（计算机应用技术专业论文）配电网报装系统的研究与实现.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 随着计算机技术和网络的飞速发展，信息技术在电力部门的应用日趋成熟，传 统的配电网业扩报装模式已经不能满足供电部门的需要，同时也暴露出许多问题。 针对所出现的问题，本文设计出利用j s p 技术的基于b s 模式的配电网业扩报装系 统。本系统利用w e b 服务器j s p ( 动态服务器网页) 作为数据库服务器的中间层， 将客户机服务器模式的数据库结构与w e b 技术密切结合，利用j d b c 实现与数据库 的连接，并针对传统报装工作脱离配电网运行的实际情况增添了g i s 功能，并运用 蚂蚁算法对报装路线进行优化，从而为业扩报装工作的决策和有关人员开展工作提 供及时、有效的信息，为电力部门的管理提供优质快捷的服务和辅助决策手段，提 高了工作效率和经济效益，从而最终提高了供电部门管理和决策水平。 关键词：业扩报装，j s p ，蚂蚁算法，w e b g i s a b s t r a c t w i t ht h ec o n s t a n td e v e l o p m e n to fc o m p u t e rs c i e n c ea n dn e t w o r k ，t h ea p p l i c a t i o no f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a sb e e ng r a d u a l l ym a t u r a t i o ni np o w e rd e p a r t m e n t ，t h e nt h e t r a d i t i o n a lm o d eo fd i s t r i b u t i o nn e t w o r kp o w e rb u s i n e s se x p a n d i n gc a nn o ts a t i s f i e dt h e r e q u i r e m e n to fp o w e rd e p a r t m e n t ，a n da tt h es a m et i m ei ta l s oe x p o s e sl o t so fp r o b l e m s a i m a tt h ep r o b l e m ，a u t h o rd e s i g n sap o w e rb u s i n e s se x p a n d i n gs y s t e mu s i n gj s pt e c h n o l o g ya n d b a s e do nb sm o d e t h es y s t e me x p l o i t sw e bs e r v e rj s pa st h em e s o s p h e r i co fd a t a b a s e s e r v e r , l e tt h ec l i e n t s e r v e rm o d ed a t a b a s es t r u c t u r ec o m b i n ec l o s e l yw i t hw e bt e c h n o l o g y , u s i n gj d b ct or e a l i z et h ej u n c t i o no ft h ed a t a b a s e b e c a u s et h et r a d i t i o n a lp o w e rb u s i n e s s e x p a n d i n ga l w a y se s c a p ef r o mt h er e a ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，s ot h es y s t e mi n c r e a s e st h eg i s f u n c t i o na n de x e r t sa n ta l g o r i t h mt oo p t i m i z ep o w e rb u s i n e s se x p a n d i n gl i n e s s ot h es y s t e m c a ns u p p l i e st h et i m e l ya n da v a i l a b l yi n f o r m a t i o n ，h i g hq u a l i t ya n df a s ts e r v i c e ，i ta l s oa n a u x i l i a r yd e c i s i o n m a k i n gm e t h o df o rp o w e rd e p a r t m e n t s oi tr e a l l ye n h a n c e sw o r k i n g e f f i c i e n c y , e c o n o m yb e n e f i t ，t h el e v e lo f m a n a g e m e n ta n dd e c i s i o n m a k i n g l i ul u m i n g ( c o m p n t e ra p p l i e dt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f c h e n gx i a o r o n g k e yw o r d s ：p o w e rb u s i n e s se x p a n d i n g ，j a v as e r v l e tp a g e s ，a n ta l g o r i t h mw e b g e o g r a p h yi n f o r m a t i o ns y s t e m 华北电力大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 国内外配电g i s 与业扩报装发展现状 随着城乡电网改造的深入进行，采用现代化技术来提高配电系统的自动化水平的呼 声越来越高。配电自动化可以大大提高配电网运行的可靠性和效率，提高供电质量，降 低劳动强度和充分利用现有设备的容量，从而为用户和电力公司带来可观的收益。国外 配电自动化发展很快，其内容涉及配电和用电领域的各个方面。配电自动化系统 i s t r i b u t i o n a u t o m a t i o ns y s t e m ，简称d a s ) 是一种可以使配电企业在远方以实时方式监 视、协调和操作配电设备的自动化系统。其内容包括配电网数据采集和监控( s c a d a ) ， 地理信息系统( g i s ) 和需方管理( d s m ) 。 配电地理信息系统( d i s t r i b u t i o ng 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d g i s ) 是配 电自动化系统的重要组成部分。国外在这方面走的比较早，技术相对比较成熟。美国在 开发应用地理信息系统方面处于世界领先地位，在世界上推出了许多地理信息系统开发 工具，同时它也是世界最大的g i s 用户，美国将地理信息系统用于城市规划、安全、交 通、防灾、公用事业、市政建设等诸多方面，产生了巨大的经济利益和社会效益。城市 配电设施是市政设施的一个重要组成部分，在西方发达国家，配电g i s 得到了长足的发 展，它在电网图形可视化显示、电力设备的定位、配电网优化设计、潮流计算、可靠性 分析、故障的快速隔离、负荷转移等方面部有很好的应用。 在我国，从二十世纪9 0 年代开始，随着桌面地理信息系统进入我国市场，带动了 我国配电g i s 的发展，采用桌面地理信息系统作为开发平台的配电g i s 在我国许多电力 企业得到使用，提高了配电网的管理水平。到了二十世纪，随着计算机网络技术的发 展，g i s 从桌面方式发展到网络方式，g i s 的应用范围更广。目前配电o l s 在许多供电 企业的应用还主要集中在电网图形显示、电力设备定位以及一些综合查询管理功能。对 于配电自动化管理的进一步应用，如在线管理、用电管理、停电管理、配电网络分析以 及配电网的规划与设计等方面目前还处于研究开发阶段，仅在少数供电企业有一些应 用。 在报装工作处理方面，目前，我国的大部分供电企业，尤其是一些中小型供电企业 仍然停留在依靠经验和领导审批程序以及一些规定来办事的不科学管理模式上。这种工 作模式不仅给供电部门带来繁重的手工劳动和低下的工作效率，影响了报装速度，而且 它往往离开电网的实际运行情况来操作，很可能出现批准用户的报装容量过大，降低了 沿线的电压质量，或者批准用户的报装容量不足，使电网资源不能充分得到利用。因而， 建立一套科学合理的报装管理系统是用电管理的一个十分重要而且需紧急解决的问题。 在这一方面，我国目前仅仅处于认识和起步阶段。 华北电力大学硕士学位论文 1 2 问题的提出与研究意义 业扩报装是电力电量平衡在电网结构上的一种变更要求，它是供电企业与用户的桥 梁，它反映社会经济和电力工业的发展。业扩报装的科学化、高效化将直接影响供用电 双方的经济利益，尤其影响电力工业的发展。 业扩报装是供电部门用电管理的项重要工作，也是电力部门的窗口，但是传统的 供电部门业扩报装工作非常繁琐，仍然需要各种申请和审批手续的手工作业，并要进行 现场勘测、工程设计，需要花费大量的时间。目前，许多供电部门对于报装工作的处理 还是基于经验和一些简单的分析管理程序，还没能做到智能的，客观的，动态的处理报 装流程中的一些繁琐工作。这种工作模式不仅给供电部门带来繁重的手工劳动和低下的 工作效率，影响报装速度，同时也给客户带来极大的不便。 电力企业的信息管理具有很强的实时性和专业性要求。在业扩报装中，需要实时、 动态的处理大量的数据，将其归类统计，实现数据动态交互查询，并且因为配电网直接 面向用户，配网中线路走向，配电设施的布局和用户的分布、馈线的走廊与地理位置、 城市房屋、街道走向关系密切。而配电g i s 能将地理信息数字化，能够把配电网的设备 和运行信息与地理信息相关联的进行地图化的显示，并能进行一定的空间分析，使配电 网的信息能更加直观的表达。基于配电g i s 的地理分析功能，我们希望在用电报装方面 能够做一些分析和辅助决策工作，以使供电部门在用电管理工作中能够减少工作量，并 可以为用户提供更优质，更快速的服务。同时，基于配电g i s 的客观分析，也使配电网 络能够更安全、经济、可靠的运行，在为用户提供优质的电能和服务的同时，也能提高 供电企业自身的经济效益。 。 在处理报装工作中，我们希望本系统可以具有以下的特点：系统的伸缩性强、代码 逻辑可复用、跨平台性好、客户端软硬件要求低、易于系统维护和升级、具有g i s 功能。 因此将b s 模式应用于业扩报装系统的开发，可圆满的满足以上特点。b s 体系结构， 即b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 模式，是随着i n t e m e t 技术的兴起，利用不断成熟 的w w w 浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，实现原来需要复杂的专用软件才 能实现的强大功能。在b s 体系结构下，用户界面完全通过w w w 浏览器实现，一部 分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现，形成所谓的3 层结构。b s 模式具有如下突出优点： ( 1 ) 简化客户端：只需安装通用的浏览器软件。这样不但可以节省客户机的硬盘空间 与内存，而且使安装过程更加简便、网络结构更加灵活； ( 2 ) 用户操作简便：b s 模式的客户端只是一个简单易用的浏览器，浏览器软件提供 统一、友好易用的界面，用户无需培训便可直接使用，利用推广； ( 3 ) 易于维护升级：由于用户端无需专用的软件，当用户对网络应用进行升级时，只 需更新服务器端的软件，减轻了系统维护与升级的成本与工作量，使用户的总体成本大 华北电力大学硕士学位论文 大减低； ( 4 ) 跨平台性强：客户端可以位于任意的硬件平台与软件平台； ( 5 ) 适于网上发布信息：b s 模式使用的是i n t e m e t 的w e b 技术，因而更适合网上信 息的发布，拓展了传统的数据库应用的功能，更适合i n t e m e t 时代的需要。 通过研究解决业扩报装中的问题，本系统对电力企业具有以下的意义： ( 1 ) 报装工作是电力企业的窗口，是电力企业和客户的接触界面。因此报装管理子系 统的运行好坏，不仅影响电力营销信息系统本身的质量和效率，而且还直接影响电力企 业为客户服务的质量和企业形象。 ( 2 ) 由于每天都有客户办理各种用电手续，所以每天都有大批信息产生，同时又需要 对大批信息进行查询和修改，在用电审批时还要对这些信息进行快速的加工处理，以便 及时答复客户。系统的运行可节省人工传票时间，极大的提高了工作效率。 ( 3 ) 基于w e b g i s 的配电网报装，将现代的g i s 技术应用到配电网络的管理与设计中。 系统利用现代计算机技术来实现报装工作的自动化，将供电部门职工从繁琐的报装工作 中解脱出来，使报装处理过程简单化，减轻了操作人员的工作量，为用户提供了一个简 单的报装工作处理界面，系统使报装工作客观化，避免了人为的不合理的决策等。 1 3 本文所做的主要工作 本课题研究的主要内容是基于w e b 的配电网业扩报装系统的研究与实现，对b s 结构的配电网业扩报装系统进行开发，以及对配电网最大允许报装容量的确定方法 和报装路线进行优化的研究，从而将供电部门职工从繁琐的报装工作中解脱出来， 使报装处理过程简单化，减轻操作人员的工作量，使报装工作客观化，避免人为的 不合理决策等。 1 3 18 8 结构的报装手续管理 应用5 s p 技术，设计一种基于b $ 模式的业扩报装系统的结构及实现方法，该部分 的关键技术为w e b 、数据库、i n t r a n e t i n t e r n e t 技术，通过网上资源共享和信息交换， 有效建立供电部门和客户之间的双向联系。 1 3 2 配电网最大允许报装容量的确定方法研究 最大允许报装容量的确定实在不需要从电源变电站低压侧增加出线间隔而另外引 出线路为前提的，它的确定可是使相关工作人员对电网线路的负载情况一目了然，如果 用户的申报容量低于这个最大限度，理论上可以为用户确定一条合理的供电方案，并可 以电网安全的运行。所以对于现有的配电网络，设计师我们有必要先确定出一个用户最 大允许报装容量，以确定用户报装的审批类别。 华北电力大学硕士学位论文 1 3 3 报装路径优化 针对电网的实际情况，综合考虑多种因素，根据现有网络和参数运用蚂蚁算法对配 电网报装路径进行优化，从而在满足电网安全和经济运行的条件下，迅速的为用户指定 合理的供电方案。 1 3 4 基于w e b g i s 的配电网报装系统的研究 随着w e b j a v a 技术的成熟以及在i n t e m e t 上的广泛应用，基于w e b g i s 的系统已经 成为一种趋势。w e b g i s 技术使用户通过简单、通用的操作界面w e b 浏览器可以在任何 地点的任何网络平台上与服务器迸行通信，也可以使决策者对配电网的线路、设备、周 边环境有了更清晰、准确地认识，使配电网的业扩报装工作客观、合理。 华北电力大学硕士学位论文 第二章基于w e b g is 的报装系统设计相关技术 2 1w e b g i s 基本概念 w 曲g i s 指基于i n t e r n e t 平台、客户端应用软件采用w w w 协议运行在万维网上的 地理信息系统。时常人们也将这一技术通称为互联网地理信息系统，即；互联网g i s ， 因特网g i s ，i n t e m e tg i s 。它是利用互联网技术来扩展和完善地理信息系统的一项新技 术，其核心是在地理信息系统中嵌入h t t p 和t c p f l p 标准的应用体系，实现互联网环 境下的空间信息管理等地理信息系统功能。由于w e b 仅是基于互联网技术而发展起来 的一种技术，从更广泛的意义上讲，w e b g i s 仅是互联网地理信息系统中的一种。 2 2w e b g i s 基本原理 从网络技术角度看，i n t e m e t i n t r a n e t 可以看作是以t c p i p 为通信协议标准，以d n s 域名服务和s m t p 简单邮件传输协议为基础、以w w w 和f t p 服务为支撑、实现多服 务器和多平台的相互连接的计算机通信网络。目前互联网已成为企业或部门内外各种信 息管理和交换服务的主要平台。从系统运行和技术上分析，g i s 系统要成为网络化的分 布式处理的信息系统，必须符合或相兼容i n t e m e t i n t r a n e t 相关的技术标准，包括支持 t c p r p 网络通信协议、h t t p 文档与文件传输协议、文档显示与应用程序集成( h t m l 和h t m l b r o w s e r ) 、服务器端集成( w e bs e r v e r c g i 或a p i ) 、客户端扩展( h t m l ，j a v a 和j a v a s c r i p t ) 、服务器端扩展( c g i 和s e r v e r a p i ) 、可执行的客户端与服务器后台进程 的逻辑分布、多线程可扩展服务器、支持动态访问、强大的客户部件、远程制作( 包括 可视化远程制作工具) 、图形文档支持嵌入的u r l s 等。支持i n t e m e t i n t r a n e t 通信技术 标准，对于w e b g i s 来说就是实现客户端与服务器数据传输通信。w e b g i s 系统充分利 用了分布式体系结构c l i e n t s e r v e r 的技术特点，是c l i e n t s e r v e r 结构特点的一个典型应 用实例。分布式应用体系结构能实现在客户端与服务器端都具备提供功能强大、可执行 进程的体系结构，达到真正有效的平衡客户端与服务器端之间处理负荷，实现计算分布 和数据分布的目标，使系统具有互操作性，从而可以把数据量集中的处理任务由服务器 端执行，在客户端则完成如空间查询、专题地图生成等进程，以充分发挥客户机与服务 器各自的优势，最大限度的发挥应用系统的作用。w e b g i s 系统的客户端服务器体系结 构使得系统具有良好的开放性，它使系统具有软硬件资源共享、数据多重应用、跨平台 运行、易于集成等特性。可以说，w e b g i s 系统是一个建立于i n t e m e t i n t r a n e t 之上的采 用开放式结构、具有统一标准和广泛适应性的网络应用系统。w e b g i s 系统的客户端用 户不仅能使用服务器端的软硬件资源，而且可以方便的利用i n t e m e t 主干网的数据信息 华北电力大学硕士学位论文 资源等。 2 3w e b g i s 常用实现方法 常见的w e b g i s 技术构造的方法包括：c g i ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) 方法、服 务器应用程序接e l ( s e r v e r a p i ) 方法、插件( p l u g i n s ) 法、a c t i v e x 方法和j a v a a p p l e t 方法。 2 3 1 c g i 方法 c g i 方法是w e b 服务器调用外部应用程序的接口。它允许网页用户通过网页的命令 来启动一个存在于网页服务器主机的程序( 称为c g i 程序) ，并且接受这个程序的输出 结果。当用户发送个请求到w e b 服务器，w e b 服务器通过c g i 把该请求转发给后端 运行的g i s 服务程序，由g i s 服务程序生成结果交给w e b 服务器，w e b 服务器再把结 果传递到用户端显示。c g i 是最早实现动态网页的技术，它使用户可以通过浏览器进行 交互操作，并得到相应的操作结果。这种方法的缺点是，对于每一个客户机的请求，都 要重新启动一个新的服务进程，当有多用户同时发出请求时，服务器的负担重。同时， 由于网络传递的图形为栅格图，因而导致地图缩放、漫游、选择等操作不能在本地进行， 需要传递到服务器进行处理，在服务器端生成新的栅格图再传递到客户端显示，不能直 接在客户端进行复杂的空间分析。 2 3 2 服务器应用程序接口( s e r v era p l ) 方法 s e r v e ra p i 类似于c g i ，不同之处在于c g i 程序是单独可以运行的程序，而s e r v e r a p i 往往依附于i i s ( i n t e m e ti n f o r m a t i o ns e r v e r ) ，只能在w i n d o w s 平台上运行，其可移 植性较差。但是基于s e r v e ra p i 的动态连接模块启动后会一直处于运行状态，而不像 c g i 那样每次都要重新启动，其速度较c g i 快得多。这种方法的缺陷在于它依附于特定 的服务器和计算机平台。 2 3 3 插件( p fu g - i r s ) 法 g i sp l u g i n 是在浏览器上扩充w e b 浏览器的可执行的g i s 软件。g i sp l u g i n 的主 要作用是使w e b 浏览器支持处理特定格式的o i s 数据，并为w e b 浏览器与g i s 服务程 序之间的通讯提供条件。g i sp l u g i n 直接处理来自服务器的o i s 矢量数据。同时，g i s p l u g i n 可以生成自己的数据，以提供w e b 浏览器或其他p l u g - i n 显示使用。 利用c g i 或是s e r v e r a p i ，虽然增强了客户端的交互性，但是仅提供给用户端有限 的功能，传给用户的信息依然是静态的。而且用户不能操作单个地理实体以及快速缩放 地图，因为在客户端，整个地图是一个实体，任何g i s 操作，如放大、缩小、漫游等都 华北电力大学硕士学位论文 需要由服务器来完成并将结果返回。浏览器插件很好的解决了这个问题。对w e b g i s 而 言，g i s 插件不但可以增加网络浏览器处理地理空间数据的能力使人们更容易获取地理 数据，而且插件处理和传输的是矢量格式空间数据，其数据量小，网络也只需将g i s 数 据一次性传输，这样就加快了用户操作的反应速度，减少网络服务器的信息流量从而使 服务器更有效的为更多的用户服务。 但g i sp l u g i n 与运行平台，操作系统，与g i s 数据类型又是相关的，即对于不同 的g i s 数据，不同的操作系统，不同的浏览器需要有各自不同的g i sp l u g i n 支持；插 件需要先下载安装再使用，如果用户准备使用多种g i s 数据类型，还必须安装多个g i s p l u g i n 程序；还存在插件程序的版本升级问题等。 2 3 4 a c t i v e x 方法 a c t i v e x 是建立在o l e 技术之上发展起来的因特网技术，其基础是c o m ( c o m p o n e n t o b j e c tm o d e l ) ，是为扩展m i c r o s o f tw e b 浏览器i e 功能而提供的公共框架。a c t i v e x 控 件和p l u g i n 非常相似，是为了扩展w e b 浏览器的动态模块。所不同的是，a c t i v e x 能 被支持o l e 标准的任何程序语言或应用系统所使用。相反，p l u g i n 只能在某一个具体 的浏览器中使用。基于g i sa c t i v e x 控件的万维网地理信息系统是依赖g i sa c t i v e x 来 完成g i s 数据的处理和显示。 a c t i v e x 控件目前只有i e 全面支持，在n e t s e a p e 中则必须有特制的p l u g i n 才能运 行，兼容性较差；并且只能运行与m s w i n d o w s 平台上；需要下载；占有客户机端机器 的磁盘空问；由于可以进行磁盘操作，其安全性较差。其优点是：执行速度快；由于 a c t i v e x 可以用多种语言实现，这样就可以复用原有g i s 软件的源代码，提高了软件开 发效率。 2 3 5 j a v aa p p i e t 方法 j a v aa p p l e t ( 小应用程序) 嵌入在h t m l 文件中，在网络浏览器下载该h t m l 文 件时，j a v a 程序的执行代码也同时被下载到用户端的机器上，由浏览器解释执行。g i s j a v aa p p l e t 最初为驻留在w e b 服务器端的可执行代码。它能完成g i s 数据解释和g i s 分析功能，其优点为： ( 1 ) 体系结构中立，与平台和操作系统无关； ( 2 ) 在具有j a v a 虚拟机的w e b 浏览器上运行： ( 3 ) 编写一次，可到处运行； ( 4 ) 动态运行，无须在用户端预先安装； ( 5 )由于g i sj a v aa p p l e t 是在运行时从w e b 服务器动态下载的，所以当服务器端的 g i sj a v a a p p l e t 更新后，客户机端总是可以使用最新的版本。服务器和网络传输 的负担轻，服务器仅需提供g i s 数据服务，网络也只需将g i s 数据一次性传输； 华北电力大学硕士学位论文 ( 6 ) 所有的g i s 操作都是在本地由g i sj a v a a p p l e t 完成，服务器的负担很小网络传 输的负担轻。 不足之处是：使用已有的g i s 操作分析资源的能力弱：g i s 数据的保存、分 析结果的存储和网络资源的使用能力受到限制；速度比较慢。 2 3 6 各种w e b g l s 实现技术的比较 表2 1 列出了几种w e b g i s 实现技术的优缺点比较。 技术类型 优点缺陷 客户端小；处理大型g i s 操作分网络传输和服务器的负担重；同步多请求 c g i 析的功能强：充分利用服务器现问题；作为静态图像，j p e g 和g i f 是客 有资源。户端操作的唯一形式。 需要依附于特定的w e b 服务器和计算机 s e r v e ra p i 其速度较c g i 快得多。平台 服务器和网络传输的负担轻；需要先下载安装到客户机上；与平台和操 p l u g - i n可直接操作g i s 数据，速度快。作系统相关；对于不同的g s 数据类型， 需要有相应能够的g i sp l u g i n 来支持。 a c t i v e x 执行速度快：具有动态可重用代平台相关：安全性较差。 c o n t r o l 码模块。 平台无关；实时下载运行，无需 j a v aa p p l e t 预先安装；服务器和网络传输的能力有限，速度较慢。 负担轻。 2 4w e b g l s 的模式分类 表2 - 1 多种实现方式的优缺点比较 现有的w e b g i s 主要有三类模式：即胖服务器瘦客户端的模型、瘦服务器胖客户端 的模型和基于浏览器客户端的模型。 2 4 1 胖服务器瘦客户端的w e b g i s 模式 该模式的w e b g i s 依赖于服务器来完成g i s 的分析和输出工作，互联网的用户通过 浏览器进行的每一个g i s 操作都需将请求通过互联网提交给服务器，服务器处理这些结 果返回给用户( 图) ，这种模式与传统的运行与局域网的g i s 相似，可户端的任务就是 华北电力大学硕士学位论文 提交请求和对服务器的返回结果进行显示。该模式的实现要经过有四个步骤： ( 1 ) 用户在w e b 浏览器上提出一个请求： ( 2 ) 通过i n t e m e t 将请求传输给服务器： ( 3 ) 服务器处理用户请求； ( 4 ) 处理结果返回本地用户在w e b 浏览器上显示。 该模式的优点有如下几点： 1 ) 通过高性能的服务器，用户可以访问大型复杂的数据库，而不需要将大量的数据 通过i n t e r n e t 传给用户； 2 ) 用户可以直接利用高性能的服务器快速进行比较复杂的g i s 操作； 3 ) 通过控制用户对数据的操作可以保证数据使用的正确性。 当然在认识到该模式优点时也要充分看到它的缺点，它不利的因素也有如下几个方面： 1 ) 因为不管什么任务都要在服务器上才能完成，即使是很小的操作都要请求服务器， 这样会使服务器的任务过于繁忙； 2 ) 服务器和客户端的执行结果受到i n t e r n e t 的带宽和i n t e m e t 传输速度影响，特别是 传输的文件很大时，影响的速度就会非常明显； 3 ) 最后就是在该模式下客户端的功能得不到有效的发挥，等于是浪费了有限的资源。 由以上分析可以看出这种模式主要的特点就是用服务器来完成绝大部分的g i s 分析和 操作，这样的结果务必造成服务器的负担过重，因此该模式主要是面向于客户端对服 务器请求不是很多的情况，例如客户端不需要跟强的g i s 分析。 2 ，4 2 瘦服务器胖客户端的w e b g l s 模式 这种模式和上面的胖服务器瘦客户端的w e b g i s 模式刚好相反，它是由客户端来完 成g i s 的分析输出工作。空间数据和g i s 分析工具开始是放在服务器端，当客户端访问 服务器时才直接从服务器端下载到客户端。 这种模式的目的是将部分处理用户请求的任务转移到客户端，由于部分的g i s 分析 任务下载或驻留在客户机上，数据处理在本机上进行，减轻了服务器端的负担。采用手 服务器胖客户端模式的优点有如下几个方面： 1 ) 可以充分利用用户计算机的处理能力； 2 ) 用户可以对数据的分析处理进行控制； 3 ) 因为用户的请求是在本机上完成的，所以g i s 分析的响应速度大大提高。 该模式的不足之处体现在阱下几个方面： 1 1 服务器在传输大量数据和下载一些插件时肯定要受到带宽和网速的影响，如此 将导致用户的等待时间。 2 ) 客户机缺乏处理大型和复杂的数据机的能力； 3 ) 客户机上运行复杂g i s 分析的操作很缓慢； o 华北电力大学硕士学位论文 4 ) 用户可能难以正确操作和使用g i s 的分析功能。 因此，这种瘦服务器胖客户端的w e b g i s 模式比较适用于局域网上熟练的g i s 用户。 2 4 3 基于浏览器客户端( b r o w s e r c 1 e n t ) 的w e b g i s 模式 这种模式为客户端向服务器请求数据，服务器向客户端返回部分数据和j a v a a p p l e t ，如此反复进行连续不断的数据交互口】。 2 4 3 1c s 模式 基于c s 结果的w e b g i s 是指一般的客户n 务器结构，也指那些瘦客户机结构、多层 结构。它是结合大型主机结构及网络工作组二者优点。其客户端功能主要是管理用户接 口，处理应用逻辑，产生数据库请求，向服务器发送，并从服务器接受结果：而服务器 则集中管理核心资源。整个系统的负载在客户与服务器间得到合理分配，在客户端运行 应用程序符合实际应用多样性的需要，而对于整个系统的基础数据库，则集中于 服务器，以便于数据库的维护。这种结构具有强大的数据操纵和事务处理能力，保证了 数据的安全性和约束完整性。为了解决c s 结构的开发和管理成本高，客户端庞大，系 统使用复杂等问题，c s 结构模式正向瘦客户模式发展。瘦客户机具有一定的运算能力， 运行的软件根据需要从服务器上下载，自动安装，管理员可以从远程进行各个客户机的 管理和监控。 而多层结构是一种纯软件的体系结构。在多层结构中，业务处理的各个环节进行了 分离，划分为：表示层、应用服务层、数据库服务层，如图l 所示。在应用中，一个层 往往由多个模块共同实现，譬如应用服务层可能涉及到安全、模型、流程等多个方面。 2 4 3 2b s 模式 b s 结构实际上为多层结构的一种形式，是扩展了的c s 结构，其运行机制采用 了标准的c s 分布式处理。不同于传统c s 结构，在基于b s 模式的g i s 中，服务器端 实现业务规则层和数据层，而用户端界面将全部是w e b 浏览器页面，用户从浏览器端向 服务器端提交服务请求，服务器将处理结果通过网络返回浏览器端。通过一个浏览器可 以访问多个应用服务器，形成点到点、多点到多点的结构模式。使用b r o w s e r 与某一台 主机或系统进行连接，并不需要更换软件，或是再启动另一套程序，所以用户界面具备 友好性和一致性，易于操作。服务器方还结合其它局域n - f 具进行数据处理以及其它较 为复杂的业务规则和用户界面处理。而开发人员也只需将注意力集中于w e b 服务器与数 据库服务器端后台的应用，省去了客户端前台交互界面软件的开发，节省了开发费用和 时间。由于开发环境相对独立于用户的前台应用环境，提高了系统应用的跨平台性，也 便于用户群的扩展、变化，以及应用系统的管理和软件的安装、升级。随着网络信息技 术的发展，b s 模式跨平台的优势被广泛应用。 华北电力大学硕士学位论文 由以上的分析可以看到纯瘦服务器胖客户端模式或纯胖服务器瘦客户端模式都有 很多的限制，因此这两种模式的混合体系将在服务器和客户端之间取平衡，以达到最大 限度的提高效率，于是就有了机遇浏览器客户端的w e b g i s 模式。对应这一模式，大型 的数据使用和复杂的分析任务交给快速的服务器完成，控制任务由客户机承担，这样就 充分利用的各自的优势。 2 5 本系统w e b g i s 设计的相关技术 结合河南濮阳电力局的特点，笔者认为j s p 、j a v a b e a n 和j a v a s e r v l e t 与m a p x t r e m e 技术的联合应用是最佳选择，系统采用浏览器服务器( b r o w s e s e r v e r ) 的w e b g i s 模 式。 2 5 1d s p 技术 j s p 规范是由s u n 公司倡导、许多公司参与一起建立的种实现普通静态h t m l 和 动态h t m l 混合编码的技术标准，它在传统的h t m l 页面文件中加入了j a v a 程序片断 ( s c r i p l e t ) 和j s p 标签( t a g ) ，构成了j s p 页面。j s p 页面被请求时，首先通过j s p 引 擎转换成s e r v l e t 的j a v a 程序码，然后编译成可执行的j a v ac l a s s 文件，这个c l a s s 文件 一经服务器端的j s p 引擎载入到j a v a 虚拟机后，即可服务所有来自客户端的请求，并动 态返回执行结果卧【6 】o j s p 共有9 种基本内置对象，它们都包括在j s p 的默认包j a v a x s e r v l e t + ， j a v a s e r v l e t j s p ，j a v a x s e r v l e t h t t p ，所有的应用j s p 的内置对象时，不用引入额外的类 包。这些基本内置对象是： r e q u e s t ：客户端请求 r e s p o n s e ：页面传回客户端的回应 p a g e c o n t e x t ：页面属性在这里管理 s e s s i o n ：与请求相关的会话期 a p p l i c a t i o n ：s e r v l e t 正在执行的内容 o u t ：用来传送回应的输出 c o n f i g ：s e r v l e t 的构架部件 p a g e ：j s p 页面本身 e x c e p t i o n ：未被捕捉的异常 s u n 的j 2 e e 平台改善了j s p 页面的使用，提供了应用的用户界面的核心部分，经 常用在基于w e b 的j 2 e e 应用中。典型的w e b 应用包括j s p 页面、s e r v l e t 、j a v a b e a n 、 工具类、图像等，都同x m l 部署描述符结合和打包在w e b 应用存档w a r 中，部署到 w e b 容器中，构成了j 2 e e 应用的w e b 层。 华北电力大学硕士学位论文 使用j s p 技术来开发w e b 应用具有许多优势，具体表现在： ( i ) 服务器端j a v a 资源的高效利用 j a v a 具有的许多特性是j a v a 成为编写服务器应用程序的理想平台。使用j s p 技术， 能够调节现有的j a v a 平台技术，以及创建高度可扩展的企业应用。 ( 2 ) w e b 开发、部署和维护更简单 j s p 页面为程序设计人员和页面制作人员简化了开发过程。页面制作人员不必编写 j a v a 程序，应用逻辑同页面设计内容的分离，使j s p 页面更容易维护。 ( 3 ) 可重用的组件 大多数j s p 页面依赖于可重用、跨平台组件来执行应用所需的处理。 ( 4 ) 分离业务逻辑和表示 使用j s p 技术，w e b 页面开发人员构建了h t m l 和x m l 标签来设计和格式化w e b 页面。j s p 标签和s r i p t l e t 可以用来生成页面内的动态内容。 ( 5 ) 平台无关性 j s p 页面技术为构建w e b 应用构建了基于组件的平台无关的过程。 ( 6 ) 使用标签的下一代页面开发 w e b 页面制作人员不一定总是熟悉脚本语言的程序设计人员，使用方便的类x m l 的j s p 标准标签、第三方提供的标签库或自定义标签库可以很方便的简化开发。 2 5 2 j a v a b e a n 技术 j s p 网页优势之一就是结合j a v a b e a n 技术来扩充网页中程序的功能。j a v a b e a n 是一 种可重用的j a v a 组件，它可以被a p p l e t s e r v l e t j s p 等j a v a 应用程序调用，也可以可视 化的被j a v a 开发工具使用。它包含属性( p r o p e r t i e s ) 、方法( m e t h o d s ) 、事件( e v e n t s ) 等特性。j s p 对于在w e b 应用中集成j a v a b e a n 组件提供了完善的支持。这种支持不仅 能缩短开发时间，也为j s p 应用带来了更多的可伸缩性。j a v a b e a n 组件可以用来执行复 杂的计算任务，负责与数据库交互及数据提取等。这种基于组件的模式有效地提高了应 用程序的开发效率。 在j s p 中调用j a v a b e a r l 的语法是： 标记是通过i d 属性来识别b e a n 的。当指定了i d 属性后，还须告诉网 页从何处查找b e a n ，或是他的j a v a 类别名是什么，最后一个必需的元素是s c o p e 属性， s c o p e 属性的值有四个：p a g e 、r e q u e s t 、s e s s i o n 和a p p l i c a t i o n 。s c o p e 属性将改变i d 属性 的行为，它决定由i d 属性命名的对象的作用域。 设置b e a n 的属性值的语法是： t 2 华北电力大学硕士学位论文 获得b e a n 的属性值的语法是： 在j s p 中应用j a v a b e a n 的注意事项： 要使用j a v a b e a n ，首先应该把对应的j a v a 程序编译成c l a s s 文件； 为了w e b 服务器能找到j a v a b e a n ，需要把相应的c l a s s 文件放置在w e b 服务器正 确的路径下； 对于每个要使用的j a v a b e a n ，都应该首先使用i m p o r t 语句把它们包含进来，如 ，然后再用u s e b e a n 、s e t p r o p e r t y 等指令设置和使用。 2 5 ，3j o b c 技术 j a v a 数据库连接( j d b c ，j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y ) 为j a v a 开发人员提供了一个 行业标准a p i ，它可以在j a v a 应用同大量关系数据库管理系统之间建立起独立于数据库 的连接，例如o r a c l e 、i n f o r m i x 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 和s y b a s e 等关系数据库管理系统。 a p i 提供了数据库的调用层接口。 j d b c 结构由两个层次组成阶 8 l ：首先是j d b c a p i ，它支持j a v a 应用到j d b c d r i v e r m a n a g e r 的通信；第二个是j d b cd r i v e ra p i ，它支持j d b cd r i v e rm a n a g e r 到o d b c 驱 动的通信。j a v a 应用通过j d b ca p i 访问j d b cd r i v e rm a n a g e r ，j d b cd r i v e rm a n a g e r 再通过j d b cd r i v e r a p i 访问不同的j d b c 驱动程序，从而实现对不同数据库的访问。 j d b ca p i 同时支持数据库访问的两层和三层模型。在两层数据库访问模型中，应 用程序直接同数据库进行通信，其间需要j d b c 驱动，由j d b c 驱动把用户的s q l 语句 直接传递给数据库。这些语句的结果发送回应用程序。在三层数据库访问模型中，j d b c 驱动把用户命令发送到一个中间层应用服务器，然后由它把命令发送给数据库。数据库 处理这些命令，并把结果发送回中间层，然后中间层把结果发送给应用程序。三层结构 在扩展能力、实用性、维护和性能方面都具有优势。 j d b c 驱动可以应用于大多数主流数据库。j d b c 数据库驱动具有四种类型： ( 1 ) j d b c o d b c 桥驱动 j d b c 连接到o d b c ，o d b c