基于GIS技術(shù)的廣電網(wǎng)絡(luò)工程輔助設(shè)計(jì)

李懷森

（江蘇省廣電有線信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司南京分公司，江蘇南京 210001）

0 引言

自2009年起江蘇有線南京分公司就已建設(shè)了基于GIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)有效管理公司各類的網(wǎng)絡(luò)資源，尤其是對(duì)城域光纜網(wǎng)、管道網(wǎng)和接入光纜網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源的管理。隨著公司網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各類網(wǎng)絡(luò)資源越來越多，如何對(duì)系統(tǒng)中已入庫的各類網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行快速、有效管理，充分利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)入、分析等功能對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)成了日益關(guān)注和緊迫的問題。

傳統(tǒng)的廣電網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)主要采用CAD方式直接設(shè)計(jì)，根據(jù)CAD設(shè)計(jì)圖紙完成光電纜路的設(shè)計(jì)、工程預(yù)算等工作。施工完成后，再進(jìn)行工程驗(yàn)收?qǐng)D紙數(shù)據(jù)錄入、審核工作，數(shù)據(jù)入庫的準(zhǔn)確率和時(shí)效性都存在一些問題。結(jié)合當(dāng)前廣電的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，在AutoCAD基礎(chǔ)上開發(fā)一套基于GIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程輔助設(shè)計(jì)功能，諸如網(wǎng)絡(luò)工程布線、管道管理、電纜管理、光纜設(shè)計(jì)管理、樓棟網(wǎng)管理及其附屬設(shè)備管理，以更好地適用于網(wǎng)絡(luò)綜合管理。

1 網(wǎng)絡(luò)資源系統(tǒng)

南京分公司的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)采用C/S和B/S兩種架構(gòu)：C/S結(jié)構(gòu)將光纜、電纜、樓棟光機(jī)等網(wǎng)絡(luò)資源的屬性數(shù)據(jù)和地理圖形數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在系統(tǒng)的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，客戶端安裝在使用者的筆記本或臺(tái)式電腦上。根據(jù)使用者不同的使用需求，系統(tǒng)將服務(wù)器處理后的數(shù)據(jù)以圖形界面的方式展現(xiàn)。系統(tǒng)能在客戶端和服務(wù)器間進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)配，從而提高了數(shù)據(jù)和事務(wù)處理的效率。與B/S結(jié)構(gòu)相比，C/S結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)層較少，完成的速度也較快，更利于處理光纜、電纜等網(wǎng)絡(luò)資源的大量數(shù)據(jù)［1］。B/S架構(gòu)是基于Internet的，建立在城域網(wǎng)基礎(chǔ)之上，使用者不需要安裝客戶端，只要能鏈接系統(tǒng)所在的城域網(wǎng)，就可以通過瀏覽器訪問系統(tǒng)。在軟件開發(fā)層面，B/S結(jié)構(gòu)采用的是三層或多層架構(gòu)，各部分構(gòu)件有相對(duì)獨(dú)立的功能，軟件有較好的重用性［2］。

網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)主要管理主干光纜、接入網(wǎng)光纜、電纜、光交箱、樓棟光機(jī)、接頭盒、樓棟交換機(jī)等干線網(wǎng)和接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)資源，主要采用C/S架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)資源C/S結(jié)構(gòu)

2 基于GIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程輔助設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)建設(shè)思路

基于南京分公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，采用CAD組件二次開發(fā)為基礎(chǔ)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源工程輔助設(shè)計(jì)功能建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)提供獨(dú)立的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能，不改變?cè)O(shè)計(jì)人員非常熟練的AutoCAD操作習(xí)慣，采用類似于CAD的操作模式，方便了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員使用。同時(shí)在CAD功能的基礎(chǔ)上增加了資源屬性信息，滿足不同設(shè)計(jì)單位、不同設(shè)計(jì)人員在脫離網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)的要求。工程設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)中，提取在線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證數(shù)據(jù)的一致性。該輔助設(shè)計(jì)功能可以在工程設(shè)計(jì)、施工、竣工各階段使用，能夠滿足新建、拆改等各類網(wǎng)絡(luò)資源的設(shè)計(jì)，還可以統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)材料，并生成工程結(jié)算文件；在施工完成后，工程設(shè)計(jì)單位完成的設(shè)計(jì)圖紙經(jīng)工程管理部門審核后可直接導(dǎo)入在線網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，減輕工程人員手工錄入圖紙的工作量。

2.2 系統(tǒng)建設(shè)原則

（1）先進(jìn)性：在選用系統(tǒng)組件進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮其先進(jìn)行、可靠性及成熟型，具備處理各種非正常狀態(tài)和事件的能力，以保證功能建設(shè)適度技術(shù)先進(jìn)性。

（2）開放性：系統(tǒng)建設(shè)時(shí)應(yīng)遵循開放性架構(gòu)，包括硬件部署、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用軟件開發(fā)，采用開放的接口協(xié)議與開發(fā)平臺(tái)。

（3）模塊化程度：采用模塊化方式，系統(tǒng)易于修改，對(duì)某一個(gè)子系統(tǒng)的修改，不影響其他系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（4）安全性：系統(tǒng)按照電信級(jí)的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（5）分布性：系統(tǒng)應(yīng)盡量采用分布式計(jì)算的技術(shù)，以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

（6）可擴(kuò)展性：基于標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增長(zhǎng)而平滑擴(kuò)展。

2.3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

輔助設(shè)計(jì)功能的主要功能點(diǎn)有：電纜網(wǎng)設(shè)計(jì)、光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)、管道網(wǎng)設(shè)計(jì)、寬帶網(wǎng)設(shè)計(jì)等（見圖2）。電纜網(wǎng)設(shè)計(jì)主要有分配網(wǎng)（樓棟網(wǎng)）設(shè)計(jì)，用于對(duì)片區(qū)樓棟進(jìn)行簡(jiǎn)單有效的設(shè)計(jì)、管理；管道網(wǎng)有管道截面管理；光纜網(wǎng)是對(duì)交接箱、接續(xù)盒、終端盒、光纜進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)

輔助設(shè)計(jì)功能的主要難點(diǎn)有兩個(gè)：一個(gè)是數(shù)據(jù)交換問題，另一個(gè)是在交換數(shù)據(jù)時(shí)的數(shù)據(jù)一致性問題，而在應(yīng)用層面是解決使用習(xí)慣與規(guī)范操作之間存在矛盾的問題。網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)采用的是supermap格式數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，輔助設(shè)計(jì)功能采用的autocad格式數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在dwg文件中［3］。為保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和一致性，系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)交換中心，采用面向?qū)ο蟮牡乩硇畔?shù)據(jù)交換機(jī)制，通過空間數(shù)據(jù)引擎，將兩種異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并可無縫交換到對(duì)方系統(tǒng)中，充分做到數(shù)據(jù)能夠“從系統(tǒng)中來，到系統(tǒng)中去”，保證數(shù)據(jù)的統(tǒng)一使用（見圖3）。

圖2 輔助設(shè)計(jì)功能的功能結(jié)構(gòu)

圖3 輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)交換

在網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)時(shí)采用SuperMap GIS和Oracle作為基礎(chǔ)平臺(tái)，而采用輔助設(shè)計(jì)功能是用AutoCAD和Access，因?yàn)閿?shù)據(jù)格式不同，兩套平臺(tái)的數(shù)據(jù)不能直接交換，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，需要交換的數(shù)據(jù)也不限于網(wǎng)絡(luò)資源的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，還包括資源管理系統(tǒng)中的各種設(shè)計(jì)模板、數(shù)據(jù)字典、技術(shù)指標(biāo)等設(shè)計(jì)環(huán)境數(shù)據(jù)。輔助設(shè)計(jì)功能系統(tǒng)提供了“導(dǎo)出模板”“導(dǎo)出數(shù)據(jù)”“導(dǎo)入數(shù)據(jù)”3個(gè)功能來解決數(shù)據(jù)交換問題。“導(dǎo)出模板”可以將設(shè)計(jì)環(huán)境數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出到輔助設(shè)計(jì)功能系統(tǒng)的Access本地?cái)?shù)據(jù)庫?！皩?dǎo)出數(shù)據(jù)”則以工程項(xiàng)目為單位，將與該工程項(xiàng)目有關(guān)的電子地圖、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)導(dǎo)出為CAD圖形文件，屬性則保存在CAD元素的擴(kuò)展屬性中，通過編程手段，保證各類圖形元素和屬性數(shù)據(jù)的完整轉(zhuǎn)換。“導(dǎo)入數(shù)據(jù)”只需要將輔助設(shè)計(jì)成果中的網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)無損導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)中。在導(dǎo)入時(shí)，有時(shí)因?yàn)樾枰獙?duì)既有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拆改，對(duì)導(dǎo)出的既有資源數(shù)據(jù)進(jìn)行了編輯，在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)時(shí)，就出現(xiàn)了不一致的問題；有時(shí)是因?yàn)橥瑫r(shí)有多個(gè)工程項(xiàng)目對(duì)同一區(qū)域的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行了導(dǎo)出，而不同的工程項(xiàng)目都對(duì)同一資源數(shù)據(jù)進(jìn)行了不同的操作，當(dāng)這些工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)成果先后導(dǎo)入系統(tǒng)時(shí)，也會(huì)存在數(shù)據(jù)的不一致性問題，對(duì)于不一致數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)進(jìn)行提示，由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行人工干預(yù)，解決數(shù)據(jù)沖突問題。

2.5 系統(tǒng)使用的優(yōu)點(diǎn)

輔助設(shè)計(jì)功能系統(tǒng)采用Autocad的設(shè)計(jì)模式，工程設(shè)計(jì)人員易于接受，相對(duì)于直接使用Autocad出圖設(shè)計(jì)起來更方便快捷，和直接使用Autocad建里的設(shè)計(jì)圖紙相比較，系統(tǒng)中的對(duì)象有屬性的，這樣便于管理維護(hù)。相對(duì)于在線網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)，在無網(wǎng)絡(luò)連接的時(shí)候，也可以使用輔助設(shè)計(jì)功能，無須連接在線數(shù)據(jù)庫，工程設(shè)計(jì)人員可以在任意時(shí)候可以使用本系統(tǒng)。

3 結(jié)語

基于CAD平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)工程輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，結(jié)合傳統(tǒng)CAD和網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)，使用簡(jiǎn)單、操作方便，同時(shí)可以脫離局域網(wǎng)環(huán)境，在本地計(jì)算機(jī)獨(dú)立完成，其文件包可以在工程各階段（設(shè)計(jì)、施工、竣工等）單獨(dú)進(jìn)行流轉(zhuǎn)，并可將成果一鍵導(dǎo)入在線系統(tǒng)中，節(jié)省后期錄入、審核工作。輔助設(shè)計(jì)功能的建設(shè)，為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化提供有力保證，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)錄入功能，提高工程管理人員的工作效能。