基于GIS技术的广电网络工程辅助设计

李怀森

（江苏省广电有线信息网络股份有限公司南京分公司，江苏南京 210001）

0 引言

自2009年起江苏有线南京分公司就已建设了基于GIS系统的网络资源管理系统，通过该系统有效管理公司各类的网络资源，尤其是对城域光缆网、管道网和接入光缆网等网络资源的管理。随着公司网络规模的不断扩大，各类网络资源越来越多，如何对系统中已入库的各类网络资源进行快速、有效管理，充分利用系统数据采集、导入、分析等功能对网络资源进行规划、设计成了日益关注和紧迫的问题。

传统的广电网络工程设计主要采用CAD方式直接设计，根据CAD设计图纸完成光电缆路的设计、工程预算等工作。施工完成后，再进行工程验收图纸数据录入、审核工作，数据入库的准确率和时效性都存在一些问题。结合当前广电的业务特点，在AutoCAD基础上开发一套基于GIS系统的网络工程辅助设计功能，诸如网络工程布线、管道管理、电缆管理、光缆设计管理、楼栋网管理及其附属设备管理，以更好地适用于网络综合管理。

1 网络资源系统

南京分公司的网络资源管理系统采用C/S和B/S两种架构：C/S结构将光缆、电缆、楼栋光机等网络资源的属性数据和地理图形数据统一存储在系统的服务器数据库中，客户端安装在使用者的笔记本或台式电脑上。根据使用者不同的使用需求，系统将服务器处理后的数据以图形界面的方式展现。系统能在客户端和服务器间进行动态调配，从而提高了数据和事务处理的效率。与B/S结构相比，C/S结构的逻辑结构层较少，完成的速度也较快，更利于处理光缆、电缆等网络资源的大量数据［1］。B/S架构是基于Internet的，建立在城域网基础之上，使用者不需要安装客户端，只要能链接系统所在的城域网，就可以通过浏览器访问系统。在软件开发层面，B/S结构采用的是三层或多层架构，各部分构件有相对独立的功能，软件有较好的重用性［2］。

网络资源管理系统主要管理主干光缆、接入网光缆、电缆、光交箱、楼栋光机、接头盒、楼栋交换机等干线网和接入网的网络资源，主要采用C/S架构，如图1所示。

图1 网络资源C/S结构

2 基于GIS系统的网络工程辅助设计

2.1 系统建设思路

基于南京分公司现有的网络资源管理系统，采用CAD组件二次开发为基础进行网络资源工程辅助设计功能建设。网络资源管理系统提供独立的辅助设计系统功能，不改变设计人员非常熟练的AutoCAD操作习惯，采用类似于CAD的操作模式，方便了网络设计人员使用。同时在CAD功能的基础上增加了资源属性信息，满足不同设计单位、不同设计人员在脱离网络资源管理系统的情况下进行设计的要求。工程设计人员在现有的网络资源管理系统中，提取在线系统网络资源数据进行设计，以保证数据的一致性。该辅助设计功能可以在工程设计、施工、竣工各阶段使用，能够满足新建、拆改等各类网络资源的设计，还可以统计设计材料，并生成工程结算文件；在施工完成后，工程设计单位完成的设计图纸经工程管理部门审核后可直接导入在线网络资源管理系统，减轻工程人员手工录入图纸的工作量。

2.2 系统建设原则

（1）先进性：在选用系统组件进行二次开发时应优先考虑其先进行、可靠性及成熟型，具备处理各种非正常状态和事件的能力，以保证功能建设适度技术先进性。

（2）开放性：系统建设时应遵循开放性架构，包括硬件部署、数据库结构设计和应用软件开发，采用开放的接口协议与开发平台。

（3）模块化程度：采用模块化方式，系统易于修改，对某一个子系统的修改，不影响其他系统的正常运行。

（4）安全性：系统按照电信级的应用进行设计。

（5）分布性：系统应尽量采用分布式计算的技术，以提高系统的可扩展性。

（6）可扩展性：基于标准化，系统应具有良好的可扩展性，能够根据网络规模的增长而平滑扩展。

2.3 系统功能结构

辅助设计功能的主要功能点有：电缆网设计、光缆网设计、管道网设计、宽带网设计等（见图2）。电缆网设计主要有分配网（楼栋网）设计，用于对片区楼栋进行简单有效的设计、管理；管道网有管道截面管理；光缆网是对交接箱、接续盒、终端盒、光缆进行设计。

2.4 系统实现难点

辅助设计功能的主要难点有两个：一个是数据交换问题，另一个是在交换数据时的数据一致性问题，而在应用层面是解决使用习惯与规范操作之间存在矛盾的问题。网络资源管理系统采用的是supermap格式数据，存储在数据库中，辅助设计功能采用的autocad格式数据，存储在dwg文件中［3］。为保证数据的统一性和一致性，系统建立数据交换中心，采用面向对象的地理信息数据交换机制，通过空间数据引擎，将两种异构数据进行统一管理，并可无缝交换到对方系统中，充分做到数据能够“从系统中来，到系统中去”，保证数据的统一使用（见图3）。

图2 辅助设计功能的功能结构

图3 辅助设计数据交换

在网络资源管理系统中进行网络工程设计时采用SuperMap GIS和Oracle作为基础平台，而采用辅助设计功能是用AutoCAD和Access，因为数据格式不同，两套平台的数据不能直接交换，需要进行数据格式转换来实现数据交换，需要交换的数据也不限于网络资源的图形数据和属性数据，还包括资源管理系统中的各种设计模板、数据字典、技术指标等设计环境数据。辅助设计功能系统提供了“导出模板”“导出数据”“导入数据”3个功能来解决数据交换问题。“导出模板”可以将设计环境数据从网络资源管理系统数据库导出到辅助设计功能系统的Access本地数据库。“导出数据”则以工程项目为单位，将与该工程项目有关的电子地图、相关网络资源数据导出为CAD图形文件，属性则保存在CAD元素的扩展属性中，通过编程手段，保证各类图形元素和属性数据的完整转换。“导入数据”只需要将辅助设计成果中的网络资源数据无损导入网络资源管理系统中。在导入时，有时因为需要对既有的网络进行拆改，对导出的既有资源数据进行了编辑，在导入网络资源管理系统时，就出现了不一致的问题；有时是因为同时有多个工程项目对同一区域的资源数据进行了导出，而不同的工程项目都对同一资源数据进行了不同的操作，当这些工程项目的设计成果先后导入系统时，也会存在数据的不一致性问题，对于不一致数据，系统在导入数据时会进行提示，由设计人员进行人工干预，解决数据冲突问题。

2.5 系统使用的优点

辅助设计功能系统采用Autocad的设计模式，工程设计人员易于接受，相对于直接使用Autocad出图设计起来更方便快捷，和直接使用Autocad建里的设计图纸相比较，系统中的对象有属性的，这样便于管理维护。相对于在线网络资源管理系统进行网络工程设计，在无网络连接的时候，也可以使用辅助设计功能，无须连接在线数据库，工程设计人员可以在任意时候可以使用本系统。

3 结语

基于CAD平台的网络工程辅助设计系统，结合传统CAD和网络资源管理系统，使用简单、操作方便，同时可以脱离局域网环境，在本地计算机独立完成，其文件包可以在工程各阶段（设计、施工、竣工等）单独进行流转，并可将成果一键导入在线系统中，节省后期录入、审核工作。辅助设计功能的建设，为基础网络工程设计工作标准化、规范化提供有力保证，简化了系统录入功能，提高工程管理人员的工作效能。