基于GIS的电信资源管理系统分析与设计

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笔者根据实地调查和与业务部门的交流探讨、分析现有系统取得的成果及使用中暴露的问题, 结合自身数年来基于 MapInfo 平台的开发实践,就电信资源管理系统的设计归纳出以下几点认识:
1) 实时、准确、一致的资源数据(即资源状态信息)是电信资源管理的核心内容,至于是手工、 半自动还是自动管理,用图纸还是电子图纸或电子表格存放数据,存放在本地还是网络,管理、维 护者是线维、传输部门还是其他部门,都是数据管理手段。而至于谁使用以及如何使用,那是不同 系统间的接口问题,不是电信资源管理系统的根本问题。
就概念而言,从电信存在的那天起,就有了电信资源管理系统,只不过信息记录在纸上,大量 的信息处理靠人工完成,工作效率较低、数据质量没有保障[2]。而今天要建设的电信资源管理系统, 除了使用先进的运算工具和存储介质,最主要的任务应是改进资源信息处理的方式方法,提高处理 和交流速度,增强表现力。如果简单照搬传统的管理方法,不仅无助于问题的解决,同时由于计算 机技术的引入,提高了对使用者的要求,会使问题更复杂。近几年,各地电信部门陆续新上了一些 电信资源管理系统,但普遍感到录入、维护数据困难[3-7],与系统设计方法不无关系。
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电缆&光缆是局站之间(中继)、局站-交接箱之间(馈线或主干)、交接箱与分线盒之间(配线)
的连线,隶属于局站或交接区,依附于管道、杆路等路由,并具有严格的方向性,是通信线路资料
中图形维护工作量最大的另一类资源数据。沿路由段平行展开电缆、光缆,形如
以方便
读图,是资料管理惯用的形式;为此而移动并保持电缆&光缆的连续性,则是电缆&光缆图形维护的
接关系。在工程设计和资料管理中,为防止与路由图形重叠,通常将电缆-设备单独成图,而依附的
路由则通过旁边加注予以说明。这不仅造成了信息的重复描述,此时的设备位置仍然具有较大的随
意性。为了既表示与路由节点的依附关系又不与路由节点重叠,可从设备所在路由节点引出一段虚
拟路由,路由的末端放置设备,而这段路由专门放置成端电缆/光缆或尾巴电缆/光缆。在小比例尺的
关键词:地理信息系统, 电信资源管理, 电信资源管理系统, 空间数据模型
1 系统分析
随着社会的进步和发展,通信事业得到了突飞猛进的发展,电信网络也越来越庞大、复杂。要 使这套网络有效地发挥作用,必须改进传统的电信网络资源管理的方式方法,按照电信运营商的要 求,就是要建立相应的计算机管理系统——电信资源管理系统[1]。
楼房立面管路图(简称立面图)依附于建筑物,描述电信资源在各建筑单元沿高度方向的分布。 它独立于平面图,但分布其上的电信资源与平面图的资源是统一的,路由是连续的。在工程设计中, 立面图有时放在平面图的空闲位置,有时单独成图,用注记说明与平面路由的衔接。随着高层建筑 密度的加大,立面图必须单独成图,且需自动成图,以提高制图效率,保证构图美观;与平面路由 的衔接,则通过公共路由节点来实现,以保证路由的连续性。
2 系统数据模型
2.1 资源分类及其成图特点[8] 电信资源数据种类很多,且具有严格的隶属关系和依附关系。 端局是资源数据的根,所有其他资源都隶属于端局;端局之间又通过局间中继电缆/光缆互联(通
过长市中继与长话局相连),形成网状拓扑结构,即中继网。支局、模块局、ONU、PBX 虽然隶属 于端局,但就其用户网而言,也是根,可以通过中继电缆/光缆或用户电缆/光缆与端局相连,所以也 视为顶级局站,并与端局统称为局站。在小比例尺的局站分布图上,以点符号表示局站;而在大比 例尺的电缆图上,局站则以“凹”形多边形出现,且大小方向可调以便于表达出局电缆、光缆与局 站的连接关系。
3) 基于图形的资源数据更新(包括采集、录入、变更、删除等)是资源维护的理想方式,也 是资源管理的难点。表格数据虽然量大,还容易处理。资源图形(如电缆&光缆图、管道剖面图、MDF & ODF 等),不仅量大,还要构图美观、易读、符合规范,非专业人员很难达到。即便是专业人员在 计算机上用 AutoCAD 或其他制图工具维护资料,如果没有智能的专业化辅助工具,频繁的更新也是 难以忍受的。所以,相关部门采取的对策是拖或者直接在旧图上加注记,直到上级部门明令要求时 才全面更新资料。这是造成数据实时性差的主要原因,也是多年来困扰电信企业资源管理的核心问 题。而许多现有系统同样也存在图形维护困难的问题。
光缆图
中继光缆 用户光缆 物理光缆 光缆缆段 光缆接头 光缆连接线
电交接箱 光交接箱
分布图 展开图 分布图 展开图
面 直列 模块 端子 面 直列 模块 端子
分线盒
分布图 面板图
终端设备
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图 1 电信资源地理模型(部分)
根据这些要求,每类资源需要分解为多个子类,每个子类又需要进一步分解为多个要素,每个要素
局站图
架 直列 模块 端子
分布图 外线 MDF 内线 MDF
ODF
机房平面图
管道图
人井 管段
墙面 管块轮廓 管孔 井内电缆
管道总图 管道详图 管道剖面图 人井展开图 高程图
杆路图 立面图
杆路总图 杆路详图 电杆附件图 杆面形式图
单元
楼层
管路 管路节点
杆线 吊线 路由图
电缆图
中继电缆 用户电缆 物理电缆 电缆缆段 电缆接头 电缆连接线
交接箱分布图上,交接箱表现为点符号;而在大比例尺的电缆、光缆图上,交接箱表现为封闭的折
线串,形如 ,且大小可调以便于表达与电缆、光缆的连接关系。交接箱展开图依附于交接箱,
独立成图;分线盒面板图依附于分线盒,独立成图。
地形图包含的内容非常丰富,建立电信资源管理系统时只能考虑那些与电信资源关系密切的要
素,如行政区、村镇/居民区或企事业单位区域、道路、河流、桥涵、建筑物、植被、堤坝、地下管
难点。
电缆、光缆芯线与接续配线设备的连接关系通过设备端子图(或面板图)予以表现。电缆、光
缆占用的管孔、吊线,则在管道剖面图、人井展开图、杆面形式图中予以表现。
电&光交接箱、电&光分线盒隶属于局站、交接区,依附于管道、杆路等路由。如果这些设备按
其实际地理位置摆放,则可能与路由节点(电杆、人井)重叠,且无法清楚表达与电缆、光缆的连
基于 GIS 的电信资源管理系统分析与设计
杨立法
西安邮电大学计算机学院,陕西西安 710061 Email:yanglifa.xian@163.com Tel:18991850698
摘要:立足于电信资源的智能化图形维护,分析了电信资源成图特点、图形维护的难点,设计出基于智能图形操作 的资源空间数据模型、存储方式和并发访问控制机制,以及资源管理所需的主要图形操作及其实现方法,并给出 MapInfo 平台下 MapBasic 程序组织方式及实现结果。该设计是实现电信资源管理可视化的一种有效途径。
2) 以图形方式——辅以表格,记录资源数据,是电信企业多年来形成的习惯,也是一种最直观、 最有效的表达方式,如局站图、管道图、杆路图、电缆&光缆图、交接&配线设备图等资源分布图, 及管道剖面图、管道高程图、人井展开图、杆面形式图、楼房立面图、机房平面图、MDF & ODF 及 交接&配线设备面板图等资源属性图。但是,传统的具有一定尺寸的图纸(包括电子图纸)是工程设 计的结果,并不是电信管理理想的数据记录方式。管理部门需要一种边界不受限制、管线连续不断、 比例任意伸缩、资源任意叠置、图文并茂、内容动态变化、与地图精确配合的记录方式和操作平台, 而分离的图纸不仅破坏了资源数据的完整性,也抑制了许多基于地图的资源数据操作。况且,图纸 只记录与本次施工相关的资源数据和生产活动,是施工和预决算的依据,虽可作为资源数据采集和 变更的依据,但图纸内容并不完全是资源数据,因出版需要,也很少依地图绘制。所以,许多现有 系统采用的图件管理模式更适合工程管理,而非资源管理。
线等地形要素,且以大比例尺地形图为主,并采用城市规划惯用的独立坐标系。
2.2 资源地理模型
电信资源地理模型是电信资源的具体描述,是整个应用系统的灵魂。构造模型时,必须同时考 虑三方面的因素:对应某类资源;属性满足业务需要,图形效果符合出版要求;便于识别和操作。
电信资源
中线 路面 边线
地形图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
行政区 居民区 道路图 建筑图 植被
4) 维持资源数据的一致性是资源管理的另一个难点。大多数资源数据需要图形和属性表格两 种记录方式,且在不同比例尺或不同视图有不同的表现形式,在维护资源数据时,需要保持资源、
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图形与属性的同步变化;否则,就会产生资源信息的不一致。如人井在管道总图、详图及人井展开 图就表现为不同的形式。各种电信资源之间存在着复杂的关联,一类资源发生异动,相关类的资源 应该同步变动。例如,一条电缆跨越多个管段,当删除这根电缆时,不仅要删除电缆本身,还要逐 段地从原来的管孔中清除该电缆信息,并修改管孔状态。任何遗漏,都会造成数据的不一致。即使 改用计算机管理,如果不考虑资源关联、不用程序自动处理资源关联,也很难解决资源数据的一致 性问题。
机房平面图依附于局站,但独立于分布图,其中的传输设备(PDH、SDH、DWDM)、连接设备 (MDF、ODF、DDF)、动力设备、交换设备、数据设备、同步设备、计算机网络设备等均以投影表 示。与外部电缆、光缆连接的设备 MDF、ODF 以端子图出现时,独立于分布图和机房平面图,而依 附于局站。
管道、杆路分布于大街小巷,是电缆&光缆和接续配线设备的支撑设备,隶属于局站,是通信 线路资料中图形维护工作量最大最难的一类资源数据。管道、杆路不仅需要准确定位,还具有严格 的方向,必须与地图精确配合。管道包含所有地下路由,如由管块构成的管道、通道或隧道、漕道、 以及直埋路由、水下路由、过桥管道等;而杆路除包含由电杆组成的路由,还包含墙壁路由,但不 包含楼房立面管路。管道剖面图、高程图依附于管道,与管道方向保持一致,并置于管道图上;人 井展开图依附于人井(或人孔、手孔),但其管块图依附于对应的管道,并与管道方向一致,该图独 立于管道分布图;杆面形式图依附于杆路,与杆路方向保持一致,并置于杆路图。为了保持图面清 晰,这些属性图必须能自由的加入和移除(或打开和关闭)。根据比例尺,管道、杆路又区分为总图 (小比例尺)和详图(大比例尺),人井、电杆使用的符号不同,而所有属性图均依附于详图。
总之,确立资源数据的核心地位,树立以图形为主、属性图形同步、关联资源同步的观念,提 供简捷、快速、高效、直观的资源维护手段,确保资源数据的实时性、准确性和一致性,是电信资 源管理系统的中心任务,围绕这个中心进行设计和开发,才能更好地解决电信企业的资源管理问题。
MapInfo Professional 是当前一个成熟的桌面 GIS 平台,可以很好地完成地理信息的采集、存储、 显示、处理、共享等基本功能,它所提供的二次开发工具 MapBasic 简单、易用,能充分发挥 MapInfo 的地理运算功能,有利于解决电信资源图形维护难的问题,成为系统开发的自然选择。
5) 地形图维护应列入电信资源管理系统的基本任务。虽然地形图不属于电信资源,但它提供 了电信资源的地址属性和方位属性,是重要的参照系统。添加资源时,如果直接从地图窗口自动提 取地址信息或方位信息,而非人为地输入,不仅能大大提高信息处理速度,也能更好地保证信息的 准确性。在日新月异的城市发展变化中,地形图几乎天天在变,不及时更新地形图,就会影响电信 规划,妨碍电信业的发展。许多现有系统把地形图作为静态(或准静态)数据下载到用户端,而地 名库存放在服务器端,限制用户维护地形图数据,显然不利于资源的动态管理。
管线图 局站图 地形图
在构造电信资源地理模型时,通过分层以达到期望的视觉效果是
该设计惯用的技术,如道路分成中线、路面、 边线等多个图层就可以解决多方面的需要,像 确定道路方向、道路平交时边线的消隐、比例 尺变化时保持道路基本形状等,详见文献[9]。 在属性设置中需要设置附加字段以便通过程序
可能就是一个图层,对应一个 MapInfo 表;如果需要,要素可以进一步分解为子要素,每个子要素
对应一个 MapInfo 表,如图 1 所示。
各种资源按规定的顺序叠置在一起,就构成所需的电信资源图。图 2 示出电信资源分布图的叠
置顺序。图 3 示出 MDF 外线配线架的图层顺序。
终端设备 电&光分线盒 电&光交接箱 用户电&光缆网 中继电&光缆网
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