山西測震臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

梁 艷，王鵬偉

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國家野外科學(xué)觀測研究站，山西 太原 030025)

0 引言

目前，山西測震臺(tái)網(wǎng)有57個(gè)固定臺(tái)站，監(jiān)測信息中心技術(shù)保障室負(fù)責(zé)監(jiān)管并匯總每月的維護(hù)記錄，臺(tái)站設(shè)備由各個(gè)維護(hù)中心負(fù)責(zé)。維護(hù)人員需手動(dòng)將各維護(hù)中心的各類Excel表進(jìn)行整理匯總，通過郵箱報(bào)送。由于統(tǒng)計(jì)表種類繁多，導(dǎo)致測震臺(tái)網(wǎng)工作效率低下；有時(shí)對每個(gè)臺(tái)站各種儀器的信息及更換未進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，對各種異常不能及時(shí)判定是儀器故障還是其他原因引起，需進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查與分析[1]。借鑒山西前兆臺(tái)網(wǎng)日常運(yùn)行管理軟件，大大降低維護(hù)人員的工作量，提高工作效率[2]。根據(jù)工作實(shí)際，設(shè)計(jì)一款測震臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)，包括測震臺(tái)站及設(shè)備基本信息的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)模塊主要包括用戶管理、臺(tái)站基本信息、臺(tái)站維護(hù)記錄、設(shè)備維護(hù)記錄和報(bào)表統(tǒng)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)和查詢臺(tái)站基本信息、維護(hù)記錄及儀器更換記錄等，上報(bào)臺(tái)站及設(shè)備的故障原因及處理情況，根據(jù)需要導(dǎo)出報(bào)表。

1 系統(tǒng)主要內(nèi)容

系統(tǒng)主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)山西臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理業(yè)務(wù)流程，主要包括設(shè)計(jì)山西臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站及設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)的功能模塊圖、功能模塊內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)按照軟件工程的思路來進(jìn)行Windows程序的開發(fā)，分別進(jìn)行需求分析、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、主窗體設(shè)計(jì)、用戶管理功能、臺(tái)站及設(shè)備管理功能、臺(tái)站及設(shè)備維護(hù)記錄功能、查詢及報(bào)表導(dǎo)出功能[3]。系統(tǒng)主要內(nèi)容魚骨圖如第35頁圖1所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

(1) 結(jié)合UML建模方式對實(shí)例進(jìn)行分析，利用UML進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，將應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來，提高數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。

(2) 采用C#進(jìn)行開發(fā)。C#語言是微軟公司專門為使用.NET平臺(tái)而創(chuàng)建的，.NET 技術(shù)為 EXE 程序提供新的開發(fā)技術(shù)和開發(fā)工具。

(3) 系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)(客戶端/服務(wù)器模式)。這種結(jié)構(gòu)的基本原則是“功能分布”，即將一個(gè)大的計(jì)算機(jī)任務(wù)分解為多個(gè)子任務(wù)?？蛻舳送瓿蓴?shù)據(jù)處理、實(shí)現(xiàn)應(yīng)用接口等相關(guān)功能，服務(wù)端基于SQL Server數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)庫的管理。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能包括用戶管理、臺(tái)站基本信息、設(shè)備基本信息、臺(tái)站維護(hù)記錄、設(shè)備維護(hù)記錄、查詢及報(bào)表導(dǎo)出六部分，流程圖、功能模塊圖如第35頁圖2、第36頁圖3所示。系統(tǒng)采用UML用例圖描述系統(tǒng)的功能和行為(見第36頁圖4)。

(1) 用戶管理主要包括新建，查詢，修改用戶名、密碼、權(quán)限等。

圖1 系統(tǒng)主要內(nèi)容魚骨圖Fig.1 The main content of the system

圖2 系統(tǒng)流程圖Fig.2 The system flow

(2) 臺(tái)站基本信息管理主要包括新建和修改臺(tái)站名稱、代碼、類別、臺(tái)基、地震計(jì)、數(shù)據(jù)采集器、運(yùn)行時(shí)間、看護(hù)人、信息節(jié)點(diǎn)、故障記錄等。

(3) 設(shè)備基本信息管理主要包括新建和修改設(shè)備名稱、型號、序列號、類別、IP、網(wǎng)關(guān)、端口、參數(shù)、維修記錄等。

(4) 臺(tái)站維護(hù)記錄管理主要包括新建、修改臺(tái)站故障及處理記錄，包括臺(tái)站名稱、代碼、故障時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間、故障原因、處理辦法、設(shè)備更換記錄等。

(5) 設(shè)備維護(hù)記錄管理主要包括新建、修改設(shè)備維修更換記錄，包括設(shè)備名稱、型號、序列號、所屬臺(tái)站、故障時(shí)間、維修返回時(shí)間、維修接受單位、接收人、寄件人等。

(6) 查詢及報(bào)表導(dǎo)出管理主要包括查詢臺(tái)站和設(shè)備信息，導(dǎo)出臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站維修記錄表、設(shè)備維修記錄表及維護(hù)巡檢表等。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫包括：用戶信息表、臺(tái)站信息表、設(shè)備信息表、臺(tái)站維護(hù)記錄表、設(shè)備維護(hù)記錄表、維護(hù)巡檢表。各表的含義如第37頁表1所示。

3 系統(tǒng)功能流程及實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)功能流程

(1) 用戶管理。包括對用戶名、密碼、權(quán)限等的管理。用戶管理界面中，顯示所有用戶信息列表，在每條信息后面加“修改”“刪除”按鈕，頁面頂端加“新建”按鈕，將相應(yīng)的修改更新至數(shù)據(jù)庫tb_User表。用戶登錄流程、用戶管理流程、用戶登錄界面、系統(tǒng)主界面、用戶管理界面分別如第37頁圖5至圖9所示。

(2) 臺(tái)站管理。臺(tái)站信息管理界面中，顯示所有臺(tái)站信息列表，在每條信息后面加“修改”“刪除”按鈕，頁面底端加“新建”按鈕，將相應(yīng)的修改更新至數(shù)據(jù)庫tb_Sta表(見圖7)。

(3) 設(shè)備管理。設(shè)備信息管理界面中，顯示所有設(shè)備信息列表，在每條信息后面加“修改”“刪除”按鈕，頁面底端加“新建”按鈕，將相應(yīng)的修改更新至數(shù)據(jù)庫tb_Equ表(見圖8)。

(4) 臺(tái)站維護(hù)記錄。臺(tái)站維護(hù)管理界面中，顯示所有臺(tái)站維護(hù)信息列表，在每條信息后面加“修改”“刪除”按鈕，頁面底端加“新建”按鈕，將相應(yīng)的修改更新至數(shù)據(jù)庫tb_StaMain表(見圖9)。

圖3 系統(tǒng)功能模塊圖Fig.3 System function module

圖4 系統(tǒng)用例圖Fig.4 System use case

表名說明用戶信息表(tb_User)姓名、用戶名、密碼、權(quán)限、單位、聯(lián)系電話等臺(tái)站信息表(tb_Sta)臺(tái)站名稱、代碼、類別、臺(tái)基、儀器、運(yùn)行時(shí)間、看護(hù)人、信息節(jié)點(diǎn)等設(shè)備信息表(tb_Equ)名稱、型號、序列號、類別、所屬臺(tái)站、IP、網(wǎng)關(guān)、端口、參數(shù)、維修記錄等臺(tái)站維護(hù)記錄表(tb_StaMain)臺(tái)站名稱、代碼、故障時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間、斷記時(shí)長、故障原因、處理辦法、設(shè)備更換記錄等設(shè)備維護(hù)記錄表(tb_EquMain)設(shè)備名稱、型號、序列號、所屬臺(tái)站、故障時(shí)間、維修返回時(shí)間、維修接受單位、接收人、寄件人等維護(hù)巡檢表(tb_MainInspection)臺(tái)站名稱、維護(hù)日期、故障時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間、斷記時(shí)長、故障描述、處理辦法、維護(hù)記錄(設(shè)備、供電、通信)、巡檢記錄(避雷、觀測室情況)、維護(hù)人員、負(fù)責(zé)人、填報(bào)日期等

圖5 用戶登錄流程圖Fig.5 User login flow

圖6 用戶管理流程圖Fig.6 User management flow

圖7 臺(tái)站管理流程圖Fig.7 Station management flow

圖8 設(shè)備管理流程圖Fig.8 Equipment management flow

圖9 臺(tái)站維護(hù)流程圖Fig.9 Station maintenance flow

(5) 設(shè)備維護(hù)記錄。設(shè)備維護(hù)管理界面中，顯示所有設(shè)備維護(hù)信息列表，在每條信息后面加“修改”“刪除”按鈕，頁面底端加“新建”按鈕，將相應(yīng)的修改更新至數(shù)據(jù)庫tb_EquMain表(見圖10)。

(6) 查詢及報(bào)表導(dǎo)出。根據(jù)所選內(nèi)容，調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)表，顯示查詢內(nèi)容或?qū)С鏊鑳?nèi)容(見圖11)。導(dǎo)出文件為excel格式。

3.2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵代碼

(1) 同步更新。

當(dāng)維護(hù)人員新增一條臺(tái)站維護(hù)記錄時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)生成一條維護(hù)巡檢記錄，并將有關(guān)內(nèi)容自動(dòng)填寫。實(shí)現(xiàn)的部分代碼如下：

//連接數(shù)據(jù)庫

SqlConnection con = new SqlConnection();

con.ConnectionString = "server=" + ConfigHelper.GetAppConfig("ServerIP") + ";database=" + ConfigHelper.GetAppConfig("DataBase") + ";uid=" + ConfigHelper.GetAppConfig("user") + ";pwd=" + ConfigHelper.GetAppConfig("password");

con.Open();

//新增一條維護(hù)記錄

string strSQL = string.Format("insert into tb_StaMain(StaName,StaCode,StaBreakTime,StaRecoveryTime,StaDownTime,Reson,Handle,EquRepRec,Maintainer,DateSta,GUID) values('{0}','{1}','{2}','{3}','{4}','{5}','{6}','{7}','{8}','{9}','{10}')", comboBox1.Text, comboBox2.Text, dt2, dt1, tm, textBox7.Text, textBox2.Text, textBox3.Text, textBox4.Text, dateTimePicker4.Value, strGUID);

圖11 查詢及報(bào)表導(dǎo)出流程圖Fig.11 Query and report flow

//向維護(hù)巡檢表tb_MainInspection添加一條維護(hù)記錄

string strSQL2 = string.Format("insert into tb_MainInspection(StaName,StaBreakTime,StaRecoveryTime,StaDownTime,Reson,Handle,SeiGeoModel,SeiGeoSerial,DataCollModel,DataCollSerial,ComUnitModel,ComUnitSerial,GPSModel,GPSSerial,EnviMonitorModel,EnviMonitorSerial,VideoMonitorModel,VideoMonitorSerial,IntelPowerModel,BatteryModel,BatteryNum,LinkType,LinkEqu,LinkPowerType,ArresterModel,GroundResisValue,Lighting,Door,Environment,RoomLength,RoomWidth,RoomHeight,BlockLength,BlockWidth,SeiGeoCoverModel,Azimuth) values('{0}','{1}','{2}','{3}','{4}','{5}','{6}','{7}','{8}','{9}','{10}',"+"'{11}','{12}','{13}','{14}','{15}','{16}','{17}','{18}','{19}','{20}','{21}','{22}','{23}','{24}','{25}','{26}','{27}','{28}','{29}','{30}','{31}','{32}','{33}','{34}','{35}')", comboBox1.Text, dt2, dt1, tm, textBox7.Text, textBox2.Text, SeiGeoModel, SeiGeoSerial, DataCollModel, DataCollSerial, ComUnitModel, ComUnitSerial, GPSModel, GPSSerial, EnviMonitorModel, EnviMonitorSerial, VideoMonitorModel, VideoMonitorSerial, IntelPowerModel, BatteryModel, BatteryNum, LinkType, LinkEqu, LinkPowerType, ArresterModel, GroundResisValue, Lighting, Door, Environments, RoomLength, RoomWidth, RoomHeight, BlockLength, BlockWidth, SeiGeoCoverModel, Azimuth);

(2) 報(bào)表導(dǎo)出。

山西測震臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站日常維護(hù)的月評比報(bào)表中重要的一項(xiàng)工作是填報(bào)維護(hù)巡檢記錄表。系統(tǒng)根據(jù)維護(hù)記錄，按照設(shè)計(jì)模板，自動(dòng)生成維護(hù)巡檢記錄的Excel文件。該功能實(shí)現(xiàn)主要是借助Aspose.Cells電子表格組件，對Excel文件的單元進(jìn)行操作。具體代碼如下：

//首先需在命名空間中聲明

using Aspose.Cells;

//獲得數(shù)據(jù)庫信息，并將有關(guān)信息寫入Excel模板文件

SqlConnection con = new SqlConnection();

con.ConnectionString = "server=" + ConfigHelper.GetAppConfig("ServerIP") + ";database=" + ConfigHelper.GetAppConfig("DataBase") + ";uid=" + ConfigHelper.GetAppConfig("user") + ";pwd=" + ConfigHelper.GetAppConfig("password");

string strSQL = "select * from tb_MainInspection";

SqlDataAdapter da = new SqlDataAdapter(strSQL, con);

DataSet ds = new DataSet();

da.Fill(ds, "B_sp_dalei");

string dataDir = Path.GetFullPath("E:/temp/");

Workbook workbook = new Workbook(dataDir + "temp.xls");

Worksheet worksheet = workbook.Worksheets[0];

worksheet.Cells["B2"].PutValue(ds.Tables[0].Rows[e.RowIndex]["StaName"].ToString());

worksheet.Cells["D2"].PutValue(ds.Tables[0].Rows[e.RowIndex]["MainDate"].ToString());

worksheet.Cells["B3"].PutValue(ds.Tables[0].Rows[e.RowIndex]["StaBreakTime"].ToString());

……

worksheet.Cells["A27"].PutValue(ds.Tables[0].Rows[e.RowIndex]["ChangeEqu2"].ToString());

worksheet.Cells["D27"].PutValue(ds.Tables[0].Rows[e.RowIndex]["ChangeSeiBe2"].ToString());

worksheet.Cells["G27"].PutValue(ds.Tables[0].Rows[e.RowIndex]["ChangeSeiAf2"].ToString());

MessageBox.Show("導(dǎo)出成功");

4 結(jié)語

目前，系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計(jì)完成，初步實(shí)現(xiàn)對山西測震臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站及設(shè)備信息的統(tǒng)計(jì)、查詢及各類報(bào)表導(dǎo)出功能，提高維護(hù)人員的工作效率，做好測震臺(tái)站的運(yùn)維工作。今后，設(shè)計(jì)人員還需對系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)完善，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的實(shí)用性及操作性。

參考文獻(xiàn)：

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