周永濤 董秦龍 中石油北京天然氣管道有限公司

李城 蔡翊 西安煤航信息產(chǎn)業(yè)有限公司

1. 引言

WebGIS是利用Web技術(shù)來(lái)擴展和完善地理信息系統的一項技術(shù)。它是基于網(wǎng)絡(luò )的客戶(hù)機/ 服務(wù)器系統；利用因特網(wǎng)來(lái)進(jìn)行客戶(hù)端和服務(wù)器之間的信息交換，它是一個(gè)分布式系統，用戶(hù)和服務(wù)器可以分布在不同的地點(diǎn)和不同的計算機平臺上。WebGIS主要作用是進(jìn)行空間數據發(fā)布、空間查詢(xún)與檢索、空間模型服務(wù)、Web資源的組織等。隨著(zhù)專(zhuān)業(yè)管道公司面對不斷變化的因素， 需要對油氣管道運行中面臨的風(fēng)險因素進(jìn)行識別和評價(jià)，通過(guò)監測、檢測、檢驗等各種方式，獲取與專(zhuān)業(yè)管理相結合的管道完整性的信息，制定相應的風(fēng)險控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運行的風(fēng)險水平控制在合理的、可接受的范圍內，最終達到持續改進(jìn)、減少和預防管道事故發(fā)生、經(jīng)濟合理地保證管道安全運行的目的，為了實(shí)現這一目標，與GIS技術(shù)的結合就成為了管道完整性發(fā)展的必經(jīng)之路。

基于GIS平臺的水工保護數據管理系統，不僅提高了管道數據的利用率，建立了數據可視化平臺，同時(shí)還為管道完整性管理提供可靠的決策分析依據。

2. 基于Flex的WebGIS開(kāi)發(fā)框架

2.1.富客服端技術(shù)

RIA（Rich Internet Application，富互聯(lián)網(wǎng)） 是一種網(wǎng)絡(luò )的應用程序，它通過(guò)桌面應用程序交互的用戶(hù)體驗與傳統Web 應用的部署靈活性相結合，加之聲音、視頻和實(shí)時(shí)對話(huà)等綜合通信技術(shù)的結合， RIA 具有了前所未有的網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)體驗。目前出現的幾種RIA 客戶(hù)端開(kāi)發(fā)技術(shù)中，以Adobe 公司的Flex 較為成熟，用戶(hù)直接基于XML 的MXML 來(lái)定義豐富的用戶(hù)界面，并由Flex 服務(wù)器翻譯成SWF 格式的客戶(hù)端應用程序，最終在Flash Player 中運行。Flex 技術(shù)框架主要有XML 語(yǔ)言、ActionScript 語(yǔ)言、Flex 類(lèi)庫以及Flex 框架模型組成，并提供了三種Flash Player 與服務(wù)器端通信方式供用戶(hù)選擇，它們分別基于HttpService，Web Service 和RemoteObject。由于Flex 和Flash 都以ActionScript 作為其核心的編程語(yǔ)言，并被編譯成.swf 文件運行在Flash Player 虛擬機上，所以Flex 也繼承了Flash 在表示層上的美感，除了視覺(jué)上的舒適感之外，還具備方便的矢量圖形、動(dòng)畫(huà)以及媒體處理接口。在瀏覽器中，Flash Player 已得到廣泛應用，客戶(hù)端無(wú)需下載額外的GIS 插件。

2.2.空間數據引擎ArcSDE

ArcSDE（SDE即Spatial Database Engine， 空間數據庫引擎）是ArcGIS與關(guān)系數據庫之間的GIS通道。它允許用戶(hù)在多種數據管理系統中管理地理信息，并使所有的ArcGIS應用程序都能夠使用這些數據。 　ArcSDE是多用戶(hù)ArcGIS系統的一個(gè)關(guān)鍵部件。它為DBMS提供了一個(gè)開(kāi)放的接口，允許ArcGIS在多種數據庫平臺上管理地理信息。這些平臺包括Oracle，Oracle with Spatial/ Locator，Microsoft SQL Server, IBM DB2，和Informix。如果構建的程序需要使用一個(gè)可以被大量用戶(hù)同步訪(fǎng)問(wèn)并編輯的大型數據庫， ArcSDE可以提供必要的功能。通過(guò)ArcSDE用戶(hù)構建的GIS應用程序可以在DBMS中輕而易舉地管理一個(gè)共享的、多用戶(hù)的空間數據庫。

3. 系統總體設計

3.1.總體設計目標和系統總體架構

水工保護數據管理系統的設計與實(shí)現的主要目標是水工保護數據的統一管理；水保工程相關(guān)的費用信息、評估信息的及時(shí)獲取和發(fā)布；充分發(fā)揮信息化在管道附屬工程建設中的作用；解決水工保護數據以往混亂無(wú)序的管理現狀。系統建成后，可以實(shí)現對水保數據的實(shí)時(shí)錄入和發(fā)布，實(shí)現水工保護數據的多角度、多樣化的統計與分析。

水工保護數據管理系統采用Flex技術(shù)作為表現層，通過(guò)BlazeDS框架實(shí)現前后臺的數據通信，以JBPM工作流引擎為基礎實(shí)現水工數據的錄入審核，通過(guò)Oracle和ArcSDE管理屬性數據空間數據，系統總體架構如圖1所示。

圖1 系統總體框架

3.2.系統數據庫設計

為實(shí)現水工數據的管理與分析，根據專(zhuān)項分析需求，建立水工保護專(zhuān)項要素表和水工保護現場(chǎng)照片索引表。

3.2.1 水工保護要素類(lèi)

空間數據是地理信息系統的重要組成部分，在GIS系統中處于核心地位。對本系統來(lái)說(shuō)水工保護數據在系統中以線(xiàn)狀地物的形式存儲，表結構如表1所示。

3.2.2 水工保護現場(chǎng)照片索引表

為了直觀(guān)的展示水保工程的實(shí)施情況，水工保護數據管理系統提供了工程照片的查看功能，支持在瀏覽器中直接打開(kāi)水工數據對應的現場(chǎng)照片，因此需要在數據庫中建立數據照片的索引表。

4. 系統詳細設計及功能實(shí)現

4.1.水工保護數據審核錄入

系統以JBPM引擎為基礎實(shí)現了水工保護數據的用戶(hù)錄入、主管人員審核以及屬性數據生成空間圖形的完整工作流程。數據錄入、審核、入庫的工作流程如圖2所示。

圖2水工數據審核流程

系統提供在線(xiàn)單條數據錄入和離線(xiàn)批量數據錄入兩種方式,如圖3、圖4所示。

1) 在線(xiàn)單條數據錄入是由用戶(hù)在GIS系統中填寫(xiě)所屬管線(xiàn)、起止樁號、預算費用和結算費用等信息審核后上傳至系統中。

2) 離線(xiàn)批量數據錄入是用戶(hù)根據錄入模板在本地計算機完成數據填寫(xiě)后上傳至系統中。

圖3水工數據在線(xiàn)單條上傳

圖4水工數據離線(xiàn)批量上傳

4.2.水工保護數據查詢(xún)

模塊以單位和管網(wǎng)為查詢(xún)方式，以水保類(lèi)型、水保材料、竣工日期、樁號位置、春季/汛期水工為查詢(xún)條件，以表格和統計圖為展示形式，快速準確、直觀(guān)、多角度的展示水工保護工程實(shí)施情況，進(jìn)行多樣化的信息統計分析。

水工保護數據查詢(xún)模塊實(shí)現了多源化的數據整合與管理、查詢(xún)水工保護詳細信息并支持空間定位至要素所在地圖區域，查看遙感航拍影像和水工保護現場(chǎng)照片。為管道完整性管理提供可靠的決策分析依據。圖5為水工數據查詢(xún)結果展示界面。

圖5以表格、圖表展示查詢(xún)結果

4.3.水工保護費用趨勢分析

該模塊以管理單位、管線(xiàn)為分析依據， 展示水工保護費用歷年的投入情況，同時(shí)統計管線(xiàn)1公里、10公里、50公里、100公里的平均水保工程造價(jià)，如圖6所示。

圖6水工費用趨勢分析結果

4.4.水工保護重復段分析

由于人為或自然原因，會(huì )造成在管線(xiàn)某一處重復投入修建水保工程。為避免人力、物力、財力等資源的浪費，系統提供了水保點(diǎn)重復段分析功能，能自動(dòng)分析官道上水工保護工程的重復段，并對歷次修建的費用投入信息進(jìn)行統計分析。圖7為水工保護工程重復段示意圖。

圖7水工保護重復段示意圖

5. 總結

本文根據長(cháng)輸油氣管道的水工保護數據管理分析的應用需求，采用基于富客戶(hù)端技術(shù)的FlewViewer框架開(kāi)發(fā)水工保護數據管理GIS系統。以管道完整性數據模型為基礎將用戶(hù)提交的水保數據錄入至數據庫中，并生成水工保護空間圖形，建立水保工程現場(chǎng)照片與相應數據之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現了水工保護數據的規范錄入和科學(xué)管理。同時(shí)開(kāi)發(fā)了水工保護數據查詢(xún)與分析模塊，以表格和統計圖的形式快速準確、直觀(guān)、多角度的展示水工保護數據的空間分布和費用投入情況， 并實(shí)現了對歷史數據的多樣化信息統計與分析，為合理調配資源、科學(xué)管理工程實(shí)施、避免資源浪費提供了輔助決策信息。◢

參考文獻

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作者簡(jiǎn)介：周永濤，男，1980年7月生，工作于中石油北京天然氣管道有限公司。主要從事地理信息系統建設、完整性管理及科技管理工作，獲中國石油天然氣集團公司技術(shù)創(chuàng )新獎2項，國家能源局等獎勵2 項，編制了行業(yè)、企業(yè)技術(shù)標準15部，獲國家發(fā)明、實(shí)用新型專(zhuān)利5項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇。

《管道保護》2015年第1期（總第20期）