（道路与铁道工程专业论文）公路建设项目可视化管理平台的研究与开发.pdf

摘要公路作为基础交通设施之一，直接关系到国民经济的发展。改革开放以来，我国公路建设的迅猛发展，使得公路管理水平已远远不能适应公路建设发展的需要，为了进一步加强工程管理的质量，使管理工作朝着科学化、现代化、企业化方向发展，将计算机技术、地理信息以及先进管理技术应用于我国公路建设和管理中，充分利用计算机来处理和管理公路建设项目中所涉及的大量数据信息也就成为公路工程建设管理软件发展的必然要求。本文在阐述国内外项目管理相关软件的研究和应用现状的基础上，结合工程实际和计算机技术的发展，提出将地理信息技术与公路管理技术相融合，并将c o m 及其相关技术( a c t i v e x 技术) 应用到系统开发中，建立了一套基于组件( c o m ) 的三层c s 结构的公路建设项目可视化管理平台系统。文中对系统分析、系统设计、体系结构的建立、数据库设计、各功能模块设计、业务层组件开发、用户层组件开发等进行了详细的阐述；对软件实现的一些关键技术( 如m a p x 二次开发技术等) 进行了深入的分析，提出了相应的解决方案；并对本文建立的系统在公路建设项目管理系统中的地位与架构进行了有益的探讨。最后对系统的实现、测试和应用情况进行了介绍，并阐述了本课题研究的结论和进一步研究设想。“公路建设项目可视化管理平台系统”为其他管理软件集成提供了无缝接口，为可视化动态查询提供了平台，为企业管理者提供了一个全新、科学准确、快速高效的管理工具，为工程技术人员提供了一个替代传统信息处理、管理模式的技术手段。关键词：公路工程；可视化系统；地理信息系统；c o m 组件；m a p x 组件a b s t r a c tr o a d ，o n eo ft h eb a s i ct r a f f i cf a c i l i t i e s ，d i r e c t l yc o n c e r n st h ed e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m i c s s i n c et h er e f o r m i n ga n do p e n i n g u p ，t h er a p i dd e v e l o p m e n to fr o a dc o n s t r u c t i o no fo u rc o u n t r yh a sm a d et h em a n a g e m e n tl e v e lo ft h er o a du n a b l et om e e tt h en e e do fd e v e l o p m e n to ft h er o a d ，i no r d e rt oi m p r o v et h eq u a l i t yo fe n g i n e e r i n gm a n a g e m e n ta n de n s u r ei tt od e v e l o pi ns c i e n t i f i c ，m o d e r n ，e n t e r p r i s i n gd i r e c t i o n s ，i th a sb e c o m ea ni m p o r t a n td e v e l o p m e n td i r e c t i o nt ou s ec o m p u t e rt e c h n o l o g y , g i sa n d a d v a n c e dm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yi nt h ef i e l do fm o d e r nh i g h w a yc o n s t r u c t i o nm a n a g e m e n t s oi ti sn e c e s s a r yt om a k ef u l lu s eo fc o m p u t e rt om a n a g ea n dc o n t r o ll o t so fi n f o r m a t i o ni nt h eh i g h w a ym a n a g e m e n t i nt h i st h e s i s ，o i lt h eb a s eo fs u m m a r i z i n gt h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o na c t u a l i t yo fh i g h w a ye n g i n e e r i n gm a n a g e m e n ts o f t w a r ei no u rc o u n t r ya n da b r o a d ，c o m b i n e dw i t he n g i n e e r i n gp r a c t i c ea n dt h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y , t h ea u t h o rp r o p o s e dt oi n t e g r a t eh i g h w a yt h eg i st e c h n o l o g ya n dt h eh i g h w a ym a n a g e m e n tt e c h n o l o g y ，a p p l i e dc o ma n dt h er e l a t e dt e c h n o l o g y ( a c t i v e xt e c h n o l o g y ) i n t os o f t w a r ed e v e l o p m e n t ，e s t a b l i s h e das e to fa p p l i c a t i o ns y s t e mh i g h w a yc o n s t r u c t i o np r o j e c tv i s u a lm a n a g e m e n tp l a t f o r me d i t o rs y s t e mw h i c hi sb a s eo nc o ma n di st h r e et i e r s t h et h e s i se x p a t i a t e ds y s t e ma n a l y s i s ，s y s t e md e s i g n ，e s t a b l i s h m e n to ft h ea r c h i t e c t u r e ，d a t a b a s ed e s i g n ，d e s i g no fa l lm o d u l e s ，d e v e l o p m e n to fb u s i n e s st i e rc o ma n du s e rt i e rc o m ；s t u d i e dt h o r o u g h l yt h ek e r n e lt e c h n o l o g yo fa c h i e v e m e n ti nt h i ss y s t e m ( s u c ha sm a p xs e c o n d a r yd e v e l o p m e n tt h c h n o l o g ye t c ) ，p r e s e n t e dc o r r e s p o n d i n gp r o j e c t ；a n dt h ea r c h i t e c t u r ea n dp o s i t o no ft h es y s t e mi nh i g h w a yp r o j e c tv i s u a lm a n a g e m e n ts y s t e mi sd i s c u s s e di nt h ep a p e r ；a tl a s t t h ea u t h o ri n t r o d u c e dt h ei m p l e m e n t ，t e s t i n ga n da na p p l i c a t i o nc a s eo ft h es y s t e m ，s u m m e du pt h er e s e a r c hr e s u l t so ft h i sd i s s e r t a t i o na n db r o u g h tf o r t hs o m er e s e a r c hq u e s t i o n s “h i g h w a yc o n s t r u c t i o np r o j e c tv i s u a lm a n a g e m e n tp l a t f o r ms y s t e m p r o v i d e san e w , s c i e n t i f i ca n da c c u r a t e ，r a p i d l ya n de f f i c i e n t l ym a n a g e m e n tt o o lt op r o c e s sa n dm a n a g ed a t a ，a n do f f e r se n g i n e e r sat e c h n i q u et os u b s t i t u t et r a d i t i o n a lw o r km o d e k e yw o r d s ：h i g h w a yp r o j e e t ；v i s u a ls y s t e m ；g e o g r a p hi n f o r m a t i o ns y s t e m ；c o m ；m a p xi i长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体弓经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：兵辱d 互日期：加- 年乒月加日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1 、保密口，在年解密后适用本授权书。2 、不保密团。( 请在以上相应方框内打“4 ”)作者签名：皇毒日至导师签名：日期：厶庳严月扫日1 1 项目背景第一章绪论自上世纪八十年代中期以来，随着我国国民经济持续、快速、健康发展，作为国民经济基础性设施的公路交通设施建设特别是高等级公路建设也进入蓬勃发展时期，国家己基本形成“五纵三横”公路骨干网。同时，自上世纪八十年代末起，我国基础设施建设市场体制全面推行了三项重大变革1 1 】，即实行“项目业主责任制”、“建设监理制_ ，、“招标投标制”。这三项改革的最大特点在于按照国际通行的f i d i c ( 国际咨询工程师联合会) 条款的各项规定来组织设计，进行项目招标投标、施工、监理等工作，从而达到责任明确、公平竞争、严格管理、节约资金、确保工程质量的目的，这就要求参建单位各方在进行工程建设的同时必须进一步提高工程管理的质量，加强管理，使管理工作朝着科学化、现代化、企业化的方向发展，逐步实现与国际惯例接轨。在公路工程项目管理的过程中，涉及的内容复杂、建设周期长、质量要求高、信息流量大，然而，“重建设、轻养护，忽视管理”的传统思想对公路建设发展产生极大的负面影响，故目前我国高速公路建设管理手段比较落后，基本上还是采用传统的手工管理方式，数据传输速度慢，信息处理工作量大，周期长，效率低，信息分散、片面，难于共享，信息难以加工，分项、局部信息难于统计汇总，信息表现形式匮乏，基础数据不够规范，信息滞后，主管单位难以及时、准确地掌握公路建设的实际情况。因此，改变我国传统的公路建设手工管理方式已成为当务之急，在管理技术和计算机技术目新月异的今天，充分利用计算机来处理和管理公路建设项目中所涉及的大量数据、表格、文档等信息也就成为公路工程管理发展的必然要求。目前，国内公路工程管理方面的软件系统基本都是单系统独立运作，或者以小型局域网络为主，但现实的情况要求公路工程项目管理应以先进的管理思想为基础，将电子信息技术、现代化管理技术和先进的生产技术紧密地融合在一起，应用于工程管理的各个方面、各个阶段，通过信息集成、过程优化和资源、组织优化，实现现代化的管理，利用互联网技术实现各单位部门间广泛的信息交流与信息集成，实现无纸化、网络化办公。( 1 ) 在确保工程质量的前提下，如何缩短工期、如何降低工程管理费用、如何制订合理的计划进度关系到企业的生存与发展问题，而采用软件技术管理则可以使管理透明化：科学化，可以制订合理科学的计划，缩短工期，减少人为失误，杜绝了弄虚作假、伪造资料等有损企业的行为。( 2 ) 手工管理方法，数据传输速度慢，处理效率低，管理入员难以掌握公路建设的实际情况，质量控制往往达不到预期的效果，通过g i s ( 地理信息系统) 技术、组件技术、网络技术、数据库技术等实现各功能软件无缝集成的可视化系统，使用户可以及时、准确地获取信息，提供给用户更加具体的视觉效果，辅助管理者提供决策信息，同时也为软件发展提供了可扩展平台接口。( 3 ) 计算机技术是一门新兴的学科，近年来，随着计算机技术以及相应软件的发展，i n t e r n e t 及i n t r a n e t 等技术日趋成熟，其存储的数据量大，处理速度快，能够及时处理公路工程中的相关数据。以往的管理系统往往采用多点采集信息，垂直上报数据的方式，虽然在一定程度上能满足各管理职能部门的需求，但从承包商到监理、建设单位，都没有形成完整、数据平台，乖j 用计算机进行质量的管理，统一、具有宏观调控功能的信息共享的可以提高质量管理信息的传递速度，提高管理效率，实现跨地域、部门的信息共享，同时也方便了参建各方，包括建设业主、监理以及承包商之间进行信息交流，协调工作。因此，随着高速公路建设的迅猛发展、工程管理的规范化、软件技术的升级，实现工程建设项目可视化管理系统，已成为一项具有重大现实意义的新课题。1 2 公路工程信息软件研究与应用现状在最近的十几年里，公路管理软件得到了迅猛的发展，以i t s 、e d i 、g i s t 、c a d 等为代表的交通信息化高新技术的研究、应用和推广，充分体现了交通信息化特色，展现了交通信息化的水平和能力，在社会上引起良好反应。1 2 1 国外研究与应用现状国外在公路工程计算机辅助管理领域起步较早，开发了不少先进的项目管理软件，在工程管理领域得到了广泛的应用。如美国s y m a n t e cc o r p o r a t i o n 公司1 9 8 4年开发了t i m el i n e 软件；m i c r o s o f t 公司开发了m i c r o s o f tp r o j e c t 系列软件。另外还有许多针对局部领域开发的许多形形色色的小型系统。总的来说，其功能一般分为三个层次i 2 j ：第一层次，基本功能层。如进度管理、投资控制、质量管理、资源管理、资金管理、采购管理等，是对基本工作流程的模拟，在一定程度上实现数据共享，减轻了基层项目管理人员的工作强度，国外在8 0 年代已基本完成这方面的功能开发并成功地把软件从大型机、小型机移植到个人电脑，从而使项目管理软件走进普通办公室，并被广大基层项目管理工作人员接受。第二层次，扩展功能层。其扩展功能有二：一是分析和预测功能，是项目管理业务的要求，以满足中层管理人员的业务需求；二是计算机网络的使用和通讯2功能，是计算机技术的应用、分析，包括工期变动分析、成本变动分析、资源变动分析、资源替代分析、不可预见事件分析等，分析各种变动对项目可能带来的影响。在分析的基础上产生预测，主要包括进度预测、投资预测、资金需求预测等，并有相应的数学模型。计算机网络技术主要是局域网上的多用户操作和多项目管理。通讯方面主要是借助i n t e r n e t i n t r a n e t 、局域网通讯、电子邮件等先进的通讯工具和手段，减小项目管理工作所受的地域限制。第三层次，基于因特网的项目管理层。一方面借助因特网使传统的项目管理软件能在因特网上运行，从而摆脱操作系统、操作地点的限制；另一方面使整个项目管理业务与因特网结合，如通过因特网进行文档管理、视频会议、在线讨论等。尽管所有这些功能大多在前两层次中出现过，但把它们与w e b 技术集成，却是一件技术上、操作上都相当困难的任务。这个层次的软件与其说是项目管理软件，不如说是提供了一个基于因特网的“虚拟”项目环境( “v i r t u a l p r o j e c t ”) 。国外有两个代表性的软件：m e s a ，v i s t a 和w e bp r o j e c t 。对应于三个功能层次，公路工程管理软件也经历了三个发展阶段。第一阶段即第一层次的产品主要有：p 3 ( p r i m a v e r a p r o j e c t ) 1 0 ，h a r v a r d t o t a lp r o j e c tm a n a g e m e n t ，h a r v a r dp r o j e c tm a n a g e r ，m i c r o s o f tp r o j e c t 3 0 ，这些产品的共同特点是：功能比较单一，结构比较单一，谈不上完整的工程管理软件。第二阶段主要以第二层次的产品为主，主要有：( 1 ) 支持甘特图和p e r t 图、可进行资源管理、适用于中小型项目的s u r e t r a c kp r o j e c tm a n a g e r 2 0 。( 2 ) 支持静态的h t m l 网页、文件存储方式多、文件共享方便的p r o j e c ts c h e d u l e r 7 5 。( 3 ) 支持并可保存多种视图、多项目问资源分派、进度调整功能完善的c a - s u p e rp r o j e c t 4 0 ，国内熟悉并有汉化版问世的几种主要软件是这个层次的产品。这一阶段产品的共同特点是：与传统工程管理软件相比，它们无一例外的以数据通讯、多工程管理、多用户环境、多系统兼容和w e b 技术见长。第三阶段的技术产品还处于发展阶段，到目前为止尚未完善的产品出现，但m e s a v i s t a 和w e bp r o j e c t 己初具雏形。与第一代产品简单地模仿工程管理的某些功能相比，它们模仿的是整个工程管理过程，使整个工程参与各方都不受时间和地点的限制，随时、随地都能获取工程的最新信息。这一阶段产品的实现手段有二：其一，集成优秀的第二层次工程管理软件；其二，与因特网紧密结合。这两点都代表着工程管理软件的发展方向。1 2 2 国内研究与应用现状国内在这方面的研究与开发起步较晚，目前多数公路工程管理软件基本上还处于第一层次，某些软件已经具备了第二层次的部分功能，第三层次的管理软件则比较少。但随着我国国民经济的快速发展，国家对交通投资力度的不断加大，工程管理软件的研究必将快速、健康的发展。目前市场上有代表性的公路项目管理系统主要有：( 1 ) 上海中交海德交通科技股份有限公司开发的海德公路综合信息管理系统h e a d i m s ”；( 2 ) 辽宁省交通科研所开发的“工程项目管理软件e c i m sv 2 0 0 0 ”；( 3 ) 北京豪力海文开发的“e f i d i c 公路工程质量管理系统”；( 4 ) 西安交远信息产业有限公司开发的“高速公路养护管理信息系统”；( 5 ) 北京盟友万通软件技术有限公司开发的“项目管理集成系统”；( 6 ) 陕西公众开发的“公路工程质量管理系统”；( 7 ) 1 9 9 9 年吉林长吉高速公路公司和交通部公路科研所合作开发的“公路工程施工管理系统c h m s ”等。，经过笔者的调研和试用，发现上述系统虽然在业务处理方面起到了一定的计算机辅助管理作用，并在实际应用中取得了一定的效果。但是明显可以看出，上述系统其主要功能处于第一层次，系统的结构简单、功能单一，集成性及扩充性不强，都是就管理业务某一个方面单独开发的系统，彼此之间互相独立，不能实现数据共享，更不能为公路建设项目其他管理系统提供数据支持，而且普遍是单机作业，未能实现项目可视化动态管理功能，因而在推广应用上还存在诸多问题，主要表现在以下几个方面： 系统构建缺乏系统化、工程化等思想的深层次理论支持。没有体系结构的概念，不利于系统的维护和扩展；软件的系统设计缺乏系统化、工程化的思想。没有体系结构的概念，不能将公路工程管理系统有效的用系统化、工程化的思想去开发集成系统，往往造成系统功能单一、不符合工程实际、不利于系统功能的扩展。软件的实现缺乏高新技术支持。缺乏组件技术、g i s 技术、工程数据库技术、网络技术等的支持，使得系统难以维护、扩展，灵活性和可操作性差，也不利于系统集成。 软件的可视化、图形表现能力、交互功能等方面都存在一定的问题。往往不能图文并茂的表现施工实时的工程管理信息。1 3 论文研究目标、内容及创新点针对本章前两节对当前国内外公路管理软件系统存在的问题分析，笔者在长沙理工大学公路c a d 研究所，结合广东省广清高速公路( 北段) 有限公司科技4项目高速公路工程可视化动态管理系统运用开发了“公路建设项目可视化管理平台系统”，本文主要对该系统的研究与开发进行了讨论。本文的研究目标在于依据公路项目管理的实际业务流程以及各功能管理层组成，结合地理信息系统等先进的计算机软件开发技术，综合考虑公路工程划分、计划进度管理、工程档案资料管理、试验检测与质量检验评定等子系统之间的关系。并在此基础上开发一套先进、实用、基于局域网运行的可视化管理系统软件。本文的研究内容在于提出将c o m ( 组件对象模型) 技术、g i s 技术引入到系统开发中来，建立三层c s 结构的应用系统。从而使系统更加符合工程实际要求，并提高系统的可维护性、可扩展性和可集成性。本文的创新点在于：( 1 ) 基于c o m 组件、m a p x 控件、数据库技术的三层c s 体系结构设计系统采用c o m 组件式的开发方法，把系统分解成若干个组件，不仅加快了系统的运行速度，还对系统的安全性、可扩展性、可维护性、可集成性等方面有很大的提高。基于m a p x 控件开发，对m a p x 控件进行二次开发，利用该控件提供的强大绘图功能以及与公路底层控件r b s e r v e r 结合，实现了公路空间、属性信息在电子地图中的动态表现。( 2 ) 该系统( 公路建设项目集成管理系统) 实现了与其它予系统无缝集成，具有强大的信息查询功能，提供系统集成接口，以及为以后功能扩展提供预留接口空间。( 3 ) 基于公路工程数据库管理系统综合考虑了本系统在公路建设项目集成管理系统中的整体架构地位，以及本系统对电子地图动态信息业务查询应提供的空间信息与属性信息功能，故利用s q l s e r v e r 2 0 0 0 建立了强大的数据库系统。数据的安全性、一致性、稳定性较强，为公路海量信息可视化动态表现提供广阔的空间。1 4 论文概框论文在细致分析各子系统业务流程的基础上，探讨了运用面向对象思想、组件式开发方法，地理信息技术，运用工程数据库理论开发建立一套体系结构合理，符合工程实际，应用灵活、快速的公路建设项目可视化集成管理系统，从而提高系统的可集成性、可维护性和可扩展性，论文主要包括以下内容：( 1 ) 在论文第二章“可视化管理平台系统设计”中：全面分析了各子系统的业务需求，以及对各子系统实现集成的可能性进行了论证：夺讨论了系统的总体设计，确定了系统的功能目标，并对系统的总体架构设计思想进行了深入的剖析；夺对可视化管理平台设计作了全面具体的分析，对数据库进行了详细的概念设计、逻辑设计和物理设计；夺讨论了系统功能模块的详细设计：夺简单介绍了数据库设计理论；夺结合新奥尔良数据库设计方法，对数据库进行了详细的概念设计、逻辑设计和物理设计。( 2 ) 在论文第三章“关键技术及体系结构的建立”中：夺讨论了系统应用的面向对象技术；夺对组件对象模型( c o m ) 及其扩展的自动化技术和a c t i v e x 控制技术进行了详细分析：夺讨论了系统中应用的m a p x 组件二次开发技术；夺讨论了软件体系结构理论，对比了c s 模式和b s 模式，分析了基于c o m的三层c s 结构，并分析了系统的三层c s 体系架构的优劣；( 3 ) 在论文第四章“系统的实现及应用”中：夺讨论了数据存储组件的开发，给出了数据存储组件的类图；夺讨论了功能层、表示层组件的开发，解释了系统业务处理及数据传输实现方式：夺在构建了数据存储组件、业务层组件、用户层组件的基础上，讨论了系统的组装以及这种模式带来的益处，并对系统的测试实施方法和系统的实现环境作了简单介绍；夺讨论了系统与公路建设项目的其它相关子系统集成的实现，并对本系统提供的系统集成支持的方法( 组件) 作了详细的介绍；简单介绍了论文开发的系统及其实际应用情况。( 4 ) 在论文“结论与展望”中：夺对论文的研究开发工作进行了总结；夺从地理信息技术、数据库技术、网络技术以及软件体系结构等方面讨论了进一步研究工作设想。6第二章可视化管理平台系统设计2 1 可视化系统集成需求分析2 1 1 系统总体目标分析针对高速公路工程项目建设具有投资规模大、建设周期短、点多线长面广、管理工作相对集中的特点，该系统主要要解决以下几个方面的问题：( 1 ) 将公路建设项目管理软件系统的水平提高到可视化、系统化与网络化。( 2 ) 引入先进的公路建设项目管理技术，使项目管理更加规范，工程竣工资料更加准确齐全，档案资料实现电子化，实现无纸化办公。( 3 ) 实现多数据的汇总、统计，方便业主单位或上级主管部门的查询。系统将清单编制、招投标管理、合同管理、计划进度管理、计量支付管理、文档管理等既相互独立又相互联系业务的各种业务通过办公自动化平台进行有效的组织，通过集中处理，方便了业主单位或上级主管部门对有关数据进行查询和统计，免去了翻阅众多报表的麻烦，以便业主或上级主管部门及时地掌握工程的实际进展情况。将可视化系统、试验处理系统、质量评定系统、图文与资料管理系统、公路建设项目业务管理系统集成，最终实现整个项目的可视化集成管理。( 4 ) 实现业主单位、监理和承包商三方业务的全面管理，提高工作效益。业主、监理和承包商都要定期地制作有关的报表，但由于清单项目和标段项目众多，制作报表的工作量非常大，使用该系统后将大大节省投入的时间、人力和物力，避免重复计算，从而实现对项目的定量或定性的控制。( 5 ) 通过集成系统实现网上业务处理，缩短各项业务审批周期，提高管理工作的透明度，确保工程按计划进行。由于承包商的批报材料需经多方审批，整个过程周期长，特别是计量支付和变更业务的周期长，直接影响到承包商资金的周转和工程进度，使用该系统后，将缩短审批周期，提高各项业务处理的透明度，避免投资失控和一些不良现象的发生。( 6 ) 办公自动化系统与业务处理系统的一体化集成。防止办公和业务信息两张皮，形成信息孤岛，以统一的风格在同一平台下运行，可以降低使用成本，提高工作效率。2 1 2 基于可视化平台的系统集成可行性分析从软件系统应用着手，将项目按工程构成划分为：单位、分部、分项工程。在公路的建设管理中，从工程的角度去考虑，对整个项目的管理可以理解为对单位、分部、分项工程的管理，因而，单位、分部、分项工程成为了项目管理的主轴。在建设项目的管理中其业务管理( 计划进度、计量支付、质量检验评定、图文与资料管理、试验检测等) 都是围绕着单位、分部、分项工程进行的。以下工程划分及各部分的业务处理流程图( 图2 1 ) 形象的说明了该系统业务集成的可能性。图2 1 工程划分及各部分的业务处理流程图8资定测2 2 公路建设项目可视化集成管理系统分析2 2 1 系统概述根据高速公路建设项目管理的业务特色，整个系统设计为分层次的管理系统比较合理，针对业务处理人员开发业务管理系统，针对领导层开发决策管理部分内容。通过中间的信息平台进行相互的信息反馈。其工作流程如下图2 2 ：道路设计资料录入构造物设计资料录工程划分试验数据处理质量检验评定图文资料输入计划进度数据处理招投标管理等公路可视化管理m可视化查询试验检测数据查询输质量评定查询输出工程档案资料计划进度输出设计图表输出变更图表输出竣工图表输出图2 2 可视化管理系统工作流程图2 2 2 基于可视化管理平台的部分子功能系统简介1 、计划进度管理系统计划和进度控制子系统以单位工程进度控制为基础，实现整个项目以及各个标段进度计划的编制、实现进度信息的汇总和进度偏差分析的主要功能，同时能够为决策提供相应的信息支持和完整的文档管理，具体包括：夺实现单位工程的工程量设置；夺实现项目及各标段总体进度计划的编制和审核；夺实现项目及各标段阶段性计划的编制、审核；夺实现项目及各标段以单位工程为基础的实际进度信息汇总；本系统所涵盖的业务范围包括总体进度计划的编制和调整，阶段性计划( 年、季、月) 的编制、审核和调整，实际进度信息汇总和进度偏差的对比分析等。根据项目的管理模式，计划和进度控制的业务范围包括进度计划的编制，审核：实际进度情况的汇总和进度与计划的对比分析。具体的业务又可以细分为项目和标段总体进度计划的编制和调整，项目和标段的阶段性( 年、季、月) 进度计划的编制和调整；实际进度信息的申报和审核。计划和进度控制的系统功能是以分项工程进度控制为基础，实现了整个项目及各标段进度计划的编制、实际进度信息的汇总和进度偏差的分析控制等主要功能，同时为决策提供相应的支持信息。2 、图文与资料管理系统随着我国公路建设投资的大量投入，对公路工程档案资料管理的要求也越来越高。在以往的公路建设工程档案资料的管理中，我国公路工程档案管理还基本停留在传统的手工操作模式，存在不同程度的“重进度、轻记录、重建设、轻档案”的现象，存在工程己完工，资料跟不上，事后写回忆录的等现象；不能为工程计量支付和事故分析提供有力的工程文档资料依据；工程档案资料在施工过程中没有实时管理，在工程竣工时才整理档案资料，不能为工程管理提供动态的文档资料信息；不能为后期的运营养护管理提供有效的依据：工程档案采用纸质管理，档案资料保管困难( 防盗、防火、防潮湿、防高温、防光、防尘、防虫等安全措施，同时占用大量的空间和投入人力和物力) 、查询困难，不能可视化查询和表现工程中的各种文档资料等问题。这样，采用先进、有效的管理手段对高速公路工程档案管理显得尤为重要。针对公路工程档案资料管理存在的问题，本系统在对公路以往工程档案资料管理的基础上，结合工程档案资料管理的实际需要以及计算机技术、网络技术、可视化技术、图形技术、g i s ( 地理信息系统) 技术、数据库技术、计算机辅助工程等在公路建设行业中的应用研究，研究开发公路工程档案可视化动态管理系统对高速公路工程档案实行过程中电子化、规范化管理，同时为公路运营养护管理提供可靠的依据。实现公路工程档案“边建设、边编制、边归档”管理，以提高公路工程档案资料的管理水平。实现文档资料的过程化、电子化管理，以国家和各省有关公路建设项目验收以及档案管理的法律法规为准绳，运用先进的计算机技术丰富管理手段，为公路建设项目管理提供从项目立项、可行性研究、设计、旋工、监理、计量、竣工验收等工作( 阶段) 的文件资料收集归档、移交提供全面的管理功能。同时解决多单位之间文件档案资料的共享利用，提供便捷的检索功能。夺实现建设项目文件、施工文件( 包括试验检测、质量评定、测量等文档资料) 、进度控制文件、计量支付文件、往来公文、监理文件、设计图纸、竣工图表、工程施工照片、影像资料等所有文档资料的管理；1 0夺实现按单位、分部、分项工程查询及汇总档案资料，同时也能按文件类型汇总查询，还能按档案要求汇总档案资料等；夺电子文件类型管理，可以管理包括w o r d 、e x c e l 、p o w e r p o i n t 、a u t o c a d 、p d f 、t x t 、图片、声音类、视频类等2 0 多种格式的电子文件，在严密的权限控制下，用户可以对电子文件进行移动、缩放、播放、修改、导出、打印等操作；夺按各种不同的方式进行检索；夺建立文件与文件之间的关联等。3 、试验检测与质量检验评定系统。“百年大计，质量为本”，工程质量是工程建设的生命。公路工程质量控制作为“三控两管一协调”的重要内容，质量指标的检查和控制主要通过室内试验、现场检测、测量检查，以及质量检验、质量评定等工作环节实现，期间施工单位、监理单位、业主单位等要处理大量的实测数据，产生大量的自检表、抽检表及验收表等施工文件，手工操作繁琐、劳动强度大，而且难于保证计算的科学性、准确性。特别是上述各种文件之间存在的数据逻辑追溯性更加加大了数据汇总的复杂程度和工作量，前期的试验检测实测数据处理、汇总不及时，往往造成分项工程评定基础资料不完善齐全，影响分项工程的评定。处理工程试验检测与质量检验评定的海量数据，对其进行实时自动计算、汇总处理，并有效、有序的对其进行分类管理。主要有以下功能：夺试验检测与质量检验评定等全部根据工程的划分结构进行计算处理和管理：试验检测数据处理模板可以进行方便灵活的维护；试验、检测、测量数据实时计算处理，自动绘制曲线；实现对试验检测、质量检验评定数据的查询功能：实现检测、测量、试验的部分结果数据自动汇总到质量检验模块；质量检验模块的数据处理以及输出的成果必须满足各省公路工程质量检验监理表格的要求，并充分考虑系统对其他地区表格的适应性：按照公路工程质量检验评定标准( j t j0 7 1 9 8 ) 自动对分项工程进行等级评定和得分计算；对分部工程、单位工程等自动汇总，计算得分，评定等级；实现对检验评定数据查询，并支持基于查询的汇总和统计功能；输出e x c e l 形式的各种报表，为竣工文档提供电子文档支持，并直接归档；建立三层c s 结构的应用网络结构，实现数据共享，考虑工地现场条件的限制，一方面实现数据的远程传输，一方面支持通过磁盘介质传递数据；系统采用w i n d o w s 风格操作界面，界面及提示信息应友好，方便用户使1 1夺夺夺夺夺夺夺夺夺夺用。2 3 系统总体目标2 3 1 功能目标根据系统分析，系统扩展功能主要是使用组件式g i s 二次封装技术，实现可视化管理编辑子系统平台的创建，为其它子功能系统( 如试验检测子系统、质量评定子系统、工程档案管理子系统、计划进度管理子系统等) 提供可视化无缝集成平台接口，具体介绍如下：从查询的信息属性来划分，我们把系统集成之后需要实现的扩展功能分为两大类：第一类为静态信息，包括：夺可视化查询路线设计信息；夺桩号查询：通过g i s 图形平台查询鼠标当前点对应的中桩及当前点距离中桩的垂直距离等信息。夺可视化查询路线任意桩号横断面相关设计信息( 如填挖高度、填挖面积等) ；夺路线横断面设计图形的查询并绘制；夺路线纵断面图形的查询并绘制：夺可视化查询构造物几何信息；夺可视化查询路线任意桩号范围内土石方工程量；夺可视化查询项目投资信息、各合同段工程量、投资信息、重点工程信息：可视化查询工程地质资料；夺可视化查询构造物设计图纸资料。第二类为静态信息，包括：夺可视化查询路线任意桩号施工过程横断面信息( 如填挖高度、填挖面积等) ；夺可视化查询单位、分部、分项工程文档资料( 如设计图纸、试验资料、质量评定文件、施工照片、影像资料等) ；夺从电子地图上可视化查询任意范围内的所有文档资料；令可视化查询工程变更信息；夺可视化查询单位工程形象进度情况；夺可视化查询合同段工程进度( 如工程量进度、投资进度情况等) ：夺可视化查询监理单位所辖合同段的工程进度情况( 如工程量进度、投资进度等) ：夺业主可视化查询整个项目、各合同段的工程进展情况等；夺采用多地面线形象表达路基土石方工程进度情况；夺各分部工程与构造物( 单位工程) 的计划进度查询：通过g i s 图形平台中的构造物对象可视化查询各分部工程与构造物的工程进度情况，同时能生成工程进度表格等。查询结果采用柱状图、饼图等形象表现。若从用户的管理层次及需求来分，我们把系统集成之后需要实现的功能分为五大类：第一类，对于领导层：耷查询整个项目的年度投资完成情况：冷查询各分项工程的年度投资完成情况；夺查询关键项目、重点工程的进度完成情况；实时生成各种汇总、统计图文报表，可随时进行项目汇报；夺查询旋工照片及影像资料；夺移动办公，随时获取相关信息，掌握工程进展情况。第二类，对于计划管理人员：令设定各标段分项工程的设计工程量、合同量以及变更量：夺查询、审核各标段呈报的分项工程月度、季度、年度计划；令动态调整各标段的分项工程的月度、季度、年度计划；夺查询、核定各标段呈报的分项工程实际完成情况；专对比、统计各标段的计划量和实际完成量：夺按标段、按部位、按时间统计、汇总各分项工程的计划执行情况；夺生成各种标准年度计划报表，呈报上级部门。第三类，对于工程技术人员：夺查询、统计各分项工程、重点工程的施工进度信息：夺可视化查询、修改路线及构造物设计信息；夺查看沿线的地形、地物信息；夺查询各桩号纵、横断面的设计信息；夺查询各构造物的相关图文设计资料；夺输出纵、横断面图形等；夺查询汇总工程进度。第四类，对于档案资料管理人员：夺往来公文管理；夺工程旋工文件管理；夺施工照片及影像资料管理；冷可视化查询单位、分部、分项工程文档资料。第五类，对于工程计量管理人员：夺工程计量支付业务处理；夺查询指定标段、指定范围内的土石方工程量：令统计分期计量的土石方工程量；令绘制分期土石方计量图形。2 3 2 可视化系统业务处理及数据传输实现对于可视化系统具体功能实现的前提下，由于工程大量数据传输交换主要来源于业主、监理以及承包商三者，业主可以通过数据传输平台与监理进行数据交互，同时监理除了自身业务数据外，还可以通过数据传输平台从承包商或业主单位部门进行数据传输共享，整个系统的业务处理及数据传输结构大致如图2 3 所示。1 4图2 3 可视化系统业务处理及数据传输图2 4 系统在公路建设项目集成管理系统中的地位公路建设项目可视化集成管理系统存在电子地图工程实体对象、业务处理工程单元划分、试验检测与质量评定工程划分对象三者之间存在着共同的对应关系。它们是本系统进行集成的核心所在，其中电子地图工程实体对象是整个集成系统的主轴，通过电子地图工程实体对象能处理各种业务系统，以下是可视化系统集成关系图( 图2 4 ) 。图2 4 可视化系统集成关系图整个系统将公路设计、施工、养护过程中的所有业务信息进行了综合，同时采用办公自动化进行工程业务流转的处理，是一个公路建设项目的可视化综合业务管理系统。2 5 可视化管理编辑系统分析2 5 1 可视化管理编辑平台的建立在工程划分完成之后，根据路线设计数据、构造物设计数据将路线和构造物在地图中分层一一绘制，建立在建项目的可视化管理平台，同时确定工程所属( 指定其所属分项、分部、单位工程) 。根据设计院提供的路线平、纵、横电子资料，建立系统的公路数字模型，建立路线的平面图形。根据工程划分、路线设计资料及构造物的几何设计资料建立构造物的图形对象，并对其进行分层管理，搭建在建高速公路项目的电子地图。2 5 2 可视化管理编辑子系统功能( 1 ) 、平、纵、横设计信息处理建立道路的空间三维模型；( 2 ) 、实现该项目所有工程实体( 桥梁、涵洞、排水、防护、隧道、分离式立交、路面工程、路基土石方工程、机电工程等) 空间信息交互建立( 包括添加、删除、修改等功能) ；( 3 ) 、实现对g i s 地图的查询操作功能，如地图的实时缩放、对具体图元对象的点选操作以及地图平移功能等；。( 4 ) 、实现对地图分层显示、分层操作功能；( 5 ) 、实现对地图实体对象进行标注功能，以及施工驻地的绘制；( 6 ) 、三维影像图、公路沿线地形图的显示；( 7 ) 、其它辅助功能，如交叉口计算功能模块、图形打印输出等；( 8 ) 、系统采用w i n d o w s 风格操作界面，界面及提示信息应友好交互，方便用户使用；( 9 ) 、系统采用面向对象和组件式开发技术，整个系统必须易于开发人员后期维护、以及应该为其它子功能系统提供良好的扩展接口。2 5 3 可视化管理编辑系统功能组成按照功能目标，将系统分成地图编辑、地图操作、视图和工具等四个主要业务功能模块，详细的功能模块组成详见下图2 5 ；、纵、横数据处理可视化管理平台编辑系统地图编辑ll 地图操作ll 视图操作li工具断链数据文件处理构造物信息交互处理工程标段信息设置图形缩放、移功能属性资料动态查询地图分层控制功能地图手动编辑操作交叉线兀计算模块相关纵、横断面查询图2 5 系统功能结构图( 1 ) 地图编辑模块：实现对路线基础资料整理、录入，包括平面设计资料、1 7纵断面设计资料、横断面设计资料，断链信息设置，标段信息和工程信息维护，构造物工程实体对象信息交互录入。( 2 ) 地图操作：实现对地图的实时缩放以及平移功能，实现对实体对象的相关资料查询，包括与其它功能系统的相关数据，如在地图中可以通过查询一座涵洞实体对象而访问到相关的涵档案资料、涵洞竣工资料、涵洞竣工评定情况表等，根据用户需要得到所需要的准确实时信息。( 3 ) 视图操作：对地图进行分层查询以及对象色彩设置，实现对地图对象的标注备注功能，如在地图中标注驻地的位置等。( 4 ) 工具：为了方便用户建立地图编辑系统，提供道路交叉工程计算模块，通过工具接口实现对相关线路纵断面图形与横断面图形的时实显示。2 5 4 详细设计2 5 4 1 图元可视化编辑设计根据m a p x 所提供的基本绘图功能，本系统对其进行二次开发，将其封装后实现本系统所需要的基本绘图功能，由于本系统所用到的具体绘图功能较多，下面就具体的在地图中绘制一多义线功能实现作伪码分析：清单2 1函数名：p o l y l i n ex o x 坐标数组y o y 坐标数组f u n c t i o np o l y l i n e ( x 0a sd o u b l e ，y oa sd o u b l e ，o p t i o n a lb y v a lv c o l o ra sv a r i a n t= v b b l a c k ，o p t i o n a lb y v a ll i n e w i d t ha sd o u b l e = 1 )o ne r r o ro o t os u b e