基于网站可视化开发技术的建筑风险评估系统的设计与实现

2023-11-28李海强黄芬梅黎宇黄彩成黄升

科技资讯 2023年20期

李海强黄芬梅黎宇黄彩成黄升

(广西城市职业大学广西崇左 532100)

随着信息技术的不断进步，计算机应用领域的进一步扩大、普及化后，各种新功能软件层出不穷，网络安全问题日益突出且复杂多样起来。目前，我国的建筑行业对于互联网应用软件开发还不够成熟，而信息技术与传统产业之间的融合发展，为其带来了巨大挑战与机遇。

1 网站可视化开发技术介绍

网站可视化开发技术是指借助网页技术实现用户界面操作与信息存储处理功能。在网站可视化开发技术中，网站与用户、服务器之间相互连接，系统可视化设计了数据信息显示、数据统计分析等功能模块，用户通过操作这些功能模块便可实现信息浏览、数据查询等操作。此外，在网站可视化开发技术中还包括了一些高级辅助功能。本文使用的网站可视化开发技术主要包含开发工具、数据库以及显示框架3个部分。

1.1 开发工具

由于网站的可视化开发对程序的执行速度、用户体验和交互等方面都有很高的要求，因此，本项目选用了VS2015 和Nginx 作为系统的服务器端框架，VS2015是微软提供的可视化开发软件，主要用于网站前端可视化制作和前端代码编写，Nginx是目前流行的Web服务器框架，该框架的出现给Web 服务器提供了一种灵活高效的解决方案。本文在网站建设过程中主要使用VS2015 和Nginx 作为服务器端框架，从而使网站的开发更加方便快捷。

1.2 数据库

由于建筑风险评估系统需要存储大量数据，而采用传统数据库技术很难满足这些需求，因此选用了MySQL 数据库进行数据存储。本系统采用MySQL 作为数据库服务器，该数据库主要存储建筑风险评估相关数据，包括了基本信息、建筑概况、房屋结构图等多个方面的数据。

1.3 显示框架

由于建筑物的复杂性，对建筑风险评估系统进行可视化开发时需要考虑到交互、显示等因素，因此选用了WPF框架作为显示框架。WPF是一个轻量级的、面向对象的前端框架，可以很好地满足用户对界面样式、交互和展示效果等多方面的需求。

2 系统开发关键技术

2.1 开发工具

本项目采用的开发工具是B/S 模式中的框架结构。其中，数据库作为一个数据模型，它可以存储大量信息，并能支持一些用户操作。在该平台上，所有页面都被放置到了服务器端供其使用；而对于管理员来说，则需要对整个系统进行全面管理、控制以及维护等功能模块：当出现错误或者漏洞时，能够及时发现并且做出相应处理，通过更改漏洞等措施来保证网站的正常运行。B/S 模式中的数据存储方法是基于分布式数据库，这种数据库的结构比较简单，易于维护，可以存储大量数据，并且在使用时也很方便[1]。

2.2 数据流

数据流的定义是指数据从数据库中存入。在本项目开发过程中，以E-R 系统作为基础，将风险评估、信息管理和控制这3 个模块紧密结合，形成一个完整结构[2]。从用户身份认证到管理员登录注册，再到操作者权限确认等一系列环节组成了整个项目的循环链条；同时，通过对各个功能模块之间的关联性进行分析来实现数据流的整体优化与统一化处理。在开发过程中，使用MySQL 数据库建立起可视化系统平台为基础，构建出风险评估体系框架，实现系统的数据流信息管理。

2.3 系统可行性

系统的可行性研究是一项非常复杂而且十分艰巨的任务，其涉及很多方面，如用户使用界面是否友好、输入数据能否正确输出等[3]。在项目的开发过程中，必须对其进行技术、经济、操作等方面的可行性分析。

2.3.1 技术方面

从项目立项开始，由公司内部人员来完成操作；而外部开发人员则主要负责后期维护工作以及数据库管理功能的实现与完善，使系统完全是可以运行，并达到预期目标效果。

2.3.2 经济方面

在开发过程中，所需要的资金是相当大一部分，所以系统完全可以免费使用，且用户对项目的了解程度、理解能力都非常高。而且系统还具备友好性、易用性等特点，符合当今社会对信息的要求，因此该技术已经足够成熟可行。

2.3.3 操作方面

本系统的开发语言是开源的，使用起来非常方便，在开发过程中完全可以很容易地进行修改，这也符合目前社会对信息的要求和标准。

3 建筑风险评估系统的设计与实现

3.1 系统开发环境

本项目采用的系统开发环境是基于B/S 模式，即在Web 界面前，用户可以使用浏览器进行各种操作。其中主要包括以下几个方面。

（1）登录注册模块。该功能为用户提供了一个安全可靠的输入密码；同时还支持多种身份验证和找回信息等其他权限；此外，管理员也允许客户通过不同方式对自己所需数据进行修改、查询或删除相关内容，以及查看数据中未被添加到系统文件夹、数据库日志记录，并可以在后台界面上根据需要设置相应权限来实现各种操作。本系统是为建筑项目开发的，需要有一个稳定、安全、可靠、可扩展性强的运行环境。（2）界面。界面设计时应考虑用户操作方便易懂、简单明了；同时也要与其他页面之间保持一定距离，以保证信息传递效率以及数据存储空间充足。此外，还应该注意一些特殊功能，如系统中的报表字段不能用中文来代替、显示内容必须做到简洁大方。

3.2 系统接口

接口的设计是系统开发中最重要环节之一。如果没有接口将整个项目信息集成到数据库，那么这个软件也就是一个数据管理系统。

首先，选择MySQL作为项目的核心进行封装存放和操作控制库，并且使用JSP 语言实现系统与用户之间交互界面的搭建、功能模块划分等内容。其次，通过对Java API 来完成相应的设计工作，并建立对应关系表，以保证接口可以正确顺利运行该网站后再开发出来。本项目中涉及的技术有很多种，如防火墙技术、Java语言和数据库等。本文采用Java作为接口来实现系统的内部数据交互。

3.3 基于ASP的建筑风险评估模型

在建筑风险评估系统中，对于不同的项目类型，需要分别进行可视化分析和属性赋值。

例如：对于大型工程项目的数据信息量比较大时（如地铁、桥梁等），可以将其视为有形资产。对这些数据信息进行加工后得到的结果就是属性赋值；而那些规模比较小或者是没有足够大样本数据库，或其他外部因素影响导致无法获得准确数值来描述风险发生概率，则需要根据实际情况确定风险等级，根据不同等级赋予权重。对于大型工程项目来说，其风险评估的内容比较大，需要对项目的类型进行划分，一般包括大、中型项目，小型和微型类的项目类别。高危建筑等危险系数较高，或有外部因素影响而导致无法确定风险发生概率时，可以直接定义为不可控范围所带来后果或损失（如人员伤亡事件）。对于大型工程项目来说，其风险评估的内容比较大。

3.4 建筑风险评估

建筑风险评估系统分为首页、后台两大部分，前几部分包括数据库的建立、数据的采集和处理、如用户权限管理等。后台则是对整个项目的运行状况进行实时监控。

在本项目中，主要用到了两种技术实现可视化方法：RBACA、E-mail 模块（如管理员登录页面）。这两个功能都可以用一种简单有效且简便易行的方式来完成，即前几部分利用文本框输入与输出信息相对应，而后几部分则是利用文本框输入与输出信息相对应，最后通过Java 语言进行可视化操作，对结果的分析来得出风险评估结论。首页主要介绍了建筑项目开发过程中可能遇到各种风险问题。在本项目的实际研究阶段发现，RBACA 设计方法简单、易于实现，且容易被接受，但此技术也有一定局限性和不足之处。例如：无法通过文本框输入与输出信息进行可视化操作；无法对数据处理结果进行分析；等等。这些缺点导致该技术的适用范围较小。RBACA 是一个功能较为全面的可视化开发技术，不仅可以将风险评估系统从文本框中提取出来，而且还能实现对数据信息进行处理、存储和展示等。

在本项目中，使用E-mail 模块来完成操作界面设计。E-mail 模块是一个将项目文件进行发送，并实现与客户的沟通的功能。在本系统中使用了JSP技术和JavaService 服务器，完成设计内容以及数据库之间数据转换等工作后，再利用JavaWeb 应用程序来完成风险评估结果分析、可视化界面展示，以及风险评估结果展示的操作过程。

3.5 风险评估技术

3.5.1 头脑风暴法

该方法也称为“思维共振法脑力激荡法”，是一种通过发散性思维来预测和识别潜在的危险因素、提出各种可能发生事故的概率或过程。由于计算机网络系统具有开放性特点，导致其难以存储数据量庞大，且难以保存下来，因此这种方法很难在数据库中查到大量信息，不适合本项目开发，也难以应用到其他领域中。

3.5.2 系统分析法

该方法是指利用数据库来收集和处理信息的方法，基于静态数据库进行开发和维护、数据挖掘等活动。系统分析法可以在一定程度上弥补传统的风险评估方式所存在的缺陷，但是由于数据量大且复杂多样，无法准确地预测出其可能带来的一系列不确定性问题，需要耗费大量人力、物力资源去识别并消除，这也导致其对数据库存储空间和安全要求较高。

3.5.3 模糊综合评判法

该方法将风险评估分成多个因素与各个指标相互联系，并通过一定的数学模型加以量化计算，从而得到一个相对客观化系统；在风险评价结果中加入相应权重系数，使其具有更多科学合理性、高准确率等特点，来应对各种可能出现的情况，同时也能为以后类似项目开发提供参考依据和建议。例如：针对建筑火灾，分析建筑火灾发生的起因和过程，对可能导致火灾发生的各种因素进行较全面的考察；建立高层建筑、人员密集场所、地下建筑和仓储建筑等建筑类型的火灾风险评估指标体系。

3.6 系统业务

本项目中的所有风险评估都应该在报文生成模块进行，如用户登录、修改密码以及提交审核等功能。管理员可以对用户信息管理、账号管理和权限设置。当注册成为会员后，可查看自己所有用户是否为该网站发布了新消息，并添加至数据库里；如果是已成功登陆并且没有被注销的话，则会跳转到相应的页面中，也可查询当前已经注册过或系统未加入的账户，若存在就直接退出登录界面进行修改密码等操作，如果没有注销则会跳转到相应的页面中。管理员可以对用户信息管理、账号管理和密码设置进行修改，同时还为未成功登录且已注册会员用户提供一个新账户。

对于同一个项目，在不同界面间可以选择不一样的解决方案，如防火墙、入侵检测等。本文中所涉及的技术有：（1）通过对前文分析总结出该系统功能模块图；（2）利用MySQL数据库实现数据管理和查询操作；（3）根据用户权限进行相应信息设置及操作，以防止非法访问或其他原因导致整个系统瘫痪而造成损失，以及影响网站运行效率等问题的出现；（4）在项目完成后，将结果整理出来，以供管理员参考。

3.7 建筑风险评估系统功能

本文提出的系统基于Web 服务器开发，具有可视化的特点，其功能包括了历史数据查询、风险信息查询、用户管理以及数据统计分析等功能，具体如下。

（1）数据管理。通过对数据进行分类和排序，为用户提供相应的查询功能，将相关信息呈现给用户，方便用户查询。（2）风险分析。在建筑风险评估系统中，对建筑的各种因素进行风险分析，包括建筑的建设年代、建筑类型、建设规模、当地气候、环境等方面。其中，对不同类型的建筑可以建立不同的风险评估模型。（3）信息展示。在系统中可以通过浏览查询和筛选功能显示相关的风险数据。（4）用户管理。在用户管理模块中，可以添加新的用户或删除已有用户。另外，该系统支持不同角色访问权限控制，可以对用户的基本信息、操作记录等进行查看和修改，并且对操作权限进行了细化，方便不同角色的人员进行操作。（5）安全评估。根据安全评价理论，确定评价指标体系包括危险因素、危害因素和薄弱环节这3个方面。危险因素主要包括人员因素、自然因素和管理因素等；危害因素即破坏作用，如地震、爆炸、火灾等；薄弱环节主要是指关键部位和薄弱环节。（6）数据统计功能。提供对各个建筑的安全风险指标数据的统计，主要包括指标分布情况和历史趋势变化情况。（7）风险分析。根据风险分析的结果对建筑进行风险分级，可以查询评估结果详情页面显示不同风险级别对应的损失等级。例如：建筑A级时事故等级为0级，B级时事故等级为10级。（8）综合查询。主要是指相关指标数据和风险指标数据进行综合查询。例如：根据用户输入的关键字查询建筑基本信息、事故情况等信息[4-5]。

3.8 系统架构设计与关键技术实现

本系统基于B/S结构设计，采用“Spring MVC+Mybatis+ SQL Server”架构，客户端主要基于Web服务器实现。系统主要包括以下几个部分。

（1）数据层。主要处理Web 页面中的数据，将数据存储在数据库中。（2）业务逻辑层。该层是整个系统的核心部分，包括用户管理、风险评估、信息查询等功能，是整个系统的核心。（3）Web 应用层。该层主要用于访问数据与服务，包括与数据访问层交互的Web 应用层（Web App）、提供给用户服务的Web 服务层（Servlet）。（4）数据接口层。负责与用户进行交互的接口。该部分实现了数据库连接池、分布式事务处理、持久化存储等功能。服务提供给用户一些基本的查询和报表需求，并能与数据库进行交互。其中，在数据访问层面，主要完成对数据库中存储的数据的操作以及对用户访问行为进行控制。在用户界面层面，主要提供给用户显示图形、文字以及表单等。整个系统通过SSM 框架将业务逻辑和Web 服务进行结合，极大地提高了系统的稳定性和可靠性。本系统使用了Web-Socket接口作为本系统的通信协议，WebSocket可以作为Web 服务器与客户端之间的通信协议，主要是通过HTTP协议发送数据给服务器进行处理。WebSocket接口具有通信与处理数据两个主要功能。通信可以通过网络数据包中的TCP/IP 协议完成，而处理数据可以通过HTTP 协议进行，数据包中包含了被处理的对象（HTTP协议定义的对象）。本系统使用了ECharts组件来完成交互展示，其使用的核心是List、HashMap 等函数，其特点是简单易用，功能强大。基于ECharts 组件开发出的网页能够自动显示用户所关心的数据信息，将各种风险信息通过图形化的方式展现给用户，使用户能够更加便捷地获取所需信息[6]。