燃气行业管网图档管理系统的研究与实现

陈丹丹，王 忠

（四川大学 电气信息学院，四川 成都 610065）

0 引 言

电子图档管理是产品数据管理的基本功能，也是企业实施CIMS工程的主要功能单元之一。对于各类大中型设计院及企业来说，工程图档是宝贵的资产，是值得长期保存的资料。由于图档的数量庞大、种类繁多，不仅需要较大和较好的场所来储存大量的图档资料，还需要人工进行维护管理。传统的图档管理方法，在管理过程中经常出现图纸与实际不符或缺失，图纸数据丢失、不全，新，旧版本数据混淆等现象。传统管理方法不仅不能满足数据信息的存储使用，还给图档管理增加了许多工作量。随着网络技术的发展，采用浏览器／服务器（B／S）架构模式、基于Web的图档管理系统引起了业界的广泛关注。在对图档管理系统的操作系统平台选择、开发环境设计、后台数据库设计、架构选择、实现B／S架构的技术和图档管理系统的程序设计方面进行深入研究的基础上，设计出一套B／S架构模式的图档信息管理系统。

1 行业问题研究

城市燃气管线是一个纵横交错的巨大的能源输入网络，是城市赖以生存和发展的物质基础，是维持城市正常运转的“生命线”。然而，燃气管网具有复杂的空间和非空间属性，燃气管网图纸和附属设备繁多，大大增加了管网资源管理的复杂度和工作难度。此外，不少燃气管网资源的管理单位还面临陈旧的工程管线图纸。由于缺乏电子图档，纸质图档的查询、更新都极不方便，附属属性的管理也跟不上新的应用发展需要，导致燃气管线数据难以综合利用，在一定程度上影响了燃气输配、调度、管控等工作。

通过对大量燃气公司的调查研究，发现燃气运营管理部门在燃气管网运营、管理方面，存在如下突出问题：

（1）管网图档管理水平与行业标准要求存在一定差距。随着 《城镇燃气管网抢修和维护技术规程》、 《城镇燃气管理条例》等相关行业规范和标准的出台与实施，业界对城市燃气运营及施工管理的电子化、信息化的要求越来越高。然而不少燃气运营管理单位仍采用原始的纸质化的图档管理模式，与行业最新标准的要求存在较大差距。

（2）陈旧的图档资料与实际情况不符导致施工事故时有发生。部分燃气管网在二、三十年前建设、施工和投运，这部分管网工程档案手工绘图精确度差、图纸陈旧破损、市政施工导致参考地标发生变化等情况突出。由于图档质量问题导致的燃气施工事故时有发生，严重影响了燃气输配管理单位的安全生产工作。

（3）传统纸质图档的种种弊端影响运营单位的生产管理成效。早期的管网施工图纸大部分都是纸质文档，纸质文档存在反复涂改致使信息难以辨认、查阅不便、无法按照关键信息进行检索等诸多弊端，造成图档管理部门常常不能准确而有效地为施工单位、上级主管部门、同级业务部门提供管线资料，甚至影响燃气管网工程的实施。

（4）缺乏信息化支撑手段严重制约着运营部门的图档管理的工作效率。近年来，随着城市建设的步伐加快，旧城区拆迁改造、轻轨、地铁、交通干道建设等市政工程剧增。这都要求燃气运营管理部门提供大量原有的城市燃气管网图纸和接收成批的新燃气工程竣工图档。缺乏信息化的图档管理支撑手段严重影响对管网图档的精确提供和新建工程的快速接收，制约了燃气管网运营管理部门的工作效率。

2 应用需求研究分析［1－2］

由于燃气管网运营、管理方面存在以上问题，目前仍采用传统纸质图档管理的燃气公司，都迫切需要建设一套信息化的图档管理平台，实现图档资料的维护、上传、下载，满足图档信息的智能检索需求，并提供多维度的综合数据分析，进而提升燃气管网管理部门的工作效率，提高对燃气管网数据需求单位的服务水平，从而提高燃气公司的市场竞争能力。

研究发现，燃气管网管理部门在图档管理方面的迫切需求包括：

（1）建立数字化的图档管理信息管理平台。由于国家城镇化进程的快速推进，城市燃气管网实施工程日趋增多，旧网改造工程要求燃气管网运营管理单位能够快速、准确地提供特定区域、特定线路或满足特定规则的施工图档资料。同时，新建工程的批量竣工需要管理部门快速接收、归档燃气工程图纸及相关资料，加之行业信息化建设的大势所趋，都促使各燃气管网运营管理单位建设一套信息化的图档管理支撑平台，以全新的数字化图档管理方式替代原有传统的纯纸质的图档管理方式。

（2）满足图档信息的智能查询、检索需求。燃气管网管理部门常常需要为管网信息使用单位批量提供符合特定要求的图档资料，例如：提供特定区域、特定街道、某个施工单位、特定施工年限、特定归档类型的燃气管网图档信息。传统的纸质图档管理方式很难快速而精确地满足上述要求，建设信息化的图档管理支撑系统即能有效满足类似的智能的图档信息查询、检索需求。

（3）支持多维度的信息统计分析要求。燃气公司各部门常常需要从不同的维度去研究和分析网管网图档数据，例如：管线长度、管件种类及数量，各施工单位施工的管线长度、工程数量、运行状况等，各类管线的总长度、工程数量、施工单位施工质量分布情况，各类管线的建设年限、故障发生率、管网运行状况等。燃气管网图档管理系统的建设，能有效的支撑管网信息的多维统计分析需求。

（4）及时排查管网安全隐患促进安全生产。通过图档管理系统的建设与实施，能有效的发现现存的燃气管网图档资料中存在的资料缺失、绘图错误、图纸与现实情况不符、管线废弃等问题，梳理出这些问题，有利于燃气公司及时组织工程队开展探管、排查、纠错、核实等工作，降低工程施工的安全隐患，促进燃气公司安全生产工作。

（5）进一步提升燃气管网部门的运营管理工作效率。图档管理系统建成之后，大量的信息维护、查阅、检索和统计分析工作，通过图档管理系统提供的软件功能，即可轻松完成，从而提高燃气管线管理部门的工作效率和服务水平。

3 图档管理系统的实现［3］

3.1 系统架构设计［4－6］

燃气管网图档管理系统，采用业界主流的分层体系架构，在逻辑上划分为数据持久化层、业务逻辑层和数据展示层3个层次。数据持久化层包括对数据库操作访问的封装和图档文件管理的封装，并对业务逻辑层提供操作接口；业务逻辑层封装所有的系统功能组件、包和对象，调用数据持久化接口实现对数据库的访问和对文件的上传、下载；界面交互层，是软件用户操作系统的Web 界面，还包括JavaScript、AJAX 等客户端交互功能。

根据对燃气行业城市燃气管网运营管理客户需求的研究分析，结合业界信息化系统建设的主流技术及解决方案，设计图档管理系统的体系架构如图1所示。

图1 图档管理系统体系架构

图档管理系统，包括用户交互界面、工程信息管理、工图档信息查询、数据库访问封装、文档管理封装、系统管理等功能模块。

程信息管理，实现对工程基本信息的录入、修改功能，同时提供竣工图、设计图扫描件的上传、下载功能。

图档信息查询，实现对燃气工程信息的查询，工程管线图的查询、关键信息智能检索、信息统计、综合分析等功能。

系统管理，实现系统辅助功能的集中管理，包括用户的集中分配、维护、密码修改、密码重置，系统权限的集中分配、统一鉴权，系统重要操作日志的自动记录和集中查阅，系统运行基础数据字典的统一管理等功能。

数据库访问封装，实现对系统数据库操作封装，包括数据的基本插入、修改、删除、查询等基本操作的原子化封装。

文档管理封装，实现对扫描件文档的上传、下载、图档在线阅览等功能的封装。

3.2 数据库设计［7－8］

城市燃气管网图档管理系统主要涉及工程基础信息、竣工图信息、设计图信息、工程建设单位、图纸类型、归档人、资料录入人等核心数据；此外，还有系统管理相关用户、权限、日志等辅助信息。通过深入分析数据关联关系，结合管网运营管理单位的实际应用需求，建立的业务数据模型如图2所示。

3.3 应用软件研发［9－10］

燃气管网图档管理系统，采用经典B／S 开发语言PHP5.3.8进行开发，整个系统的服务端基于非常流行的Yii框架进行架构。Yii是一个基于组件、用于开发大型Web应用的高性能PHP 框架，几乎拥有了所有的特性，包括MVC、DAO／ActiveRecord、I18N／L10N、caching、基于JQuery的AJAX支持、用户认证和基于角色的访问控制、脚手架、输入验证、部件、事件、主题化以及Web服务等。

在图档管理系统的研发过程中，工程施工单位原本是用普通的下拉框方式实现，让用户进行选择。然而燃气工程的施工单位多达500多个，普通的下拉框选择起来极其麻烦，并且操作效率极低。

因此，借鉴字符串全文检索算法的思路，采用类似搜索引擎的分词技术，建立汉字与韵母映射分词库，自行设计了高效分词检索算法，最终实现：通过输入施工单位名称汉字的首字母，能够非常迅速而准确地检索到相应的施工单位名称，并且自动定位到输入框中。例如：工程施工单位是“成都市煤气公司工程处十分队”，只需要在输入框中输入“cdsmqgsgccsfd”即可精确定位且自动选择。

燃气管网图档管理系统用户大部分不是计算机及相关专业的人员，因而系统在整体架构格和界面设计方面，采用运行稳定、高效，操作简便、易用的设计及开发原则。

燃气管网图档信息管理界面如图3所示。

图2 业务数据模型

图3 燃气管网图档信息管理界面

燃气管网图档信息查询、检索界面如图4所示。

图4 燃气管网图档信息查询、检索界面

3.4 系统部署实施

燃气管网图档管理系统，开发语言采用PHP5.3.5 版本，数据库服务器选用业界主流的企业级数据库产品MySQL5.0版本，WebService采用ApacheTomcat7.0版本。

燃气管网图档管理系统，在逻辑上需要部署3台服务器：Web应用服务器、数据库服务器、文档服务器。Web应用服务器部署ApacheTomcat7.0，对外提供WebService服务，响应客户端用户的系统操作请求；数据库服务器部署数据库产品MySQL5.0，存储系统运行的所有系统数据；文档数据库，专门用于存储各类工程图档、图纸及相关资料等附件文档。在实际应用部署中，客户可以根据自身设备的性能、图档及资料的容量，灵活部署应用到硬件服务器上。

燃气管网图档管理系统的系统部署网络拓扑图如图5所示。

图5 燃气管网图档管理系统部署网络拓扑图

4 结束语

在本文研究的课题范围内，沿用本文阐述的技术解决方案，采用文中描述的系统体系架构、数据库设计思路和应用软件开发技术，能够成功开发出燃气管网图档管理系统，并成功应用于燃气公司管网运营管理部门，有效的解决了行业客户在燃气生产、运营管理过程中的实际问题，提高其工作效率和管理水平，节约了管理劳动力和管理成本。总体来说，这是一次比较成功的研发，新的图档管理系统基本能满足客户的要求，并且性能稳定、良好。

［1］YANG Guanchi，LI Shaobo，HU Yao，et al.Project image progress parametric generating system for railway engineering［J］.Journal of Wuhan University of Technology（Transportation Science＆Engineering），2011，33（2）：246（in Chinese）.［杨观赐，李少波，胡耀，等.铁路工程形象进度参数化生成系统研究［J］.武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2011，33（2）：246.］

［2］SHI Yueqi，WU Dongting，ZHANG Ruixiang.Survey and design enterprise electronic document management discussion［J］.Chinese Archives，2011（12）：51－52（in Chinese）.［石玥琪，吴东婷，张瑞祥.勘察设计企业电子图档管理方案探讨［J］.中国档案，2011（12）：51－52.］

［3］JIA Xiaowen，LIU Jianping，CHEN Keshu.Drawing document management system research based on web［J］.Journal of Zhejiang Sci－Tech Univercity，2009，26（5）：738－742（in Chinese）.［贾晓雯，刘建平，陈克署.基于Web的图纸文档管理系统研究［J］.浙江理工大学学报，2009，26（5）：738－742.］

［4］DING Yueguang，WANG Junyu，SUN Gengxin.The civilian heroes of web development：PHP My＋SQL［M］.Beijing：Publishing House of Electronics Industry，2011（in Chinese）.［丁月光，王钧玉，孙更新.Web 开发的平民英雄：PHP＋MySQL［M］.北京：电子工业出版社，2011.］

［5］PAN Kaihua，LIU Zhonghua.PHP from entry to the master［M］.Beijing：Tsinghua University Press，2010（in Chinese）.［潘凯华，刘中华.PHP 从入门到精通［M］.北京：清华大学出版社，2010.］

［6］WANG Ying，WU Ninghai，WEN Gang.Design and realization of XML engineering drawings management system［J］.Computer ＆Network，2012，38（1）：66－69（in Chinese）.［王莹，吴宁海，文刚.基于XML的工程图档管理系统的设计与实现［J］.计算机与网络，2012，38（1）：66－69.］

［7］FAN Ju，LI Guoliang，ZHOU Lizhu.Interactive SQL query suggestion：Making databases user－friendly［J］.IEEE Computer Society，2011，（27）：351－362.

［8］Jakob BJ orklund.6Top tools for taming big data［J］.Manufacture Information Engineering of China，2012（8）：54－56.

［9］Letarte Dominic.Security model evolution of PHP web applications［J］.IEEE Computer Society，2011（36）：289－298.

［10］WANG Guanhua.Application of lightweight MVC－like structure in PHP［J］.IEEE Computer Society，2011（2）：74－77.