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技術來擴展和完善地理信息系統(tǒng)的一項技術。它是基于網(wǎng)絡的客戶機/ 服務器系統(tǒng)；利用因特網(wǎng)來進行客戶端和服務器之間的信息交換，它是一個分布式系統(tǒng)，用戶和服務器可以分布在不同的地點和不同的計算機平臺上。WebGIS主要作用是進行空間數(shù)據(jù)發(fā)布、空間查詢與檢索、空間模型服務、Web資源的組織等。隨著專業(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險因素進行識別和評價，通過監(jiān)測、檢測、檢驗等各種方式，獲取與專業(yè)管理相結(jié)合的管道完整性的信息，制定相應的風險控制對策，不斷改善識別到的不利影響因素，從而將管道運行的風險水平控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，最終達到持續(xù)改進、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，為了實現(xiàn)這一目標，與GIS技術的結(jié)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(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，不僅提高了管道數(shù)據(jù)的利用率，建立了數(shù)據(jù)可視化平臺，同時還為管道完整性管理提供可靠的決策分析依據(jù)。

2. 基于Flex的WebGIS開發(fā)框架

2.1.富客服端技術

RIA（Rich Internet Application，富互聯(lián)網(wǎng)） 是一種網(wǎng)絡的應用程序，它通過桌面應用程序交互的用戶體驗與傳統(tǒng)Web 應用的部署靈活性相結(jié)合，加之聲音、視頻和實時對話等綜合通信技術的結(jié)合， RIA 具有了前所未有的網(wǎng)絡用戶體驗。目前出現(xiàn)的幾種RIA 客戶端開發(fā)技術中，以Adobe 公司的Flex 較為成熟，用戶直接基于XML 的MXML 來定義豐富的用戶界面，并由Flex 服務器翻譯成SWF 格式的客戶端應用程序，最終在Flash Player 中運行。Flex 技術框架主要有XML 語言、ActionScript 語言、Flex 類庫以及Flex 框架模型組成，并提供了三種Flash Player 與服務器端通信方式供用戶選擇，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，除了視覺上的舒適感之外，還具備方便的矢量圖形、動畫以及媒體處理接口。在瀏覽器中，F(xiàn)lash Player 已得到廣泛應用，客戶端無需下載額外的GIS 插件。

2.2.空間數(shù)據(jù)引擎ArcSDE

ArcSDE（SDE即Spatial Database Engine， 空間數(shù)據(jù)庫引擎）是ArcGIS與關系數(shù)據(jù)庫之間的GIS通道。它允許用戶在多種數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)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(shù)據(jù)。 　ArcSDE是多用戶ArcGIS系統(tǒng)的一個關鍵部件。它為DBMS提供了一個開放的接口，允許ArcGIS在多種數(shù)據(jù)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(gòu)建的程序需要使用一個可以被大量用戶同步訪問并編輯的大型數(shù)據(jù)庫， ArcSDE可以提供必要的功能。通過ArcSDE用戶構(gòu)建的GIS應用程序可以在DBMS中輕而易舉地管理一個共享的、多用戶的空間數(shù)據(jù)庫。

3. 系統(tǒng)總體設計

3.1.總體設計目標和系統(tǒng)總體架構(gòu)

水工保護數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)的主要目標是水工保護數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理；水保工程相關的費用信息、評估信息的及時獲取和發(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(shù)據(jù)以往混亂無序的管理現(xiàn)狀。系統(tǒng)建成后，可以實現(xiàn)對水保數(shù)據(jù)的實時錄入和發(fā)布，實現(xiàn)水工保護數(shù)據(jù)的多角度、多樣化的統(tǒng)計與分析。

水工保護數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)采用Flex技術作為表現(xiàn)層，通過BlazeDS框架實現(xiàn)前后臺的數(shù)據(jù)通信，以JBPM工作流引擎為基礎實現(xiàn)水工數(shù)據(jù)的錄入審核，通過Oracle和ArcSDE管理屬性數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體框架

3.2.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

為實現(xiàn)水工數(shù)據(jù)的管理與分析，根據(jù)專項分析需求，建立水工保護專項要素表和水工保護現(xiàn)場照片索引表。

3.2.1 水工保護要素類

空間數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，在GIS系統(tǒng)中處于核心地位。對本系統(tǒng)來說水工保護數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中以線狀地物的形式存儲，表結(jié)構(gòu)如表1所示。

3.2.2 水工保護現(xiàn)場照片索引表

為了直觀的展示水保工程的實施情況，水工保護數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供了工程照片的查看功能，支持在瀏覽器中直接打開水工數(shù)據(jù)對應的現(xiàn)場照片，因此需要在數(shù)據(jù)庫中建立數(shù)據(jù)照片的索引表。

4. 系統(tǒng)詳細設計及功能實現(xiàn)

4.1.水工保護數(shù)據(jù)審核錄入

系統(tǒng)以JBPM引擎為基礎實現(xiàn)了水工保護數(shù)據(jù)的用戶錄入、主管人員審核以及屬性數(shù)據(jù)生成空間圖形的完整工作流程。數(shù)據(jù)錄入、審核、入庫的工作流程如圖2所示。

圖2水工數(shù)據(jù)審核流程

系統(tǒng)提供在線單條數(shù)據(jù)錄入和離線批量數(shù)據(jù)錄入兩種方式,如圖3、圖4所示。

1) 在線單條數(shù)據(jù)錄入是由用戶在GIS系統(tǒng)中填寫所屬管線、起止樁號、預算費用和結(jié)算費用等信息審核后上傳至系統(tǒng)中。

2) 離線批量數(shù)據(jù)錄入是用戶根據(jù)錄入模板在本地計算機完成數(shù)據(jù)填寫后上傳至系統(tǒng)中。

圖3水工數(shù)據(jù)在線單條上傳

圖4水工數(shù)據(jù)離線批量上傳

4.2.水工保護數(shù)據(jù)查詢

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

水工保護數(shù)據(jù)查詢模塊實現(xiàn)了多源化的數(shù)據(jù)整合與管理、查詢水工保護詳細信息并支持空間定位至要素所在地圖區(qū)域，查看遙感航拍影像和水工保護現(xiàn)場照片。為管道完整性管理提供可靠的決策分析依據(jù)。圖5為水工數(shù)據(jù)查詢結(jié)果展示界面。

圖5以表格、圖表展示查詢結(jié)果

4.3.水工保護費用趨勢分析

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

圖6水工費用趨勢分析結(jié)果

4.4.水工保護重復段分析

由于人為或自然原因，會造成在管線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(tǒng)提供了水保點重復段分析功能，能自動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行統(tǒng)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(jié)

本文根據(jù)長輸油氣管道的水工保護數(shù)據(jù)管理分析的應用需求，采用基于富客戶端技術的FlewViewer框架開發(fā)水工保護數(shù)據(jù)管理GIS系統(tǒng)。以管道完整性數(shù)據(jù)模型為基礎將用戶提交的水保數(shù)據(jù)錄入至數(shù)據(jù)庫中，并生成水工保護空間圖形，建立水保工程現(xiàn)場照片與相應數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系，實現(xiàn)了水工保護數(shù)據(jù)的規(guī)范錄入和科學管理。同時開發(fā)了水工保護數(shù)據(jù)查詢與分析模塊，以表格和統(tǒng)計圖的形式快速準確、直觀、多角度的展示水工保護數(shù)據(jù)的空間分布和費用投入情況， 并實現(xiàn)了對歷史數(shù)據(jù)的多樣化信息統(tǒng)計與分析，為合理調(diào)配資源、科學管理工程實施、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(tǒng)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)技術標準15部，獲國家發(fā)明、實用新型專利5項，發(fā)表學術論文10余篇。

《管道保護》2015年第1期（總第20期）