基于Ajax的特种承压设备监测管理系统的开发及实现

张鹏程，李长辉，杜剑光

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060)

基于Ajax的特种承压设备监测管理系统的开发及实现

张鹏程∗，李长辉，杜剑光

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060)

采用Oracle 10g＋SuperMap SDX Plus，构建了广州市基础地理信息和特种承压设备专题信息数据库；基于VS2005.NET和AjaxControls相关组件式开发技术，实现了特种承压设备的空间查询、统计分析、在线监控、检验导航等功能；通过单点登录方式，实现了与特种承压设备综合业务管理系统的无缝集成；此外，系统采用了地图预缓存和Ajax技术，具有类似Google Map地图网站响应速度快、用户体验好的优点。

特种承压设备；Ajax；WebGIS；监测管理

1 引 言

为了加强特种设备的安全监察，防止和减少事故，保障人民群众生命和财产安全，促进经济可持续发展，国务院特种设备安全监督管理部门专门制定了《特种设备安全监察条例》。要求各省(自治区、直辖市)质量技术监督局建立特种设备动态监察网络，实时掌握特种设备的安全状况，利用信息网络，实现特种设备有效监管，并逐步完善监控预警、安全评价、事故统计分析体系，最大限度地防止、减少事故的发生。同时在《特种设备安全监察条例》的第八条提出:国家鼓励推行科学的管理方法，采用先进技术，提高特种设备安全性能和管理水平，增强特种设备生产、使用单位防范事故的能力。

近年来，随着广州市经济的不断发展，特种承压设备及危险源的数量和种类日益增多，安全监察、检验检测的任务越来越繁重，采用先进技术，推行科学的管理方法，已经成为特种承压设备管理部门提高管理水平、强化监管力度的重要工作内容。因此，加强对有关技术的开发，特别是建立基于地理信息系统(GIS)等空间信息技术的城市特种承压设备安全监测管理系统，已成为解决城市安全与紧急救援难题的主要措施之一。

Ajax作为当前WebGIS系统开发的一项最新技术组合，具有“按需获取数据”、用户体验好，实际和心理等待时间少等众多优点，

尤其是Google Map、百度、搜狗等地图网站的成功应用，使得基于Ajax的网络地理信息系统逐渐走进千家万户，使GIS真正成为一种大众使用的工具。

采用VS2005.NET和AjaxControls相关组件开发了广州市特种承压设备监测管理系统，本文对该系统的数据库设计、系统功能及相关技术进行了详细地探讨。

2 系统数据库平台选型及设计

系统采用Oracle 10g＋SuperMap SDX Plus模式实现了广州市基础地理数据和特种承压设备专题数据的存贮和入库。

2.1 基础地形图数据

基础地形图数据包括GIS专题数据和数字线划图数据。其中数字线划图数据是指1∶2 000的地形图，是基于CAD的制图数据，它强调的是图形的数据表达，每个地物对象存贮了颜色、线型、符号及所在图层信息，主要作为特种设备专题数据采集的背景；而GIS专题数据主要包括房屋面、道路面、道路名、地名、单位名等城市基础地理空间框架数据，主要用于特种承压设备数据的查询、分析和空间定位，如图1所示。

图1 基础地形图数据库构成

2.2 特种承压设备专题数据

特种设备专题数据包括设备数据和与特种设备相关的专题数据。特种设备数据包括锅炉、压力容器、压力管道等数据。锅炉按用途不同，可分为小型锅炉、工业锅炉、电站锅炉、热水锅炉、有机热载体等。属性信息包括单位代码、单位名称、单位地址、邮政编码、联系人、联系电话、设备维修状况、燃料种类、锅炉型号、下次内检、下次外检、下次液压时间、是否危险源等。压力容器是指内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器，压力容器按危险性和危害性来分，包括一类、二类和三类容器等，属性信息与锅炉属性基本相同；压力管道是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，压力管道按其用途划分为工业管道、公用管道和长输管道等。

与特种设备相关的其他专题数据包括重点区域、重点单位(重大危险源、人员密集场所、高危行业、气瓶充装站)，特种承压设备制造、安装、改造、维修单位和检验单位等，如图2所示。

图2 特种承压专题设备数据库构成

3 系统功能特色及相关技术

3.1 地图预缓存技术

地图预缓存就是根据用户预先定义好的比例尺级别，将地图窗口预先切割成一系列的小图片(png、jpg、tif等)，这些小图片存贮在服务器上的发布目录里。地图预缓存技术通过地图窗口的合理配置，使得基于Ajax的特种承压设备监测管理系统的客户端响应时间基本上与数据量的大小无关。

由于基础地理信息数据是定期更新的，而设备专题数据与业务系统密切相关而实时更新的，因此，为了提高地图浏览的速度，本文根据特种承压设备系统的数据组成及动态更新情况，对基础地理信息数据进行了预缓存切片技术。

地图缓存时比例尺的设置非常关键:比例尺设置越大，图片的数量越多，所需的存贮空间就越大。当客户端访问给定区域范围内的地图时，由于服务器已经生成了图片，服务器直接将范围内的图片传回客户端，从而提高了客户端的响应速度。而比例尺设置越小，图片的数量越少，所需的存贮空间就越小。当客户端访问给定区域范围内的地图时，由于服务器没有预先生成该范围内的图片，需要临时动态生成图片并传回客户端，从而使客户端的响应速度变慢。综合考虑用户响应的速度和存贮空间，本系统将地图缓存(根据用户设定的多级比例尺，将地图预先切成图片)的比例尺设为由1∶2 000～1∶100万共11个级别，通过地图的预缓存，本系统实现了全广州市7 400多平方千米1∶1万基础地形图和特种设备专题数据的网络发布，达到了类似Goolge Map网站的用户响应速度，而且用户的数量没有任何限制。

3.2 承压设备的在线监控功能

在根据业务管理系统实施特种承压设备数据动态更新的基础之上建立了科学的在线监控管理功能，设立特种承压设备到期检验提示(1个月、3个月、3个月以上)、超期未检提示(已受理、未受理)、设备安全状况等级提示(重大危险源)、设备使用年限提示(飘红、未飘红)、设备状态提示(在用、停用、注销)、检验结论提醒(不合格)、重点设备提示等图形展示，同时用地图分布、统计表和详细信息表等多种形式进行业务预警的功能，具体包括:①特种设备飘红(超期未检)状态统计；②特种设备类别统计；③设备飘红统计地图显示；④特种设备检验状态查看；⑤特种设备检验比例查看；⑥单类设备飘红地图显示；⑦设备到期检验提示；⑧重点监测设备的地图展示等。图3为查找距今30天内未检的所有锅炉设备，查询结果以列表的形式显示，在列表里不仅可以进一步查看任何一个未检锅炉的属性信息，而且可以非常方便地在地图上进行定位。

图3 承压设备的实时监控

3.3 承压设备检验的自动导航

为了确保特种承压设备的运行安全，承压院及其下属承压所的工作人员需要定期对设备进行检验、监测。然而，传统的承压设备业务管理系统仅以二维属性表格的形式显示设备的各种属性信息，没有在地图上直观地显示设备的检验监测状况，同时无法与城市道路网进行空间叠加分析并给出最佳路径，因此，如何根据城市道路距离、设备数量、设备分布、路途时间、检验时间等因素综合计算分析，使特种设备及危险源检验工作安排得更公平合理，是提高工作人员检验监测设备的工作效率的关键。本系统可以根据设备类型和日期查询某一区域内需要检验的设备，此外，由于包括了广州市完整的路网(单向、双向、路口等)信息，支持检验路径的自动导航，以及多条检验路线的选择，并可以将检验路线以地图的形式打印输出，便于外检人员根据打印的地图快速找到需要检验的特种设备。

支持两种检验路径的自动导航功能:①是从查询结果列表中的“Go”按钮或者从设备属性窗口中的【到这里去】来触发导航功能。实现地图上任意一点到该设备的路径导航，同时显示到该设备的总距离；②在地图上，手动分别添加起点和终点，点击【导航】按钮，实现起点到终点的路径导航。同时显示起点到终点的总距离。

检验路径导航以直观的列表形式提供了道路名、距离以及如何到达指定检测设备的详细信息，如图4所示。

图4 承压设备检修的自动导航

3.4 承压设备的查询、统计、分析

系统提供强大的专题查询、统计与分析功能，由于将承压设备和基础地形图进行了空间位置上的集成，因此，可以按承压设备和基础地形图提供的专题信息进行属性和图形的双向查询，所有这些查询都是可视化的，同时查询到的结果将以闪烁的形式形象、直观地显示在图形上。例如支持按承压设备的属性如单位代码、单位名称、单位地址、邮政编码、联系人、联系电话、设备维修状况等的查询；支持按道路名、地名、单位名等空间距离查询。

在查询结果的基础上，可进行数据的统计分析，包括最大值、最小值、平均值、平差等的统计分析。统计分析的结果可以输出至Word、Excel等办公软件中，也可以以柱形图、条形图、折线图、饼图、面积图等图表形式形象、直观地显示，如图5所示。

图5 承压设备查询及统计输出

由于网络带宽的限制，WebGIS系统的查询功能在返回查询结果时，往往以分页的形式显示查询结果，而不是一次性地返回所有查询结果。

本文针对一般WebGIS系统查询功能的限制，开发了承压设备的空间分布功能，该功能展现的是各种不同类型的设备在全市的整体分布情况和比例情况。

如上所述，现有WebGIS系统由于网络带宽的限制，一般只能同时展示当前窗口范围内或固定数量的设备，而本系统采用了TcpMap类及其相关的方法，该类支持地图服务器集群，同时提供了更好的负载均衡能力与容错能力，从而使得大部分服务请求均能在集群环境下进行很好的处理，利用TcpMap类，在地图窗口中再动态创建一个新的图层，实现了数万个设备几乎无任何延迟地同时显示在当前地图窗口中，使领导和管理者可以一目了然地了解设备的分布状况，用户体验非常好。

图6 锅炉设备的全市域分布

如图6所示，点击锅炉类型前面的单选按钮，则地图窗口显示该类型锅炉设备的分布情况，并用相应的符号表示，同时该类型锅炉设备在整个锅炉设备中占比例情况也在窗口中显示。

3.5 与综合业务管理系统的无缝集成

广州市特种承压设备综合业务管理系统是一个依托国内工作流领域领先的普元平台，方便业务流程优化调整的MIS系统，包括计划管理、约检管理、报告管理、收费管理、单位设备库管理、合同管理、技术管理、检验设备管理、人事管理等功能模块，本系统与该业务管理系统实现了在数据层面上的无缝集成:空间地图数据库仅存贮特种承压设备的空间位置坐标，而所有设备的属性数据则存贮在业务系统的属性表里，二者通过唯一的设备编码关联。

图7 本系统与综合业务系统的集成

通过单点登录并认证的方式，实现了本系统与业务管理系统在功能界面上的集成，地图上承压设备的属性来源于业务系统，同时可在地图上显示设备的业务办理情况，如图7所示。由于实现了二者之间的紧密集成，业务系统中任何属性信息(如下次检验时间等)的修改可实时地更新到地图上的设备属性中，本系统将某一设备的属性“下次检验时间”与“当前时间”进行比较，从而判断某一设备的检验状态(系统可以设定如3个月以上未检验的设备在地图上飘红显示，1～3个月内未检验的设备在地图上以黄色显示，1个月内未检验的设备在地图上以绿色显示)，检验员根据设备检验状态的空间分布规律，可以合理地安排检验计划等。

4 结 语

本系统依托先进的地理信息技术、数据库技术和网络技术，将WebGIS与“特种承压设备综合业务系统”相结合，从而实现了真正意义上的“图文一体化”，便于广州市特种承压设备检测、维修部门或上级领导部门以直观、形象的图形展示承压设备的现状、维修、分布等状况，同时系统依托GIS技术，提供各种方便、快捷、强大的图形和属性双向查询、在线监控、检验导航等功能，从而提高了设备维修的效率和水平，实现特种承压设备管理决策及检验的定量化、科学化和可视化。

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Development and Realization of the Special Pressure Equipment Inspection and Management System Based on Ajax

Zhang PengCheng，Li ChangHui，Du JianGuang
(Guangzhou Urban Planning＆Design Survey Research Institute，Guangdong 510060，China)

Using Oracle10g and SuperMap SDX Plus，Database of urban fundamental geo－information datas and special pressure equipments such as boilers，containers is built.Based on the technologies of VS2005.NETand AjaxControls，the functions of spatial query，statics and analysis，Online Supervision and navigation are realized.Using the technology of single sign on，the seamless integration of this GIS and MIS systems comes true.In addition，because of the technologies of maps pre－cache and Ajax，this system have many advantages such as fast response speed and enhance user′s experience same as Goolge Maps.

Special Pressure Equipment；Ajax；WebGIS；Inspection and Management

1672－8262(2010)02－26－04

P208

A

2009—07—22

张鹏程(1975—)，男，高级工程师，主要从事GIS应用系统开发工作。