基于B/S 架構(gòu)的電纜信息管理系統(tǒng)

蘇紅俊，閆 凌，許 洪

（1.國家能源集團準格爾能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300；2.遼寧工程技術(shù)大學(xué)，遼寧 葫蘆島 125105）

目前，電纜信息管理主要依靠于工作人員的經(jīng)驗以及對于電網(wǎng)的熟悉度，因而工作能力對于電纜信息的管理以及電纜的維護將會產(chǎn)生很大的影響。但電網(wǎng)在不斷擴大，電纜用量也隨之增加，使用人工管理的方式采集、管理電纜信息已經(jīng)無法滿足實際需求[1]，因此實現(xiàn)電纜信息管理的科學(xué)化成為國內(nèi)外一項重要研究課題，同時也已取得了一系列研究成果，國際上很多發(fā)達國家也正在實施“數(shù)字電網(wǎng)”計劃[2]。電纜信息管理具有較強的實用價值，不僅顯著降低了人工作業(yè)量，也使操作安全系數(shù)大大提高。

1 B/S 架構(gòu)及開發(fā)技術(shù)框架

對于電纜信息管理系統(tǒng)的設(shè)計一般基于2 種架構(gòu)：客戶端/服務(wù)器架構(gòu)（C/S）和瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)（B/S）。Wang Mei 等[3]基于C/S 架構(gòu)，利用Map X 控件通過Delphi 開發(fā)平臺，結(jié)合SQL Sever 數(shù)據(jù)庫，研究完成了通信電纜信息管理系統(tǒng)；趙欣[4]使用C/S 架構(gòu)，設(shè)計了基于RFID 和GIS 系統(tǒng)的電力電纜巡檢系統(tǒng)；馮志堅[5]應(yīng)用B/S 架構(gòu)，建立電纜現(xiàn)場標識和地下管線綜合管理系統(tǒng)；西窮[6]以B/S 架構(gòu)為基礎(chǔ)，設(shè)計了1 套基于BIM 的電纜測試信息管理系統(tǒng)。為此，針對電纜信息管理問題，設(shè)計了基于B/S 架構(gòu)的電纜信息管理系統(tǒng)，利用B/S 架構(gòu)模式在網(wǎng)頁實時顯示電纜信息，同時還可對歷史信息進行多樣化、可視化查詢，提高了電纜管理效率，實現(xiàn)了信息的可追溯性。

1.1 B/S 架構(gòu)

B/S 架構(gòu)基本流程如圖1。

圖1 B/S 架構(gòu)基本流程圖

本系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，用戶通過瀏覽器端進入頁面，根據(jù)需求進行相應(yīng)的操作后，瀏覽器向Web 服務(wù)器發(fā)送請求命令，Web 服務(wù)器接收到命令，會與相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進行交互并確認該用戶身份及權(quán)限，再以SQL 語句的形式向數(shù)據(jù)庫發(fā)送請求，數(shù)據(jù)庫對接收到的SQL 語句進行處理，將結(jié)果返回到Web 服務(wù)器，Web 服務(wù)器將結(jié)果返回到客戶端瀏覽器[7]。

B/S 架構(gòu)共分為3 層：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。表示層位于最上方，該層的主要功能為顯示信息并且接收來自用戶的操作命令；業(yè)務(wù)邏輯層處于中間位置，執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯，向數(shù)據(jù)訪問層提供命令；數(shù)據(jù)訪問層的主要功能是接收業(yè)務(wù)邏輯層傳來的命令，并根據(jù)命令對數(shù)據(jù)庫進行查詢（Select）、添加（Insert）、更新（Update）、刪除（Delete）等操作[8]。

1.2 開發(fā)技術(shù)

1）SpringBoot 框架。SpringBoot 設(shè)計是簡化Spring 框架，使得開發(fā)人員不需要在配置和邏輯業(yè)務(wù)之間進行思維轉(zhuǎn)換，可以全身心投入業(yè)務(wù)邏輯代碼的編寫之中。Springboot 默認配置了大量框架，解決了包之間的版本依賴以及穩(wěn)定性的問題。同時，SpringBoot 使得SpringCloud 眾多組件項目被良好地應(yīng)用，從而使得Web 應(yīng)用的開發(fā)模式得以改變[9]。

2）MybatisPlus 框架。MybatisPlus 是Mybatis 的1個增強工具，當將該框架引入到系統(tǒng)中時，原始的工程并不會因此而受到影響。MybatisPlus 具有強大的增刪改查功能，在啟動項目時，會自動向其中注入增刪改查操作，可以直接面對對象進行操作，性能基本沒有損耗。

3）Shiro 框架。Apache Shiro 是一款擁有多功能的安全框架，提供了一種干凈且易于理解的API，使用Shiro 對于各類程序都可以輕松得到。Shiro 的核心組件有Subject、Realm、SecurityManager，其中Subject用于顯示用戶當前所進行的安全操作；Realm 起到橋梁作用，用于連接Shiro 和應(yīng)用安全數(shù)據(jù)；SecurityManager 用于管理用戶所進行的所有安全操作。當用戶登錄和訪問系統(tǒng)時，Shiro 從Realm 中查找相關(guān)用戶的信息，核對該用戶身份確定用戶權(quán)限，SecurityManager 用于管理所有用戶的安全操作[10]。

4）1ayui 框架。Layui 是一款采用自身模塊規(guī)范編寫的前端UI 框架，是一款開源框架。與其他前端框架相比，Layui 具有以下特點：入門簡單，可以快速上手；輕量級框架，簡單美觀，靈活度高，樣式豐富；適用于后臺開發(fā)，基于DOM 驅(qū)動，在不涉及交互時，Layui 展示效果較好。盡管Layui 存在交互能力差問題，在系統(tǒng)開發(fā)中，可以采用jquery 異步交互方式進行彌補。從整體而言，采用Layui 進行設(shè)備信息管理系統(tǒng)的開發(fā)，能夠縮短項目的開發(fā)周期，實現(xiàn)良好的展示效果。

2 信息管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖2。

圖2 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)基于B/S 架構(gòu)，采用分層設(shè)計的方法，系統(tǒng)的用戶層共分為3 類：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理員、系統(tǒng)管理員以及超級管理員?；A(chǔ)數(shù)據(jù)管理員主要對電纜信息管理模塊、配電柜管理模塊、設(shè)備管理模塊、線路管理模塊、通電管理模塊以及連接管理模塊進行管理；系統(tǒng)管理員主要對系統(tǒng)管理模塊、其他管理模塊進行管理；超級管理員可管理所有模塊。業(yè)務(wù)邏輯層是邏輯處理的部分，主要分為電纜信息管理、配電柜管理、設(shè)備管理、線路管理、通電管理、連接管理、系統(tǒng)管理以及其他管理。數(shù)據(jù)庫對以上各個功能模塊提供數(shù)據(jù)支持。

2.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖如圖3。

圖3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

系統(tǒng)的前端采用Layui 來開發(fā)，所編寫的頁面簡潔大方，便于使用。后端采用SpringBoot+MybatisPlus+Mysql 的組合進行開發(fā)。Mapper 作為MybatisPlus 的接口層，可以直接對數(shù)據(jù)庫進行相關(guān)操作；Service 層為業(yè)務(wù)層，主要功能為存放業(yè)務(wù)邏輯，其功能通過調(diào)用Mapper 來實現(xiàn)；Controller 層是控制層，接收前端發(fā)送的請求進行業(yè)務(wù)操作，主要通過調(diào)用Service 實現(xiàn)，再將處理結(jié)果返回到前端。

2.3 系統(tǒng)功能架構(gòu)

系統(tǒng)功能架構(gòu)圖如圖4。

圖4 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

電纜信息管理系統(tǒng)主要分為3 個模塊：電纜信息模塊、系統(tǒng)管理模塊以及其他管理模塊。其中信息模塊分為6 部分：電纜基礎(chǔ)信息管理、運維信息管理、設(shè)備管理、線路管理、連接管理及通電管理。系統(tǒng)管理分為4 部分：菜單管理、權(quán)限管理、角色管理、用戶管理。其他管理分為登錄日志和系統(tǒng)公告2 部分。

2.3.1 電纜信息

1）電纜基礎(chǔ)信息模塊管理。電纜基本信息包括電纜ID、電纜所在線路的組內(nèi)編號、標簽信息、橫截面積、電纜長度以及耐壓等級。在數(shù)據(jù)庫中存儲著電纜的基本信息，通過后臺服務(wù)器來實現(xiàn)對相關(guān)信息的讀取及調(diào)用。后臺界面可清晰展示電纜的基本信息，實現(xiàn)信息讀取的可視化和調(diào)用的智能化，后臺服務(wù)器可對電纜的基本信息進行添加、修改和刪除。

2）運維信息管理。電纜的運維信息包括線路信息、配電柜信息、用電設(shè)備信息以及線路的通電狀態(tài)4 部分。各部分信息表在后臺界面獨立展示，可通過服務(wù)器對各部分信息進行增刪改查等操作，提高管理電纜運維信息的效率。

3）設(shè)備管理。當接入設(shè)備信息更改時，服務(wù)器響應(yīng)請求，實現(xiàn)電纜信息自動更新。當前接入電鏟或鉆機設(shè)備信息變更時，工作人員審核，進行施工。電鏟或鉆機設(shè)備變更后，通過登錄系統(tǒng)獲取最新連接信息，包括電纜的起始控制柜和終點用電設(shè)備，發(fā)送上傳請求，等待服務(wù)器響應(yīng)，歸檔管理。更新流程圖如圖5。

圖5 更新流程圖

4）線路管理。根據(jù)現(xiàn)場情況進行電纜連接信息的實時更新，以便使操作人員能在第一時刻掌握電纜的工作狀況。在現(xiàn)場作業(yè)中，由于某種特定原因，1條線路上的某段電纜需要替換為其他線路的某段電纜，后臺界面就會自動更新電纜信息。電纜變更路徑示意圖如圖6。

圖6 電纜變更路徑示意圖

5）連接管理。根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)中電纜與電氣設(shè)備實際連接情況，本部分設(shè)計電纜與電氣設(shè)備連接信息的可視化，電纜及電氣設(shè)備的連接表綜合了電纜標簽信息和電纜運維信息，包括了電纜的ID、電纜標簽信息、所屬線路的名稱、配電柜名稱、用電設(shè)備以及線路通電狀態(tài)，可通過終端界面查看、導(dǎo)出以及打印電纜的連接信息，并可對連接信息進行添加、修改、刪除操作。

6）通電管理。在對斷電電纜耦合器進行換線操作時，先通過系統(tǒng)頁面查看電纜的通電狀態(tài)。若電纜為通電狀態(tài)，則需要尋找其他線路電纜；只有在系統(tǒng)頁面中顯示為斷電狀態(tài)的電纜才可以進行換線操作，由此來預(yù)防耦合器帶電誤操作或漏操作。

2.3.2 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊中，菜單管理部分顯示了菜單各項名稱、地址、是否可用、是否展開等信息；權(quán)限管理部分顯示了權(quán)限名稱、權(quán)限編碼、是否可用、是否展開等信息；角色管理界面將角色進行分類，并對不同角色的功能進行備注；用戶管理界面詳細記錄了所有用戶的基本信息，工作人員可以對用戶信息進行編輯、重置密碼、分配角色等操作。

2.3.3 其他管理模塊

對于其他管理模塊，在服務(wù)器的登陸日志中會記錄用戶的每日登錄情況，所記錄的信息包括：登錄時間、用戶名等。在公告管理頁面，用戶可以添加當日的公告內(nèi)容，添加完成后，系統(tǒng)公告中會記錄公告標題、操作人以及創(chuàng)建時間。所創(chuàng)建的最新公告會及時地在“后臺首頁”進行公告顯示，以方便每個登陸的用戶可以及時地查看到最新公告信息。輔助預(yù)防耦合器流程圖如圖7。

圖7 輔助預(yù)防耦合器流程圖

3 信息管理系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計

1）服務(wù)器。選用Windows Server 2012 為操作系統(tǒng)，此款操作系統(tǒng)問世較早，也相對較為成熟。首先做好前期準備工作，安裝好互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)模塊以及文件傳輸協(xié)議，創(chuàng)建ASP 環(huán)境，安裝SQL Server 2005，此版本適用范圍較廣，在網(wǎng)絡(luò)上下載.NET 安裝包配置安裝包環(huán)境，安裝安全衛(wèi)士和殺毒軟件以保證系統(tǒng)運行的安全性以及穩(wěn)定性。在系統(tǒng)操作環(huán)境部署結(jié)束后，對數(shù)據(jù)庫、磁盤、賬戶等進行安全部署。

2）數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)選用Mysql 數(shù)據(jù)庫。與其他數(shù)據(jù)庫相比，Mysql 數(shù)據(jù)庫的反應(yīng)速度更快，體積較小、多線程，可對大量數(shù)據(jù)進行處理。此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計是針對不同用戶的實際需求設(shè)計的，共有電纜基礎(chǔ)信息表、配電箱信息表、設(shè)備信息表、線路信息表、連接狀態(tài)表、通電狀態(tài)表、登錄日志表、公告管理表、權(quán)限管理表、角色分配表、總計13 張數(shù)據(jù)庫表單。

3）前端頁面。前端頁面主要通過HTML、CSS、JavaScript 進行編寫，通過HTML 語言編寫頁面基本框架，通過CSS 美化頁面，通過編寫相對應(yīng)的JS 腳本來實現(xiàn)對事件進行反應(yīng)、改變HTML 內(nèi)容等。使用成熟的Layui 前端開發(fā)框架技術(shù)進行頁面背景設(shè)計、菜單樣式設(shè)計等。

4 結(jié)語

設(shè)計了1 套基于B/S 架構(gòu)的電纜信息管理系統(tǒng)。從整體上對系統(tǒng)所采用的B/S 架構(gòu)、開發(fā)技術(shù)的框架進行了介紹。對該信息管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局、功能架構(gòu)等進行了闡述；對服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫在該系統(tǒng)中的作用、頁面的設(shè)計做了說明。