基于ASP.NET 的管道事故管理系统设计与实现

许平顺，孙首群，严 亮

（上海理工大学机械工程学院，上海 200082）

0 引言

输气管道爆炸和输油管道泄漏事故不仅造成惨重的经济损失，而且给环境和社会造成极大影响［1-3］。为提高国民生活水平，促进经济可持续发展，各国都把油气管道抢维修工作作为关乎民生的大事高度重视［4-5］，如管道突发事故抢维修［6］，管道不停输补漏、更换腐蚀管道或管道辅件、分输改造等，将管道事故造成的人员伤亡和经济损失降到最小。为方便对管线数据进行高效查询及处理，建立相关数据库非常重要［7-9］。凤丽洲［10］使用GIS 技术结合互联网开放性优势，构建基于Web 的油气资源网络数据库，使油气数据更加直观；钱铭［11］以JAVA 作为编程开发语言，结合SQL Server 数据库研制一套城市地下燃气管线安全运作评价系统，能够对城市管线相关信息进行管理、评估、预警，有效保障管道安全。本文针对传统油气管道数据管理系统数据交流与信息同步困难、效率低下的问题，基于ASP.NET4.0 开发技术和SQL Server 2008 数据库构建B/S 系统架构的油气管道事故处置数据库管理系统。

1 关键技术

1.1 SQL Server 2008 数据库

系统采用关系数据库SQL Server 2008 存储和维护油气管道事故处置工程数据，该数据库具有以下优点：提供了一个集可扩展的服务器功能、大型工程数据库的技术性能优化为一身的系统开发工具，高效安全运行。不仅能支持常见的关系型数据，还能够自定义扩展数据类型，使工程数据具有明显的层次关系，很好地反映工程数据结构关系及其中的层次特点。对于管道事故处置工程数据，既保证工程数据的完整性和准确性，又清晰展现工程技术及其相关处理信息，系统开发人员易于表达和存储工程数据，提供系统全面且开发、管理简单的平台。

1.2 ASP.NET

ASP.NET 基于.NET 框架，采用ADO.NET 模型，可看作是.NETFramework 中一组类和工具的集合，通过ADO.NET 可以创建功能强大、灵活和可靠的数据驱动应用程序，轻松高效实现对SQL Server、Oracle 等关系型数据库的访问。ASP.NET 编译运行机制如下：当客户端第一次请求访问某个页面时，ASP.NET 引擎会同时编译aspx 文件和aspx.cs 文件合并产生一个页面类，首先将ASP.NET 代码编译生成MSI（微软中间语言），再通过JI（即时编译器）进一步编译成机器语言，经过相应处理后返回处理结果。客户端第二次请求访问该页面时，由于该页面类已存在，所以无需编译直接返回处理结果给客户端，执行速度较快，如图1 所示。

Fig.1 ASP.NET compilation mechanism图1 ASP.NET 编译机制

2 系统总体设计

2.1 需求分析

油气管道事故处置是一个非常复杂的系统工程，在管道事故处置每个步骤中都会产生大量工程数据，而如何存储和管理好这些复杂多样的工程数据对于保证管道事故处置优质高效有着重要意义。随着互联网技术的飞速发展，一般都采用数据库记录方式存储和维护海量工程数据，这样既有利于工程技术人员更高效、方便和安全地对所有数据进行各种操作，极大提高工作效率，又有利于归纳总结各种油气管道事故处置中相关的技术和方法。

2.2 系统功能模块设计

油气管道事故处置工程数据库管理系统主要模块包括：项目介绍、项目文档、工程技术、管道失效概率计算分析和管道泄漏信号去噪及用户管理，功能模块如图2 所示。

（1）用户登录。该模块对整个数据库的安全和数据管理与维护起着重要作用，是整个系统安全高效运行的基础，而权限设定又是整个模块设计的基础和核心。本系统通过权限设定实现对系统超级管理员、普通管理员和普通用户的登录身份识别。

（2）工程项目文档。在系统管理员上传油气管道事故案例、泄漏点检测技术、封堵截断补漏技术和工艺装备及理化特性等项目文档后，工程技术人员和普通用户能方便地进行文档下载。每个项目文档按照文档编号、文档标题、文档提供者和提交日期进行显示，用户可使用与相应文档对应的下载超链接完成文档的快速下载。普通用户主要通过油气管道事故案例、泄漏点检测技术、封堵截断补漏技术和工艺装备及理化特性4 个界面下载需要的工程项目文档，而系统管理员通过项目文档管理界面实现对上述4 大类工程项目文档的增加、删除、修改等一系列维护和管理操作。

Fig.2 System function module图2 系统功能模块

（3）工程技术。该模块主要功能是给工程技术人员等提供一个便捷的油气管道泄漏检测技术和不停输封堵截断补漏技术查询功能。检测技术和封堵技术一般包括技术名称、适用范围、原理及特点、装备及消耗品、施工程序和图片信息等。系统要将这些工程数据信息详细展现出来，以提升工程技术人员操作效率。普通用户主要通过泄漏点检测技术和不停输封堵技术查询界面实现对油气管道泄漏点检测技术和油气管道封堵技术的细节查询，而系统管理员可以通过工程技术管理界面实现对上述油气管道泄漏点检测和封堵技术的增加、删除、修改等一系列维护和管理操作。

（4）管道失效分析方法。包括基于贝叶斯网络的陆上油气管道失效风险分析和基于小波分析的油气管道泄漏信号去噪分析的两个管道失效分析方法。每种失效分析方法包含技术方法原理及模型分析、分析软件使用教程及案例分析，以及相关文件下载及网站链接3 个子模块。技术方法原理及模型分析主要是对管道失效分析方法进行相关技术和理论论证，构建模型并进行优化；分析软件使用教程及案例分析主要针对模型进行计算分析，让工程技术人员快速掌握相关分析软件的使用；相关文件下载及网站链接主要提供编程代码和技术资料文档的下载，以及相关软件官网下载地址等。工程技术人员可通过两个管道失效分析方法实现对相应管道失效分析方法的理论研究，通过系统仿真软件进行分析。工程技术所需的软件资源、技术文档和程序等都可通过下载页面获得。

（5）项目介绍。该模块主要对项目相关课题、参与单位和研究内容等进行总体概述；管道泄漏封堵技术页面简要介绍管道抢维修类型和泄漏封堵常用方法；不停输带压封堵技术页面简要介绍不停输带压封堵技术用途、原理和操作。

（6）用户管理。该模块对使用本系统的用户群进行实时管理，本工程数据库管理系统用户分为3 类：超级管理员、管理员和一般用户。超级管理员权限最大，可以进行所有操作，普通管理员主要负责工程数据库中数据的增、删、改等一系列维护工作，而一般用户除了对工程数据资料的查询和下载以外没有其它操作权力。

2.3 数据库设计

（1）用户信息表。用户登录时通过认证服务器与存储在数据库中的所有用户身份信息进行验证，验证主要内容是用户名和密码，与之相对应的是系统在创建该用户时设定的权限等级（超级管理员、普通管理员和普通用户3 种不同权限等级），用户数据库设计详见表1。

Table 1 Users表1 用户

（2）工程项目文档管理表。系统管理员在上传油气管道事故案例、泄漏点检测技术、封堵截断补漏技术和工艺装备及理化特性等项目文档后，相关工程技术人员和普通用户能够方便地从任意联网的客户端电脑下载工程项目文档，如表2 所示。

Table 2 Project documents表2 工程项目文档

（3）工程技术管理表。给工程技术人员等用户提供一个便捷的油气管道泄漏检测技术和不停输封堵截断补漏技术查询功能，其数据库详见表3。

Table 3 Engineering technology management表3 工程技术管理

3 系统实现

本文采用Microsoft.NET 框架，基于ASP.NET 技术开发了工程数据库管理系统。利用ADO.NET 技术实现数据的操作，使用C#作为系统开发语言，结合工程数据复杂、多样和数据量大的特性，使用SQL Server2008 存储和管理油气管道事故处置中所有工程数据。结合Web 的开放性，更好地实现工程技术方法、项目文档等数据的增加、删除、修改、查询和下载等操作。工程技术人员根据拥有的相应权限等级在任何一台具有联网的计算机或手机等设备上实现油气管道事故处置工程数据库管理系统的所有操作，无需专门软件系统支撑便能完美地实现油气管道事故处置工程数据资源的共享和交互。

下面以工程技术管理模块和用户管理模块为例介绍系统实现。

工程技术管理模块主要提供泄漏点检测技术和不停输带压封堵技术适用范围、原理及特点、装备及消耗品、施工程序和图片信息等详细数据信息，分为泄漏点检测技术、不停输带压封堵技术和工程技术管理3 个子模块。泄漏点检测技术和不停输带压封堵技术按照管道内部介质特性分别应用在气体和输油管道上，工程技术管理页面主要负责以上诸多子模块工程技术所有数据的增加、删除和修改等操作，如图3 所示。

Fig.3 Engineering page图3 工程技术页面

用户管理模块主要作用是对使用本系统的用户群进行实时管理。工程数据库管理系统用户分为超级管理员、管理员和一般用户3 个级别，超级管理员操作权限最大，可实现所有操作，普通管理员主要负责工程数据库中数据的增、删、改等一系列维护工作，而一般用户除对工程数据资料的查询和下载外没有其它操作权力，如图4 所示。

Fig.4 User management page图4 用户管理页面

验证不通过时，则指向错误提示页面，代码如下：

4 结语

本文利用ASP.NET4.0 开发技术和SQL Server 2008 数据库构建了基于B/S 系统模型架构的油气管道事故处置工程数据库管理系统。系统囊括38 个国内外典型油气管道事故案例，涵盖13 种带压封堵技术，6 种管道补强修复技术等，并对国内外油气管道事故处理过程进行了分析。相对于传统的管道失效数据库管理系统，本文系统完善了管道事故处置技术，实现不同地区交流和信息同步，方便工程技术人员对管道事故进行预判与处理，提高了管道事故处置效率，缩减了系统开发和维护资金，推动管道事故处置优质高效进行。