基于互聯(lián)網(wǎng)+的區(qū)域供熱綜合管理平臺(tái)研究

王玲 董琦 田雨辰 王曉麗

摘要 以天津市供熱辦為背景，通過分析城市供熱管理工作中面臨的問題，開展基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的區(qū)域供熱綜合管理平臺(tái)的研究。從供熱辦管理工作需求出發(fā)，提出應(yīng)用B/S架構(gòu)，WebGIS，Javascript，Html5+CSS3等關(guān)鍵技術(shù)搭建區(qū)域供熱綜合管理平臺(tái)，包括：供熱信息管理子系統(tǒng)、基于WebGIS的供熱一張圖系統(tǒng)和基于iPad的移動(dòng)信息查詢系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)政府部門對(duì)全市供熱項(xiàng)目信息的準(zhǔn)確把握、區(qū)域供熱的動(dòng)態(tài)管理以及科學(xué)決策提供一個(gè)新思路。

關(guān) 鍵 詞 互聯(lián)網(wǎng)+;WebGIS;移動(dòng)查詢;區(qū)域供熱;管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào) TU995 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

隨著城市供熱項(xiàng)目建設(shè)的發(fā)展，城市供熱系統(tǒng)逐步壯大，這對(duì)政府部門對(duì)于供熱企業(yè)的管理以及區(qū)域供熱用熱的指導(dǎo)、協(xié)調(diào)和管理工作提出了更高的要求。而供熱辦作為城市供熱的掌舵者，現(xiàn)階段的工作模式仍存在諸多問題：市區(qū)范圍內(nèi)新建、擴(kuò)建、改建項(xiàng)目眾多，市、區(qū)及供熱單位依靠公文報(bào)表等作為信息交流手段，辦公效率低，審批流程繁瑣[1];供熱辦根據(jù)城市總體供熱規(guī)劃進(jìn)行供熱分區(qū)，空間的劃分缺乏宏觀把握;供熱資金的核查任務(wù)重，缺乏直觀的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖表。為此，結(jié)合供熱辦管理工作中存在的各種問題，采用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中的新興技術(shù)，研究開發(fā)一個(gè)面向政府供熱部門的信息化管理平臺(tái)迫在眉睫。

1 市供熱辦需求分析

城市供熱系統(tǒng)是由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶組成的龐大、封閉、復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng)。隨著城市的熱源、熱網(wǎng)覆蓋面積的擴(kuò)大，熱用戶數(shù)量的不斷增加，政府供熱部門不僅要完善各個(gè)區(qū)域供熱部門和企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)，還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域供熱的系統(tǒng)化管理。李忠玉等[2]提出互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了各行各業(yè)的發(fā)展，供熱行業(yè)也不例外。實(shí)現(xiàn)供熱行業(yè)的信息化管理是大勢(shì)所趨，而將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在供熱行業(yè)則改變了其傳統(tǒng)工作模式，實(shí)現(xiàn)了供熱行業(yè)的信息化、科學(xué)化管理，提高了人們的工作效率，也為企業(yè)節(jié)省了人力、物力?；ヂ?lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，為管理層進(jìn)行管理與決策創(chuàng)造了便利的條件。姜倩倩等[3]提出的智能供熱是借助智能決策平臺(tái)，為運(yùn)行管理人員提供輔助決策支持。王軍[4]提出的城市供熱企業(yè)信息化管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱源、熱網(wǎng)、換熱站全系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)度、能源消耗分析，對(duì)供熱企業(yè)的管理方式進(jìn)行了改進(jìn)。而面向政府供熱部門的區(qū)域供熱綜合管理平臺(tái)卻鮮有學(xué)者研究。

市供熱辦的管理工作涉及整個(gè)城市的所有供熱部門和供熱企業(yè)。為實(shí)現(xiàn)市供熱到區(qū)域供熱再到相關(guān)企業(yè)的動(dòng)態(tài)管理，政府部門迫切需要借助信息管理平臺(tái)對(duì)全市供熱項(xiàng)目的基本信息、手續(xù)檔案、空間位置、資金計(jì)劃等進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)。因此，本文使用J2EE技術(shù)開發(fā)B/S架構(gòu)的供熱信息管理系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目的相關(guān)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，優(yōu)化審核催辦流程。并借助WebGIS技術(shù)，開發(fā)基于WebGIS的供熱一張圖系統(tǒng)，以“一張圖”方式共享信息，對(duì)項(xiàng)目位置信息進(jìn)行空間展示，結(jié)合供熱項(xiàng)目建設(shè)及管理決策需求，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)的自定義匯總，為市供熱辦分析該年度的供熱設(shè)施分布、建設(shè)發(fā)展情況及運(yùn)營(yíng)情況，提供建設(shè)全過程的動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策[5]。結(jié)合Html5+CSS3技術(shù)在移動(dòng)端研發(fā)基于iPad的移動(dòng)信息查詢系統(tǒng)，為供熱辦下屬部門及各供熱單位進(jìn)行項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，及時(shí)準(zhǔn)確地了解項(xiàng)目進(jìn)度，提供高效、便捷的移動(dòng)管理工具。

2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)框架

本文依據(jù)供熱辦信息化建設(shè)的實(shí)際情況，面向市供熱辦工作人員和下屬區(qū)相關(guān)單位工作人員及部門領(lǐng)導(dǎo)等用戶，圍繞供熱辦對(duì)全市供熱項(xiàng)目基本信息的查詢和匯總管理，以及在線的供熱專項(xiàng)決策分析等業(yè)務(wù)，研究設(shè)計(jì)了區(qū)域供熱綜合管理平臺(tái)。如圖1所示，該平臺(tái)的總體框架分為3個(gè)子系統(tǒng)，分別為：供熱信息管理子系統(tǒng)、基于WebGIS的供熱一張圖子系統(tǒng)和基于iPad的移動(dòng)信息查詢子系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示，系統(tǒng)在供熱辦的服務(wù)器上搭建環(huán)境并部署，使得系統(tǒng)正常運(yùn)行。

一般系統(tǒng)架構(gòu)模式分為客戶端/服務(wù)器模式（C/S）和瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S），C/S模式的系統(tǒng)需要用戶安裝客戶端來訪問系統(tǒng)功能，而B/S模式可提供跨平臺(tái)的應(yīng)用環(huán)境，使用瀏覽器直接訪問業(yè)務(wù)功能，具有開放性與擴(kuò)展性良好、開發(fā)維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。從項(xiàng)目管理的業(yè)務(wù)角度和用戶分布情況分析，本系統(tǒng)采用B/S模式作為系統(tǒng)架構(gòu)。

2.2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)市供熱辦對(duì)區(qū)供熱項(xiàng)目及供熱單位的“一張圖”管理，同時(shí)管理過程實(shí)現(xiàn)“天上看，地上管，網(wǎng)上查”，在對(duì)系統(tǒng)需求及功能分析基礎(chǔ)上，區(qū)域供熱綜合管理系統(tǒng)中3個(gè)子系統(tǒng)的功能分別如下。

2.2.1 供熱信息管理子系統(tǒng)

供熱信息管理系統(tǒng)具體包括項(xiàng)目管理，單位管理，用戶職能分配，審核任務(wù)信息，項(xiàng)目催辦查詢，統(tǒng)計(jì)匯總，修改記錄查詢以及個(gè)人信息管理八大模塊。

1）項(xiàng)目信息管理模塊：主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)、中繼泵站、地?zé)帷㈠仩t房、可再生綜合能源站等項(xiàng)目基本信息的錄入與查詢。市供熱辦人員負(fù)責(zé)對(duì)供熱明細(xì)（項(xiàng)目名稱，供熱單位名稱，行政區(qū)域等）相關(guān)信息進(jìn)行管理與維護(hù)，區(qū)供熱辦人員不具備修改供熱信息的權(quán)限，只能查看所管轄單位的信息，下級(jí)填報(bào)人員進(jìn)行更為詳細(xì)的信息錄入。

2）單位信息模塊：分為上級(jí)單位管理以及供熱單位管理。主要實(shí)現(xiàn)市供熱辦對(duì)區(qū)供熱辦及相關(guān)供熱單位的管理，通過增加單位編號(hào)，名稱，行政區(qū)域的錄入，劃分責(zé)任界限。

3）用戶職能分配模塊：主要將市供熱辦用戶與供熱單位相連接，按照電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)、中繼泵站、地?zé)?、鍋爐房、可再生綜合能源站這六大項(xiàng)目分類，明確相關(guān)人員所需管理的信息并進(jìn)行基本信息的填報(bào)以及立項(xiàng)批復(fù)等文件的上傳。

4）審核任務(wù)信息模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)信息的動(dòng)態(tài)管理，市供熱辦查看區(qū)供熱辦提交的審核任務(wù)并進(jìn)行批復(fù)，區(qū)供熱辦針對(duì)市供熱辦的批復(fù)意見進(jìn)行修改，并對(duì)下級(jí)單位提交的審核任務(wù)進(jìn)行批復(fù)。下級(jí)單位填報(bào)人員對(duì)審核進(jìn)行修改直到通過入庫(kù)。其工作流程圖如圖3所示。

5）項(xiàng)目催辦模塊：實(shí)現(xiàn)由市到區(qū)到企業(yè)的項(xiàng)目催辦信息的管理。

6）統(tǒng)計(jì)匯總模塊：實(shí)現(xiàn)市供熱辦對(duì)六大類項(xiàng)目的設(shè)施數(shù)量、面積、供熱能力等相關(guān)信息的自定義統(tǒng)計(jì)匯總，實(shí)現(xiàn)各獨(dú)立主體歷史數(shù)據(jù)的橫向及縱向?qū)Ρ?，便于宏觀管理。如圖4所示。

7）修改記錄查詢：市供熱辦對(duì)信息的修改記錄有相應(yīng)的查詢權(quán)限。

8）個(gè)人信息模塊：系統(tǒng)角色信息的維護(hù)和權(quán)限。

2.2.2 基于WebGIS的供熱一張圖子系統(tǒng)

本系統(tǒng)將天津市供熱項(xiàng)目信息在空間上進(jìn)行展示，將項(xiàng)目的分布信息空間化，數(shù)據(jù)信息圖表化[6]。實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目基本信息的查詢和匯總管理，以及動(dòng)態(tài)的供熱專項(xiàng)決策分析功能，并以“一張圖”方式共享信息，服務(wù)于供熱辦及下屬單位。本系統(tǒng)主要模塊包括圖層管理，GIS基本功能，項(xiàng)目信息點(diǎn)查詢，項(xiàng)目空間查詢，項(xiàng)目條件查詢，項(xiàng)目信息匯總統(tǒng)計(jì)，地圖量算，位置書簽這八大模塊。

1）圖層管理模塊：系統(tǒng)可以加載基礎(chǔ)矢量底圖及遙感影像數(shù)據(jù)，作為項(xiàng)目空間信息底圖使用，作為用戶查詢和定位項(xiàng)目的參考。不同類型的項(xiàng)目以不同的顏色分層顯示到地圖上。實(shí)現(xiàn)了貼合實(shí)際的、合理的、面向供熱設(shè)施的供熱范圍，管線范圍，分類瀏覽動(dòng)態(tài)管理。

2）GIS基本功能模塊：提供地圖基本操作，如對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及編輯，對(duì)不同地物的屬性進(jìn)行描述，鼠標(biāo)滾輪放縮，地圖拖拽、地圖鷹眼等。

3）項(xiàng)目信息點(diǎn)查詢模塊：用戶將鼠標(biāo)放在項(xiàng)目邊界數(shù)據(jù)上，可以直接查看該項(xiàng)目所關(guān)聯(lián)的子項(xiàng)目的啟動(dòng)年份和完成狀態(tài)信息。雙擊子項(xiàng)目名稱，顯示項(xiàng)目信息包括子卡片詳細(xì)階段信息以及相應(yīng)的圖片數(shù)據(jù)。

4）項(xiàng)目空間查詢模塊：鼠標(biāo)點(diǎn)擊地圖上項(xiàng)目的空間位置，查看該項(xiàng)目所關(guān)聯(lián)的信息數(shù)據(jù)，包括項(xiàng)目子卡片信息、子卡片詳細(xì)階段信息、以及相應(yīng)的圖片數(shù)據(jù)。

5）項(xiàng)目條件查詢模塊：通過項(xiàng)目屬性多條件搜索，系統(tǒng)列出滿足條件的搜索結(jié)果，可以進(jìn)行空間定位，查看項(xiàng)目所在位置及項(xiàng)目詳細(xì)信息。

6）項(xiàng)目信息匯總統(tǒng)計(jì)模塊：基于市供熱辦的工作需求，對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，按項(xiàng)目類別、項(xiàng)目所在區(qū)、責(zé)任單位、是否開工4種方式進(jìn)行項(xiàng)目匯總。匯總結(jié)果以表格形式展示，主要字段包括項(xiàng)目名稱、建設(shè)規(guī)模、投資規(guī)模、投資來源、計(jì)劃完成時(shí)間及報(bào)批情況等。

7）地圖量算模塊：實(shí)現(xiàn)對(duì)于地圖全圖平移、縮小、長(zhǎng)度與面積量算等功能。測(cè)量時(shí)，長(zhǎng)度單位可選米或公里，面積單位可選平方米或平方公里。

8）位置書簽?zāi)K：用戶可借助此模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目空間位置的保存，快速定位查看。

2.2.3 基于iPad的移動(dòng)信息查詢子系統(tǒng)

供熱移動(dòng)成果展示系統(tǒng)為配合系統(tǒng)中項(xiàng)目經(jīng)辦人角色的匯報(bào)需求，系統(tǒng)在移動(dòng)端地圖模塊提供基于iPad的供熱項(xiàng)目基本信息查閱、空間分布瀏覽、分類查詢、實(shí)時(shí)定位以及實(shí)景上傳等功能，可應(yīng)用于供熱辦下屬各子單位到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，也可以協(xié)助各級(jí)部門動(dòng)態(tài)掌握項(xiàng)目進(jìn)度[7]。系統(tǒng)包含4個(gè)功能模塊。

1）離線基礎(chǔ)底圖：系統(tǒng)可加載多種地圖數(shù)據(jù)，如電子導(dǎo)航地圖、影像圖等，數(shù)據(jù)全部為離線訪問，零流量耗費(fèi)。提供基于手勢(shì)的地圖操作，如平移放縮等。

2）項(xiàng)目空間查詢：項(xiàng)目可通過圖層開關(guān)，按類型顯示同類項(xiàng)目，也可以通過關(guān)鍵字查詢項(xiàng)目，查看空間位置及項(xiàng)目詳細(xì)字段信息。

3）GPS用戶定位：實(shí)時(shí)在地圖上顯示當(dāng)前用戶所在位置，位置可以轉(zhuǎn)換到天津本地坐標(biāo)。

4）系統(tǒng)工具：提供指南針、計(jì)算器、地圖量算功能（90°坐標(biāo)，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確）。

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的信息技術(shù)

2.3.1 B/S架構(gòu)

系統(tǒng)所采用最新的Javascript是一種基于原型的動(dòng)態(tài)型語言，適用于多個(gè)平臺(tái)。系統(tǒng)的架構(gòu)方式是經(jīng)典的3層架構(gòu)，分別為表示層，業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。這3層相互獨(dú)立，由于不同的用戶擁有不同的權(quán)限，所查看到的內(nèi)容根據(jù)權(quán)限的不同而各不相同，做到了數(shù)據(jù)的保密性。此架構(gòu)使得系統(tǒng)內(nèi)部模塊之間的關(guān)系達(dá)到低耦合，方便管理層進(jìn)行管理，具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，適應(yīng)系統(tǒng)將來的擴(kuò)展和變化，最大程度上滿足了項(xiàng)目的要求。同時(shí)系統(tǒng)具有靈活訪問、使用的優(yōu)點(diǎn)。使用過程不受地域限制，在任何地方都可進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件，降低了維護(hù)成本。使用https的加密方式，使得系統(tǒng)雖然運(yùn)行在外部Internet中，但是信息傳輸中得到安全保障。

2.3.2 基于html5搭建WebGIS平臺(tái)

在GeoServer開源平臺(tái)上，搭建基于html5的WebGIS平臺(tái)。結(jié)合PostgreSQL、tomcat服務(wù)及GIS等技術(shù)綜合進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)及部署。形成供熱設(shè)施運(yùn)維信息、建設(shè)計(jì)劃、檔案管理一體化管理模式，可以實(shí)時(shí)顯示供熱站的信息情況，掌握動(dòng)態(tài)信息。通過對(duì)服務(wù)器端保存記錄的各個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到供熱專項(xiàng)的專業(yè)統(tǒng)計(jì)，為進(jìn)一步的決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

通過 GeoServer 可以便捷地發(fā)布地圖數(shù)據(jù)，允許用戶對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、刪除、插入操作。由于系統(tǒng)能夠兼容word，pdf，ppt，jpg，png等文件的上傳，可以進(jìn)行在線查看，也可以在離線狀態(tài)下進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的信息查詢和數(shù)據(jù)管理，提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率，便于市供熱辦快速了解項(xiàng)目的具體情況并進(jìn)行戰(zhàn)略部署。上傳的文件最大支持到2 GB，采用異步傳輸?shù)墓δ?，可以后臺(tái)上傳文件，同時(shí)系統(tǒng)界面使用友好，響應(yīng)快速，不影響用戶的使用體驗(yàn)。

2.3.3 Html5+CSS3技術(shù)

結(jié)合移動(dòng)技術(shù)，采用Html5+CSS3技術(shù)在手機(jī)端研發(fā)監(jiān)督平臺(tái)，將市供熱辦，區(qū)供熱辦，供熱企業(yè)三方工作統(tǒng)一到一個(gè)平臺(tái)上。通過層疊樣式表的使用，控制Web頁面的外觀，將頁面的表現(xiàn)形式同頁面內(nèi)容分離，縮短加載時(shí)間，同時(shí)便于后期維護(hù)。

3 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用效果

“互聯(lián)網(wǎng)+區(qū)域供熱”并不是兩者簡(jiǎn)單相加，而是利用信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，讓互聯(lián)網(wǎng)與供熱管理進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)，將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于管理的過程中。通過對(duì)區(qū)域供熱綜合管理平臺(tái)的研究，并將平臺(tái)于2018年3月正式用于天津市供熱辦及其下屬單位，其產(chǎn)生的應(yīng)用效果如下。