基于B/S 架构的电缆信息管理系统

苏红俊，闫 凌，许 洪

（1.国家能源集团准格尔能源有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 010300；2.辽宁工程技术大学，辽宁 葫芦岛 125105）

目前，电缆信息管理主要依靠于工作人员的经验以及对于电网的熟悉度，因而工作能力对于电缆信息的管理以及电缆的维护将会产生很大的影响。但电网在不断扩大，电缆用量也随之增加，使用人工管理的方式采集、管理电缆信息已经无法满足实际需求[1]，因此实现电缆信息管理的科学化成为国内外一项重要研究课题，同时也已取得了一系列研究成果，国际上很多发达国家也正在实施“数字电网”计划[2]。电缆信息管理具有较强的实用价值，不仅显著降低了人工作业量，也使操作安全系数大大提高。

1 B/S 架构及开发技术框架

对于电缆信息管理系统的设计一般基于2 种架构：客户端/服务器架构（C/S）和浏览器/服务器架构（B/S）。Wang Mei 等[3]基于C/S 架构，利用Map X 控件通过Delphi 开发平台，结合SQL Sever 数据库，研究完成了通信电缆信息管理系统；赵欣[4]使用C/S 架构，设计了基于RFID 和GIS 系统的电力电缆巡检系统；冯志坚[5]应用B/S 架构，建立电缆现场标识和地下管线综合管理系统；西穷[6]以B/S 架构为基础，设计了1 套基于BIM 的电缆测试信息管理系统。为此，针对电缆信息管理问题，设计了基于B/S 架构的电缆信息管理系统，利用B/S 架构模式在网页实时显示电缆信息，同时还可对历史信息进行多样化、可视化查询，提高了电缆管理效率，实现了信息的可追溯性。

1.1 B/S 架构

B/S 架构基本流程如图1。

图1 B/S 架构基本流程图

本系统采用B/S 架构，用户通过浏览器端进入页面，根据需求进行相应的操作后，浏览器向Web 服务器发送请求命令，Web 服务器接收到命令，会与相对应的数据库进行交互并确认该用户身份及权限，再以SQL 语句的形式向数据库发送请求，数据库对接收到的SQL 语句进行处理，将结果返回到Web 服务器，Web 服务器将结果返回到客户端浏览器[7]。

B/S 架构共分为3 层：表示层、业务逻辑层和数据访问层。表示层位于最上方，该层的主要功能为显示信息并且接收来自用户的操作命令；业务逻辑层处于中间位置，执行业务逻辑，向数据访问层提供命令；数据访问层的主要功能是接收业务逻辑层传来的命令，并根据命令对数据库进行查询（Select）、添加（Insert）、更新（Update）、删除（Delete）等操作[8]。

1.2 开发技术

1）SpringBoot 框架。SpringBoot 设计是简化Spring 框架，使得开发人员不需要在配置和逻辑业务之间进行思维转换，可以全身心投入业务逻辑代码的编写之中。Springboot 默认配置了大量框架，解决了包之间的版本依赖以及稳定性的问题。同时，SpringBoot 使得SpringCloud 众多组件项目被良好地应用，从而使得Web 应用的开发模式得以改变[9]。

2）MybatisPlus 框架。MybatisPlus 是Mybatis 的1个增强工具，当将该框架引入到系统中时，原始的工程并不会因此而受到影响。MybatisPlus 具有强大的增删改查功能，在启动项目时，会自动向其中注入增删改查操作，可以直接面对对象进行操作，性能基本没有损耗。

3）Shiro 框架。Apache Shiro 是一款拥有多功能的安全框架，提供了一种干净且易于理解的API，使用Shiro 对于各类程序都可以轻松得到。Shiro 的核心组件有Subject、Realm、SecurityManager，其中Subject用于显示用户当前所进行的安全操作；Realm 起到桥梁作用，用于连接Shiro 和应用安全数据；SecurityManager 用于管理用户所进行的所有安全操作。当用户登录和访问系统时，Shiro 从Realm 中查找相关用户的信息，核对该用户身份确定用户权限，SecurityManager 用于管理所有用户的安全操作[10]。

4）1ayui 框架。Layui 是一款采用自身模块规范编写的前端UI 框架，是一款开源框架。与其他前端框架相比，Layui 具有以下特点：入门简单，可以快速上手；轻量级框架，简单美观，灵活度高，样式丰富；适用于后台开发，基于DOM 驱动，在不涉及交互时，Layui 展示效果较好。尽管Layui 存在交互能力差问题，在系统开发中，可以采用jquery 异步交互方式进行弥补。从整体而言，采用Layui 进行设备信息管理系统的开发，能够缩短项目的开发周期，实现良好的展示效果。

2 信息管理系统

2.1 系统总体架构

系统总体架构图如图2。

图2 系统总体架构图

系统基于B/S 架构，采用分层设计的方法，系统的用户层共分为3 类：基础数据管理员、系统管理员以及超级管理员。基础数据管理员主要对电缆信息管理模块、配电柜管理模块、设备管理模块、线路管理模块、通电管理模块以及连接管理模块进行管理；系统管理员主要对系统管理模块、其他管理模块进行管理；超级管理员可管理所有模块。业务逻辑层是逻辑处理的部分，主要分为电缆信息管理、配电柜管理、设备管理、线路管理、通电管理、连接管理、系统管理以及其他管理。数据库对以上各个功能模块提供数据支持。

2.2 系统技术架构

系统技术架构图如图3。

图3 系统技术架构图

系统的前端采用Layui 来开发，所编写的页面简洁大方，便于使用。后端采用SpringBoot+MybatisPlus+Mysql 的组合进行开发。Mapper 作为MybatisPlus 的接口层，可以直接对数据库进行相关操作；Service 层为业务层，主要功能为存放业务逻辑，其功能通过调用Mapper 来实现；Controller 层是控制层，接收前端发送的请求进行业务操作，主要通过调用Service 实现，再将处理结果返回到前端。

2.3 系统功能架构

系统功能架构图如图4。

图4 系统功能架构图

电缆信息管理系统主要分为3 个模块：电缆信息模块、系统管理模块以及其他管理模块。其中信息模块分为6 部分：电缆基础信息管理、运维信息管理、设备管理、线路管理、连接管理及通电管理。系统管理分为4 部分：菜单管理、权限管理、角色管理、用户管理。其他管理分为登录日志和系统公告2 部分。

2.3.1 电缆信息

1）电缆基础信息模块管理。电缆基本信息包括电缆ID、电缆所在线路的组内编号、标签信息、横截面积、电缆长度以及耐压等级。在数据库中存储着电缆的基本信息，通过后台服务器来实现对相关信息的读取及调用。后台界面可清晰展示电缆的基本信息，实现信息读取的可视化和调用的智能化，后台服务器可对电缆的基本信息进行添加、修改和删除。

2）运维信息管理。电缆的运维信息包括线路信息、配电柜信息、用电设备信息以及线路的通电状态4 部分。各部分信息表在后台界面独立展示，可通过服务器对各部分信息进行增删改查等操作，提高管理电缆运维信息的效率。

3）设备管理。当接入设备信息更改时，服务器响应请求，实现电缆信息自动更新。当前接入电铲或钻机设备信息变更时，工作人员审核，进行施工。电铲或钻机设备变更后，通过登录系统获取最新连接信息，包括电缆的起始控制柜和终点用电设备，发送上传请求，等待服务器响应，归档管理。更新流程图如图5。

图5 更新流程图

4）线路管理。根据现场情况进行电缆连接信息的实时更新，以便使操作人员能在第一时刻掌握电缆的工作状况。在现场作业中，由于某种特定原因，1条线路上的某段电缆需要替换为其他线路的某段电缆，后台界面就会自动更新电缆信息。电缆变更路径示意图如图6。

图6 电缆变更路径示意图

5）连接管理。根据现场作业中电缆与电气设备实际连接情况，本部分设计电缆与电气设备连接信息的可视化，电缆及电气设备的连接表综合了电缆标签信息和电缆运维信息，包括了电缆的ID、电缆标签信息、所属线路的名称、配电柜名称、用电设备以及线路通电状态，可通过终端界面查看、导出以及打印电缆的连接信息，并可对连接信息进行添加、修改、删除操作。

6）通电管理。在对断电电缆耦合器进行换线操作时，先通过系统页面查看电缆的通电状态。若电缆为通电状态，则需要寻找其他线路电缆；只有在系统页面中显示为断电状态的电缆才可以进行换线操作，由此来预防耦合器带电误操作或漏操作。

2.3.2 系统管理模块

系统管理模块中，菜单管理部分显示了菜单各项名称、地址、是否可用、是否展开等信息；权限管理部分显示了权限名称、权限编码、是否可用、是否展开等信息；角色管理界面将角色进行分类，并对不同角色的功能进行备注；用户管理界面详细记录了所有用户的基本信息，工作人员可以对用户信息进行编辑、重置密码、分配角色等操作。

2.3.3 其他管理模块

对于其他管理模块，在服务器的登陆日志中会记录用户的每日登录情况，所记录的信息包括：登录时间、用户名等。在公告管理页面，用户可以添加当日的公告内容，添加完成后，系统公告中会记录公告标题、操作人以及创建时间。所创建的最新公告会及时地在“后台首页”进行公告显示，以方便每个登陆的用户可以及时地查看到最新公告信息。辅助预防耦合器流程图如图7。

图7 辅助预防耦合器流程图

3 信息管理系统应用设计

1）服务器。选用Windows Server 2012 为操作系统，此款操作系统问世较早，也相对较为成熟。首先做好前期准备工作，安装好互联网信息服务模块以及文件传输协议，创建ASP 环境，安装SQL Server 2005，此版本适用范围较广，在网络上下载.NET 安装包配置安装包环境，安装安全卫士和杀毒软件以保证系统运行的安全性以及稳定性。在系统操作环境部署结束后，对数据库、磁盘、账户等进行安全部署。

2）数据库。系统选用Mysql 数据库。与其他数据库相比，Mysql 数据库的反应速度更快，体积较小、多线程，可对大量数据进行处理。此系统的数据库设计是针对不同用户的实际需求设计的，共有电缆基础信息表、配电箱信息表、设备信息表、线路信息表、连接状态表、通电状态表、登录日志表、公告管理表、权限管理表、角色分配表、总计13 张数据库表单。

3）前端页面。前端页面主要通过HTML、CSS、JavaScript 进行编写，通过HTML 语言编写页面基本框架，通过CSS 美化页面，通过编写相对应的JS 脚本来实现对事件进行反应、改变HTML 内容等。使用成熟的Layui 前端开发框架技术进行页面背景设计、菜单样式设计等。

4 结语

设计了1 套基于B/S 架构的电缆信息管理系统。从整体上对系统所采用的B/S 架构、开发技术的框架进行了介绍。对该信息管理系统的结构布局、功能架构等进行了阐述；对服务器、数据库在该系统中的作用、页面的设计做了说明。