基于Web的桥梁工程空间信息管理系统关键技术研究

冯璐玮 ,吴迪军

(1.武汉大学 资源环境学院，武汉　430079； 2. 中铁大桥勘测设计院，武汉　430050)



基于Web的桥梁工程空间信息管理系统关键技术研究

冯璐玮1,吴迪军2

(1.武汉大学 资源环境学院，武汉430079； 2. 中铁大桥勘测设计院，武汉430050)

摘要：以港珠澳大桥的测绘空间数据的信息化管理为研究内容，通过整合利用网络、数据库、工作流引擎、Google Map等现代信息技术手段，开发出了一套B/S结构的大桥空间信息管理软件，研究了系统建设过程中的相关关键技术,实现对大桥的测量空间数据的高效和统一管理，为工程建设的顺利进行提供高效、科学的数据查询和分析工具，有效地提高了大桥测绘空间数据管理的工作质量和效率。

关键词：桥梁；空间信息；Web

引言

随着信息化测绘的快速发展，传统的测绘空间数据管理模式已经无法满足测绘生产的要求。[1][2]国内一些城市和企业都从各自的实际需求出发开展测绘空间数据管理系统的开发工作，越来越多的工程建设管理单位也逐步意识到测绘空间数据管理系统的重要性，类似课题的研究工作正在兴起。在杭州湾大桥、胶州湾大桥、重庆轨道交通等工程中已经针对特定的工程特点建立了具备基本信息存储与查询功能的测绘空间数据系统，但国内外尚无较为成熟的通用大型桥梁管理信息系统平台。目前，能对施工监理单位测量工作进行管理和控制的业务流程、能对测量数据进行运算分析的管理信息系统尚未见报道，亟待研发。[3][4]

1系统功能

根据大型桥梁工程对测绘空间信息管理的需求，港珠澳大桥主体工程测绘空间信息管理系统主要包括空测绘空间信息管理、查询统计、电子公务、运算分析和系统管理模块，各个模块对应功能如图1。

图1　系统功能模块

2系统总体架构设计

系统采用B/S架构设计(见图2)，分为数据层、应用服务层和应用层，数据层主要提供空间数据和业务数据存储服务，应用服务层提供Web服务、工作流服务以及Google Map访问服务。

图2　系统体系结构

3系统关键技术

3.1基于工作流引擎的流程控制技术

工作流技术是20世纪90年代计算机应用领域的一个研究热点。根据1993年成立的工作流管理联盟(Workflow Management Coalition)的定义：工作流是指一类能够完全自动执行的经营过程，根据一系列过程规则，将文档、信息或任务在不同的执行者之间进行传递与执行。在本系统中，工作流引擎主要用于不同业务主体之间的测量空间数据的提交、检查、审批和回复等服务。

3.2数据库共享和互操作技术

桥梁工程测绘空间信息往往需要和其他综合业务系统交互，而这些信息都在不同系统中存在，这就必须解决异构资源、异构平台(java)、异构系统(unix)之间的互操作问题。数据实现互操作采用的是Web Services技术，是基于服务提供者、服务注册中心、服务请求者三者之间的交互。利用HTTP 和 SOAP 协议在 Web 上传输数据，SOAP通过 HTTP 调用商业对象执行远程功能调用，Web 用户能够使用 SOAP 和 HTTP通过 Web 调用的方法来调用远程对象。

3.3变形曲线分析

变形曲线分析是对水平位移监测和沉降监测原始数据进行模拟，推导该部位点的变形趋势。利用FusionCharts实现，进行变形数据的多项式函数模拟。FusionCharts是一个Flash的图表组件，它可以用来制作数据动画图表，可用于任何网页的脚本语言，提供互动性和强大的图表。使用XML作为其数据接口， FusionCharts可充分利用流体美丽的Flash创建紧凑、互动性的视觉逮捕图表。原始和模拟变形曲线如图3所示。

3.4基于Google Map的施工控制点信息管理

施工控制点资料是测绘工作的基础，任何一项测绘工作都必须以施工控制点测量为基础，因此施工控制点资料一直以来都是各个单位收集的重要基础性资料。施工控制点数据、资料多采用传统文件、图纸的方式进行管理，各种空间属性数据易于丢失和损坏，难于保存。而Google Map不仅提供矢量地图，还提供了影像地图，通过施工控制点信息与地图信息的有效叠加，可实现施工控制点的图形信息和属性信息的一体化管理，弥补了一般施工控制点信息管理的不足，为施工控制点信息的管理提供了实用平台，促进测绘数据资源共享，为测绘工作提供了极大的便利，具有一定的现实意义。

本系统通过Google Map API实现施工控制点信息与电子地图有效叠加，实现了对控制点的空间信息和属性信息相结合的管理和对施工控制点的信息维护。系统管理者可以上传控制点相关的实时施工现场图片，以供决策管理者获取该部位的施工进度信息，用于施工决策和工程监管。同时还可以上传该点位的变形监测信息(系统生成的变形曲线)，为以后的变形监测提供有用的分析资料。在图4 中，可以更清楚地看到

图3　原始和模拟变形曲线

图4　控制点坐标位置信息 图5　控制点图片描述信息

与“桩基1号点”相关的坐标信息。在图5 中，可以清楚地看到“桩基1号点”施工控制点实地图片信息以及变形曲线等信息。

结论

本文以港珠澳大桥工程为研究背景，对大型桥梁测绘空间信息管理系统进行了设计。系统研发过程中，采用B/S的系统设计模式，快捷地开发出结构清晰、功能耦合分离、高扩展性、高性能、高可靠性的应用系统，可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，同时满足单位内部局域网办公和网络信息发布，系统的可拓展性好。另外，基于工作流引擎的流程控制技术实现了大型桥梁工程空间信息与业务管理流程的成功结合，基于Google Map的控制点信息管理也为大桥测绘空间数据管理提供了新思路，对其它类似测绘空间信息管理系统的开发建设具有一定的参考借鉴作用。

参考文献:

[1] 帅开德. 测绘生产管理信息系统的设计与实现[D]. 南京：中南大学，2007.

[2] 梅树红，王龙波.基于GIS技术的数字化测绘产品生产管理[J].广西测绘,2003,(2).

[3] 李德仁，苗前军,等.信息化测绘体系的定位与框架[J].武汉大学学报：信息科学版，2007,32(3)：189-196.

[4] 姚静.桥梁工程测绘信息管理系统的设计与开发[J]. 桥梁建设，2010，(5).

(责任编辑：陈绍志)

作者简介：冯璐玮(1993-), 女，山东青州人，武汉大学资源环境学院学生;吴迪军(1964-),男，湖南涟源人，中铁大桥勘测设计院集团有限公司高级工程师。

收稿日期：2015-03-18

中图分类号：H442.5

文献标志码：A

文章编号：1009-2080(2015)02-0081-03

doi：10.3969/j.issn.1009-2080.2015.02.021