基于J2EE技术的工程设计信息化管理系统分析

(华北电力大学经济与管理学院，北京 102206)

1 概 述

在工程项目建设中，当项目立项通过后，设计就成为了重点。工程设计作为准备阶段的一个必要环节，设计的周期长短、质量优劣不仅会对投资控制有着决定性的影响，而且对项目的实施以及后期的整体运行都起着至关重要的作用，因而设计阶段的控制显得尤为重要。随着技术的进步，传统的以AutoCAD为代表的CAD类工具，以及以PKPM、Ansys等为代表的CAE(Computer Aided Engineering)[1]多专业相结合的2D设计模式已逐步被建筑信息模型(BIM)这一全新的前沿技术所取代。虽然BIM技术能够在建筑项目全生命周期内实现信息资源共享，构建智能化的建筑物信息模型[2]，但却不能很好地解决在设计中各方参与人员设计思想不同、沟通不畅而导致的返工、设计方案不优等问题。

工程项目设计需要许多部门和专业人员的参与，因各参与人员分析问题的角度不同，因此在对项目的设计理念、设计目标、设计方案的看法上都存在差异。同时由于设计项目的技术复杂，在最终定稿之前项目都会经过频繁的修改。工程项目设计中存在的问题可以阐述为以下三个方面：

a.设计部门与建设单位、相关水行政部门对设计项目都有各自的要求，同时设计院内部对工程各部分的设计都会配备专业的设计人员，因此由于项目参与人员众多造成的设计沟通不协调、不及时会导致各方在同一问题的理解上存在偏差。

b.由于每个设计人员不可能只参与一个项目的设计，加之设计信息传递不及时，可能会导致设计过程中部分环节出现暂时性的中断，延长设计周期。

c.设计成品在逐级审定校核的过程中，会不断地进行修改直到最终单位技术负责人审核通过，这同样会拉长设计周期。甚至会由于设计周期过长，使得在建设单位要求的项目评审日期之前来不及完全修改设计中不足之处，而造成设计质量缺陷等诸多问题。

为了提高设计项目的信息化管理水平，针对上述问题，为能够求同存异，使各部门各人员能够及时地交流思想，减少信息的传递障碍，缩短设计周期以使设计方案在规定的时间截点前达到最优化，本文从信息管理的角度出发，提出基于信息管理平台的工程设计信息化管理方法，为工程项目优化设计方案、确保工程项目的顺利实施提供保障。

2 工程设计信息化管理系统设计

2.1 设计思想

a.提供单次登入平台，实现项目信息高效传递，缩短设计周期。

b.设计进度、方案实时查看以便及时得到有效的反馈，实现设计方案最优化，提高设计质量。

c.对已完工程的设计数据、信息进行归类，为以后类似的工程项目提供参考。

2.2 系统整体功能构架

设计阶段会涉及到诸多信息的整合，根据设计管理需求对其进行功能模块的划分，不同模块间的功能存在一定的互联性，通过相应的公有变量实现[3]。该系统主要包括基础管理模块、可行性研究模块、初步设计模块、施工图设计模块、系统管理模块等。各模块之间相互联系，又相互独立，是一个有机的整体。系统总体功能结构见图1。

图1 系统总体功能结构

2.3 系统功能模块设计

2.3.1 基础管理模块

基础管理模块是对系统进行配置的模块，主要是针对系统的管理员进行设置，方便管理员对系统进行管理工作。包括系统基本设置、超级管理和修改密码功能等。

通过系统基本设置，超级管理员可以对系统的基本设置进行配置，该权限不可转给普通用户。超级管理员通过超级管理功能可以对网站最基本的设置进行管理，可以通过密码修改功能来修改自己的登入密码。基础管理功能结构见图2。

图2 基础管理功能结构

2.3.2 可研、初设、施工图设计模块

可行性研究、初步设计、施工图设计模块是整个功能模块的核心，包含基本信息、设计进度、讨论审核意见三个子模块。

a.基本信息子模块。通过项目基本信息的介绍，可以使项目的参与人员对项目的类型、任务划分、项目的设计周期等有一定的了解，以掌握设计的整体方向。

以水利工程为例，按照工程承担的任务不同，其可分为水力发电、防洪、供水及排水、农田水利、环境水利、港口及航道等工程类型。水库枢纽一般根据其工程规模、效益，以及其在国民经济中的重要性划分为五等，分别为小(1)型水库、小(2)型水库、中型水库、大(2)型水库、大(1)型水库。

b.设计进度子模块。项目设计的参与人员实时了解设计进展有助于保障提前安排工作计划，它主要包含设计进度计划、设计报告的编写、图纸的绘制、工程造价等内容。

同样以水利工程为例,在设计报告中要编制的内容有工程概况、水文、工程地质、工程任务和规模、工程布置及主要建筑物、机电设备及金属结构、施工组织设计、工程占地、环境保护设计、水土保持设计、工程管理设计、安全设计、节能评价设计、设计概算、经济评价等。图纸包含水工枢纽部分，工程管理部分，环境保护、水土保持部分，金属结构、电气部分，施工组织部分等,而每部分又包含相应的平面布置图、剖面图、立面图等。

c.讨论审核意见子模块。成员组不断讨论、领导审核有助于思想的交流，集思广益，使设计方案不断优化。它主要包含设计方案的分析讨论、领导的审核意见、建设方的需求分析等。

2.3.3 系统管理模块

系统管理可以对工程设计管理系统进行各项管理操作。系统管理主要实现用户管理、基础数据管理、数据库备份与恢复、系统日志管理等功能。系统管理功能结构见图3。

图3 系统管理功能结构

用户管理分为用户信息管理与用户权限管理两部分，主要由系统管理员来进行用户管理，执行对应操作。对不同角色进行权限分配工作。进行权限分配的优点在于便于管理，防止系统信息泄露等。数据库管理主要是对数据库中数据备份和还原。系统管理员可以实现对系统中所有的数据进行备份和还原。数据的备份和还原是保证系统安全性的重要手段，可以保证系统出错时，尽快恢复系统的正确运行。因此，数据库管理在系统管理中非常重要。日志管理主要是对系统的日志记录进行管理。通过系统的日志记录可以很好地实现误操作的恢复、数据库的还原，了解用户对系统的使用情况等。

3 信息化管理的实现技术与流程

3.1 J2EE技术

构建项目信息化管理平台，将各方的信息集中处理，会涉及到多方面的工作，如网络集成、数据集成、应用集成。其中数据集成是信息系统集成建设中最深层、最核心的工作。数据集成的核心任务是将互相关联的分布式异构数据源集成到一起，使用户能够以透明的方式访问这些数据源[4]。一般被集成的数据都是独立开发的，数据的异构性是集成过程中的一个难点。因此，要解决好数据的异构性问题，使异构数据的各个组成部分具有自身的自治性，在实现数据共享的同时，使每个数据库仍保有自己的应用特性，完整性控制和安全性控制就成了构建管理集成系统的障碍。相比采用C/S模型为主的系统架构而言，J2EE的三层架构会使系统的整体功能更加完善，同时基于该平台的产品为系统的后续升级也提供了良好的基础[5]。J2EE的应用程序体系结构见图4。

图4 J2EE应用程序体系结构

J2EE相比于其他的技术系统，具有多方面的优势，比如可以简化系统的开发、合理部署系统软件项目资源、系统的开放便捷性更加突出[6]，同时能有效避免C/S的弊端。它继承了Java核心版本的高效性、网络化、安全性等优点。利用在J2EE上开发的系统，可以只进行一次编写，迁移到多个平台使用，支持异构环境。此外J2EE三层构架使系统的开发能力极强，对于异构数据的过渡、桥接管理具备一定的鲁棒性,保证系统的可移植性、安全性、可伸缩性和负载平衡[7]。

3.2 系统开发环境

系统采用J2EE平台相关技术进行开发，具有高扩展性和兼容性，方便业务功能的迭代开发。本文开发环境相关软硬件情况见表1、表2。

表1 系统开发软件环境

表2 系统开发硬件环境

3.3 系统功能实现与效果

基于J2EE构架所开发的该系统，采用稳定的大型数据库oracle进行集群数据存储，确保工程设计项目中的项目文件不被丢失，能够满足大数据量(设计项目文件较大)、容灾备份等需求。系统采用平台登入的方式，项目的各方参与人员进入系统之后可对项目的进度、审核意见、反馈结果进行查看。只需一次登入即可进行图纸、报告、造价等相关内容的编制。设计人员可以节省大量的时间成本，将主要精力集中于设计方案的研究。

项目设计采用该系统的应用流程见图5。

a.项目经理。在开始设计之前，应向建设方搜集有关的设计资料，做好设计的准备工作。随后将其搜集的项目基本信息、设计的时间要求、各专业的任务分工等录入系统中，以供设计人员查看。同时负责项目后期对设计报告、总投资、图纸的整合直至最终审核定稿。

b.各专业设计人员。设计人员根据系统中的相关信息在规定的时间内完成任务，同时将各阶段完成的成果上传系统以便单位技术负责人审查。

c.单位技术负责人。主要对设计的成果进行审核，若审查未通过，将方案打回，设计人员根据审核意见修改设计方案直至最终审核通过；若审核通过，造价师根据系统中审核通过的图纸开始算量计价，将编制的总投资报告提交系统。

图5 设计系统应用流程

4 结 语

建设工程项目设计阶段实行信息化管理能够有效地提高设计质量，对整个工程项目后期的施工和运营都会产生重要的影响。通过对该阶段的管理进行功能模块的划分，能够使设计工作有序、高效、稳步地向前推进。在项目设计阶段进行信息化管理可以高效地实现和管理各专业的设计审查工作，协调设计修改与设计变更，特别是针对某一局部修改对全局或其他专业设计的影响提供反馈，实现动态管理。当在设计中遇到一些分析论证、必要的方案比较时，会加大设计的工作量和周期，采用信息化管理可以实现信息共享，高效地解决问题。