(wǎng)在二、三十年前建設(shè)、施工和投運(yùn)，這部分管網(wǎng)工程檔案手工繪圖精確度差、圖紙陳舊破損、市政施工導(dǎo)致參考地標(biāo)發(fā)生變化等情況突出。由于圖檔質(zhì)量問題導(dǎo)致的燃?xì)馐┕な鹿蕰r(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了燃?xì)廨斉涔芾韱挝坏陌踩a(chǎn)工作。

（3）傳統(tǒng)紙質(zhì)圖檔的種種弊端影響運(yùn)營(yíng)單位的生產(chǎn)管理成效。早期的管網(wǎng)施工圖紙大部分都是紙質(zhì)文檔，紙質(zhì)文檔存在反復(fù)涂改致使信息難以辨認(rèn)、查閱不便、無法按照關(guān)鍵信息進(jìn)行檢索等諸多弊端，造成圖檔管理部門常常不能準(zhǔn)確而有效地為施工單位、上級(jí)主管部門、同級(jí)業(yè)務(wù)部門提供管線資料，甚至影響燃?xì)夤芫W(wǎng)工程的實(shí)施。

（4）缺乏信息化支撐手段嚴(yán)重制約著運(yùn)營(yíng)部門的圖檔管理的工作效率。近年來，隨著城市建設(shè)的步伐加快，舊城區(qū)拆遷改造、輕軌、地鐵、交通干道建設(shè)等市政工程劇增。這都要求燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)管理部門提供大量原有的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)圖紙和接收成批的新燃?xì)夤こ炭⒐D檔。缺乏信息化的圖檔管理支撐手段嚴(yán)重影響對(duì)管網(wǎng)圖檔的精確提供和新建工程的快速接收，制約了燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理部門的工作效率。

2 應(yīng)用需求研究分析［1－2］

由于燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)、管理方面存在以上問題，目前仍采用傳統(tǒng)紙質(zhì)圖檔管理的燃?xì)夤?，都迫切需要建設(shè)一套信息化的圖檔管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圖檔資料的維護(hù)、上傳、下載，滿足圖檔信息的智能檢索需求，并提供多維度的綜合數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而提升燃?xì)夤芫W(wǎng)管理部門的工作效率，提高對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)需求單位的服務(wù)水平，從而提高燃?xì)夤镜氖袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

研究發(fā)現(xiàn)，燃?xì)夤芫W(wǎng)管理部門在圖檔管理方面的迫切需求包括：

（1）建立數(shù)字化的圖檔管理信息管理平臺(tái)。由于國(guó)家城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)實(shí)施工程日趨增多，舊網(wǎng)改造工程要求燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理單位能夠快速、準(zhǔn)確地提供特定區(qū)域、特定線路或滿足特定規(guī)則的施工圖檔資料。同時(shí)，新建工程的批量竣工需要管理部門快速接收、歸檔燃?xì)夤こ虉D紙及相關(guān)資料，加之行業(yè)信息化建設(shè)的大勢(shì)所趨，都促使各燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理單位建設(shè)一套信息化的圖檔管理支撐平臺(tái)，以全新的數(shù)字化圖檔管理方式替代原有傳統(tǒng)的純紙質(zhì)的圖檔管理方式。

（2）滿足圖檔信息的智能查詢、檢索需求。燃?xì)夤芫W(wǎng)管理部門常常需要為管網(wǎng)信息使用單位批量提供符合特定要求的圖檔資料，例如：提供特定區(qū)域、特定街道、某個(gè)施工單位、特定施工年限、特定歸檔類型的燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔信息。傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖檔管理方式很難快速而精確地滿足上述要求，建設(shè)信息化的圖檔管理支撐系統(tǒng)即能有效滿足類似的智能的圖檔信息查詢、檢索需求。

（3）支持多維度的信息統(tǒng)計(jì)分析要求。燃?xì)夤靖鞑块T常常需要從不同的維度去研究和分析網(wǎng)管網(wǎng)圖檔數(shù)據(jù)，例如：管線長(zhǎng)度、管件種類及數(shù)量，各施工單位施工的管線長(zhǎng)度、工程數(shù)量、運(yùn)行狀況等，各類管線的總長(zhǎng)度、工程數(shù)量、施工單位施工質(zhì)量分布情況，各類管線的建設(shè)年限、故障發(fā)生率、管網(wǎng)運(yùn)行狀況等。燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)的建設(shè)，能有效的支撐管網(wǎng)信息的多維統(tǒng)計(jì)分析需求。

（4）及時(shí)排查管網(wǎng)安全隱患促進(jìn)安全生產(chǎn)。通過圖檔管理系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施，能有效的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔資料中存在的資料缺失、繪圖錯(cuò)誤、圖紙與現(xiàn)實(shí)情況不符、管線廢棄等問題，梳理出這些問題，有利于燃?xì)夤炯皶r(shí)組織工程隊(duì)開展探管、排查、糾錯(cuò)、核實(shí)等工作，降低工程施工的安全隱患，促進(jìn)燃?xì)夤景踩a(chǎn)工作。

（5）進(jìn)一步提升燃?xì)夤芫W(wǎng)部門的運(yùn)營(yíng)管理工作效率。圖檔管理系統(tǒng)建成之后，大量的信息維護(hù)、查閱、檢索和統(tǒng)計(jì)分析工作，通過圖檔管理系統(tǒng)提供的軟件功能，即可輕松完成，從而提高燃?xì)夤芫€管理部門的工作效率和服務(wù)水平。

3 圖檔管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)［3］

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)［4－6］

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)，采用業(yè)界主流的分層體系架構(gòu)，在邏輯上劃分為數(shù)據(jù)持久化層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)展示層3個(gè)層次。數(shù)據(jù)持久化層包括對(duì)數(shù)據(jù)庫操作訪問的封裝和圖檔文件管理的封裝，并對(duì)業(yè)務(wù)邏輯層提供操作接口；業(yè)務(wù)邏輯層封裝所有的系統(tǒng)功能組件、包和對(duì)象，調(diào)用數(shù)據(jù)持久化接口實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問和對(duì)文件的上傳、下載；界面交互層，是軟件用戶操作系統(tǒng)的Web 界面，還包括JavaScript、AJAX 等客戶端交互功能。

根據(jù)對(duì)燃?xì)庑袠I(yè)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理客戶需求的研究分析，結(jié)合業(yè)界信息化系統(tǒng)建設(shè)的主流技術(shù)及解決方案，設(shè)計(jì)圖檔管理系統(tǒng)的體系架構(gòu)如圖1所示。

圖1 圖檔管理系統(tǒng)體系架構(gòu)

圖檔管理系統(tǒng)，包括用戶交互界面、工程信息管理、工圖檔信息查詢、數(shù)據(jù)庫訪問封裝、文檔管理封裝、系統(tǒng)管理等功能模塊。

程信息管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程基本信息的錄入、修改功能，同時(shí)提供竣工圖、設(shè)計(jì)圖掃描件的上傳、下載功能。

圖檔信息查詢，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤こ绦畔⒌牟樵?，工程管線圖的查詢、關(guān)鍵信息智能檢索、信息統(tǒng)計(jì)、綜合分析等功能。

系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輔助功能的集中管理，包括用戶的集中分配、維護(hù)、密碼修改、密碼重置，系統(tǒng)權(quán)限的集中分配、統(tǒng)一鑒權(quán)，系統(tǒng)重要操作日志的自動(dòng)記錄和集中查閱，系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典的統(tǒng)一管理等功能。

數(shù)據(jù)庫訪問封裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫操作封裝，包括數(shù)據(jù)的基本插入、修改、刪除、查詢等基本操作的原子化封裝。

文檔管理封裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)掃描件文檔的上傳、下載、圖檔在線閱覽等功能的封裝。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)［7－8］

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)主要涉及工程基礎(chǔ)信息、竣工圖信息、設(shè)計(jì)圖信息、工程建設(shè)單位、圖紙類型、歸檔人、資料錄入人等核心數(shù)據(jù)；此外，還有系統(tǒng)管理相關(guān)用戶、權(quán)限、日志等輔助信息。通過深入分析數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，結(jié)合管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理單位的實(shí)際應(yīng)用需求，建立的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型如圖2所示。

3.3 應(yīng)用軟件研發(fā)［9－10］

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)，采用經(jīng)典B／S 開發(fā)語言PHP5.3.8進(jìn)行開發(fā)，整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)端基于非常流行的Yii框架進(jìn)行架構(gòu)。Yii是一個(gè)基于組件、用于開發(fā)大型Web應(yīng)用的高性能PHP 框架，幾乎擁有了所有的特性，包括MVC、DAO／ActiveRecord、I18N／L10N、caching、基于JQuery的AJAX支持、用戶認(rèn)證和基于角色的訪問控制、腳手架、輸入驗(yàn)證、部件、事件、主題化以及Web服務(wù)等。

在圖檔管理系統(tǒng)的研發(fā)過程中，工程施工單位原本是用普通的下拉框方式實(shí)現(xiàn)，讓用戶進(jìn)行選擇。然而燃?xì)夤こ痰氖┕挝欢噙_(dá)500多個(gè)，普通的下拉框選擇起來極其麻煩，并且操作效率極低。

因此，借鑒字符串全文檢索算法的思路，采用類似搜索引擎的分詞技術(shù)，建立漢字與韻母映射分詞庫，自行設(shè)計(jì)了高效分詞檢索算法，最終實(shí)現(xiàn)：通過輸入施工單位名稱漢字的首字母，能夠非常迅速而準(zhǔn)確地檢索到相應(yīng)的施工單位名稱，并且自動(dòng)定位到輸入框中。例如：工程施工單位是“成都市煤氣公司工程處十分隊(duì)”，只需要在輸入框中輸入“cdsmqgsgccsfd”即可精確定位且自動(dòng)選擇。

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)用戶大部分不是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的人員，因而系統(tǒng)在整體架構(gòu)格和界面設(shè)計(jì)方面，采用運(yùn)行穩(wěn)定、高效，操作簡(jiǎn)便、易用的設(shè)計(jì)及開發(fā)原則。

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔信息管理界面如圖3所示。

圖2 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型

圖3 燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔信息管理界面

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔信息查詢、檢索界面如圖4所示。

圖4 燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔信息查詢、檢索界面

3.4 系統(tǒng)部署實(shí)施

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)，開發(fā)語言采用PHP5.3.5 版本，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選用業(yè)界主流的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品MySQL5.0版本，WebService采用ApacheTomcat7.0版本。

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)，在邏輯上需要部署3臺(tái)服務(wù)器：Web應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、文檔服務(wù)器。Web應(yīng)用服務(wù)器部署ApacheTomcat7.0，對(duì)外提供WebService服務(wù)，響應(yīng)客戶端用戶的系統(tǒng)操作請(qǐng)求；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品MySQL5.0，存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行的所有系統(tǒng)數(shù)據(jù)；文檔數(shù)據(jù)庫，專門用于存儲(chǔ)各類工程圖檔、圖紙及相關(guān)資料等附件文檔。在實(shí)際應(yīng)用部署中，客戶可以根據(jù)自身設(shè)備的性能、圖檔及資料的容量，靈活部署應(yīng)用到硬件服務(wù)器上。

燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)的系統(tǒng)部署網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖5所示。

圖5 燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)部署網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

4 結(jié)束語

在本文研究的課題范圍內(nèi)，沿用本文闡述的技術(shù)解決方案，采用文中描述的系統(tǒng)體系架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)思路和應(yīng)用軟件開發(fā)技術(shù)，能夠成功開發(fā)出燃?xì)夤芫W(wǎng)圖檔管理系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于燃?xì)夤竟芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理部門，有效的解決了行業(yè)客戶在燃?xì)馍a(chǎn)、運(yùn)營(yíng)管理過程中的實(shí)際問題，提高其工作效率和管理水平，節(jié)約了管理勞動(dòng)力和管理成本?？傮w來說，這是一次比較成功的研發(fā)，新的圖檔管理系統(tǒng)基本能滿足客戶的要求，并且性能穩(wěn)定、良好。

［1］YANG Guanchi，LI Shaobo，HU Yao，et al.Project image progress parametric generating system for railway engineering［J］.Journal of Wuhan University of Technology（Transportation Science＆Engineering），2011，33（2）：246（in Chinese）.［楊觀賜，李少波，胡耀，等.鐵路工程形象進(jìn)度參數(shù)化生成系統(tǒng)研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版），2011，33（2）：246.］

［2］SHI Yueqi，WU Dongting，ZHANG Ruixiang.Survey and design enterprise electronic document management discussion［J］.Chinese Archives，2011（12）：51－52（in Chinese）.［石玥琪，吳東婷，張瑞祥.勘察設(shè)計(jì)企業(yè)電子圖檔管理方案探討［J］.中國(guó)檔案，2011（12）：51－52.］

［3］JIA Xiaowen，LIU Jianping，CHEN Keshu.Drawing document management system research based on web［J］.Journal of Zhejiang Sci－Tech Univercity，2009，26（5）：738－742（in Chinese）.［賈曉雯，劉建平，陳克署.基于Web的圖紙文檔管理系統(tǒng)研究［J］.浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，26（5）：738－742.］

［4］DING Yueguang，WANG Junyu，SUN Gengxin.The civilian heroes of web development：PHP My＋SQL［M］.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2011（in Chinese）.［丁月光，王鈞玉，孫更新.Web 開發(fā)的平民英雄：PHP＋MySQL［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2011.］

［5］PAN Kaihua，LIU Zhonghua.PHP from entry to the master［M］.Beijing：Tsinghua University Press，2010（in Chinese）.［潘凱華，劉中華.PHP 從入門到精通［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.］

［6］WANG Ying，WU Ninghai，WEN Gang.Design and realization of XML engineering drawings management system［J］.Computer ＆Network，2012，38（1）：66－69（in Chinese）.［王瑩，吳寧海，文剛.基于XML的工程圖檔管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2012，38（1）：66－69.］

［7］FAN Ju，LI Guoliang，ZHOU Lizhu.Interactive SQL query suggestion：Making databases user－friendly［J］.IEEE Computer Society，2011，（27）：351－362.

［8］Jakob BJ orklund.6Top tools for taming big data［J］.Manufacture Information Engineering of China，2012（8）：54－56.

［9］Letarte Dominic.Security model evolution of PHP web applications［J］.IEEE Computer Society，2011（36）：289－298.

［10］WANG Guanhua.Application of lightweight MVC－like structure in PHP［J］.IEEE Computer Society，2011（2）：74－77.