摘要 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 開發(fā)重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)對提高目標(biāo)巡檢管理水平和效率具有重要意義。本文 建立了面向?qū)ο蟮闹攸c(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型，提出了基于巡檢網(wǎng)絡(luò)的巡檢計(jì)劃制定 方法，解決了巡檢空間信息及屬性信息的可視化，實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)客戶 機(jī)服務(wù)器模式的開發(fā)、分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的集成及巡檢信息模型在長途光纜網(wǎng) 絡(luò)集中監(jiān)控平臺中的應(yīng)用。本文的研究成果得到了實(shí)際應(yīng)用。 第一章，介紹了巡檢系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)開 發(fā)中存在的問題與不足，闡述了本文的研究內(nèi)容與總體框架。 第二章，在對巡檢信息分析基礎(chǔ)上，提出了巡檢信息的時空特性；給出了巡 檢信息概念模型；利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，建立巡檢信息基本邏輯模型：并分析了 組成巡檢系統(tǒng)的各個模塊，建立了巡檢空間對象模塊構(gòu)造圖。最后給出了基于模 板的巡檢信息表達(dá)。 第三章，依據(jù)已建立的巡檢信息模型，對巡檢網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途€性基準(zhǔn)，建立了 有向圈的表示方法；在對巡檢信息進(jìn)行組織的基礎(chǔ)上，對巡檢信息的定位技術(shù)進(jìn) 行了研究，對點(diǎn)事件定位進(jìn)行了詳細(xì)的論述，給出了相應(yīng)的定位流程圖和實(shí)現(xiàn)算 法；對基于巡檢網(wǎng)絡(luò)的巡檢計(jì)劃制定給出了生成框架圖和相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)算法。 第四章，分析了重點(diǎn)目標(biāo)巡檢管理對可視化的需求，給出了巡檢可視化的內(nèi) 容，分別從巡檢空間信息可視化及巡檢屬性數(shù)據(jù)可視化兩個方面對可視化進(jìn)行了 實(shí)現(xiàn)。 第五章，在建立重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型基礎(chǔ)上，探討了巡檢系統(tǒng)的多種實(shí)現(xiàn) 模式：按照巡檢信息的處理要求，建立了重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)；在光纜l i t _ i t t 集中監(jiān) 管平臺中，實(shí)現(xiàn)了基于巡檢信息模型的光纜線路巡檢和光纜阻斷告警功能的集 成。 最后，對本文的研究工作進(jìn)行總結(jié)與展望。 關(guān)鍵詞：重點(diǎn)目標(biāo)巡檢，信息模型，面向?qū)ο?，巡檢計(jì)劃，可視化 摘要 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t d e v e l o p i n gt h ep a t r o ls y s t e mf o ri m p o r t a n to b j e c t sc a ng r e a t l yi m p r o v et h e p a t r o lm a n a g e m e n ta n de f f i c i e n c y t h i sp a p e rc o n s t r u c t st h eo b j e c t - o r i e n t e dp a t r o l d a t am o d e l p r e s e n t st h em e 也o do fm a k i n gp a t r o ls c h e m eb a s e do nt h ep a t r o l n e t w o r k ， r e s o l v e st h ev i s u a l i z a t i o ni ns p a t i a lg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o na n da t t r i b u t ei n f o r m a t i o n ， r e a l i z e st h ei n t e g r a t i o no fp a t r o ls y s t e mf o ri m p o r t a n t0 b i e c t sa n dt h ei n t e g r a t i o n b e t w e e nw e ba n do i s t h er e s e a r c hr e s u l t sh a v eb e e na p p l i e dt op r a c t i c e c h a p t e rit h er e s e a r c hs t a t u so fr e l a t i v et e c h n o l o g i e so ft h ep a t r o ls y s t e ma r e i n t r o d u c e df i r s t l y , t h e nt h ep r o b l e m sa n ds h o r t c o m i n g se x i s t e di nd e v e l o p i n gt h e p a t r o ls y s t e mf o ri m p o r t a n to b j e c t sa r ea n a l y z e d ，f i n a l l yt h er e s e a r c hc o n t e n t sa r e e x p e n d e d w i t l lw h i c hf o l l o w e dab r i e f i n t r o d u c t i o nt ot h ed i s s e r t a t i o n sa r c h i t e c t u r e c h a p t e ri i b a s e do nt h ea n a l y s i so fp a t r o l i n f o r m a t i o n ，p r o v i d e st h es p a t i a l f b a t u r ea n dt h ec o n c e p t u a lm o d e lo fp a t r o li n f o r m a t i o n ；p r o v i d e st h eo b j e c t - o r i e n t e d p a t r o ld a t am o d e lu s i n gt h ep r i m a r yo b j e c t o r i e n t e di d e aa n dm o d e l i n gt e c h n i q u e h a v i n ga n a l y z e de a c hp a r to ft h ep a t r o ls y s t e m ，s e t su pt h ec o n s t r u c t i o nd i a g r a mo f p a t r o lo b j e c t s f i n a l l y , t h ep a p e rg i v e st h ed e s c r i p t i o no ft h ep a t r o li n f o r m a t i o nb a s e d o nt e m p l a t e ， c h a p t e ri i ip r o v i d e st h ee x p r e s s i o nm e t h o do ft h eo r i e n t a t i o nd i a g r a mf o rt h e p a t r o ln e t w o r ka n dp a t r o lb e n c h m a r ka c c o r d i n gt ot h ep a t r o li n f o i t s a t i o nm o d e l ； b a s e do nt h eo r g a n i z i n go f t h ep a t r o li n f o r m a t i o n ，m a k e sas t u d yi nt h ep o s i t i o no f t h e p a t r o li n f o r m a t i o n ，a n dg i v e sap a r t i c u l a rd e s c r i p t i o nf o rt h ep o s i t i o no fp o h a te v e n t ， b r i n g sf o r w a r dt h ef l o w - c h a r to fp o s i t i o na n dt h ea r i t h m e t i c ；t h i sp a d e ra l s op r o v i d e s t h ef r a m e w o r ka n da l g o r i t h mo f m a k i n gp a t r o ls c h e m eb a s e do n 廿l ep a t r 0 1 n e t w o r k c h a p t e ri va f t e ra n a l y z i n gt h er e q u i r e m e n to fv i s u a l i z a t i o ni np a t r o l m a n a g e m e n t ，g e t sa l lt h r e ec o n t e n t so fv i s u a l i z a t i o ni np a t r 0 1 t h e nd i s c u s s e st h e v i s u a l i z a t i o ni ns p a t i a lg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o na n dt h eq u e r yo fa t t r i b u t ed a t a c h a p t e rv b a s e do nt h ec o n s t r u c t i o no f p a t r o ld a t am o d e lf o ri m p o r t a n to b j e c t s ， d i s c u s s e st h r e ek i n d so fr e a l i z a t i o nf o rp a t r o ls y s t e m ；a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to f m a n a g i n gp a t r o ld a t a , c o n s t r u c t st h ep a t r o ls y s t e mf o ri m p o r t a n to b j e c t s ；h a c e n t r a l i z e dm o n i t o rs y s t e mf o rc a b l e ，r e a l i z e st h ei n t e g r a t i o no ft h ep a t r o la n dt h e i n t e r d i c t i o nw a r n i n go f t h ec a b l e i nt h el a s tc h a p t e r , t h i sd i s s e r t a t i o ns u m m a r i z e st h er e s e a r c hw o r ka n dg i v e st h e f u t u r ew o r k so f t h i sr e s e a r c h k e y w o r d s ：i m p o r t a n to b j e c t s ，p a t r o ld a t am o d e l ，o b j e c t o r i e n t e d ，p a t r o ls c h e m e ， v i s u a l i z a t i o n ，w e b ，g i s 第一帝緒論 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 【本章摘要】介紹了課題的研究背景和意義：對目標(biāo)巡檢系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的 研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹；指出了巡檢系統(tǒng)開發(fā)中存在的一些問題和不足；闡述了本 文的研究內(nèi)容與總體結(jié)構(gòu)。 1 1 課題的提出 在工業(yè)生產(chǎn)、通信、交通、消防、電力、機(jī)場、城市、小區(qū)等各部門都存在 大量的重點(diǎn)目標(biāo)，如管路、線路、重點(diǎn)設(shè)備、安全點(diǎn)等。這些重點(diǎn)目標(biāo)具有分布 廣、關(guān)聯(lián)性大等特點(diǎn)，一旦中斷或破壞將嚴(yán)重影響工業(yè)生產(chǎn)、安全、人民生活。 以重點(diǎn)目標(biāo)的通信線路為例，這幾年我國已建成光纖線路數(shù)十萬公里，其行 業(yè)分布也十分廣泛。在通信迅速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)容量日益擴(kuò)大的同時，光纖線路安全 穩(wěn)定的問題受到人們格外的重視。由于光纖光纜的先天脆弱性，極易遭受外力侵 害和造成通信阻斷。一旦光纜發(fā)生阻斷，就會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至引起重 大政治影響。以一條干線5 0 0 0 公里計(jì)算，采用1 6 芯光纜，開通4 套s t m 一4 系統(tǒng)， 則一次線路阻斷搶修及恢復(fù)時間至少需要4 個小時其所造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 5 8 9 8 萬元( 按每路o 8 元分計(jì)算) 。據(jù)電信部門統(tǒng)計(jì)，外力造成的線路阻斷占 整個通信阻斷的8 5 以上，可見保護(hù)光纜線路安全，減少線障發(fā)生乃是保障通信 安全與暢通的主要任務(wù)。消防、電力、化工、高壓等重點(diǎn)目標(biāo)也是如此。近年來 由于人們對消防設(shè)施的維護(hù)管理缺乏規(guī)范，致使消防設(shè)臆完好率低，貽誤火災(zāi)的 發(fā)現(xiàn)與撲救，造成重、特大火災(zāi)的事例不勝枚舉。 重點(diǎn)目標(biāo)的安全和暢通與否，在一定意義上講，主要取決于日常維護(hù)管理和 預(yù)防水平。而傳統(tǒng)的維護(hù)及管理主要靠派駐員對重點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行巡回檢查，發(fā)現(xiàn)問 題即用電話或口頭進(jìn)行匯報(bào)，維護(hù)工作效率低下，缺乏時效性，管理工作缺乏科 學(xué)性。大中型工業(yè)企業(yè)設(shè)備定期巡檢是保證安全、正常生產(chǎn)必不可少的重要措施， 由于種種原因，目前國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)，都采用巡檢點(diǎn)設(shè)置巡檢牌。以“翻牌“的 方式考核，這種方法很難定量考查巡檢人員的工作情況，巡檢方式落后，帶來了 不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此采用科學(xué)有效的管理方法，促進(jìn)巡檢制度的落實(shí)，在重 點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測中及時發(fā)現(xiàn)問題，預(yù)防各類問題的產(chǎn)生是重點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測與維護(hù)管理工 作中的重中之重。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息和計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重 要的作用。在重點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測與維護(hù)系統(tǒng)中，信息和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，為重點(diǎn)目 標(biāo)巡檢系統(tǒng)中數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時的采集，傳輸和數(shù)據(jù)的科學(xué)管理提供了條件。歐、美 國家在基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的巡檢系統(tǒng)方面的研究與應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛，如美國 t i m e k e e p i n g 系統(tǒng)有限公司的g u a r d p l u s 巡撿系統(tǒng)、b r o o k l y n 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)公司的 g u a r d t o u r 巡檢系統(tǒng)。在國內(nèi)該項(xiàng)應(yīng)用正是起步階段，但在一些對巡檢工作要求 較高的應(yīng)用行業(yè)，結(jié)合已有技術(shù)及應(yīng)用環(huán)境，已經(jīng)研制丌發(fā)了一些巡檢管理系 統(tǒng)，并在實(shí)際巡檢工作中發(fā)揮了重要的作用。這種針對某一種具體的重點(diǎn)目標(biāo)開 第章緒論 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 發(fā)出的軟、硬件系統(tǒng)的，只能局限在一定應(yīng)用巡檢應(yīng)用領(lǐng)域，造成了系統(tǒng)通用性 差、集成性差、無法實(shí)現(xiàn)相同的硬件通過不同的軟件來實(shí)現(xiàn)不同的功能，對系統(tǒng) 功能擴(kuò)充帶來了困難。而這些巡檢系統(tǒng)，其信息及其組織在一定程度上具有類似 性，因此，可以對巡檢系統(tǒng)所涉及到的信息進(jìn)行詳細(xì)的分析，對各種巡檢信息進(jìn) 行定性定量的描述，從而建立一個統(tǒng)一的巡檢信息模型。并在這模型基礎(chǔ)上，開 發(fā)出更具有通用性、智能性、集成性的基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)。 本課題結(jié)合杭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目“重點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測與維護(hù)集成系統(tǒng)”進(jìn)行開發(fā)， 針對重點(diǎn)目標(biāo)巡檢的要求，對浙江大學(xué)工程及計(jì)算機(jī)圖學(xué)研究所已開發(fā)的通信光 纜線路巡檢系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)充，并在浙江長途光纜網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中進(jìn)行應(yīng)用。 1 2 巡檢系統(tǒng)應(yīng)用與相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀 1 2 1 面向?qū)ο蠼＜夹g(shù) 數(shù)據(jù)模型是用來支持一定應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用規(guī)則的一種規(guī)范。它采 用一種形式化的數(shù)據(jù)建模語言和語法來表示數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的含義。模型是為了在構(gòu) 造事物前理解事物而對事物作出的一種抽象。因?yàn)槟Ｐ褪÷粤艘恍┎槐匾募?xì) 節(jié)，所以對模型操作要比對原始實(shí)體操作更加容易。抽象是人類處理復(fù)雜事務(wù)的 基本能力。用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)模型的開發(fā)過程就是建模過程。在建模過程中所采用的 符號和語法規(guī)則成為建模語言。 目前數(shù)據(jù)建模主要有兩種方法，其一是采用對象模型的面向?qū)ο蟮姆椒?，?二是采用實(shí)體關(guān)系模型( e r ) 的傳統(tǒng)的關(guān)系方法。 時空信息相對于一般的信息不同的，這種信息適合于用對象建模技術(shù)來進(jìn)行 數(shù)據(jù)的建模。采用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行時空數(shù)據(jù)建模具有以下的優(yōu)點(diǎn)： 一個實(shí)體的全部歷史可以被封裝成一個單獨(dú)的對象 由于實(shí)體可被封裝成一個單獨(dú)的對象，所以對實(shí)體信息的查詢不必聯(lián)合多個 信息元組。因此，信息查詢的復(fù)雜度變小 由于可有效的進(jìn)行復(fù)雜對象的查詢，因此，相對應(yīng)的時間數(shù)據(jù)也可以有效的 加以處理。 對時間數(shù)據(jù)和非時間數(shù)據(jù)的處理，可以以一致的方式來完成。 面向?qū)ο蠡靖拍畎▽ο蟆㈩?、封裝、繼承及多念。這些基本概念在應(yīng)用 中體現(xiàn)出三個層次：第一個層次是封裝，封裝是面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，它的 作用是將外在界面和內(nèi)部實(shí)現(xiàn)相分離，即隱藏對象內(nèi)部數(shù)據(jù)和操作的細(xì)節(jié)，對象 間的通信在明確定義的界面上進(jìn)行；第二個層次是在封裝的基礎(chǔ)上，增加繼承性 和多態(tài)性，即在類的基礎(chǔ)上形成類庫，類可以構(gòu)成層次繼承結(jié)構(gòu)，類庫則為系統(tǒng) 開發(fā)提供強(qiáng)有力的支持和靈活性；第三個層次是應(yīng)用體系框架，是在類庫的基礎(chǔ) 上更高級的抽象，通過抽象和繼承為對象的重用提供可能性。 面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)針對問題域中客觀存在的實(shí)體建立其模型中的對象。 用對象的屬性和服務(wù)分別描述實(shí)體靜態(tài)和動態(tài)特征，把具有相同屬性和相同服務(wù) 的對象歸為類。用分類結(jié)構(gòu)描述超類和子類之間的繼承關(guān)系。用組裝結(jié)構(gòu)描述實(shí) 體閹的組成關(guān)系，堵實(shí)例連接和消息鏈表示實(shí)體之間的靜態(tài)和動態(tài)聯(lián)系。實(shí)際上， 蘭二蘭塹堡 ! ! 望查蘭堡主蘭堡堡苧 面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)就是建立系統(tǒng)的模型，通過將所有對象組織成為一個分層 結(jié)構(gòu)來表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界客觀實(shí)體及實(shí)體之間的相互關(guān)系，真實(shí)的模擬顯示世界問題 域。面向?qū)ο蟮姆椒橄到y(tǒng)模型的建立提供了分類、概括、聯(lián)合、聚集語義抽象 技術(shù)和繼承及傳播兩種語義抽象工具。 1 2 2 可視化技術(shù) 可視化( v i s u a l i z a t i o ni ns c i e n t i f i cc o m p u t i n g ) ，最早是1 9 8 7 年在美國 自然科學(xué)基金會發(fā)表的一份報(bào)告中提出的。該報(bào)告給科學(xué)計(jì)算可視化下了這樣一 個定義，即“可視化是一種計(jì)算方法，它將符號或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的幾何圖形， 便于研究人員觀察其模擬和計(jì)算過程“1 。可視化包括了圖像綜合，這就是 說，可視化是用來解釋輸入到計(jì)算機(jī)中的圖像數(shù)據(jù)，并從復(fù)雜的多維數(shù)據(jù)中生成 圖像的一種工具?？梢?，可視化的最初出現(xiàn)是側(cè)重于復(fù)雜數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)圖形處理 與表達(dá)的。 近年來，國內(nèi)外各大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)都對科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)作了深入的研究， 其核心是三維空間數(shù)據(jù)場的可視化，其成果已應(yīng)用到多個領(lǐng)域。當(dāng)前，可視化技 術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢是由科學(xué)計(jì)算可視化擴(kuò)展到信息可視化。由于計(jì)算機(jī)在各 個領(lǐng)域的廣泛使用，每日每時都在產(chǎn)生著大量的數(shù)據(jù)和信息，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 發(fā)展( 特別是i n t e r n e t 的發(fā)展) ，又為人們提供了通過嘲絡(luò)快速查詢、檢索數(shù)據(jù) 和信息的可能性。但是，與科學(xué)計(jì)算可視化處理的三維空間數(shù)據(jù)場不同，信息可 視化面對的是非空間數(shù)據(jù)，具有維數(shù)離、數(shù)據(jù)量大、動念變化的特點(diǎn)，難以用科 學(xué)計(jì)算可視化的技術(shù)來顯示非空間的信息。信息可視化研究的目的不僅是如何顯 示高級、大量及動態(tài)變化的數(shù)據(jù)及其相互之間的關(guān)系而且要采用可視化技術(shù)來 改善人機(jī)交互界面以利于信息檢索過程的進(jìn)行。 隨著可視化技術(shù)研究及應(yīng)用的深入，可視化所包含的含義也越來越廣泛，遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超出了原來科學(xué)計(jì)算可視化的范圍。其中有幾個主要的應(yīng)用研究方向，包括： 界面可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化等等，可視化模型、可視化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)也 得到了巨大發(fā)展。 文獻(xiàn)”“提到可視化是在數(shù)字化的背景中產(chǎn)生的，其作用是在人機(jī)交互的情 況下發(fā)揮人腦的形象思維功能。地圖本身就是可視化的產(chǎn)品，并在發(fā)展過程中形 成了一系列的理論與方法。這些都自然地會成為地理空間數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的基 礎(chǔ)，地圖學(xué)也囡可視化方法的提出而獲得新的動力，g i s 也因可視化的支持而為 研究者提供了促使邏輯思維與形象思維相結(jié)合的認(rèn)知工具。 文獻(xiàn)p 川認(rèn)為可視化技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的結(jié)晶，是一個新興的研究領(lǐng) 域。簡單介紹了可視化技術(shù)的發(fā)展背景，闡述了程序可視化、數(shù)據(jù)可視化、操 作環(huán)境可視化等研究內(nèi)容及其應(yīng)用。 文獻(xiàn)”“通過對w e b 開發(fā)技術(shù)和a c ti v e x 技術(shù)的分析，結(jié)合一個具體的應(yīng)用 實(shí)例提供了一種快速直觀地實(shí)現(xiàn)w e b 服務(wù)中的統(tǒng)計(jì)圖形動態(tài)生成的方法。 文獻(xiàn)“。介紹了空間o l e a c t i v e x 控件的意義及基本概念。探討了該類控 件的實(shí)現(xiàn)方法，建立了基于m a p i n f o 軟件的空間控件。并在其他應(yīng)用軟件環(huán)境中 第一章緒論 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 成功地實(shí)現(xiàn)了對該控件的調(diào)用與圖形操作。 文獻(xiàn)“o 。認(rèn)為：在管理信息系統(tǒng)中，如何將復(fù)雜的管理信息用直觀、形象的 方式顯示出來，是當(dāng)前可視化技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。初步嘗試用不同形狀的實(shí)體 表示各種相互間有信息流動的數(shù)值的大小、類別以及相互間的數(shù)據(jù)流動關(guān)系，并 已實(shí)現(xiàn)了管道模型和板條模型，可以用來表示諸如財(cái)務(wù)計(jì)劃中資金或資源調(diào)度中 資源的流動和變化等情況。介紹了這兩個可視化模型的具體設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 等。 文獻(xiàn)”“提到了在地理信息系統(tǒng)中動態(tài)分段技術(shù)的研究和利用，動態(tài)分段技 術(shù)是一種新的線性特征的動態(tài)分析、顯示繪圖技術(shù)。并結(jié)合g i s ，討論了動態(tài)分 段技術(shù)在公路信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。 可視化技術(shù)優(yōu)越性的不斷體現(xiàn)，使得它與巡檢系統(tǒng)的結(jié)合異常緊密，可視化 的實(shí)現(xiàn)和開發(fā)技術(shù)也越來越豐富多樣。目前，界面可視化、數(shù)據(jù)可視化等可視化 技術(shù)在巡檢系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。 1 2 3g l s 技術(shù) 地理信息系統(tǒng)( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m 簡稱g i s ) 是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī) 為基礎(chǔ)的新興技術(shù)，圍繞著這項(xiàng)技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用形成了一門交叉性、邊 緣性的學(xué)科“”“。在計(jì)算機(jī)軟硬件支持下，它可以對空間數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)或空間 位置進(jìn)行各種處理，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，研究各種空間實(shí)體及相互關(guān)系。通過 對多因素的綜合分析，它可以迅速地獲取滿足應(yīng)用需要的信息，并能以地圖、圖 形或數(shù)據(jù)的形式表示處理的結(jié)果。 盡管現(xiàn)存的地理信息系統(tǒng)軟件很多，但對于它的研究應(yīng)用，歸納起來有二種： 是利用g i s 系統(tǒng)來處理用戶的數(shù)據(jù)：二是在g i s 的基礎(chǔ)上，利用它的開發(fā)函數(shù) 庫二次開發(fā)出用戶的專用的地理信息系統(tǒng)軟件”“。目前已成功地應(yīng)用到了包括 資源管理、自動制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域的規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運(yùn) 輸、石油和天然氣、教育、軍事等九大類別的一百多個領(lǐng)域。在美國及發(fā)達(dá)國家， 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用遍及環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測、投資評價、城市規(guī)劃 建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。近年來，隨我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展。加速了地理 信息系統(tǒng)應(yīng)用的進(jìn)程，在城市規(guī)劃管理、交通運(yùn)輸、測繪、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、制圖等 領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 運(yùn)用g i s 系統(tǒng)，可以建立起專題信息系統(tǒng)和區(qū)域信息系統(tǒng)。專題信息系統(tǒng)如 水資源管理信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)、草場資源信息系統(tǒng)、水土流失信息系 統(tǒng)和上海長途電信局g i s 系統(tǒng)等等。這類信息系統(tǒng)具有有限目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)，系 統(tǒng)數(shù)據(jù)項(xiàng)的選擇和操作功能是為特定的專門目的服務(wù)。區(qū)域信息系統(tǒng)如加拿大國 家信息系統(tǒng)、美國o a k r i d g e 地區(qū)模式信息系統(tǒng)等等。這類信息系統(tǒng)主要以區(qū)域 綜合研究和全面的信息服務(wù)為目標(biāo)，可以有不同的規(guī)模，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)項(xiàng)多，功 能齊全，通常具有較強(qiáng)的開放性。 g i s 的核心是地理數(shù)據(jù)庫，地理數(shù)據(jù)庫需要存儲、管理、查詢那些具有空間 定位特征、屬性特征、空陽j 關(guān)系和時間特征的地理數(shù)據(jù)。地理數(shù)據(jù)的空間特征， 第一章緒論 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 使得地理數(shù)據(jù)模型錯綜復(fù)雜，也是區(qū)別于通用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要標(biāo)志。 地理數(shù)據(jù)模型是地理實(shí)體及其關(guān)系的形式化抽象和數(shù)學(xué)描述，其目的是揭示 地理實(shí)體或地理空間的本質(zhì)屬性，并對它進(jìn)行抽象化，使之轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能識別、 處理和存儲的數(shù)據(jù)。一個地理數(shù)據(jù)模型可能由多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 目前，研究的重點(diǎn)放在對地理空間概念的認(rèn)知和表達(dá)以及應(yīng)用通用數(shù)據(jù)庫對 地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲和管理兩個方面。在表達(dá)地理空問概念方面，提出 了柵格數(shù)據(jù)模型、矢量數(shù)據(jù)模型、矢量一柵格一體化模型“。小”兒”兒”兒刪。在應(yīng) 用通用數(shù)據(jù)庫方面，形成了混合數(shù)據(jù)模型、集成數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。 對數(shù)據(jù)模型的研究經(jīng)歷了相當(dāng)長的時間，但由于現(xiàn)實(shí)世界事物存在的多樣性、復(fù) 雜性和動態(tài)性等特點(diǎn)，很難用某種或某幾種數(shù)據(jù)模型來完全表達(dá)，只能針對具體 的應(yīng)用構(gòu)造適合的模型。根據(jù)地理空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展和g i s 應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò) 展，相繼提出了許多新的數(shù)據(jù)模型，如基于特征的數(shù)據(jù)模型、超圖空間數(shù)據(jù)模型、 時空體化數(shù)據(jù)模型和四維時空數(shù)據(jù)模型等4 “。 文獻(xiàn)”o 。根據(jù)傳統(tǒng)g i s 的不足，結(jié)合g i s 發(fā)展的趨勢，論證了用o o 技術(shù)開發(fā) g i s 、建立o o g i s 數(shù)據(jù)模型的意義和方法，探討了0 0 技術(shù)在g i s 中的一些應(yīng)用問 題。 文獻(xiàn)。“通過對特征概念的描述，探討了特征g i s 空問數(shù)據(jù)模型的特征語義 和應(yīng)用，并初步研究了利用面向?qū)ο蠓椒▽μ卣鱣 i s 數(shù)據(jù)模型的實(shí)現(xiàn)，認(rèn)為特征 g i s 模型相對于傳統(tǒng)的基于圖層的地理關(guān)系模型，具有更好的完備性和適應(yīng)性。 文獻(xiàn)”通過分析交通網(wǎng)絡(luò)特性，提出了一種適合城市交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)表達(dá)與操 作、基于完整交通特征的g i s 數(shù)據(jù)模型，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)基于弧段一節(jié)點(diǎn)的g i s 數(shù)據(jù) 模型在城市交通網(wǎng)絡(luò)建模中的不足，并在此基礎(chǔ)上將傳統(tǒng)的交通網(wǎng)絡(luò)平面圖表達(dá) 模式升華到非平面模式，設(shè)計(jì)了基于特征的交通網(wǎng)絡(luò)非平面數(shù)據(jù)模型的概念建模 與邏輯建模方法，為相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。 文獻(xiàn)“”認(rèn)為復(fù)雜地物是地理信息系統(tǒng)中經(jīng)常涉及到的一種地物類型。傳統(tǒng) 的關(guān)系數(shù)據(jù)模型在處理這類數(shù)據(jù)時存在著許多不足。重點(diǎn)介紹如何利用面向?qū)ο?的基本工具和技術(shù)建立個有效的面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型，以便于對復(fù)雜地物 進(jìn)行指定、組織和管理。 目前，g i s 系統(tǒng)的專業(yè)開發(fā)方法有以下幾個類別：a ) 集成式g i s ；b ) 模塊 化g i s ；c ) 組件式g i s ；d ) w e b g i s 。尤其是隨著組件技術(shù)和i n t e r n e t 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 的興起，使組件式g i s 和w e b g i s 的開發(fā)與應(yīng)用研究得到自# 所未有的發(fā)展口剛口“。 文獻(xiàn)“對g i s 技術(shù)體系的發(fā)展、傳統(tǒng)g i s 二次開發(fā)平臺的缺陷、c o m g i s 的 特點(diǎn)、基于c o m g i s 集成開發(fā)電子地圖應(yīng)用系統(tǒng)等方面進(jìn)行了探討，介紹了c o m g i s 軟件所依賴的技術(shù)基礎(chǔ)組件技術(shù)。指出c o m g i s 是g i s 軟件發(fā)展的潮流，為 發(fā)展我國的g i s 軟件產(chǎn)業(yè)帶來了新的機(jī)遇。 文獻(xiàn)”“。認(rèn)為隨著空間信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合，形成了一個基于i n t e r n e t 的w e b g i s 熱門研究課題。分析了互聯(lián)網(wǎng)信息時代的w e b g l s 的幾種實(shí)現(xiàn)方案，比 較了其優(yōu)缺點(diǎn)；提出了在微軟公司的w i n d o w sd n a ( d i s t r i b u t e di n t e r n e t 苧二蘭笪堡 一塑堅(jiān)查蘭堡主蘭咝 a p p l i c a t i 。n ) 環(huán)境下的基于d c o m ( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 技 術(shù)的三層結(jié)構(gòu)的w e b g i s 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 文獻(xiàn)1 在討論w e b g i s 技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種基于a c t i v e x 的 w e b g i s 技術(shù)方案，該方案是一種組件化的g i s 系統(tǒng)方案，利用a d o r d s 通過h t t p 協(xié)議進(jìn)行空間數(shù)據(jù)訪問，系統(tǒng)建立在單一的i _ i t t p 協(xié)議上，較好地實(shí)現(xiàn)了w w w 與 g i s 的集成。 通過以上對g i s 數(shù)據(jù)模型的深入研究使得g i s 在客觀描述和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界空 間地理信息方面的能力不斷增強(qiáng)，尤其是面向?qū)ο笏枷氲囊耄顾鼘Φ乩砜臻g 信息的描述更加接近人們對現(xiàn)實(shí)地理空間的認(rèn)知和表達(dá)。同時，組件式開發(fā)技術(shù) 和w e b g i s 的發(fā)展使g i s 的應(yīng)用不斷拓展，應(yīng)用的開發(fā)更加方便、高效。目前， 把g i s 技術(shù)結(jié)合到巡檢系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用在文獻(xiàn)。”。中已有論述，但總體來說，g i s 對空間地理信息處理方面的優(yōu)勢還遠(yuǎn)未得到充分發(fā)揮。 1 3 巡檢系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀 巡檢系統(tǒng)方面的研究與應(yīng)用，在國內(nèi)雖然起步較晚，但由于線路巡檢工作對 線路巡檢系統(tǒng)的迫切需要，目前，結(jié)合已有技術(shù)及應(yīng)用環(huán)境，已經(jīng)研制并開發(fā)了 一些線路巡檢管理系統(tǒng)并在具體的應(yīng)用中發(fā)揮了定的作用。 目前已經(jīng)開發(fā)使用的線路巡檢管理系統(tǒng)中，具代表性的主要有：由鄭州安通 信息有限公司研制開發(fā)的“消防設(shè)施巡檢管理系統(tǒng)”，由杭州雷鳥信息有限公司 開發(fā)的“電力線路巡檢管理系統(tǒng)”。由天津郵電設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的“長途線路巡檢管 理系統(tǒng)”。山東光科光纖通信科技開發(fā)中心研制丌發(fā)的“p t l 光纜線路巡 檢系統(tǒng)，。 由于采用不同的硬件、軟件或系統(tǒng)集成技術(shù)，分別在只讀信息鈕、信息鈕識 讀器、通信座的研制與開發(fā)，系統(tǒng)的組成，以及管理軟件的主要功能模塊的實(shí)現(xiàn) 等方面各具特色，都表現(xiàn)出了一定的適用性在各自的應(yīng)用環(huán)境中取得了較好的 應(yīng)用效果。 重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)的建立主要考慮數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等幾個方 面，并綜合采用各種先進(jìn)的軟、硬件技術(shù)完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、集成與運(yùn)用。巡檢管 理系統(tǒng)的研究與開發(fā)所涉及的相關(guān)技術(shù)相當(dāng)廣泛，目前，它們各自的發(fā)展與應(yīng)用 研究也在不斷地深入。 重點(diǎn)目標(biāo)巡檢中的信息采集，目前國內(nèi)外主要采用的技術(shù)有條碼技術(shù)、g p s 技術(shù)、信息鈕技術(shù)和射頻技術(shù)等1 。條碼技術(shù)需將包線員途經(jīng)光纜的重要之處 安裝上具有不同編碼的條碼標(biāo)識，巡檢時用手持激光條碼數(shù)據(jù)采集器對條碼進(jìn)行 識讀，并用條碼采集器內(nèi)的應(yīng)用軟件記錄時間；g p s 技術(shù)應(yīng)用于長途線路巡檢系 統(tǒng)時，每個包線員需配置手持g p s 接收機(jī)，處理中心的g p s 接收裝置實(shí)時接收 各包線員位置信息進(jìn)行存儲、分析及處理：信息鈕技術(shù)應(yīng)用于長途線路巡檢系統(tǒng) 時，將具有不同編號的信息鈕沿光纜重要地段安放，包線員在巡檢時，將所攜帶 的信息鈕識讀器對信息鈕中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，然后再將數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行 分析處理；射頻技術(shù)利用邏輯芯片和接收線圈，采用非接觸方式讀寫數(shù)據(jù)，其工 作性能與信息鈕基本相同，同屬自動識別技術(shù)。上述線路巡檢的信息采集技術(shù)由 第一章緒論 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 于在安裝、精度、可靠性、易操作性、日常維護(hù)、存儲量、安全性等方面存在著 差異，決定了巡檢所采用的信息采集技術(shù)，目前，采用信息鈕技術(shù)是線路巡檢中 信息采集的最佳解決方案。 從現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料來看，巡檢管理具有較強(qiáng)的領(lǐng)域性、行業(yè)性。巡檢管理系 統(tǒng)的研究與開發(fā)所涉及的相關(guān)技術(shù)相當(dāng)廣泛，目前，它們各自的發(fā)展與應(yīng)用研究 也在不斷地深入，主要包括g i s 技術(shù)、可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等等。把這些先 進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到線路巡檢工作中，不僅拓寬了這些技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，更重要的是 能夠極大地提高線路巡檢工作的效率和管理水平。 1 4 本文的主要研究內(nèi)容和總體結(jié)構(gòu) 1 4 f f 主要研究內(nèi)容 本文針對重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息管理的要求，對重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技 術(shù)進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容包括： ( 1 ) 面向?qū)ο蟮闹攸c(diǎn)目標(biāo)巡檢數(shù)據(jù)模型 重點(diǎn)目標(biāo)的巡檢問題是類復(fù)雜的問題。它所涉及到的信息是多種的，既包 含重要目標(biāo)的信息，又包含多種突發(fā)事件的信息。因此，為了對巡檢信息進(jìn)行綜 合的管理，必須對所涉及到的巡檢信息進(jìn)行詳細(xì)的分析，對巡檢信息進(jìn)行定性定 量的描述。目前存在的巡檢信息處理系統(tǒng)，還僅僅局限在一定應(yīng)用巡檢應(yīng)用領(lǐng)域， 不具有通用性，如光纜線路巡檢系統(tǒng)、管道巡檢系統(tǒng)等等。而這些巡檢系統(tǒng)，其 信息在一定程度上具有類似性，因此，有必要建立一個統(tǒng)一的巡檢信息數(shù)據(jù)模型。 目前絕大多數(shù)的處理把巡襝信息當(dāng)作一類一般的信息來管理，但是巡檢信息 相對于一般的普通信息，它具有位置特性，如特定巡檢事件的發(fā)生地點(diǎn)；又具有 時間屬性，如巡檢計(jì)劃的時間設(shè)定、突發(fā)事件的時間等等。雖然把巡檢信息當(dāng)作 普通的信息來處理也可以達(dá)到信息處理的目的，但是把巡檢信息作為時空信息， 更加符合巡檢信息的處理要求。 如果把巡檢信息作為一種空惻信息，那么，在目前情況f 對空腳信息的處理 最好的方法是借助于地理信息系統(tǒng)的處理辦法，因此，在這種情況下，建立基于 g i s 的巡檢數(shù)據(jù)模型是十分必要的。對態(tài)信息是巡檢信急的一個重要特性，因此， 在對巡檢信息進(jìn)行建模的過程中，要把時態(tài)信息集成到巡撿數(shù)據(jù)模型中。 建立重點(diǎn)目標(biāo)巡撿系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題是要對需要進(jìn)行管理的數(shù)據(jù)信息進(jìn) 行有效組織、存儲、管理，即建立描述巡檢管理問題的可靠的數(shù)據(jù)模型。巡檢數(shù) 據(jù)模型建立的好壞，直接決定了整個巡檢系統(tǒng)的成敗。近年來，計(jì)算機(jī)性能的大 幅提高為高效、快速地處理大量數(shù)據(jù)信息提供了強(qiáng)有力的支持。但現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)巡檢 數(shù)據(jù)不僅量大，而且包含的數(shù)據(jù)信息類型豐富多樣，對數(shù)據(jù)可擴(kuò)展性、可維護(hù)性 有更高的要求。因此，對巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并探討適于巡檢系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)和巡檢 數(shù)據(jù)描述的數(shù)據(jù)模型，是首先需要解決的問題。 系統(tǒng)巡檢數(shù)據(jù)的有效組織、存儲和管理是建立巡檢管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從功能 的角度剖析傳統(tǒng)巡檢數(shù)據(jù)模型的不足與缺陷。分析了巡檢數(shù)據(jù)的組成、類型及特 墨二童堡壘 塑堊查堂堡主堂堡蘭墨 點(diǎn)，通過把面向?qū)ο罄碚摵头椒ㄟ\(yùn)用到對巡檢對象和巡檢事件的描述和表達(dá)上， 提出了面向?qū)ο蟮难矙z數(shù)據(jù)模型。用類、屬性、方法對巡檢基本對象和關(guān)聯(lián)對象 進(jìn)行了完整表述，并建立巡檢類圖表征對象之間的關(guān)系?？偨Y(jié)了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模 型在充分表示地理空間概念、模型的致表示方法、系統(tǒng)開放性等方面的特點(diǎn)。 ( 2 ) 重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息定位和巡檢計(jì)劃制定 在重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)中，巡檢信息的定位是巡檢信息處理的必要條件a 只有 在巡檢網(wǎng)絡(luò)的制圖表示層上準(zhǔn)確定位巡檢信息，才能進(jìn)一步對巡檢信息進(jìn)行處 理。因此，如何實(shí)現(xiàn)巡檢信息在巡檢線路上的定位及顯示是重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)需 要實(shí)現(xiàn)的重要功能之一。 巡檢計(jì)劃的制訂、發(fā)布和實(shí)旋是重點(diǎn)目標(biāo)巡檢工作的重點(diǎn)內(nèi)容，巡檢計(jì)劃合 理與否直接關(guān)系到巡檢效率與質(zhì)量。由于重點(diǎn)目標(biāo)巡檢計(jì)劃的制訂過程中，要考 慮的因素很多，根據(jù)不同巡檢要求可以制定出不同的巡檢計(jì)劃。在實(shí)際應(yīng)用中， 巡檢對象的分布往往較為分散，而且相互之間的連接形成一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 并以制圖表示的形式顯示出來。本論文從重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型出發(fā)，基于巡檢 網(wǎng)絡(luò)的制圖表示，確定巡檢范圍，系統(tǒng)通過區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D生成相應(yīng)的巡檢 計(jì)劃。 巡檢信息的空間定位顯示和巡梭計(jì)劃的制定是巡檢系統(tǒng)的重要內(nèi)容。本文在 建立了重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型的基礎(chǔ)上，提出了基于巡檢網(wǎng)絡(luò)的巡檢信息定位技 術(shù)和巡檢計(jì)劃制定實(shí)現(xiàn)。并給出了巡檢信息定位算法和巡檢計(jì)劃制定步驟。 ( 3 )基于動態(tài)分段技術(shù)的重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息可視化 巡檢不僅跟巡撿線路所處的地理空間位鼉有密切聯(lián)系，而且，巡檢綜合評估 工作也需要有更直觀的表現(xiàn)形式。因此，把可視化技術(shù)運(yùn)用到巡檢系統(tǒng)中，可有 效地提高巡檢評估的直觀性。 動態(tài)分段( d y n a m i cs e g m e n t a t i o n ) 是一種線性特征的動態(tài)分析、顯示和繪圖 技術(shù)。動態(tài)分段技術(shù)提供了將以一維線性參照為基礎(chǔ)的屬性數(shù)據(jù)( 在線性參照系 統(tǒng)中稱為事件) 與以二維參照系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來的方法，從而將線路數(shù) 據(jù)庫對應(yīng)的多個屬性數(shù)據(jù)集與一維路線中任何部分相關(guān)聯(lián)，雨不必隨每個屬性集 的分段不同來修改對應(yīng)的二維空間中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，達(dá)到對巡檢線性特征及其相關(guān) 屬性進(jìn)行存貯、動態(tài)顯示、查詢和分析 因此，在重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)中，基于動態(tài)分段技術(shù)建立目標(biāo)空間數(shù)據(jù)庫和屬 性數(shù)據(jù)庫，然后依照目標(biāo)空間數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)目標(biāo)巡檢線路的可視化。同時，在已 建立的重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型基礎(chǔ)上，利用動態(tài)分段技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)巡檢屬性數(shù)據(jù) 的可視化查詢和巡檢事件的可視化。 ( 4 ) 系統(tǒng)集成及應(yīng)用 基于重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型給出了巡檢系統(tǒng)的軟件功能結(jié)構(gòu)；分析了巡檢 系統(tǒng)的三種實(shí)現(xiàn)模式，建立了重點(diǎn)目標(biāo)巡檢管理系統(tǒng)：基于動態(tài)分段技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 了巡檢線路的制圖表示和巡檢信息的可視化查詢；并在長途光纜網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)管系 第一章緒論 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 統(tǒng)中，在光纜線路圖實(shí)現(xiàn)了巡檢屬性數(shù)據(jù)的可視化和光纖故障告警信息的顯示。 并結(jié)合系統(tǒng)，給出了部分實(shí)例。 1 4 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本論文總體結(jié)構(gòu)如圖1 1 所示： 第二章在對巡檢信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上建立重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型；第三章 依據(jù)重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型，基于巡檢網(wǎng)絡(luò)制定巡檢計(jì)劃：第四章基于動態(tài)分段 技術(shù)實(shí)現(xiàn)巡檢信息的可視化；第五章基于巡檢信息模型建立重點(diǎn)目標(biāo)巡檢系統(tǒng)。 圖l - 1 本文的總體體系結(jié)構(gòu) 1 5 本章小結(jié) 本章首先介紹了重點(diǎn)目標(biāo)巡檢的重要性及巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對重點(diǎn)目標(biāo) 巡檢系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析；指出了巡檢系統(tǒng)丌發(fā)需解決的主要問題： 重點(diǎn)目標(biāo)巡檢空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一體化描述、巡檢信息定位與巡檢計(jì)劃的制 訂、巡檢與巡檢結(jié)果的可視化等：最后給出了本文的主要研究內(nèi)容和體系結(jié)構(gòu)。 第二章面向?qū)ο蟮闹攸c(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型 【本章摘要】在對巡檢信息進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了巡檢信息的時空 特性，給出了巡檢信息概念模型；利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，分析了巡檢概念模 型和邏輯模型之間的關(guān)系，建立了巡檢信息基本邏輯模型；并分析了組成巡 檢系統(tǒng)的各個模塊，建立了巡檢空間對象模塊構(gòu)造圖。最后給出了基于模板 的巡檢信息表達(dá)。 2 1 引言 重點(diǎn)目標(biāo)的巡檢問題是一類復(fù)雜的問題，為了對巡檢信息進(jìn)行處理，必須對 巡檢信息進(jìn)行定性定量的描述。目前已有的巡檢信息處理系統(tǒng)，還僅僅局限在一 定應(yīng)用巡檢應(yīng)用領(lǐng)域，不具有通用性，如光纜線路巡檢系統(tǒng)、管道巡檢系統(tǒng)等等。 而這些巡檢系統(tǒng)，其信息在一定程度上具有類似性，因此，有必要建立一個統(tǒng)一 的巡檢信息數(shù)據(jù)模型。 目前絕大多數(shù)的處理把巡檢信息當(dāng)作一般的數(shù)據(jù)信息來管理，如美國 t i m e k e e p i n g 系統(tǒng)有限公司的g u a r d p l u s 巡檢系統(tǒng)、b r o o k l y n 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)公司的 g u a r d t o u r 巡檢系統(tǒng)。但是巡檢信息相對于一般的普通信息，它具有位置特性， 如特定巡檢事件的發(fā)生地點(diǎn)：又具有時間屬性，如巡檢計(jì)劃的時間設(shè)定、突發(fā)事 件的時間等等。雖然把巡檢信息當(dāng)作普通的數(shù)據(jù)信息來處理也可以達(dá)到信息處理 的目的，但把巡檢信息作為空間信息，更加符合巡檢信息的處理要求。 如果把巡檢信息作為一種空間信息，那么，在目前情況下對空間信息的處理 最好的方法是借助于地理信息系統(tǒng)的處理辦法。因此，在這種情況下，建立基于 g i s 的巡檢數(shù)據(jù)模型是十分必要的。時態(tài)信息是巡檢信息的一個重要特性，因此， 在對巡檢信息進(jìn)行建模的過程中，要把時態(tài)信息集成到巡檢數(shù)據(jù)模型中。 2 2 重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息的特性 2 2 1 巡檢信息的多態(tài)性 巡檢信息的多態(tài)性就是巡檢信息多種應(yīng)用域的適應(yīng)性，而不是僅僅局限于某 種應(yīng)用域。目前存在的巡檢數(shù)據(jù)模型，還僅僅局限在特定的巡檢領(lǐng)域，不具有通 用性，如光纜線路、管道等等。但就巡檢信息而言，在一定程度上具有類似性， 例如在各類巡檢信息中，核心對象是所要巡檢的重點(diǎn)目標(biāo)，重點(diǎn)目標(biāo)的不同，形 成不同的應(yīng)用域，而其他的巡檢信息都是為該重點(diǎn)且標(biāo)相關(guān)聯(lián)的，如各類巡檢事 件等。因此有必要建立一個統(tǒng)一的巡檢信息數(shù)據(jù)模型來表達(dá)各類巡檢應(yīng)用域。 2 。2 3 巡檢信息的時空性 在巡檢信息中，核心的概念是巡檢特征，巡檢特征是用來表示那些存在于空 間或時空應(yīng)用域中的各種有形或虛擬現(xiàn)象的一種對象。事件是發(fā)生在某個時刻或 某段時間段內(nèi)的那些對巡檢特征產(chǎn)生影響的存在于巡檢特征之外的一類概念。巡 第二章面向?qū)ο蟮闹攸c(diǎn)目標(biāo)巡檢信息模型 浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 檢信息中，有三類巡檢事件：點(diǎn)事件、線事件及面事件。 通過對核心概念的描述，可以知道，巡檢特征和巡檢時間與一般的普通信息 是不同的，它具有空間與時間特性，簡稱為時態(tài)特性。 1 巡檢信息的空間特性 巡檢信息的空間特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 巡檢特征具有一定的幾何外形 巡檢特征具有一定的位置屬性 巡檢特征的集合形成網(wǎng)絡(luò)圖 各種巡檢事件具有一定的位置屬性 每種巡檢特征都有一定的幾何形狀，這種幾何形狀可以是規(guī)則的，也可以是 不規(guī)則的；每種巡檢特征都存在于一個特定的方位地址，這就是巡檢特征的位置 屬性；巡檢特征的集合形成一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，巡檢特征在這個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D上呈現(xiàn) 一定的分布關(guān)系：各種巡檢特征都發(fā)生在一定的位囂處。巡檢信息的空間特性是 客觀存在的，但是通常在對巡檢信息處理的過程中，有時忽略了其空間特性或只 對其中的某些空間特性感興趣。例如當(dāng)把巡檢信息當(dāng)作普通的信息進(jìn)行處理的過 程時，其外形屬性被忽略。 巡檢信息的空間維屬性，可以表現(xiàn)為o 維的，如點(diǎn)：可以是l 維的，如線； 可以是2 維的，如面域；也可以是三維的，如實(shí)體。根據(jù)不同的需求，巡檢信息 的空間維是可變的，如在特定的情況一個車站我們可以把它以點(diǎn)來處理，有時可 以把他當(dāng)作一個面域來處理?？臻g維數(shù)的確定視需求而定。 2 巡檢信息的時間特性 巡檢事件包含空間成分，通過空間成分來對事件進(jìn)行圖形化的顯示和分析處 理，并且該空間成分允許用戶用來識別事件所引起的巡檢特征變化。但是。巡檢 事件一個重要的組成成分是時間。巡檢事件在某個時間點(diǎn)或某段時間段內(nèi)是有效 的。有時巡檢事件是事先設(shè)定的，這個時間稱之為預(yù)定時間。事件實(shí)際發(fā)生的時 間稱為實(shí)際時間。預(yù)定時間和實(shí)際時間之間不一定相同，實(shí)際時間和預(yù)定時間之 間的時間間隔稱之為等待時間。 通過以上的分析，可以看出巡檢信息具有有多態(tài)性，主要表現(xiàn)巡檢應(yīng)用域的 多樣性a 巡檢信息高維性主要表現(xiàn)為所涉及的信息不但是單純平面信息，既有空 間特性，又有時間特性，二者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了巡檢信息不同于一般信息的一 個顯著特點(diǎn)。因此，對巡檢系統(tǒng)必須建立一統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，集成管理各種信息， 這就是本章研究的主要內(nèi)容。 2 3 重點(diǎn)目標(biāo)巡檢信息概念模型 2 。3 1 線性定位參照系統(tǒng) 定位參照系統(tǒng)( l o c a t i o nr e f e r e n c i n g s y s t e m ，l r s ) 是用來描述對象位置 信息的一種系統(tǒng)。定位參照方法( l o c a t i o nr e f e r e n c i n g m e t h o d ，l r m ) 是根據(jù) 已知點(diǎn)來確定未知點(diǎn)位置的種方法。定位參照方法包括兩坐標(biāo)方法，例如經(jīng) 第二章面