（计算机应用技术专业论文）基于gis的感应式智能巡检系统的设计与实现.pdf

摘要 随着我国城市经济建设和社会的快速发展，电力、石油、铁路、邮政、交通 等行业对巡检管理工作的要求越来越规范化、科学化、数据化。在安全防范系统 方面尤其重要，因此采用先进的感应式智能巡检系统是消除安全隐患的有利措 施。该系统创新地提出了以地理信息系统( 简称：g i s ) 为基础，利用全球定位系 统( 简称：g p s ) 获取经纬度坐标，通过手持巡检器移动终端，实现巡检管理的电 子化、信息化和智能化。 本文介绍了巡检系统的重要性、发展历史、常用的巡检技术、以及本系统所 采用的巡检方案。常用的巡检方式主要有传统的人工巡视、手工纸介质记录外， 还有采用l c 卡、信息钮、个人数字助理( 简称：p d a ) 、全球定位系统等线路巡 检手段，本系统采用了新一代的大型桌面地理信息系统，此系统是美国m a p l n f o 公司丌发的，它提供了二次丌发平台，本系统利用m a px 控件技术作为地理信 息处理的核心，并在信息管理系统中集成了强大的g i s 功能，从而实现了图形 化智能线路排班功能。论文介绍了巡检系统的框架结构、模块划分等，从两部分 详细介绍了巡检系统，一部分主要介绍系统各模块的功能，主要包括系统设置、 智能排班功能、灵活方便的发卡功能、巡检器管理、巡检点管理、巡检员管理、 数据的统计查询、数据报表的查询打印、时钟校验、数据上载、数据下载、信息 数据安全传输以及用户权限设置、数掘库切换、同志以及版本控制等：另一部分 主要介绍关于g i s 的功能模块，主要包括地图导入、线路管理、地图工具、鹰 眼图、图层设置以及基本设置等。 此系统解决了在巡检任务中的难点：主要包括线路排班管理以及g i s 线路 设置，通过测试验证，此系统大大提高了巡检的效率，有效的监督巡检员的工作。 关键字：巡检系统、线路管理、地理信息系统、全球定位系统、电子地图 a b s t r a c t a st h ee c o n o m i cc o n s t r u c t i o na n d s o c i a lc i t y sr a p i dd e v e l o p m e n t ，e l e c t r i c i t y o i l , r a i l p o s t a ia n dt r a n s p o r ts e c t o r so nt h em a n a g e m e n t o ft h er e q u i r e m e n t so fm o r ea n d m o l es t a n d a r d i z e da n ds c i e n t i f i c ，d a t a - b a s e d i nt h es e c u r i t ys y s t e m l sp a r t i c u l a r , s 0 i m p o n a n tl h a tt h eu s eo fa d v a n c e di n t e l l i g e n ti n s p e c t i o ns y s t e m i st oe i i m l n a t eh l d d e n d a n g e r so ff a v o r a b l em e a s u r e s t h es y s t e mo f i n n o v a t i o nt op u tf o r w a r dag e o g r a p h l c l n f o 珊a t i 伽 s y s t e m b a s e do ng e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m ，u s l n g 【j l o b a l p o s i t i o n i n gs y s t e mt oo b t a i nl a t i t u d ea n dl o n g i t u d ec o o r d i n a t e s ，t h r o u g hh a n d - h e l d m o b i l et e r m i n a li n s p e c t i o nd e v i c et or e a l i z et h em a n a g e m e n to f e l e c t r o n l c1 n s p e c t l o n ， i n f o r m a t i o na n di n t e l l i g e n t t h i sa r t i c l ed e s 硎b e st h ei m p o r t a n c eo ft h ei n s p e c t i o ns y s t e m ，t h ed e v e l o p m e n t h i s t o r yo ft h ec o m m o nt e c h n i c a li n s p e c t i o n ，a s w e l la st h es y s t e mu s e db yt h e i n s p e c t i o np r o g r a m i n s p e c t i o no f t h ec o m m o n l yu s e dm e t h o d s ，i n c l u d i n gt 。a d l t l o n a l m a n u a ii n s p e c t i o n ，t h ep r e v i o u sr e c o r db yh a n d ，i cc a r d ，t h ei n f o r m a t l o n b u t t o n , p e r s o n a ld i g i t a ia s s i s t a n t ，g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e ma n ds oo n t h es y s t e m u s e sa n e wg e n e r a t i o no fl a r g e s c a l ed e s k t o pg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m s ，t h es y s t e m d e v e l o p e db vm a p l n f o i nt h eu n i t e ds t a t e s ，a n di tp r o v i d e sas e c o n d a r yd e v e l o p m e n t p l a t f o 咖，t h eu s eo ft h em a p xc o n t r o ls y s t e mt e c h n o l o g ya st h ec o t eo fg e o g a p n l c i n f o 珊a t i o np 眦e s s i n ga n di n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi n t e g r a t l o nap o w e n u l g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e mf u n c t i o n s ，t h u sr e a l i z i n gt h eg r a p h i c a li n t e l l i g e n t i i n e s c h e d u l i n g t h i sp a p e ri n t r o d u c e s t h ef r a m e w o r ko fi n s p e c t i o ns y s t e m s t d u e ， m o d u l ed i v i s i o na n ds oo n ，f r o mt h et w op a r t sd e t a i l e di n s p e c t i o ns y s t e m ，i n t r o d u c e a l h es v s t e ma sp a r to ft h em a i nf u n c t i o n so fe a c hm o d u l e ，i n c l u d i n gs y s t e ms e t t l n g s ， s m a ns c h e d u l i n gf e a t u r e s ， f l e x i b l ea n dc o n v e n i e n tc a r d - i s s u i n g f u n d l o n ， 1 o u 。 f r e d e r i c kd e v i c em a n a g e m e n t ，i n s p e c t i o n p o i n t s ，m a n a g e m e n t ，1 n s p e c t l o n m a n a g e m e n t ，s t a t i s t i c a id a t aq u e r y , d a t aq u e r ys t a t e m e n t sp r i n t i n g ，c l o c k c a l i b r a t i o n , d a t au p l o a d ，d o w n l o a dd a t a ，i n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o nd a t as e c u r i t y ，u s e rp e 肌1 s s 姗 s e t t i n g s ，d a t a b a s es w i t c h ，l o g ，v e r s i o nc o n t r o la n d s oo n a n o t h e rm a j o rp a r to ft h ep r e s e n t a t i o no nt h eg e o g r a p h i cl n f o r m a t i o ns y s t e m f u n c t i o nm o d u l e s ，i n c l u d i n gt h em a pi m p o r t ，l i n em a n a g e m e n t ，m a pt o o l s ，e a g i ee y e ， m a pl a y e r s ，t h eb a s i cs e t t i n g sa n d s oo n t h i ss y s t e ms o l v e dt h eq u e s t i o n si n t h ei n s p e c t i o no ft h e d i f f i c u i t i e sm a i n l yi n c l u d es m a r ts c h e d u l i n g ，l i n e m a n a g e m e n t d i f f i c u l t i e s n i s a n dg e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e ml i n es e t t i n g s ，t h r o u g ht h et e s t ，i tv e r i f yt h a tt h es y s t e mg r e a t l y e n h a n c e dt h ee f f i c i e n c yo fi n s p e c t i o n ，a n dm o r ei n t e l l i g e n t ，e f f e c t i v es u p e r v i s i o no f t h ew o r ko fi n s p e c t i o n k e y w o r d s ：i n s p e c t i o ns y s t e m 、l i n em a n a g e m e n t 、g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m 、 g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m 、e l e c t r o n i cm a p 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得云洼王些太堂或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：为亚呋签字同期：撕降二月f 窖同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规 定。特授权丞洼工些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，并采用影印、编印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：巷正蕤 签字同期：劲节年2 月1 8 1 t 铷躲郴督 签字f 1 期：加汐歹年歹月 学位论文的主要创新点 一、巡检方式 淘汰以前的手工纸介质、i c 卡等巡检方式，利用最新技术g i s 、 g p s 等技术，通过手持巡检器进行巡检，不需要人工进行数据输入，系 统可以自动进行数据采集、数据处理，提高了巡检效率与质量。 二、g i s 地图 在管理系统中嵌入了g i s 地图，通过g p s 全球定位系统获得到的 地图上某点的经纬度信息，从而通过算法得到两地距离、折线距离等。 第一章绪论 第一章绪论 1 1 国内外巡检现状及其重要意义 随着社会的发展与进步，电路、石油、铁路、邮政、电信、交通等行业对管 理工作要求越来越规范化、科学化、数据化。人们对信息的需求逐渐从办公室延 仲到工作场所，信息技术也随之从集中式向分白式、嵌入式的方向发展。人们需 要随时、随地获得所需信息。与此同时，一些新兴的技术和产品也从实验室走进 了f l 常工作和生活。 尤其安全防范系统方面的意义显得更加重要，过去各种安全事故的发生多与 岗位工作人员玩忽职守、思想麻痹、存在侥幸心理是分不丌的，约占事故比例的 8 0 以上，因此采用先进的感应式智能巡检系统，无疑是消除各种安全隐患的有 利措施。 感应式智能巡检系统能够有效地对巡检工作进行管理，在欧美发达国家及中 尉的发达地区被列为安全防范系统罩的必备项目1 1 1 。 巡检是指通过对其所管辖范围内按照制定的路线定期巡视、检查以保证安全 的一项基础工作。通过巡视检查来：掌握路线点设备运行状况以及周围环境的变 化，发现缺陷以及危机安全的隐患，预防事故发生，或者故障限制在最小范围内。 通常的巡检应用系统中，信息技术的采用更多表现在以数掘存储以及信息传 递为主。然而企业面临的信息来源、信息量和处理要求都在迅速增长，由此对工 作效率和反应速度也提出了更高的要求。就目前的巡检系统而言，虽然都已实现 了基本的信息化，但原有模式显然难以满足同益增长的事务处理、信息其享、工 作协同和决策支持等方面的要求。为保证企业管理和业务决策的更加迅速及时， 为达到幽际一流企业的现代化管理水平接轨的要求，充分利用先进的技术对于系 统的建设就显得格外重要了。 1 2 本课题的研究目的 智能巡检系统的设计旨在实现包括人员管理、巡检情况、线路设置、排班 设置、记录数据管理、检索、报表生成等全部工作的自动化、信息化、数字化管 理。同时采用地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 技术i ：1 ， 实现在地图上进行线路设置、排班设置、计算两地距离等功能，先进性在于淘汰 天津下业人学硕+ 学位论文 纸张，提高工作效率和质量，降低运营成本，缩短故障处理时间，避免事故的发 生。有效的监督巡检员的工作。通过记录巡检时间，保证巡检员的工作“准时到 位 1 3 巡检系统的发展 对于如何实现有效的线路巡检管理，目前除了采用传统的人工巡视、手工纸 介质记录外，还有采用l c 卡、信息钮、p d a 、g p s 等线路巡检手段。传统方式 难以解决巡视工作中人为因素的影响。国内在传统的巡检方式基础上，丌始尝试 一些新的方式。常见的巡检技术包括： 1 3 1 人工巡视、手工纸介质记录 这种管理方式一般是山管理者对巡检员书面或者口头下达任务，然后巡检员 到达目的地进行巡检，巡检完毕后，书面记录下巡检的数据。为了保证自己的确 到过目的地，就需要在目的地同定的地方做上标记，比如贴上纸条。然后下一次， 当另外一个巡检员又去同一个目的地时，再把上一个巡检员做的标记取回，同时 做t 自己的标d 引。管理员就凭此标记来确定巡检员是否认真地完成巡检任务。 但是这样做有几个明显的缺陷： ( 1 ) 人为因素多，无法监督巡线工人工作状态，管理员不能立即知道数据的真 实性，将会对其他任务的下达造成影响。 ( 2 ) 如果巡检员所做的标记遭到破坏，将造成不必要的误会。 1 3 2i c 卡+ 打卡枪 这足一种近年末常用的巡捡方式。它的原理是这样的：管理员口头或者书面 下达任务，每个巡检人员持有一支l c 卡打卡枪和一张l c 卡，当巡检人员到达巡 柃地点巡检时，可以把数据i 己录到书面或者记录一部分数据记录到打卡枪中。巡 检点都配备了一种装置用来记录巡检点的线路名称、编号以及检测几期情况，巡 检员用打卡枪打卡后记录下巡检点信息，然后把这所有的数据都传送到那张l c 卡上，回去后，只需要把l c 卡交给管理员，管理员以通过配套的设备读出l c 卡 中的内容。但也存在缺陷： ( 1 ) 管理成本高，在巡检点配备的设备容易因为自然或肯认为原冈损坏。 ( 2 ) 打卡枪上记录的数据太有限，不能描述具体的情况。 2 第一章绪论 1 3 3p d a + 条码 装有嵌入式操作系统的个人数字助理( p e r s o n a ld i g i t a la s s i s t a n t ，简称p d a ) f 3l 以及集成p d a 功能的移动通讯设备逐渐被重视并且得到广泛应用，许多p d a 也都为g p s 接收器预留了接口【4 l 。 事先在巡检点完成条码标记定位，巡检员到达时用带扫描装置的p d a 进行 扫描，通过条码信息确认所在巡检点位置，然后将缺陷等详细情况录入到p d a 中。但巡检人员经常需要更换巡检点上的巡检条码，所以使用管理都不方便。 1 3 4p d a + g p s 在p d a 中集成了g p s 的功能，不依赖附加在巡检点上的信息设备，只要巡 检人员走到待巡视的设备周围，使用p d a 即可实现在特定时间和地点的数据采 集，巡视工作结束后，数据通过无线通讯方式传输进入内部系统数据库。普遍用 于对电力、交通、铁路等行业领域的巡检。 1 3 5 本课题采用的工作方式 上述几种方式基本能够解决业务人员现场工作的要求，可以在第一时间采集 到现场数据，将原有的信息系统延伸到了工作现场。相比过去“先记在纸上，回 来还再录入 的方式，的确减轻了巡检人员上报数据的工作量，提高了工作效率。 随着远距离射频识别技术的成熟，在此基础上构成的巡检综合了传统集成技 术的优点，克服了各自的缺点，为巡检技术提供了一个高性价比和切实可行的解 决方案。 由于本课题所应用的行业主要是“安全保护”，巡检的对象主要是“保安巡 逻 ，在方案上采取使用g i s + g p s ，服务器端巡检系统软件主要用于系统设置、 巡检线路设置、排班设置、数据处理、g i s 地图设置等，客户端使用巡检器按照 在g i s 地图上进行的线路安排进行巡检，到达目的地时会自动和当地安装的射频 卡感应进行数据采集，同时将巡检的数据记录到数据库中。 3 天津：r 业人学硕十学位论文 1 4 系统关键技术 系统涉及的主要技术，包括地理信息系统技术g i s 、全球定位系统g p s 等。 1 4 1 地理信息系统( g i s ) 技术 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 是一种决策支持 系统，它具有信息系统的各种特点，同时又满足用户对于地理位置、范围的应用 需求，提供属性和地理之间的相关性分析功能，因为g i s 逐渐渗透到和地理相关 的管理、决策等社会生活领域。这些技术的完善发展与相应产品的不断升级，为 巡检系统提供了保障。 从信息系统角度看，一个完整g i s 主要由计算机硬件系统、计算机软件系统、 空间数据、系统的使用和维护人员组成。随着技术的发展，当今g i s 已融入r r 技术的主流，形成了g i s 软件平台。通常在g i s 软件平台包括桌面软件、开发 平台和利用开发平台开发的各种应用系统。目前g i s 的主要应用领域有：地理空 间数据管理、综合分析评价与模拟预测、空间查询和空间分析、地图制图、专题 地图、与遥感图像处理结合的应用、面向具体应用的g i s 二次开发等。 1 4 2 全球定位系统( g p s ) 技术 安全定位系统( g l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ，简称g p s ) 是2 0 世纪7 0 年代由 美国陆海空三军联合研制的新一代空问卫星导航定位系统，经过3 0 多年的发展， 美国已经开放了g p s 针对公共事业和商业的功能，为政府部门从事公共事业和 企业开发商业应用提供了全方面支持1 5 1 。 g p s 是以卫星为基础的授时与测距导航无线电导航定位系统，能为车辆、轮 船等诸多移动站提供精确的三维坐标、速度和时间。g p s 系统有三部分组成： g p s 卫星、地面支撑部分、g p s 接收机。 g p s 基本的定位原理是：卫星不断地发送自身的星历参数和时间信息，用户 接收到这些信息以后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度 和时间信息。 4 第一章绪论 1 5 本课题的研究内容 论文的主体是结合g i s 、g p s 定位系统开发出一套感应式智能巡检系统。 本论文研究的主要内容： ( 1 ) 服务器端的功能模块的丌发，主要包括系统设置，巡检器设置，数据处 理，巡检器与计算机之间的数据采集、保存、打印、备份、数据处理等。 ( 2 ) 服务器端g i s 地图中线路设置，研究m a p l n f om a p x5 0 将此控件嵌入到 d e l p h i7 0 中，实现对地图控制，可以在地图上进行线路设置、两地距离计算、 经纬度显示、巡检结果显示，以及对地图的放大、缩小、移动、图层控制等操作。 ( 3 ) 研究m i c r o s o f ts q ls e r v e r2 0 0 0 进行数据存储与管理，利用关系数据库 的约束机制管理数据的完整性与一致性，完成以巡检计划为基础的数据库的表的 设计。 1 6 论文组织 本论文包括中文摘要、关键字、英文摘要、关键字以及证文的第一章到第五 章内容，最后列出参考文献和表示对本论文完成提供过很多帮助的老师、同学同 事及家人的真诚谢意。 第一章简要介绍了本文的研究现状、内容、目的、意义等。 第二章“系统设计”主要阐述了系统开发平台、系统硬件组成、系统工作原 理、数掘通信、需求分析、目标设计等功能设计。 第三章“详细设计与实现”主要描述了系统软件的线路设胃、排班设置、数 据处理、巡检点设置、巡检员设置、巡检器设置、报表、查询功能等主要模块的 详细设计、代码实现、数据库表设计。 第【j q 章“系统g i s 地图的详细设计与实现”从五个方面详细阐述了g i s 地图 的地陶注册、线路管理、地图工具、地图导航、基本设置。 第血章“系统评述与展望”主要对系统进行了综述，同时提出了对系统实现 的进步完善目标。 5 第二章基y - g i s 的感应式智能巡检系统分析与设计 第二章基于g i s 的感应式智能巡检系统分析与设计 本文主要讨论了智能巡检系统的丌发平台、系统设计的总体框架结构，给 出了巡检系统的总体结构模型，分析了系统的工作原理，并且对系统实现的主要 功能做了简要的介绍。 2 1 开发平台简介 2 1 1d e p h i7 d e l p h i 是b o r l a n d 公司的一种面向对象的可视化软件开发工具。d e l p h i 集中 了v i s u a lc + + 和v i s u a lb a s i c 两者的优点：容易上手、功能强大，特别是在界面 设计、数据库编程、网络编程方面更有其独特的优势。d e l p h i 与使用s o l 语言 的数据库管理系统兼容，支持s o l 编程是d e l p h i 的一个重要特征，这也是体现 d e l p h i 作为一个强大的数掘库应用丌发工具的一个重要标志。d e p h i7 提供了大 量v c l 组件，极大地提高了应用系统的丌发速度，是目前优秀的1 t j , j 而丌发平台 之一。d e l p h i7 以可视化的丌发环境、简洁明快的编程语言、功能强大的组件、 优化的源代码编译器、可扩展的数据库访问引擎、稳定性和高效性等特点，成为 一个成熟的功能全面的产品，赢得了越来越多的用户1 6 1 。 d e l p h i7 的优点有很多，基于以下考虑，决定采用此丌发平台。 d e l p h i 是唯一真f 的编译语i 兰t ：l 。由于大型通用软件的速度要求较高，经验 和测试表明p b 、v b 、f o x p r o 编写的大程序较慢，d e l p h i 的程序丌发和运行时都 很快。 d e l p h ic s 支持单机的d b a s e ，p a r a d o x 数据库和流行的关系数据库，如 o r a c l e ，s y b a s e ，m ss q ls e r v e r 等。这样，最后的系统可以在单机、n e t w a r e 网络 文件共享方式和c s 条件下运行，扩大了企业使用范围1 7 i 。 d e l p h i 的p a s c a l 语言。是和c + + 是几乎相同的面向对象语言，非常好，习惯 了c + + o o 编程的高级c + + 程序员很容易接受。而且，b o r l a n d 的p a s c a l 一直非 常好。 d e l p h ic s 有全部构件的s o u r c e ，可以在需要的时候修改和增加构件。 2 1 2m a p l n f o 7 天沣1 ：业人学硕十学何论文 ( 1 ) m a p l n f o 简介 m a p l n f o 是美国m a p i n f o 公司推出的桌面地图信息系统，是一种数据可视化、 信息地图化的桌面解决方案1 8 1 。它依据地图及其应用的概念、采用办公自动化的 操作，集中多种数据库数据、融合计算机地图方法、使用地理数据库技术、加入 了地理信息系统分析功能，形成了极具实用价值的、是各行各业所用的大众化小 型软件系统，m a p l n f o 含义是“m a p p i n g + i n f o r m a t i o n ( 地图+ 信息) ”，即：地图 对象+ 属性数据。 它提供了二次丌发平台，用户可以在该平台上丌发各自的g i s 应用。二次 丌发方法归结起来有3 种，它们是基于m a p b a s i c 的丌发、基于o l e 自动化的丌 发及利用m a p x 控件的丌发。 ( 2 ) m a p l n f o 的软件丌发思想 m a p l n f o 公司凭借m a p l n f o 系列产品取得了长足的发展，其先进的软件丌发 技术和思想引起了l t 业界的注意。微软使用了m a p l n f o 提供的技术在o f f i c e 办 公套件中，已经成功地加入了m a p l n f o 地图功能，成为数据地图：m a p l n f o 和其 他大公司的合作；与o r a c l e 、s y b a s e 等大型数据库公司的合作方面，已经将 m a p l n f o 作为企业级大型的数据库的f i 玎端工具，实现数据的地理空间查询及可视 化显示：i n f o r m i x 、i b m 、s u n 、h p 等都选择m a p i n f o 作为长期合作伙伴。 这些先进的软件丌发思想包括： 尽可能向微软公司的o f f i c e 的操作特性靠拢； 全方位支持从单用户、客户机服务器环境和网络环境等各种体系结构； 支持o d b c ( 丌发的数据库连接) 技术，使不l 司数据库系统之l 日j 可以进行数 据共享和链接； 具有类b a s i c ( 巳l lv b a 、v i s u a lb a s i cf o ra p p l i c a t i o n s ) - - 次丌发语言m a p b a s i c 。 2 1 3m a p l n f om a p x m a p l n f om a p x 是强大的a c t i v e x 组件，使用标准可视化程序工具可以很容 易就整合到商业应用中，可以被快速集成到使用v i s u a lb a s i c 、p o w e r b u i l d e r 、 d e l p h i 、v i s u a lc + + 或其他面向对象的语言的客户端应用程序以及使用l o t u s s c r i p t 的l o t u sn o t e s 中。丌发人员可以在他们熟悉的环境中工作，最终用户可以 通过他们熟悉的应用程序来访问地图数据。m a p l n f om a p x 的同的足能够把基于 位置信息的数据以高清晰可视化的效果显示出来并进行分析，帮助用户制定更好 的决策，使管理及运作更为有效1 9 1 。 m a p l n f om a p x 提供了明确的对象模型、大量的方法和事件、高效的槿性页 和默认值等功能，以及其它向导使得应用丌发更加简单化。 8 第二章基- 1 - g i s 的感应式智能巡检系统分析与设计 m a p x 不仅仅是一个“地图浏览器 。通过m a p x ，可以分析并直观地显示 业务数据，创建或编辑地图图元，并按地理位置显示数据结果。 m a p x 的主要功能如下： 专题制图：使用专题制图显现数据。联合数据和地图中的每个图元，并在 地图中用颜色编码( 或其他样式) 来表示数据。可使用六种不同的样式来观察数 据( 色彩范围、点密度、独立值、等级符号、饼图、直方图) 。 逐层细化制图：可以通过简单的定点和单击来浏览数据，在o l 奸d s s 环境下，可以允许用户通过定点和单击逐层细化地图的某个区域。 数据绑定：地图可合并来自嵌套o c x 的容器、o d b c 或d a o 数据源( 例 如m sa c c e s s ) 的数据。m a p x 提供多种不同类型数据的绑定，包括邮政编码级 别的地理编码。 注释：可以提供定位、高亮显示特定数据的功能，通过添加文本、符号和 标注来使您的地图信息变得更加丰富。 图层化：显示和控制地图图层的显示，让它只在地图的缩放比例符合事先 调整的距离时j 显示。还可以使用或创建无缝地图图层，它可以把一组基表看作 一个整体。特殊的图层类型可以支持特殊类型的应用，如动态图层( 用于实时跟 踪) 和用户描绘图层( 用于描绘特殊的地图元素，如地图上方的标志) 。 工具：用户可以通过单击和拖动直接与地图交互。通过m a p x 内置的导航、 选择和标注工具或自定义工具束对地图进行操作。 选择：通过分组和组织数据，发挥m a p x 的分析特性。即在一个指定的半 径、矩形区域或指定点的范罔内选择地图图元。 图元工厂：f e a t u r e f a c t o r y 对象使您得以创建、合并和缓冲区或擦除点、 线和区域图元。 地图编辑：可以让用户在地图上添加、修改或删除图元。 投影和坐标系：m a p x 对地图坐标系和投影的完全支持使您可以更精确地 调整地图的显示并在自己的坐标系中处理x y 数据等等特点。 2 1 4m i c r o s o f ls q ls e r v e r 数据库足逻辑上具有联系的数据的集合，数据库管理系统是用来管理数据库 的系统，包括创建、修改、查询数据库对象和数据的组件，通常包括数据库和数 据字典；数据库系统是数据库和数据库管理系统的集合。系统数据库是智能巡检 系统的后台支持，它是保证巡检数据的安全存储和安全访问的基础。使用 m i c r o s o f ts q ls e r v e r 数据库是考虑了数据访问的并发性，它维护数据的单一拷 贝，如果数据正在被编辑，则其他用户此时无法对该数掘读取和删除。使用s q l 9 天津ji ：业人学硕十学位论文 s e r v e r 数据库的另一个原因是由于s q ls e r v e r 数据驱动使用表列数据流( t a b l e d a t as t r e a m ，t d s ) 的专项协议与s q l s e r v e r 对话，它针对该数据库的连接做了特 殊优化。因此，智能巡检系统使用了m i c r o s o f ts o ls e r v e r 关系数掘库进行设计 和实现。 关系数据库是当今流行的数据库管理系统，包括o r a c l e 、l n f o r m i x 、s q l s e r v e r 等；其中m i c r o s o f ts q l s e w e r 在复制、关系数据库、索引、数据仓库以及o l t p 上都又显著增强，同时其体系结构是客户机月艮务器体系结构，采用这种体系结 构具有很多优点【加i 。 2 1 4 1 数据库访问新技术 智能巡检系统采用了m i c r o s o f t 的数据访问技术a d o n e t ，可以实现对数据 库的快速访问，同时也可实现对多个不同数据源的访问。 a d o n e t 是a d o 的增强版本，其中的n e t 框架带来了一种新的程序设计 模型，该模型支持连接的数据体系结构。而对于a d o 就不支持非连接的数据源 连接。应用程序使用这种非连接的数掘体系结构，只是在存储或检索记录时才连 接到数据源，它确保了系统资源的最优使用。 a d o n e t 是关系型数据库的基础数据访问引擎，提供了5 种数据库访问对 象，通过这种新的数据对象访问机制，可以更加方便、安全地实现对数据库的访 问。 c o n n e c t i o n 对象：用于创建对数据库连接的访问对象，它用o p e n ( ) 方法和 c l o s e ( ) 打丌和关闭与数据库的连接。 c o m m a n d 对象：用于对数掘库操作的动作对象，包含添加、删除、更新。 d a t a a d a p t e r 对象：用于将d a t a s e t 对象连接到数据库，它是一个中i 日j 缓冲地 带。 d a t a r e a d e r 对象：是a d o n e t 核心之一，提供了一种数据库快速访问机制， 用于向前、不能后退读取数掘库巾的记录。 d a t a s e t 对象：用于缓存数据，易于用户对数据的编辑1 1 1 1 。 2 1 4 2 数据库自身安全 ( 1 ) 物理层安全 s q l s e r v e r 服务器在另一地方进行数据库服务调度和保存f 1 常备份，防止灾 难性事故的发生。 ( 2 ) 网络协议安全1 1 1 l 采用包加密的方式，使用安全的套接字层( s e c u r es o c k e tl a y e r ，s s l ) 协议 或远程过程调用( r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ，p r c ) 对数据包进行加密，避免任何 1 0 第二二章基丁g i s 的感应式智能巡检系统分析与设计 使用包分析器从网络中截取数据包读取包中的内容。 ( 3 ) s q ls e r v e r 安全 s q l 安全服务主要使用了身份验证、授权、审核和加密。在连接数据库， 使用身份验证的方式，在对数据库和数据库对象访问上则采用授权的方式，授权 给对象是否对数据库有执行动作的能力。审核是发生在数掘库的活动中，s q l s e r v e r 审核跟踪数据库中的活动，用e v e n tl o g 服务审计数据库对象的行为，包 括登录与安全事件审核。加密主要可用于存储过程中，实现对数据库的加密1 1 3 l 。 2 2 系统结构 2 2 1 系统组成 智能巡检系统硬件主要有、通讯座、r s 2 3 2 串行线、信息采集器、射频卡 以及装有系统软件的计算机。系统的软件部分就是基于g i s 的感应式智能巡检 系统。系统的软硬件的功能见表2 1 。 表2 - i 帮能巡检系统软硬什功能表 部什功能 通讯庠也称e m o d e m ，内置调制解凋器( m o d e m ) 、存储器等，川丁从巡检 器中读取信息并存储，可与计算机之间实现相且通信，也可刖丁远程 基丁- 调制解凋的数据通信。 手持终端巡检仪 射频譬1 f 接触式i ci ，安装在巡检点。 通讯线r s 2 3 2 接口的串行线，n j 丁通信心0 计算机间的通信连接。 计算机系统软f ，l ：全部运行住该计算机中，安装感应式智能巡检系统，并处理 由通讯序传输过米的数据，并计算处理得剑的结果。 软件 j l j 来控制、处理数据。 2 2 2 工作原理 智能巡检系统是按照一定的方式进行工作的。首先，根据g 1 s 地图制定好 一条巡检线路，并在巡检线路上安装一系列代表不同地点的射频卡( 又称感应 卡) ，同时将巡检任务下载到巡检仪中，当巡检人员途径巡检线路各巡检点时， 将手持的巡检仪( 相当于刷卡机) 与射频卡距离允许范围内刷一下，该射频卡的 特定编号和采集数据信息的时问会作为一条记录被存储到信息采集器中，再利用 天津i ：业人学唾十学位论文 专用的通讯线读出记录并存储到通讯座中，然后由通讯座将巡检数据传送到计算 机中，再经过分析处理可以得到巡检结果，就可以对巡检情况( 地点、时间等) 进行记录和考核。下面是系统所使用的工作原理图2 - 1 。 2 2 3 数据通信 睽 晶 幽2 - ii ：作啄理酗 智能巡检系统的数据通信主要山三部分组成，包括本地数据通信、基于调制 解调的远程数据通信和网络通信【l ”。 本地数据通信，主要是指信息采集器插入到通信座后，可以将采集到的数据 直接传送到通信座内，r s - 2 3 2 串行线又将通信座与当地的计算机相互连接以实 现他们之间的数据通信，最后现场采集到的巡检数据被传送到计算机中的企业数 据库中，然后经过分析处理，可以得到巡检结果，包括巡查人员名称、巡捡实际 时自j 、巡检地点发生的巡检事件，以及是否存在漏检或足不合格的情况，最终结 构都将汇入到企业的本地计算机的数据库中进行数据处理，形成报农。 远程通信，是指在远端的现场采集的巡检数据已经下载到现场的通信座的情 况下，台有调科解调功能的通信座c m o d e m 与公用电话罔有线连接，可以由调制 解调器将这些巡检数据经过a i d 或d a 转换后发送并传输到远端的计算机上， 同时保存到企业数据库中。而且这些山远程现场传递来的巡检数据经过分析处 理后能够得到企业所需的巡检结果。 网络通信，主要是指企业的上耋! l 管理部门为了对下缎各地方的巡检数据进行 查询需要将已经存入到各地方的下级部门计算机的数掘库中的巡捡数据及巡检 结构统计汇总然后传送回上级企业的总数据库中以供查询。智能巡检系统的同 扣j j _ 下 第二章基y - g i s 的感应式智能巡检系统分析与设计 络通信主要是利用s q l s e r v e2 0 0 0 数据库内置的对t c p i p 协议的支持，利用 a d o n e t 的数据访问机制，实现不同数据源之间的网络数据通信。 2 3 系统分析与设计 2 3 1 需求分析 1 、功能需求 随着计算机技术的不断成熟和发展，各行各业对巡检质量的要求也越来越 高，结合各行业的巡检系统的设计，总结了本系统的需求概述，包括以下几点： ( 1 ) 达到智能化、人性化设计。自动完成巡更机通讯、时钟校验、数据上载、 数据下载、智能数据识别、计划核查、统计分析、异常处理等功能。 1 2 ) 具备智能排班功能。独创智能排班功能，自动识别周期和人员，只需一 次排班便可长期使用。而一般的巡检软件大部分没有排班功能，有的虽然有但无 法核查，有的需要反复排班，使用起来非常烦琐。 ( 3 ) 具备自动核查功能。软件自动对巡检数掘进行处理，可以方便地查询排 班计划的执行情况，如准时、早到、迟到、未巡、漏巡、顺序错误，有没有事件 等；可以统计巡查次数、漏巡次数、顺序错次数、事件次数。 ( 4 ) 具备灵活方便的发卡功能。巡更机和通讯座可以兼作读卡机，不必手工 输入长达1 0 位卡号，也不用担心卡埋入墙内后忘了记卡号。 ( 5 ) 具备数据高度安全。无论数据还是程序都严格加密，无法更改。巡更机 上不需带电永久保存近3 力条巡更记录，可以重新上传。 ( 6 ) 软件免维护。能自动完成数据月备份、周备份和即时备份，自动清除过 期数据。 ( 7 ) 网络化软件可通过局域网、电话拨号进行数掘传输，集中处理及查询巡 更结果。适合大型的巡检管理需要。 1 8 ) 可连接远程通讯座进行数据传输及管理远程巡更机。 ( 9 ) 信息传输安全。由于数据是通过专门软件实现传输，而非文件方式传输， 不需要丌放系统共享权限，信息安全性有保证，不会造成信息威胁，不会造成病 毒传播。 0 0 ) 数据可靠。数据在通讯和存储中都进行加密和校验，无法更改，保证 数据真实性。可靠的数据自动多重备份，其中有每同备份、每月备份，而且每天 数掘库都有导出备份，同时对巡查结果记录自动导出文件进行备份。 ( 1 1 ) 充分利用g i s 的直观表达特点。通过g i s 地图可以智能的实现线路等 的图形化，进行线路设置、排班设置、两地距离、折线距离、地图放大、缩小、 j 3 天津。l ：业人学硕十学位论文 地图透明度调节等功能设置。 2 、开放性及扩展性 基于丌