基于SuperMap的決策支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

曲豫賓，張海飛，洪 英

(1.南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息系，江蘇 南通 226007；2.南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 外語系)

隨著電信業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)張，電信光纖網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大.為完成中國電信提出的由“傳統(tǒng)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商”向“現(xiàn)代綜合信息服務(wù)提供商轉(zhuǎn)變”的企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)，需要加大電信光纖網(wǎng)絡(luò)規(guī)模建設(shè)的力度，實(shí)現(xiàn)光纖到用戶樓宇小區(qū)的有效覆蓋.以往，電信施工管理部門根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，并結(jié)合實(shí)地勘察情況決定光纖的走向、終端的容量等，并進(jìn)行工程實(shí)施.由于不能有效的獲取光纖網(wǎng)絡(luò)的部署情況等信息，人工實(shí)施會(huì)帶來光纖網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)等一系列問題.

決策支撐系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)及GIS(Geographic Information System)技術(shù)，將各種資源信息(光線路終端、光纖網(wǎng)和光分路器和光網(wǎng)絡(luò)單元，綜合信息箱等)及環(huán)境參數(shù)按照空間分布輸入，進(jìn)行處理后采用圖形、數(shù)字等多種方式進(jìn)行輸出，滿足電信施工管理中的實(shí)際業(yè)務(wù)需求.SuperMap Objects是北京超圖軟件股份有限公司基于ActiveX/COM技術(shù)開發(fā)的組件式GIS軟件開發(fā)平臺(tái).采用SuperMap提供的GIS組件庫，可以快速建立適合自己的地理信息系統(tǒng).本文介紹了GIS組件SuperMap，并介紹了在研究國內(nèi)外軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的基于分層構(gòu)件的決策支撐系統(tǒng).

1 GIS組件SuperMap

GIS組件是當(dāng)今GIS軟件開發(fā)較為流行的一種開發(fā)模式.組件式的地理信息系統(tǒng)具有如下技術(shù)特點(diǎn)：高效無縫的系統(tǒng)集成、無須使用專門的GIS開發(fā)語言、符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的大眾化的GIS、開發(fā)成本較低等[1].

SuperMap重要控件簡(jiǎn)述：

(1)控件是SuperMap的核心控件之一，其主要功能為：管理工作空間文件，獲取工作空間的數(shù)據(jù)元素，訪問工作空間的數(shù)據(jù)元素，管理數(shù)據(jù)源，管理數(shù)據(jù)集，編輯屬性數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，管理資源庫(包括線型庫、符號(hào)庫和填充模式庫).

(2)SuperMap控件負(fù)責(zé)二維空間數(shù)據(jù)的顯示，其主要功能為：空間數(shù)據(jù)瀏覽與調(diào)整環(huán)境設(shè)置；圖層管理；地理對(duì)象的編輯；地理對(duì)象與屬性雙向查詢；影像配準(zhǔn)；動(dòng)態(tài)目標(biāo)的顯示與跟蹤；地圖的輸出.

(3)SuperMap Objects將常用的拓?fù)涮幚砉δ芊庋b為一個(gè)控件SuperTopo.ocx，SuperTopo控件是SuperMap Objects 組件式GIS中相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)控件，SuperMap Objects內(nèi)置的拓?fù)涮幚砉δ馨ǎ夯《吻蠼?、去除冗余點(diǎn)、合并鄰近點(diǎn)、去除重復(fù)線、合并假結(jié)點(diǎn)、去除短懸線、長懸線延伸等.同時(shí)還可以建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D層和拓?fù)涠噙呅蔚?

(4)圖例控件是SuperMap Objects組件式GIS中相對(duì)獨(dú)立的一個(gè)控件，它只與SuperMap控件有聯(lián)系.只要與某一個(gè)地圖窗口關(guān)聯(lián)成功以后，無用戶設(shè)置就能正確的顯示相應(yīng)地圖窗口的圖例[2].

2 決策支撐系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

決策支撐系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分布信息的一種規(guī)劃系統(tǒng).施工管理人員在現(xiàn)場(chǎng)施工，獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息原始數(shù)據(jù)，采集形成報(bào)表.使用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信息導(dǎo)入到系統(tǒng)中去，采用量化分析技術(shù)以及智能決策支持模型，在充分進(jìn)行信息分析的基礎(chǔ)上，通過數(shù)字、圖形、圖像等多種方式提供運(yùn)算結(jié)果，通過為施工人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工提供可視化的界面，快速進(jìn)行決策部署，從而實(shí)現(xiàn)高效的現(xiàn)場(chǎng)光纖網(wǎng)絡(luò)布線等.系統(tǒng)提供的功能模塊如圖1所示.

圖1 決策支撐系統(tǒng)功能模塊圖

系統(tǒng)的主要功能有：網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析.在地圖上顯示各空間物理實(shí)體(局點(diǎn)、交接箱、設(shè)備箱等)及與其相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的地理分布，并顯示網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的拓?fù)潢P(guān)系.對(duì)于利用率達(dá)到某一程度的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用紅色預(yù)警顯示.以局站為單位統(tǒng)計(jì)光線路終端、分光器、光網(wǎng)絡(luò)單元的實(shí)裝率，根據(jù)各服務(wù)區(qū)設(shè)定的預(yù)警線、服務(wù)區(qū)的性質(zhì)、業(yè)務(wù)發(fā)展速度提出資源擴(kuò)容建議.

服務(wù)區(qū)域規(guī)劃管理.服務(wù)區(qū)域指各局站、光交接點(diǎn)提供電信接入服務(wù)的用戶分布區(qū)域范圍，一般以道路、河流等自然分界物為界.一個(gè)光交接點(diǎn)只從屬于單個(gè)局站，局站下所有光交接箱的服務(wù)區(qū)域構(gòu)成局站服務(wù)區(qū)域.

將服務(wù)區(qū)域在地圖上用多邊形表示，每個(gè)服務(wù)區(qū)域用不同顏色以示區(qū)分.可以通過手工方式劃分或調(diào)整服務(wù)區(qū)域，能夠在服務(wù)區(qū)內(nèi)添加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.

城市規(guī)劃信息錄入.用戶可以通過多種方式對(duì)城市規(guī)劃信息進(jìn)行錄入和編輯.

業(yè)務(wù)需求預(yù)測(cè)分析.城市功能區(qū)主要分為居住區(qū)和商業(yè)區(qū)，用戶群主要根據(jù)樓宇檔次來區(qū)分，分為高檔小區(qū)、中檔小區(qū)、安置小區(qū)等.系統(tǒng)能對(duì)特定用戶群(例如，位于不同檔次樓宇群、不同城市功能區(qū)的用戶)的業(yè)務(wù)數(shù)量變化情況進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，得出業(yè)務(wù)數(shù)量隨時(shí)間增長的規(guī)律、最終穩(wěn)定的業(yè)務(wù)總量，為用戶確定類似區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃、工程建設(shè)計(jì)劃等提供參考.同時(shí)，也有助于對(duì)已投產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行投資效益和資源利用效率的后評(píng)估.

工程設(shè)計(jì)輔助.以GIS提供的“最短路徑”分析功能為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)備實(shí)裝率、路由安全性等要求，為選擇光纖接入點(diǎn)、確定設(shè)備擴(kuò)容規(guī)模等設(shè)計(jì)過程提供幫助.

地圖管理.包括地圖定位，符號(hào)庫制作等常用功能.

工程工具.系統(tǒng)集成了標(biāo)尺丈量工具、扯旗標(biāo)注工具、栓點(diǎn)標(biāo)注工具、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)注工具、樓宇標(biāo)注工具等常用工具.

圖形輸出.包括專業(yè)及綜合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備圖的打印輸出、各種比例尺地圖和標(biāo)準(zhǔn)比例尺地圖的打印輸出、各種報(bào)表的打印輸出、圖表打印輸出、圖形裁剪功能、SuperMap地圖文檔生成等功能.

系統(tǒng)管理.包括用戶管理，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，日志管理等功能.

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)前流行的軟件開發(fā)方法為構(gòu)件加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開發(fā)模式.國內(nèi)多所高校都在進(jìn)行基于軟件體系結(jié)構(gòu)開發(fā)方法的研究.在借鑒國內(nèi)體系結(jié)構(gòu)研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于分層構(gòu)件技術(shù)的軟件架構(gòu)[3-5].如圖2所示，系統(tǒng)分為人機(jī)界面層、商業(yè)邏輯層、業(yè)務(wù)構(gòu)件層、基礎(chǔ)構(gòu)件層、數(shù)據(jù)層.

圖2 基于分層構(gòu)件和系統(tǒng)框架

數(shù)據(jù)層是決策支撐系統(tǒng)的核心，為其上的各層提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)庫采用地理位置信息與屬性信息統(tǒng)一存放的方式，提高了編程效率.在本層，通過使用關(guān)系對(duì)象工具，設(shè)計(jì)良好的接口，以對(duì)象的形式為基礎(chǔ)構(gòu)件及業(yè)務(wù)構(gòu)件提供數(shù)據(jù)服務(wù).這樣不但降低了開發(fā)難度，提高了開發(fā)效率，而且可以提高系統(tǒng)的擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)的動(dòng)態(tài)演化.封裝的對(duì)象包括局點(diǎn)、交接箱、設(shè)備箱、光分纖箱等.

基礎(chǔ)構(gòu)件層通過采用成熟的商業(yè)化構(gòu)件，比如用戶權(quán)限管理構(gòu)件、圖表生成構(gòu)件等，提高了系統(tǒng)的魯棒性，能夠應(yīng)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的演化.系統(tǒng)的升級(jí)工作，只是進(jìn)行構(gòu)件版本的替換，降低了系統(tǒng)維護(hù)的難度.

業(yè)務(wù)構(gòu)件層主要指的是基于SuperMap的ComGIS，在本層，業(yè)務(wù)構(gòu)件使用基礎(chǔ)構(gòu)件提供的服務(wù)，并且可以通過對(duì)象的方式訪問底層數(shù)據(jù)，共同提供服務(wù)給商業(yè)邏輯層.

在商業(yè)邏輯層，采用基于工作流的思想，使用過程集成機(jī)制，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)流程，綜合使用業(yè)務(wù)構(gòu)件及基礎(chǔ)構(gòu)件，完成特定業(yè)務(wù)流程的封裝.在本層要注意的是，本層屬于大粒度構(gòu)件，它是按照用戶的需求將業(yè)務(wù)構(gòu)件和基礎(chǔ)構(gòu)件結(jié)合使用的.

人機(jī)界面層，通過建立界面庫的方式實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用.在本層內(nèi)，建立公共的基類庫，根據(jù)界面表現(xiàn)的不同，選定不同的界面組件，從而使用界面的組裝.

4 構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)

4.1 主要構(gòu)件概述

構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)是決策支撐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的核心，在構(gòu)件的選取上，除了選用成熟的商業(yè)構(gòu)件庫(這里指的是超圖的GIS組件)，已在多個(gè)系統(tǒng)中使用的用戶信息管理構(gòu)件等外，還根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求，開發(fā)了適合本系統(tǒng)的商業(yè)邏輯構(gòu)件.采用過程集成機(jī)制，將底層構(gòu)件及業(yè)務(wù)構(gòu)件按照業(yè)務(wù)邏輯的具體要求進(jìn)行組合而成.涉及到的具體構(gòu)件如下：

(1)超圖GIS組件.為系統(tǒng)提供GIS數(shù)據(jù)服務(wù)，屏蔽了GIS的復(fù)雜業(yè)務(wù)邏輯，通過接口的形式高效的整合到整個(gè)系統(tǒng)中來.

(2)權(quán)限管理構(gòu)件.提供對(duì)于系統(tǒng)用戶權(quán)限的管理，系統(tǒng)用戶分為規(guī)劃員、普通用戶、系統(tǒng)管理員三種角色，對(duì)于不同的用戶角色設(shè)置不同的權(quán)限.

(3)圖表顯示構(gòu)件.采用成熟的第三方圖表表示構(gòu)件，表現(xiàn)從數(shù)據(jù)中心獲得的數(shù)據(jù)模型.

(4)工程設(shè)計(jì)輔助構(gòu)件等業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)件.結(jié)合基礎(chǔ)構(gòu)件，業(yè)務(wù)構(gòu)件，采用系統(tǒng)提供的對(duì)象接口，建立工程設(shè)計(jì)輔助流程，產(chǎn)生大粒度的商業(yè)邏輯構(gòu)件.

其他使用到的構(gòu)件還有日志管理構(gòu)件、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析構(gòu)件等等，他們共同支撐完成了系統(tǒng)要求的功能.

4.2 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析構(gòu)件實(shí)現(xiàn)

選取商業(yè)邏輯構(gòu)件中網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析構(gòu)件作為構(gòu)件開發(fā)的實(shí)例.網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析功能是有著系統(tǒng)特定含義的構(gòu)件，需要重新開發(fā)該構(gòu)件.該構(gòu)件需要訪問的主要數(shù)據(jù)對(duì)象有局站、光交接箱、光分纖箱、設(shè)備箱及小區(qū)位置信息等.通過數(shù)據(jù)訪問組件提供的數(shù)據(jù)接口可以方便的得到關(guān)于光纖網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)據(jù)信息.網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析功能就是以數(shù)據(jù)為中心，使用GIS組件庫中地圖控件，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析后在地圖上動(dòng)態(tài)顯示網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀.

網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析構(gòu)件，屬于大粒度的商業(yè)構(gòu)件，在該構(gòu)件內(nèi)部，可以分解為四個(gè)子流程，分別是查看網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分布、查看設(shè)備拓?fù)潢P(guān)系、查看設(shè)備利用率分析及預(yù)警、查看用戶數(shù)分布模塊.子構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)過程，是通過過程集成機(jī)制，以工作流思想為基礎(chǔ)，獲取比如商業(yè)小區(qū)用戶數(shù)分布情況，通過調(diào)用SuperMap的地圖控件，進(jìn)行實(shí)時(shí)展示.實(shí)現(xiàn)該構(gòu)件業(yè)務(wù)邏輯以后，以接口的形式提供給界面構(gòu)件，根據(jù)消息的不同而進(jìn)行業(yè)務(wù)的響應(yīng).

4.3 運(yùn)行結(jié)果

系統(tǒng)以北京超圖公司的SuperMap Objects為平臺(tái)，利用基于.NET平臺(tái)的組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)編程，開發(fā)形成的決策支撐系統(tǒng)主界面如圖3所示.

圖3 決策支撐系統(tǒng)主界面

5 結(jié)論

構(gòu)件技術(shù)是當(dāng)前軟件復(fù)用技術(shù)的主流技術(shù)，是解決軟件危機(jī)的有效途徑.文中借鑒并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于分層構(gòu)件的軟件框架，通過引入成熟構(gòu)件，或者裁剪既有構(gòu)件，設(shè)計(jì)新的構(gòu)件，建立了決策支撐系統(tǒng)，系統(tǒng)使用效果良好，提高了光纖網(wǎng)絡(luò)資源部署的效率.

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