Word版可编辑-基于GIS的光缆线路巡检系统的研究与设计精心整理.doc

基于GIS的光缆线路巡检系统的研究与设计 摘要：开发通信光缆线路巡检系统对提高光缆线路巡检的管理水平和效率具有重要的意义。基于地理信息系统，集成GIS、GPRS、SMS、无线通信和移动计算技术，设计开发了“基于GIS光缆线路巡检系统”，实现光缆线路巡检管理工作的信息化、智能化和电子化，保证光缆线路长期高效稳定的运行。通过对巡检系统相关技术的研究，分析了现有光缆线路巡检系统中存在的问题与不足，阐述了研究的光缆线路巡检管理系统的重要性，并进行基于GIS的光缆线路巡检系统应用的论述。关键词：GPS；GPRS；GIS；线路巡检系统传输线路巡检管理系统应用GPS全球卫星定位系统、GSM网络的短信系统和GIS地理信息系统技术，对各种巡检工作进行智能化和规范化管理。1 系统原理本系统是采用世界领先的GPS全球卫星定位系统、GSM全球移动通讯技术、GIS地理信息系统和计算机网络通信与数据处理技术，在现有GSM（GPRS）通讯系统的基础上开发出的一套符合移动公司巡检业务要求的巡检管理系统。手持GPS巡检终端接收卫星(共24颗，分布在6个不同的地球轨道上)每秒钟发来的定位数据，并根据从三颗以上不同卫星发来的数据计算出自身所处地理位置的坐标；手持GPS巡检终端采用短信的形式将巡检员的坐标位置、巡检工作状态等信息发送至移动短信网关，监控中心服务器获取短信网关收到的位置信息，经过计算机的处理后与计算机系统上的电子地图匹配，并在地图上显示坐标的正确位置，则控制中心就可清楚和直观的掌握巡检员的动态位置信息以及巡检工作信息。2 组网方案如图所示，在区公司搭建巡检系统局域网，局域网上配置数据库、Web、应用、短信网关等服务下器，区、盟两级系统利用目前省际MDCN网络实现互通，代维单位终端通过Internet网络实现对巡检系统的访问。 2.1 总部系统的后台核心服务器为数据库服务器和Web服务器，其中数据库服务器为IBM X366，提供总部系统的数据库软件服务和兼做后台应用服务；Web服务器为IBM X366，提供系统Web服务；地图服务器为IBM X366,提供地图数据（注：根据实际情况Web服务器、地图服务器可集成一个应用服务器）。数据库服务器采用双机热备份。2.2 盟公司操作终端采用主流配置的PC机，通过省际MDCN网络或Internet网络利用B/S浏览器的方式访问系统。代维单位操作终端采用主流配置的PC机，通过Internet网络利用B/S浏览器的方式访问系统。 2.3 局域网配置：在区中心机房配置一台以太网交换机。交换机为数据库服务器、Web服务器、通信服务器、操作终端等物理设备提供10/100/1000Mbps的高速互连网络环境，保证后台服务进行数据交互的带宽需求。该交换机也是本系统与外部相关系统交互的物理接口。 2.4 广域网配置：系统建设涉及到的广域网主要指区中心到各盟的网络覆盖。根据需求，本期巡检管理系统在区公司采用集中式结构，所有服务器均集中安装区公司网管中心，通过已建移动综合网管MDCN网络实现网管中心到各盟分公司的广域连接，各操作终端通过MDCN网络接入系统，区公司和各盟均配备台式操作终端。图2-1组网方案图Fig.2-1 Network Scheme Diagram2.5 在线路巡检过程中，GPS巡检器定时将定位信息通过GSM无线网，经Intranet传递至通信服务器，实现定位数据的采集。 2.6 在区机房配置有防火墙，主要实现区系统，同外部网络的隔离，屏蔽非法入侵，确保系统的安全性。区系统通过对防火墙进行设置，只允许必要的交互数据从特定的地址和端口传输，最大程度地保障系统的安全性。 3 处理流程3.1 信息采集：巡检人员手持GPS巡检器巡检线路，巡检器实时接收GPS卫星定位信息（经纬度、时间）。巡检人员在所要经过的巡检点，手工发送或巡检器自动发送GPS巡检信息。3.2 信息处理：监控中心收到GPS巡检器发送的巡检信息后，进行自动处理和智能分析，把数据保存在数据库中，并在电子地图上实时显示巡检轨迹和隐患故障报警等信息。3.3 信息分析：管理人员通过传输线路巡检管理系统分析上报的巡检信息，自动统计出巡检人员巡检情况（如巡检、漏检情况）。4 工作模式描述初始化：首先要建立巡检系统的基础数据库。为了实现智能化，需要采集所有巡检点地理位置的坐标。这个过程需要巡检员持终端走至每一个巡检点，GPS模块就自动获得当前位置的坐标。整个初始化过程简单，只需巡线员从头到尾巡查一遍，系统就将获得所有设备的GPS地理位置数据。由于因为利用GPS采集到的是地理信息数据，同GIS系统同属原始坐标数据，只是数据格式的不同，所以很容易与GIS系统结合。日常巡查：每次工作前巡检人员会先得到系统传达的巡查派单（短消息）。当持GPS巡检器到达所需检查的地点后，只要打开机器，系统自动激活GMS无线网络，将所在的地理位置信息和当前的时间，连同现场线路情况记录一起发往短信网关，由后台巡检服务程序处理后进入系统数据库。为了保证可用性，系统支持在线和离线两种方式的工作状态。如果GSM无线网络因为信号问题暂时无法接通，系统将数据暂时存储在本地。一旦无线网络可用，就自动发送数据。另外，系统还提供备用的串口通讯以供不时之需。强化管理：系统先设置巡检计划，安排巡检员的巡查任务、顺序、工作量、路线等。当巡线人员工作中，系统根据任务单或预定设置自动提示巡线员下一个巡查点。同时控制中心可随时监测巡线员的工作进度和巡查情况。遇到特殊情况，管理人员可通过无线网路进行不间断的调度指挥。移动终端与后台系统数据库间保持数据实时通透，保障企业管理信息化，确保巡检的到位率。5 系统功能特性和性能指标系统功能特性：模块化：用户可以有选择地运用系统提供的应用模块，每个模块之间相互独立，模块接口开放、明确，任何一个应用模块的损坏和更换不能影响其它软件模块的应用。 标准化与开放性:系统软件、应用软件的建设遵循业界统一标准，具有开放性，应保证所选不同型号的硬件设备能相互兼容。成熟先进性:技术的选型和设计要在体现先进性的同时，保证成熟性。系统在设计上支持GPS定位技术，支持GPRS、SMS等移动数据通信和即时通信技术。 经济实用性:系统的建设考虑投资的经济性，依据移动通信企业目前的网络规模和业务需求，设计系统的规模、软件功能和业务功能。经济实用性主要体现在系统的软硬件配置上。 安全可靠性:可保证系统安全、可靠的运行，要有容灾、容错方案。 可扩展性:系统的设计和建设要充分考虑网络扩展需要、系统二次开发需要以及支持未来可能出现的新业务的需要。系统采用开放的可扩充模块结构，保证以后可以方便地升级和不断增加新业务、增加容量以及在同一平台上扩充其他业务功能。 可维护性:系统的网络平台、设备平台、系统软件、应用软件都应提供方便、灵活的维护手段，方便操作人员的维护和管理。 易用性:在软件系统和GPS巡检器均提供具有良好的人机界面，便于操作管理。提供完全WEB界面的方式，人机界面非常友好。6 软件的体系结构特点我公司系统软件设计采用B/S分层结构，总体分为三层：表示层、应用层和接口层。各层模块之间通过数据库、WEB服务和消息通信来实现数据共享。系统软件结构如下：表示层：也称系统接入层，直接面向最终用户，采用Web 浏览器的方式的界面，浏览器与Web服务器之间的通信协议为HTTP。应用层：应用层包含Web服务器、数据库和Web应用模块。Web应用模块为Web脚本，挂接在Web服务器的目录下，它响应前端客户的请求和数据库系统通过JDBC/ADO接口通信；与外部系统的互连模块以后台应用的方式采用专用接口协议实现与其他系统的互连。接口层：接口层主要是面向终端的信息收发模块，可支持短信、BREW网络接口、GPS等多种方式，接口层模块获取的信息有两种方式传输到上层模块，一种是把周期性获取数据写入数据库系统；一种是对需要实时上报到应用模块的信息通过消息接口上报。7 接口方案检系统不是一套孤立的系统，它需要与多个外部系统实现互连或存在数据的交互。因此，合理的设计巡检系统与外部系统间的接口，将有助于线路维护工作高效和闭环管理，