地理信息系统应用研究

地理信息系统应用研究（精选十篇）

地理信息系统应用研究 篇1

1 地理信息系统(GIS)研究的现实意义

国民经济的现代化建设离不开电力现代化的保障,而电力信息化是电力现代化的基本标志和重要内容。电力信息化是国家信息化建设的重要组成部分,也是电力事业自身发展的迫切需要。

电力是一个信息密集型行业。电力信息包括电力线路、电力设备、电力负荷、设备运行、电力营销等。从发、输、配电实际应用环境出发,采用最新的GIS技术,组织、分析和显示电网各项数据,实现电网信息的地图化、运行数据可视化,可促进电网生产、管理现代化,对“数字化电网”“数字电力”的实现意义重大。

利用GIS技术可以实现电网的图纸和属性数据统一管理、保证更新的一致性,同时可以将属性数据、图纸存入数据库,进行共享、检索和统计分析,可以有效提高建设、维护工作效率,提高电力企业的经济效益。

电网空间属性和特征属性的结合,可以进行电网基本信息、状态信息的查询、检索、分析;对电网安全状况及趋势进行预测预报,提供并发布预警信息,从而为采取应急处理措施提供决策依据,把灾害带来的损失减少到最低限度。

2 GIS的定义

GIS是地理学、计算机科学和信息管理学等多种科学交叉的产物,它把相互联系的各种地理方面的信息抽象为计算机可以表示和描述的数据存储起来,利用计算机强大的数据处理功能对其进行再加工,提取出地理信息系统所关心的各种空间属性以及与之相联系的社会属性,并在此基础上提供实时控制、自动决策与智能分析等功能。所以GIS的本质就是通过研究和分析计算机化的地理信息,在一定空间和时间范围内对地理系统的各种要素进行控制和操作。可以从下例不同的角度来理解GIS。

1)面向功能。GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统。

2)面向应用。根据GIS应用领域的不同,可将GIS分为各类应用系统,例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统、输电网地理信息系统等。

3)工具箱。GIS是一系列用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据工具的集合。这里需强调GIS提供的是用于处理地理数据的工具。

4)基于数据库。GIS是一类数据库系统,它的数据有空间次序,并提供一个对数据进行操作的操作集合,用来回答对数据库中空间实体的查询[3]。

3 GIS功能及系统组成

地理信息系统的主要功能有以下几个方面:一是地理数据的采集、存储和编辑;二是空间数据管理;三是空间数据的查询与分析;四是制图及图形编辑功能等;五是数据的获取、编辑、存储、输出。

完整的GIS主要由四部分构成,即硬件系统、软件系统、地理空间数据、计算机网络和系统管理操作人员。硬软件系统是GIS的核心部分,空间数据库可以用来表达和组织各种地理数据,计算机网络为实现数据共享、建立网络GIS搭起了桥梁。管理人员和用户决定系统的工作方式和信息表示方式。

4 基于GIS的电力地理信息系统介绍

地理信息综合管理系统是利用GIS技术、GPS(Global Positioning System)卫星定位技术、嵌入式控制技术、图形图像技术、现代网络通信技术、数据库管理技术等现代信息技术手段,将电网分布、台账及实时信息等在计算机上按地理位置显示,集查询统计、运行维护、分析管理等功能于一体,是一种全新的信息化管理工具。

通过系统可全面了解电网在空间的分布状况,掌握电网的实时运行状况,使图形管理与数据管理融为一体,能够对指定局、变电所、区、线路进行特定的统计计算,使图形、数据管理具有空间特性,能够通过简单操作,利用电网设备数据库的信息,快速、准确地评估、分析出数据内部潜在的联系,为管理人员规划、设计、预算、决策、控制提供一套完整的信息化解决方案。可对网络拓扑结构进行分析,对业扩报装、事故抢修等管理过程,还可以辅助决策,提高效率,降低成本,在现代电力生产经营活动中产生效益。

电力综合管理信息系统以Windows操作系统作为系统支撑平台,采用B/S的模式,以VS.Net 2008开发平台作为整个系统的开发环境。系统主要由4个功能层实现,第一层为数据库管理层,第二层为GIS服务器对象管理层,第三层为Web应用层,第四层为客户表示层[3]。

1)客户表示层。该层包括了基于浏览器/服务器(B/S)结构的Web浏览器,是调用ArcGIS Server开发的功能和访问ArcGIS Server发布数据的公共用户接口。Web浏览器是用户通过其来连接到Web层的用户接口,而桌面应用程序是桌面端程序通过HTTP连接到运行在Web服务器上的Web Services或直接通过企业内部局域网连接到GIS服务器上来获取相应服务器对象的代理。

2)Web应用层。Web应用层主要负责接受用户通过Web浏览器和Web Services发送的请求,并根据用户请求从GIS服务器中获取相应的服务器对象的代理。

该层中的Web服务器用于接受客户端请求并运行Web应用程序和服务。最简单的Web服务器只负责解析HTTP协议,但如果需要增强应用,比如能够解析ASP,JSP等Web程序,就必须在Web服务器上安装额外的组件。开发的基于ArcGIS Server的Web应用程序(ASP.NET网页)和Web服务都在Web服务器上,运行时需要安装ADF Runtime。

3)GIS服务器对象管理层。该层主要是服务器对象管理器(Server Object Manager,SOM)根据Web客户端提出的服务请求进行的内容管理和功能服务管理。GIS服务器的功能是负责管理和运行服务器对象。它包括一个SOM、一个到多个SOC(Server Object Containers)和ArcGIS Server软件开发包。

SOM是一个用于管理地图或定位器等GIS资源的对象,在ArcCatalog中新建服务后添加的Server Object就是一个SOM对象。它本身是一个ArcObjects组件,并且有权限来使用服务器端的其他ArcObjects组件。SOM负责管理一群SOC,即一群进程,如负责将外部访问交给某个进程处理,平衡SOC的荷载。它也是一切访问ArcGIS Server的程序接触到ArcGIS Server的总阀门。SOC是一个进程,当访问一个Server Object(提供地图服务和定位器服务的对象)时系统会根据情况决定是否建立一个SOC,这个进程中可以容纳一个或多个Server Object的访问例程。

4)数据库管理层。该层主要负责为SOC提供相应的关系型数据库(ArcSDE)和SCADA接口数据库中的数据,其内容主要包括配网地理信息系统的属性和空间数据库和配电网的实时数据,此外还包括基础的地理要素的空间属性,如河流、建筑物、居民地、数字高程等信息。

该系统最终增强地图显示处理能力、数据查询分析能力、容错能力、二次开发能力、网络拓扑分析能力、数据转换能力等。其中针对二次开发能力,建议试点进行一两条线路的在线监测与实际系统的无缝隙链接,以便实现异常情况报警、故障处理分析等功能。

5 电力地理信息系统功能应用原则

5.1 数据统一与模型统一的原则

数据统一指的是必须对数据源进行统一和规范,即进行统一分类、统一编码。电力企业已知的各项数据源几乎相对独立,数据冗余和数据不唯一的现象十分严重,不但妨碍了正确信息的获取和分析,只有严格进行数据的统一和规范,才能及时、准确、全面地为管理人员提供正确信息,为公司规划、决策、指挥提供科学的数据保证。

5.2 开放性原则

开放性原则必须满足电力企业管理和应用的条块性和集中性,即必须有良好的集成能力,必须满足电力企业的管理和应用不断发展变化的情况,必须具备有良好的扩展和升级的能力,并便于系统的维护。

6 电力地理信息系统的功能应用

系统实施完成后,在Internet企业网内部,Server方运行Oracle和图形数据服务器(Geographic Data Server,GDS),Client端运行基于GeoMedia控件开发的程序。借助于其自身携带的空间数据引擎(Spatial Data Option,SDO),Oracle数据库管理空间数据,并完成高级地理分析功能。GDS实现Server后台Oracle数据库与Client端程序的接口。借助于它,Client端程序调用GeoMedia对象时就不需要了解地理数据格式等地理概念,直接通过GDS读取。Client完成显示及简单地理功能。在Internet广域网中,其他兄弟单位借助于标准浏览器(如IE5.0等)通过;WebMap(Internet空间信息发布工具)即可查询地理信息。当增加工作节点时,不需要安装终端程序,减少系统故障和后期维护,且使用方便。在试点线路加装数据综合采集模块[4]。主要实现功能有3个方面。

1)对所辖区域电网分布情况、电网运行情况、周边特殊环境状态等相关数据和图像通过无线网络(GPRS/CDMA)或专线上传到控制中心主站。控制中心可对监测点进行远程控制,并对采集到的数据进行统计分类,台账打印和图例分析等。

2)在电力抢修车上安装GPS定位装置。系统能够根据抢修车上的GPS位置数据精确定位抢修车所在位置,并在指挥中心地图上进行显示,立即制订抢修方案,及时排除故障恢复供电。

3)能够对高压运行中的杆塔进行全天候的在线监测。系统通过GSM/SMS方式对数据进行传输,后台系统综合各种参数,根据倾斜监测数据发展趋势,及时了解运行杆塔的安全、可靠状况。对超标杆塔倾斜状况及时进行多种方式预报警,指导检修和维护。最后整合已安装的防盗装置,将装置端口与系统集成。

电力地理信息系统的开发和应用,将极大地提高输配电设备运行的安全性、经济性和可靠性,实现输配电网的大量信息和地理图形信息的有机结合,直观地反映电网的实际运行情况,可为各级管理人员、业务人员及野外作业人员的工作带来极大的方便。这不仅提高工作效率和管理的质量,也有利于加强各部门之间的密切合作和互相协调,提高供电企业的社会形象,产生巨大的社会效益,也将为供电企业带来可观的经济效益。

参考文献

[1]李功新.基于GIS的电网生产管理系统建设与应用[M].北京:科学出版社,2008

[2]承继成.数字中国导论[M].北京:电子工业出版社,2009.

[3]陈琼.地理信息系统在电网中应用优势的探讨[J].青海电力,2005(1):2-4.

管理信息系统开发应用思考研究论文 篇2

一、关于管理信息系统的含义概述

所谓管理信息系统主要就是指通过计算机等网络信息技术的方式对相关企业的信息资料进行全面的整理储存，及时关注其产生的变化，进而能保证在规定的时间范围内找到需要信息，避免影响到企业的顺利运行，同时也能为企业的日后相关决定奠定良好的基础。除此之外，管理信息系统不仅关系到企业内部的整体运行，还能对企业的未来发展产生间接性的影响，占据着重要的社会地位。

二、管理信息系统在具体开发过程中存在的问题分析

由于管理信息系统具有复杂化和大型化的特点，因而极为容易受到传统开发观念带来的影响，致使管理信息系统开发过程中存在一些问题，具体如下。

（一）通过管理信息系统制造出的模型较为呆板

由于以往传统形式的管理信息系统主要将研究重点放在了理论开发上，因而其对于软件工程的具体描述只在信息系统具体实践阶段才简单大致的提到一下，进而致使在现今的高等教育结构中，管理信息系统开发中并不包含一个软件工程思想课程，这样一来容易产生的最直接结果就是管理信息系统的开发人员在具体开发过程中容易产生一个较为呆板的管理信息系统模型，不利于促进管理信息系统的健康发展。

（二）项目管理力度不够，容易致使质量评估不完整

通常在进行管理信息系统的开发时，其研究的重点内容都是系统规划和开发环节，进而就对系统具体实施和项目管理等深层不深的理论内容处于忽视状态。但事实却是要在管理信息系统开发过程中加强项目管理的实施力度，在对其纯软件准确度量的同时还要对开发进度合理控制，进而进行准确科学的质量评估。除此之外，还要求相关工作人员对管理信息系统的分析结果展开全面的度量评估，在其達到合格标准之后方可进展开全面实施，而实施成效只能利用软件质量标准进行度量，从而进行实际运行阶段。

（三）频频出现重复开发现象，造成资源大量浪费

在新时期发展的背景下，大多数管理信息系统的开发人员都感受到了其开发存在的难度在大大增加，并且由于管理信息系统具有体积较大的特点，再加上不具备专业化的理论指导，导致其在开发过程中需要充足的时间准备，这样一来就极容易出现重复开发和资源大量浪费的情况出现，使管理信息系统开发无法实现预期的效果，逐渐使管理信息系统的投资者和开发者失去了信心。

三、软件工程思想在管理信息系统开发中的具体应用分析

（一）合理有效使面向对象分析方法

在目前的管理信息系统开发中，面向对象分析方法已经得到了一定的成效，并且由于其逐渐形成了较为成熟化的思想理论。因此在管理信息系统开发过程中完全可以将其合理使用，进而充分发挥出其在管理信息系统开发中的功能。例如：在使用面向对象分析方法时，要积极引入对象的具体概念，利用对象来描述实体，进而对实体关系图、消息传递图、类结构图及对象状态转换图等信息展开综合性的评价分析，建立非结构形式的模型。除此之外，在必要状态下，相关开发人员还可以积极引入形式化方法，对使用用户的实际需要充分满足，从而设计制造出科学合理化的管理信息系统。

（二）加强对项目管理的重视和过程的管理控制

项目管理作为软件工程中十分重要的环节，其主要存在的意义就是在软件工程中制定合理的项目计划方案、明确开发人员的工作任务、严格按照开发计划、成本管理及质量管理的标准展开软件开发，进而顺利完成软件规定的相关任务。同时项目管理又是影响软件是否有效开发的重要因素，因此软件工程在项目管理中的软件度量、质量度量及可靠性度量等环节都已制定了量化模型，而开发人员在进行管理信息系统开发时不但能够合理利用这些模型对管理信息系统建设展开有效的管理，还能选择出一些科学化的理论模型用于管理信息系统的开发评估中，从而最大限度提高管理信息系统的开发效率和质量。

（三）合理使用构件技术，尽可能减少重复开发行为的出现

若想有效保证管理信息系统软件的顺利开发，不但要具备标准需要，还要拥有先进性的避免重复开发的方法，而软件工程思想可以将开发重点由自身理论研发过渡到软件生产环节。换句话说，构件可以在软件生产过程中作为零件应用到新管理信息系统中。在此以建筑结构上的预制板为例，而构件就相当于预制板中的一部分，这样一来就是通过构件来生产预制板，而预制板形成高大建筑物。由此可知，构件技术能够有效避免出现重复开发的现象。

四、结语

地理信息系统在测绘中的应用研究 篇3

关键词：地理信息系统；测绘；应用

地理信息系统作为计算机系统，其主要是对地理信息的输出与输入，并有效显示地理参考信息。一般地理信息系统能够综合分析和整理存入系统中的数据，从而满足行政管理和工程设计的要求，并利用直观的数字图像信息，显示出最终的结果[1]。随着科学技术以及信息技术的发展，人们对信息精确度的要求的越来越高，地理信息系统将会进一步完善，广泛应用在各个领域内。

一、地理信息系统概述

地理信息系统作为一种空间信息系统，其充分利用计算机技术，有效收集、管理、存储、整合及显示地理数据，并在利用系统的同时，有效研究其理论方面的知识；同时能够在一定程度上支持相关行业的发展。一般而言，地理信息系統的主要功能就是专业化管理地理信息，并集中处理相关的地理信息。随着科学技术以及信息技术的进步，地理信息系统不断变化和改进，其系统的功能也不断改善，在资源的发展规划以及管理中发挥着十分重要的作用[2]。

地理信息系统在进行运行时，主要是利用地理数据以及计算机程序间的相互作用，从而建立相应的空间信息模型，确保其使用功能的顺利实现。地理信息模型能够抽象模拟出实际的地理情况以及现实的地理空间；此外，用户可以结合自身的实际需求，观测地理信息模型，并从中获取所需的相关数据，为决策和管理提供信息依据。

二、地理信息系统在测绘中的具体应用

一般来讲，地理信息系统在测绘中的应用具体体现在五个方面：一是数据采集；二是数据显示；三是数据管理；四是数据处理；五是资源调查。

（一）数据采集的应用

在储存数据时，要想有效实现矢量及栅格这两种形式，在测绘初期，必须要抽象处理及离散监测的对象。一般在储存非空间数据时，要想实现数字化，可以对数据进行人工测量；同时也可以利用先进的仪器，对数据进行扫描，并利用全球定位系统，明确相应地坐标[3]。此外，在对地理信息系统中的坐标进行处理时，可以采用遥感技术加以处理。

（二）数据显示的应用

一般地图特征主要包括单一符号、的那一地图、相应字段属性以及相关多重属性的表达表示等。在表示相应字段属性的数量时，可以采用分级密度值、颜色以及符号的方式。地图上单一的符号能够对相应对象分布的密度程度进行直观展现。如在在地图上用点表示城市居民的居住情况，这样能够直观了解到地图中居民的分布情况，当然在对相应区域的道路被密集程度进行表示时，可以在地图中用线条标出。

（三）数据管理的应用

在城市测绘的过程中，一般用点来表示城市桥梁、交叉口以及道路等；用线来表示城市道路中通讯线、边线以及中线的走向；用面来表示城市建筑物。将这些数据进行集中，并对其进行合理组织，从而形成地理数据库。在该数据库中，城市测绘要素集的构成包括道路交叉口以及道路线；数据库中的管理要素集包括电力设备以及通讯线路等。

（四）数据处理的应用

地理数据具有空间、时间以及属性特征。一般在城市测绘中，城市的道路以及建筑是测量的主要对象，其中属性特征包括客观属性以及主观属性。在策划你是测绘中，客观属性主要表现为城市道路交叉的形态以及道路的名称；主观属性主要表现为城市道路交叉口以及道路的交通量。

（五）资源调查中的应用

社会经济的发展以及城市化进程的加快，加剧了人与资源的矛盾，而遥感技术、全球定位系统以及地理信息系统技术能够在一定程度上缓解土地资源紧缺的状况，因此加大科学研究力度，整理规划土地资源，对资源进行优化配置，从而促进社会的健康稳定发展[4]。一般而言，地理信息系统技术充分利用地理信息系统的平台，扩展应用系统的功能和结构，从而确保信息能够实时、快捷以高效的获取；同时在系统运行过程中，利用计算机的软件和硬件，有效采集资源空间的数据信息，并客观处理这些数据。此外，结合相关的地理坐标以及空间位置，对数据的编辑加以强化，从而实现资源自动化管理。

三、地理信息系统在测绘中的应用前景

在测绘中充分应用地理信息系统，能够保证测绘工作的科学性以及准确性。同时，在测绘工作中将地理信息系统与全球定位系统及遥感技术进行有效融合，能够将单纯的获取信息服务转变为决策管理的重要组成部分，确保设计更为高效、决策更为科学、规划更为合理、管理更为严格。由于地理信息系统功能的特殊性，因此其在测绘工作中的应用较为广泛，满足了空间分析的需求。今后，地理信息系统将会有效结合CI技术以及SDA技术，从而形成模拟引擎分析，实现时间与空间的一体化。

结束语：地理信息系统经历了较长的发展历程，在发展过程中充分利用了先进的信息技术与科学技术，促进了地理研究以及城市建设的发展。分析地理信息系统中应用的技术，能够有效提高技术水平，改善其使用功能。就目前来看，在测绘工作中充分应用地理信息系统，不仅能够提高测绘技术的水平，促进社会的发展，还能在城市建设过程中，提供参考依据。随着地理信息系统的广泛应用，人们利用地理信息系统的同时，对其功能的要求更为重视，因此必须要对其进行大胆创新，取其精华，去其糟粕，从而促进测绘技术的可持续发展。

参考文献：

[1]杨力红.地理信息系统在测绘中的应用分析[J].中国地名，2014，03：62-63.

[2]赵科.浅谈地理信息系统在测绘中的应用[J].科技创新与应用，2013，19：133.

[3]孙文英.浅谈地理信息系统在测绘中的应用[J]. 电子世界，2013，10：100.

给水设施地理信息系统的应用与研究 篇4

地理信息系统 (Georgraphical Information Sysytem, 简称GIS) 经历了五十年的发展, 其理论与技术日趋成熟, 应用领域不断扩大, 已成为科学研究、资源与环境管理、城市与区域规划、市场分析、公共事业管理、工矿企业选址、交通运输规划等领域中分析问题, 解决问题和辅助决策的重要工具。

利用GIS技术和给水工程技术相结合, 解决供水行业管网生产、运营、维修、管理中的问题;利用这种综合技术提升提升供水行业的服务水平、管理水平、运营水平以及企业的综合经济效益的方法;研究行业中各个相关系统间数据的无缝连接;研究如何解决工程技术的资料存储和提高利用效率的问题。

2 地理信息技术在供水行业的目标

提高水资源利用效率, 降低管网漏水以及管网紧急事故的抢修方案, 为给水管网数学模型提供管网拓扑结构, 实现与管网水力模型的无缝隙连接, 为各类给水设施的日常管理、检修提供高效的技术手段。为供水行业的工程技术资料管理, 给水管网规划设计、优化及改建扩建的提供技术方案。为供水行业中的各类供水设施提供准确定位。

总之, 系统的三大总体目标是:一要能科学、高效地对供水设施所有数据进行科学有效的管理, 完成各类相关业务的查询、统计功能;二要能通过各种空间分析手段, 对管网进行设计、施工、安装、改造、抢修等工作提供高效、科学的辅助决策, 提高社会经济效益;三要能成为水力模型的数据仓库。

3 给水设施地理信息系统的设计及其功能

3.1 给水设施地理信息系统的建设目标

给水设施的信息化管理, 全面实现给水设施档案的数字化管理, 形成科学、高效、丰富、翔实的给水设施档案管理体系, 建立分级、分布式的给水设施中央数据库。

3.1.1 科学高效地进行爆管抢修等事故处理, 能够快速准确地提供爆管信息及抢修施工方案。

3.1.2 在微观上实现对供水企业资产的动态管理方式。为供水企业的地下、地上的固定资产管理提供帮助, 使地下不可见的管线变成“可见”。

3.1.3 高效、生动直观地定位管道、阀门、水表、水厂、泵房等给水设施, 为实际生产运行提供可靠的依据。

3.1.4 实现给水设施信息能为供水企业各工作场所的实时使用, 其系统动态更新、可维护性很重要。

3.1.5 为管网施工提供图纸依据。准确定位管道的埋设位置、埋设深度、管道井。阀门井的位置、供水管道与其他地下管线的布置和相对位置等, 以减少开挖位置不正确造成的施工浪费和开挖时对通讯、电力、煤气等地下管道的损坏带来的经济损失甚至严重后果。

3.1.6 统计和发布供水企业各类供水设施的管理及经营信息。

3.1.7 为动态水力数学模型系统及水质模型系统的建立提供基础的管网拓扑结构图。

3.1.8 建立给水设施数据与系统维护管理中心, 建立公共数据交换服务平台。为供水企业各种给水设施进行规划、改建、扩建提供图纸及数据依据, 对管网的改扩建的规划、改扩建后的运行进行计算机模拟, 辅助管网规划方案的优选。

3.1.9 利用现代网络通讯技术, 实现供水企业各个管理部门的远程使用, 实现给水设施数据的共享, 真正达到管理信息化工具的最佳利用效果。

3.2 给水设施地理信息系统的设计思想

系统的设计与实现基于三层体系结构 (Three Tiers) , 将充分利用C/S结构和B/S结构。对于以数据 (含空间与非空间数据) 的查询和浏览为主的应用 (包括Internet信息发布应用) , 将完全采用纯Internet的形式, 利用Web GIS技术实现空间数据查询、浏览与简单空间分析的应用, 充分利用B/S结构有利于系统的集成。

对于需要修改、编辑、处理和分析大量复杂空间数据的后台应用, 为了提高运行效率, 将充分应用比较成熟的Client/Server结构, 如数据建库与更新、查询分析和统计功能。大部分功能模块采用组件 (Component Based Development) 开发技术, 将底层模块封装为应用组件, 通过应用组件的组合搭建系统, 以实现软件模块的重用和软件的共享。GIS应用的开发也基于组件技术, 采用组件式GIS软件进行开发, 这样可以方便地实现各功能子系统的一体化集成。

对于系统C/S部分客户端和服务器端软件的开发, 将采用全组件式GIS软件-Super Map Objects进行开发。Super Map Objects采用全组件的思路, 将GIS的功能全部封装成组件, 功能涵盖了数据管理、地图可视化、专题图制作、拓扑错误处理、拓扑关系建立、影像压缩与配准、数据转换、三维建模、三维可视化、各种栅格与矢量空间分析、空间查询、属性统计、布局、打印输出等, 可以根据用户需要, 灵活选用自由定制。与某些国外同类大型组件式产品不同, Super Map Objects可以脱离其桌面软件单独发布和部署。提高了灵活性和系统运行效率、同时也有利于降低部署成本, 适合于开发各种行业GIS应用软件产品, 有利于行业推广。

对于系统B/S部分信息的发布, 采用高效的Web GIS软件--Super Map IS, 它是唯一连续多年获得科技部测评推荐的大型Web GIS开发平台, 以其效率高、开发方式方便、灵活而深受国内外用户欢迎。Super Map IS支持地图引擎 (功能) 的开发, 也支持客户端页面 (表现) 的开发, 同时提供了模板式的开发方式。基于Super Map IS, 用户可以快速创建各种有关空间位置信息分析的Internet/Intranet应用系统和网络服务。Suepr Map IS具有强大的GIS功能和网络并发能力, 具有多级缓存、服务器群集、数据压缩等特色技术, 开放的系统框架具有高度可伸缩性、扩充性和安全性。

3.3 地理信息系统的软件体系构架

软件设计与实现将采用面向对象的方法, 以软件对象 (类) 和逻辑相关的软件对象构成的应用组件 (Component) 为基础进行开发, 利用系统分析与设计过程构造的UML类图和类图基础上构造的UML部件视图 (Component View) 进行编程和组织。在具体实现上, 将按业务职能和机构组成划分应用子系统, 子系统实际上是应用类与部件的逻辑组合, 各子系统通过共享类与部件实现数据的共享。

系统组织结构采用C/S和B/S两种体系结构相结合的模式。C/S结构主要用于实现图形与属性数据的输入、修改、编辑更新、查询、检索、处理、分析、制图、统计和报表生成等功能。B/S结构主要用于实现图形与属性数据查询、检索功能, 构成信息查询与检索子系统。这种体系结构的优点是降低了GIS平台的成本和系统使用难度。

3.4 地理信息系统的数据库设计

系统采用关系数据库管理统一空间数据和非空间数据, 确保空间和非空间数据的一体化集成。在综合考虑各种可选的方案的基础上, 选用SQL Server 2000作为数据库管理系统, 国产GIS软件Super Map SDX+作为GIS空间数据引擎, 通过Super Map Desktop处理图形数据, 形成空间数据, 并与非空间数据结合在一起, 进行图形属性扩展, 统一管理空间与非空间数据。这种存储管理方式彻底结束空间数据的图形和属性分离的落后管理模式, 所以系统中不存在纯粹的图形数据库和属性数据库。

3.5 地理信息系统的网络体系构架

3.6 给水设施地理信息系统的功能

给水设施地理信息系统是解决供水企业给水设施的空间位置、逻辑拓扑结构和爆管的解决方案 (当然也涉及到供水的最终用户) 等问题。在现实生活中, 给水设施不但分布范围较广, 供水管线更是在暗处, 看不见摸不着, 供水企业管理部门对管线的走向、相互间距、埋设深度、管线敷设的时间、管材等信息无法直接了解, 对给水设施的管理和管网的科学运行造成许多不便。给水设施地理信息系统 (GIS) , 它包含了输配水管网所有给水设施, 能够对供水规划、设计、调度、抢修和给水设施资料档案管理提供强有力的科学决策依据, 是一个综合信息系统。从主要功能上分为以下7个子系统:

3.6.1 数据管理子系统

可以提供基础地形数据和给水设施数据的输入、转换、输出和更新功能。本系统的数据除给水设施数据外, 还有城市基础地理信息数据作为背景数据, 如道路、建筑物、水体、绿地等城市大比例尺地形图包含的与供水相关的图形数据。对于给水设施数据建立给水设施数据库, 对于地形图建立地形图数据库, 并进行了矢量化处理。

(1) 数据输入功能

在所有的给水设施数据进行输入前, 必须先完成数据字典的输入工作。

①井室设施的输入;②管线设施的输入;③其他给水设施的输入④快速查询辅助点的输入。

(2) 数据输出功能

①图形 (地形图与给水设施数据组合) 文件形式输出;②图形 (地形图与给水设施数据组合) 打印输出;③查询统计后的给水设施数据文件及打印输出;④具体给水设施数据信息输出;⑤给水设施整体拓扑结构图的输出。

输出给水设施拓扑结构图是为了使GIS系统中的给水设施数据信息进行资源共享, 实现供水企业信息化多系统集成, 为水力数学模型系统及其他信息系统提供基础设施数据。

3.6.2 查询统计子系统

系统可以直观地表示给水设施的空间分布状况, 并能将给水设施各种图形与设施属性有机结合起来, 由设施图形分布状况查询和检索有关的给水设施的属性资料, 也可以由属性资料查询给水设施的的分布状况。 (支持模糊查询方式)

为了使系统的查询功能更加强大, 将地形图数据中的建筑物名称和给水设施名称有机的结合起来形成一套实用性很强的快速查询体系, 用户只需要输入大概的地理位置名称就可以查询到相应的给水设施所在的地理位置。

3.6.3 给水设施管理子系统

该系统是给水设施管理的工具。比如:管理者可以进行给水设施的资产评估管理、设施节点之间的距离测量、各管理区域供水面积的量算、供水管段的类型、铺设时间、大用户等方面的信息处理, 并能进行图形化界面展示。给水设施在地理位置上分布的不同, 造成对管理要求的不同, 在道路主干线上的分布和进入居民小区的分布就有很大的区别, 市政道路上的管网分布较分散、而且主管线较多、分支节点少, 虽然是地位上比较重要但却相对较好管理;而进入居民小区后, 管线分布具有密集、分支节点多等特点, 而且直接面对居民用户, 这就对管理上就提出了更高的要求。

3.6.4 用户管理子系统

对于供水企业不同类型的缴费用户, 本系统可以使每类用户的分布情况有非常直观的展现, 对科学化用户管理, 将产生极其深远的影响。

3.6.5 管网事故分析子系统, 如图4

实际操作过程是:当给水设施事故举报人说明事故地点后, 用快速查询的方式找到给水设施的具体位置, 同时管网及其他的设施分布也在已在系统上显示出来, 针对于是管线设施事故还是井室设施事故的不同, 利用系统的空间分析功能, 得出事故中所涉及的井室及管线信息, 并在抢修工作之前就可以得到第一手的资料, 并得到停水所要涉及的范围和具体用户, 确定一套关阀方案和应急备用方案。

本篇论文提供了部分给水管网地理信息系统爆管分析代码段 (见附件)

3.6.6 系统维护子系统

包括系统数据的备份、数据字典的管理、系统的安全。

(1) 数据的备份:①地形图数据的备份;②给水设施数据的备份③系统数据的备份。

(2) 数据字典的管理

(3) 系统的安全

①系统级。要求系统用户需注册登记, 并配有口令, 每次使用系统时, 都需要进行登录, 然后输入用户口令, 方能进入系统, 同时系统产生该用户的使用日志。

②用户级。系统对用户分类并限定各类用户的给水设施访问权限。

3.6.7 网上发布子系统

网上发布子系统是利用网络技术, 实现信息在Intranet上的发布, 该部分功能根据用户要求作为一项扩展功能。

4 给水设施地理信息系统的技术性能指标、经济性能指标

当发生突发性事故时, 可根据其发生的节点或管段进行计算机操作, 得出关阀方案以及事故影响供水范围和具体用户。

支持大量用户的并发访问;海量的空间及属性数据的管理;系统数据包含了给水设施数据、地形图数据、参照图数据三部分内容。这三部分数据量很大, 尤其是地形图数据, 虽然更新率较低、相对稳定, 对这部分数据的处理重点放在了调用速度的优化处理上;全要素作业图纸的输入、输出;

(1) 给水设施地理信息系统应达到的时间性技术指标

BS结构下平均调图显示时间:5秒;

BS结构下平均查询处理时间:5秒;

CS结构下平均调图显示时间:3秒;

CS结构下平均查询处理时间:3秒。

(2) 给水设施地理信息系统的经济性指标

对于供水企业来说, 本系统的使用使其在科学管理上提升一大步, 在减少人工成本、节能增效、降低管网漏损率、提高抢修速度和资产管理上都有明显的经济效益。现就其具体产生经济效益的部分进行经济指标的计算: (1) 通过提高供水企业的管理效率, 减少了人工成本产生, 创造经济效益。 (2) 降低了因地下管线的不明造成施工事故的机率所产生的经济效益。 (3) 系统中对于事故处理分析的功能使管网维修部门提高了工作效率, 降低劳动强度、减少维修时间所产生的经济效益。

5 地理信息系统的风险

一个项目的实施无论做了多么详细的论证, 其潜在的风险也是存在的, 正因为意识到了这点, 我们才要对其作出正确的分析, 并采取相应的措施, 将项目建设的风险降到最低, 达到项目建设的目标要求。

市场风险:由于项目服务对象属于国家特许经营行业, 国家定义这类企业为城市公用企业, 所以企业没有太多的资金投入到这类项目中 (几乎所有水司的水价都是倒挂的, 企业利润极低) 。

技术风险:风险主要来自于数据格式的转换以及相关系统的无缝连接。

管理风险:主要是给水设施资料的更新以及如何及时的反映到该系统中。

摘要：供水行业是涉及国计民生的城市基础性行业, 城市的供水设施及其运行是一个纵横交错的巨大网络, 具有十分复杂的空间和非空间属性, 如何利用地理信息系统技术来解决供水行业在生产设施管理、维护、运行等方面存在的问题, 从而提高行业的生产效率和社会服务水平, 实现了社会效益及经济效益的双赢, 是信息化技术在供水行业应用中的目的。文章重点介绍了以SuperMap为平台, 地理信息技术在供水企业中的开发、应用、及其效益。

地理信息系统应用研究 篇5

学业论文

铁路信息系统建设和应用有关问题研究

学院：电子与信息工程学院

班级：计算机科学与技术093班 姓名：陈 群

学号：200909907

摘要：本文认真总结了铁路信息系统建设和应用取得的显著成绩，深刻分析了铁路信息系统建设和应用中值得重视的问题，重点研究了铁路信息系统建设和应用的发展趋势，明确提出了加快推进铁路信息系统建设和应用的工作思路及具体措施。

关键词：铁路信息系统；建设和应用；对策措施

铁路信息系统是运输组织、客货营销和经营管理工作不可或缺的重要组成部分，对建设和谐铁路、实现铁路现代化具有重要的支撑和保障作用。信息系统建设质量和应用效果是铁路信息化工作最基础、最重要、最核心的问题。工作实践中，在总结铁路信息系统建设和应用取得显著成绩的基础上，对铁路信息系统设计研发、资源共享、安全保障、推广应用和运行维护等问题进行了认真思考、深入分析和重点研究，提出了加快推进铁路信息系统建设和应用的对策措施。

1、铁路信息系统对推进运输组织、客货营销和经营管理工作发挥了重要作用党的十六大以来，全路把大力推进信息化作为实现铁路现代化的战略重点，坚持“五统一”（统一领导、统一规划、统一标准、统一资源、统一管理）和安全发展的原则，按照总体规划、分步实施、重点突破、早见成效的要求，紧紧围绕建设和谐铁路、实现铁路现代化总体目标，牢牢把握铁路信息化建设主攻方向，以科学务实的态度和勇于创新的精神，大力推进《铁路信息化总体规划》的实施，先后建设了铁路运输管理信息系统、客票发售和预订系统、列车调度指挥系统、调度集中系统、列车运行控制系统、编组站综合自动化系统、车辆运行安全监控系统、车号自动识别系统、财务会计管理信息系统、办公信息系统、货运大客户管理信息系统、建设项目管理信息系统、统计分析系统等一大批应用系统，取得了长足的进步，铁路信息化水平显著提升，对加强和改进运输组织、客货营销、经营管理工作发挥了重要作用。特别是在实施第五、六次大面积提速调图、建设铁路客运专线、青藏铁路和铁路局直接管理站段体制改革中，铁路信息系统提供了强有力的技术支撑和保障。各铁路局、专业运输公司结合实际，在实施铁道部统一软件的基础上，利用现有网络和系统资源，开展了卓有成效的应用，取得了显著的成绩。

2、铁路信息系统建设和应用中值得重视的问题当前铁路信息系统建设和应用中也存在一些值得重视和亟待解决的问题：（1）需求分析、设计深度、开发水

平需要进一步加强。将现代信息技术与业务管理有机地结合起来，使系统功能满足管理要求，实现流程再造，提高系统应用效果，更好地发挥投资效益。（2）共享程度需要进一步增强。过去铁路信息系统多为单独建设，设备独立配置，自成体系，形成了许多“信息孤岛”。铁路信息网络、共享平台、数据中心等基础设施建设相对薄弱，信息共享程度和综合利用水平较低，运行维护管理难度和成本支出较大。（3）标准制度需要进一步完善。相关的政策法规、技术标准、管理制度还不够健全完善，既有规章制度落实的不到位，依法规范、严格程序还需要进一步加强，信息工程监理力度需要加大。（4）应用程度需要进一步提升。运力资源管理、经营资源管理方面及一些重要生产部门信息化水平较低，急需加快信息系统建设。（5）部分信息系统需要进一步优化。早期研发建设的信息系统，设备使用时间较长，软件需要优化升级。（6）网络与信息安全需要进一步强化。安全风险和隐患仍然存在，安全压力很大，迫切需要增强安全意识，强化安全管理，深化安全风险研究，加大宣传教育力度，全面落实安全保障措施，确保铁路网络和信息系统安全稳定运行。（7）队伍力量需要进一步充实。既有人才资源存量不足，高层管理人才缺乏，知识结构不尽合理，大力强化专业技术培训和提高队伍整体素质是当务之急。

3、铁路信息系统建设和应用的发展趋势

3.1从技术驱动向业务应用驱动转变铁路信息系统建设在充分运用现代信息技术的同时，更要注重从我国国情路情实际出发，紧密围绕运输生产和管理需要，建立符合铁路业务需求的、以应用为先导的铁路信息化科学发展模式。

3.2从信息资源分散使用向资源共享和综合利用转变采取强有力的管理措施，加大资源整合，加快系统集成，建设铁路信息资源共享平台，最大限度地实现运输组织、客货营销、经营管理业务信息系统间的信息共享，实现信息资源的优化配置。

3.3从偏重信息系统建设向建设与运维并重转变在铁路运输业务对信息化需求日益增长、信息系统规模不断扩大的形势下，铁路信息化建设处在一个重要的发展时期，加强已建铁路信息系统的管理和运行维护尤显重要。必须摒弃铁路信息化发展中重建设、轻运维的思想，建立健全科学合理、保障有力的铁路信息系统运行维护管理机制，完善相应的铁路信息系统运行维护管理制度和标准规范，落实铁路信息系统运行维护费用，强化系统的日常管理，及时更新改造设备和优化升级应用软件，充分发挥其在铁路运输生产和管理中的重要支撑和保障作用。

3.4从注重系统应用向统筹应用和安全发展转变铁路信息系统的应用要以安全为前提，必须高度重视网络与信息安全工作，主动预防、综合防范，积极探索和把握铁路网络与信息安全的内在规律，强化和规范铁路网络与信息安全管理制度，健全完善铁路网络与信息安全保障体系，确保铁路网络和信息系统安全稳定运行。

4、加快推进铁路信息系统建设和应用的工作思路及具体措施

4.1更新理念，拓展思路，全力推进铁路信息系统建设和应用以科学发展观为指导，围绕和谐铁路建设战略部署，坚持铁路信息化建设“五统一”和安全发展的原则，以铁路运输组织、客货营销、经营管理三大领域为重点，全面推进《铁路信息化总体规划》的实施，不断探索铁路信息系统建设和应用在新形势下的组织方式、运行机制和实施方法，及时采取相应的政策和措施，保证铁路信息化的可持续发展，为建设和谐铁路、实现铁路现代化提供强有力的技术支撑和保障。

4.2加强管理，创新方式，不断提高铁路信息系统建设和应用水平以业务为驱动，以服务为宗旨，全面提升铁路信息系统需求分析、工程设计、软件研发、试点推广、监理验收、总结分析等环节的质量，大力提高铁路信息系统建设和应用水平。（1）全面履行信息化管理部门规划编制、标准制定、协调指导、组织推进、安全应急、审查监管、宣传培训的职责，转变工作方式和工作作风，加强与综合管理部门、信息系统业务主管部门和系统研发、技术支持服务单位的协调与沟通，做到既要总揽全局、统筹规划，又要抓住影响发展的突出问题和重点工作，着力推进、重点突破，提高工作质量和工作效率。（2）转变建设和管理方式，提高发展质量和效率。切实加强规划管理、标准管理、需求管理、开发管理、建设管理和安全管理等工作，做到结构合理、资源优化、信息共享、基础扎实、管理规范、安全稳定、成效显著。（3）科学决策。运用科学的方法，按照严格的程序，从搞好顶层设计开始，严格申请立项、评审论证、项目管理、评价考核各环节的管理，精打细算，科学决策。（4）规范流程，严格把关。在信息系统建设立项上，坚持从源头抓起，符合《铁路信息化总体规划》要求，保证各信息系统建设按照主攻方向推进；在信息系统技术方案审查上，严格把关，凡是不符合标准的不能

通过；在信息系统推广应用上，坚持“先试点，后推广”的原则，凡是没有通过技术审查的，一律不能推广应用；在信息系统工程建设上，建立信息系统工程建设监理制度和竣工验收制度，严把工程质量关。

4.3突出重点，抓住关键，着力推进铁路信息化规划、标准和制度建设坚持高起点、高标准、高质量的工作思路，用发展的眼光和辩证的思维，从全局的高度出发，进一步推进铁路信息化专项规划的编制和发布工作，健全完善铁路信息化标准体系，尽快制定和完善铁路信息化各项管理制度，切实抓好各项规划、标准和制度的落实，规范操作，依法行政。

4.4科学规划，统筹考虑，进一步推进信息资源共享，提高信息资源综合利用水平铁路信息系统建设需求旺盛，信息资源共享需求迫切。（1）坚持把信息资源共享作为铁路信息化工作的中心任务，制定标准，严格把关，加强协调，强力推进。（2）坚持把加强信息资源共享基础建设作为工作重点，结合专项规划编制和科研项目，积极推进铁路信息共享平台、数据中心方案研究，大力推进信息化基础设施建设，全面提高铁路信息系统的整体效益。

4.5增强意识，源头把关，提高铁路网络和信息系统的安全保障能力坚持把网络与信息安全保障体系建设作为铁路信息化工作的重点来抓，全力推进铁路网络与信息安全工程建设和各项管理工作。（1）充分认识在新的历史发展阶段做好铁路网络与信息安全工作的极端重要性，牢固树立“安全第一”的思想，下大功夫、花大力气把铁路网络与信息安全工作做好，特别是确保铁路重要信息系统的安全稳定运行。（2）提高信息系统研发质量，严把审查、审核关，从源头上落实网络与信息安全要求，增强系统的可靠性、适用性和安全性。（3）针对计算机、网络等设备特点，落实安全责任，盯住关键时段、关键部位、关键环节，把日常检查、专项检查和阶段性重点检查结合起来，进一步加强对设备的监测，实施网络与信息安全动态管理。（4）认真落实铁路网络与信息安全信息通报制度，强化信息通报意识，从源头上做好预警防范工作；规范工作程序，丰富信息内容，提高信息质量；加大考核督查力度，确保上报信息的及时、准确和完整。

4.6创新机制，完善手段，推进铁路信息系统运行维护管理体系建设，提高运行维护水平进一步建立健全铁路信息系统的运行维护管理、运行评估等制度，优化信息系统故障处理流程，建立信息系统运行异常事件统计分析机制。深入研

究运行维护技术，完善运行维护的技术手段和维护方式。积极推进铁路信息系统运行维护费用归口管理、分级纳入预算的工作。适应现代信息技术和运行维护岗位职责的需要，努力培养、造就计算机系统、网络、数据库和中间件等维护方面的专家和人才，不断提高运行维护水平。

4.7加大力度，强化培训，提高铁路信息系统队伍自身能力和整体素质采取有效措施，加强铁路信息系统管理和技术人员的政治理论、业务知识和现代信息技术的学习；不断创新培训方式，加大培训力度，提高培训质量；充分发挥铁路专业技术带头人和青年科技拔尖人才的作用；认真周密地做好铁路信息系统人才储备，为铁路信息化发展奠定坚实的基础。

5、结束语

地理信息系统应用研究 篇6

【关键词】计算机；信息技术；交通；应用

交通运输对经济的发展起着非常重要的作用，而计算机信息技术以高效性和集成能力，为交通运输系统的建设提供了充分的技术支持。提高了运输效率，优化了资源配置。减轻了交通的压力。

1.计算机信息技术在交通运输中的应用领域

（1）不停车收费系统（又称电子收费系统Electronic Toll Collection System，简称ETC系统）利用车辆自动识别（Automatic Vehicle Identification 简称 AVI）技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路进行收费数据的处理，实现不停车自动收费的全电子收费系统。使用该系统，车主只要在车窗上安装感应卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费，也无须停车，高速费将从卡中自动扣除。这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。

1）提高车辆通行能力。

车辆装了车载器后，当行驶至ETC车道时，安装在车道上方的检测器接收到车载器发射的信号后，栏杆自动抬起，让车辆通过。因为受检测器读写速度限制，车辆进入ETC车道后需减速，以15公里左右的时速通过最佳。这样算来，每辆车通过收费站进口和出口只要约3秒钟。而人工收费口，每辆车子进入车道经减速、停车、付钱、找零、起步等程序，约需30秒钟。ETC车道将大大提高通行能力。

2）降低燃油消耗。

在节油方面，ETC也是一把好手。由于减少了车辆刹车、起步的频率，使用ETC通行进口、出口可分别节油0.0083升和0.0211升。

3）减少环境污染。

每条ETC车道与人工收费车道相比，减少排放二氧化碳近50%、一氧化碳约70%、碳氢化合物约70%。

（2）GPS车辆导航系统。

汽车GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、滥测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。现在民用的定位精度可达10米内。

在定位的基础上，可以通过多功能显视器，提供最佳行车路线，前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。假如不幸GPS信号中断，你因此而迷了路，也不用担心，GPS已记录了你的行车路线，你还可以按原路返回。当然，这些功能都离不开已经事先编制好的使用地区的地图软件。

车载GPS还有一个很大的功能就是防盗，分为静态防盗和动态追踪两种。前者是指车主离开汽车，停泊的车辆遭遇偷盗、毁坏、移动时，车辆通过自身的监控系统向GPS监控中心发出警报，并自动与车主手机联系、电话报警等。后者则可对行使中的被盗车辆进行定位跟踪、车况监听、车迹记录，甚至控制车辆断电、断油等。

如今一般的中高档车上都装有GPS系统，随着这项技术的不断发展以及服务提供的不断完善，越来越多的人将会享受到GPS所带来便捷。

（3）智能交通视频监控系统。

交通视频监控系统是了解全市交通状况和治安状况的窗口，是公安交通指挥系统不可缺少的子系统。视频监控系统是智能交通系统的一个重要组成部分，建立视频图像监控系统目的是及时准确地掌握所监视路口、路段周围的车辆、行人的流量、交通治安情况等，为指挥人员提供迅速直观的信息从而对交通事故和交通堵塞做出准确判断并及时响应，对监控范围内的突发性治安事件录像取证，为内外事警卫工作服务，起到综合治理效果。现在交通行业应用较为广泛的是市内交通路口、重点地段监控以及高速公路收费站监控等。

1）交通监视和疏导：通过系统将监视区域内的现场图像传回指挥中心，使管理人员直接掌握车辆排队、堵塞、信号灯等交通状况，及时调整信号配时或通过其他手段来疏导交通，改变交通流的分布，以达到环节交通堵塞的目的。

2）交通警卫：管理人员随时掌握交通警卫录像，大型集会活动的交通状况，及时调动警力，以保证交通警卫录像畅通。

3）通过突发事件的录像，提高处置突发事件的能力。

4）通过对违章行为的录像，发挥监控系统在经济效益和社会效益方面的积极作用。

5）通过对以前的模拟矩阵监控系统进行数字化网络改造，使之能够方便地进行全网管理。

根据现在交通监控的实际需要，一般都会在交通路口、车站、商业区、高速公路收费口等重点部位安装可控摄像机或固定摄像机。利用智能交通监控系统，可以方便地实现网络平台的全网视频监控。

（4）车辆调度管理系统。

车辆调度管理系统是应用于各企业单位内管理车队车辆运营的综合性应用系统。系统利用现代化计算机网络技术，为加强企业车辆管理，提高车辆的利用效率、完善工作流程、节约成本，全面实现车队中车辆人员维护管理自动化，给电力运输公司提供了一个科学、规范、系统的管理手段，改善以往人工运行维护管理过程中繁琐的工作流程。从而实现车辆调度与管理决策的科学化和自动化，改善营运状况，提高生产效率和效益。

2.计算机信息技术在交通运输系统中存在的问题及解决方法

2.1发展不均衡，需要国家和政府的支持

受建设进度、投入情况以及业务需求等诸多因素的限制，计算机信息系统的应用水平不高。地区间发展不平衡。如何保证各方面各地区的利益和协调各方面的力量，需要政府主导，来协调各方面的力量和利益，以保证计算机信息技术在交通系统得到充分应用。

2.2资金不到位，需要解决融资问题

计算机信息交通系统涉及的资金量较大，这就需要充分调动各方面的力量，解决资金缺口。可通过发行股票、建设债券、并吸引企业资金和民间资金投入到该系统的建设中来。通过合理的规划和利益分配，各保证各投资方的利益，调动各方的投资积极性。

2.3总体规划性不强，要加强制度规划

计算机信息交通系统的建设要涉及到的项目资金投入和科研经费的使用。要保证系统的有效又不造成无谓的浪费，就必须注意加强对项目的总体规划，并提高对建设项目的经济审核。要充分利用现有的交通运输与管理设施，实现资源共享，并加强对交通信息与交通状况的全面管理。在建设新的计算机信息交通系统时候，不宜另起炉灶，将原有的交通管理模式推倒重来。这既不符合我国国情，又会造成原有投入资金的极大浪费。应该在原有的设施基础上融进计算机网络信息、人工智能等高新技术，从而达到全面提升原有设施的管理水平。

3.结束语

以上是对计算机技术在交通运输系统中的若干分析，随着计算机信息技术发展的日新月异，今后将在更大程度上挖掘（下转第422页）（上接第395页）这一技术手段的潜力，从而提高交通运输能力，优化环境能力，促进经济社会发展。

【参考文献】

[1]张晓玲，刘晓青.我国智能交通系统概况与展望[J].综合运输，2000（04）.

[2]杨平.纵贯欧洲的网络工程——智能交通系统[J].全球科技经济了望，2001（01）.

[3]行业资讯[J].交通标准化，2010（02）.

地理信息系统实验的创新研究与应用 篇7

关键词：行动研究法,地理信息系统实验,地理信息系统

一、引言

培养学生的创新能力是现代教育的首要目标。地理信息系统 (GIS) 课程中的实验教学环节是促进掌握地理信息系统原理知识的关键所在。新技术和新方法不断涌现, 教师在实验课教学过程中也会不断的遇见问题, 也要不断的提高自身。创新性实验的开展, 能够充分地展示学生自我, 施展自身特长, 自我肯定, 从而极大地增强了学生自信心。同时, 还能促进教师的自身教学研究, 解决自己实验教学中所遇到的问题。

在创新性地理信息系统实验中, 行动研究的主体是教师和学生, 客体是实验过程中遇到的问题, 如果要提高大学生的创新能力, 得以新的教学观念来培养教育全体学生[1]。

行动研究法是一种自我反思的研究方式, 适合在小范围内探索实验实践问题的研究, 归纳在实验课程教学中的规律, 寻找存在的教学实践问题, 利用行动研究法进行辅助指导, 解决问题, 从而提高实践教学质量, 促进课程教学模式的改革。采用行动研究法这样的教学模式有利于大学生素质教育和创新能力培养。

二、行动研究法

行动研究法是让研究者发展为行动者, 行动者发展为研究者, 行动者对自己在实践中遇到的问题进行研究, 反过来利用研究得到的成果来指导实践。行动研究法不仅可以使人们在研究中, 提炼出有科学规律的东西, 减少工作的盲目性, 提高工作效率, 也可提高研究者的创新实践素质。

(一) 行动研究法的特点

1.实践性。行动研究把解决实践问题放在第一位。

行动研究法解决的主要是实践中遇到的问题, 研究者把问题归纳总结, 将其发展成课题, 进行研究, 目的是解决这些问题, 得到各种各样的方案, 并把这些方案一一进行检验。因此行动就是解决问题, 具有实践性。

2.结合性。行动者和研究者结合起来, 从实践中来, 到实践中去。在实践中进行研究, 在研究后指导实践, 行动和研究是合作的[2]。

3.发展性。从行动研究的过程看, 行动研究是一个螺旋式往复的发展过程, 以实现总体目标为中心, 对实践中的问题进行解决, 如再出现问题再解决, 实现行动研究同步进行, 体系出一种发展的特征。

4.及时反馈性。实践者直接进入研究, 若出现良好结果, 可以立即反馈到实践中去, 存在一种研究与反馈的动态结合, 体现出反馈的及时性。

(二) 行动研究法的操作过程

1.计划。先定一个目标, 计划即是选择一种方式能实现这个目标, 便开始行动, 搜集各种有利的证据和资料。首先制定一个能实现目标的总体计划以及能采取的行动[3]。

2.行动。就是行动研究法的关键, 执行已定的总体计划。

3.观察。就是对所作的行动进行观察, 进行评价, 得到一定的经验, 作为修订总体计划的有利的依据。

4.反省。就是对行动的结果进行评价, 是否达到总体目标, 是否需要重新设定计划, 需要作出那种可能性的修改和提高。

计划、行动、观察和反省四个环节, 如此循环往复, 不断提高。

三、行动研究法在创新性地理信息系统实验中的应用

(一) 明确目标

在教学改革过程中, 为了提高教师的教学能力, 提高教学效果, 提高学生的学习主动性和创新性, 促进教师及学生自我实现的过程。利用行动研究法, 在创新性地理信息系统实验的应用中, 行动研究的对象是地理信息实验过程中遇到的各式各样的问题, 有来自学生的, 也有来自老师的。目标就是解决这些问题, 进行行动研究, 提出解决措施, 在地理信息实验的创新工作中得到实践。

(二) 问题的发现

在地里信息系统实验开展过程中, 会涌现出一些问题, 比如学生的积极性欠佳, 主观能动性不高, 而对于教师则往往出现过度强调主导的作用。教师指导一步, 学生前进的每一步, 都离不开教师的指导, 导致学生没有创新性, 尤其是学生独立完成实验的精神不高。教师在指导实验的过程中, 有时候也会照搬实验授课计划, 遇到问题也没有独创的解决方式, 几轮的授课后, 也没有更新方法和内容。

(三) 问题的解决

针对我校地信121班和地信131班的56名同学, 对地理信息系统实验, 可以进行问卷调查和测评, 对学生的创新素质进行量化, 客观公正地测评大学生的实践创新能力, 通过测试题目, 可以使学生对自己的创新能力有所认识。测评试题可以有如下:1.针对地理信息系统实验, 要产生兴趣, 是否比别人困难。2.在解决问题时, 是否分析问题较快, 而综合收集资料较慢。3.在解决问题时, 是否常常单凭直觉来判断“正确”或“错误”。4.是否不满意那些不确定和不可预言的事。5、是否宁愿和大家一起做实验, 而不愿意单独做实验。6、是否对“这可能是什么”比“这是什么”更感兴趣。这些问题的测评结果可以体现学生的专注力和创新力, 要在地理信息系统实验中体现创新能力, 首先必须要有创新的人格, 顽强的意志, 而且还需要有独立思考、分析、判断和解决问题的能力。通过以上问题的测试, 可以有的放矢的锻炼每个同学不同的缺陷, 从根本上解决创新思维能力。

地理信息系统实验内容丰富, 空间数据复杂, 处理方法多样, 功能模块繁多, 若要解决教师的创新指导实验的能力, 首先要求解决指导老师本身的知识才能问题, 指导老师一定要了解所指导实验的现状, 前景未来状况, 以及亟待解决的领先方向, 因此老师丰富自己的知识和积累是能够创新的基础。因此不轻易放弃各种疑惑问题, 激发学生的好胜心, 发挥竞争的良性作用。在实验过程中, 让学生编写实验报告, 提出实验计划, 分析实现目标的可能性和各种方法等。创新实验中后期, 会有大量不明晰的问题长期存在, 指导老师的作用是把握实验的全局发展, 以实现实验结果为目的, 不拘泥于某些细节问题, 也不轻易放弃某些关键问题, 带着问题进行实验, 在适当的阶段寻求恰当的方案解决问题。

(四) 观察和反思

行动研究法对于地理信息系统实验的创新性的培养, 目的在于解决指导创新性实验项目过程中遇到的问题。实验内容丰富多样, 问题极端复杂, 班级不同、学生不同、知识水平不同, 教学方法不同等, 因此, 有必要采取个人实际行动研究解决这些问题。对不同的解决方法进行评价, 观察反思, 总结出新的更加优越的执行方案。教师在完成实验指导活动之后要进行实验后记工作[4], 为自我反思奠定基础。实验后记是行动研究的重要方法, 通过教师对实验指导过程中重要方面的评议性记录, 对实验情况进行分析。通过实验后记的相关内容进行自我反思, 为下一次实验指导的改进提供依据。

结语

教师和学生在地理信息系统实验中创新性的培养和训练是一个长期的、艰巨而复杂的问题。利用行动研究法, 可以在小范围内探索实验实践问题的研究, 丰富指导教师知识的同时, 也提高了学生实验的动手创新能力, 通过行动来解决地理信息系统实验中的问题, 以提高课程教学实践的质量, 推动课程教学改革。

参考文献

[1]张敏静, 陈余梅, 叶国妍.行动研究与大学生创新能力的培养[J].中国成人教育, 2008, (22) :135-135.

[2]吴敏, 许小红, 昝旺.行动研究法在大学生创新性实验项目开展中的应[J].药学教育, 2011, 27 (3) :45-48.

[3]韦铁源.行动研究:高校青年教师成长的最佳途径[J].教育与职业, 2011 (9) :87-89.

地理信息系统应用研究 篇8

地理信息系统,即Geographic Information System,GeoInformation system,或者GIS。广义的是指地理空间信息管理系统,通常意义上的是狭义的,是指获取、存贮、查询、分析和显示地理空间数据的信息处理系统。最早的可操作的地理信息系统,是20世纪60年代初,Tom Linson为加拿大土地勘查局存贮、操作和分析数据开发的CGIS。随着计算机图形学的发展,地图叠置和拓扑网络分析等空间分析方法的引入,以及行式打印机和笔试绘图仪的研发,GIS技术日臻成熟。在众多的GIS平台中,Esri的Arc GIS为用户提供了一个可伸缩的、较为全面的GIS平台,被广泛用于交通、水利、电信、物流、国防、气象、应急救灾、环境、科研、教育等行业的地图生产、数据分析与共享[1]。

2 当前国外地理信息系统应用

GIS最先主要用于土地利用规划、野生动物栖息地分析、自然灾害评估、林木管理与河流监控等自然资源管理领域,如美国地质调查局通过国家地图项目,提供了全美范围内的地理空间数据,应用于跨领域的野火分析、土地利用、气象与水文信息服务等自然资源管理领域。随着GIS应用领域的不断拓展,GIS很快被用于灾害风险分析、紧急救援、犯罪分析、公共健康管理、环境管理、地籍管理、交通应用、精准农业。再加上空间定位技术和互联网的普及与GIS的融合,GIS很快应用于各领域的导航服务,尤其是当今智能手机和车载导航仪的普及,GIS的导航应用已经成为普通民众不可缺少的出行工具之一。

3 国内林业生物灾害监测中地理信息系统的应用

在国内的林业生物灾害管理中,GIS的应用起步较晚。最早主要用于林业生物灾害的数据统计与显示,如武红敢等[2]利用安徽省潜山县的二类森林资源清查基础数据,研发了森林病虫害监测与管理系统,用于林业生物灾害监测的数据统计、报表与制图。骆社周等[3]研发了基于GIS的松毛虫管理系统,主要用于预测并在地图上显示马尾松毛虫的发生状况。孙浩忠等[4]则提出了利用GPS和GIS绘制县级森林病虫害监测网点位置图的方法。覃传恒[5]开发了基于GIS的广西森林病虫害管理信息系统,用于林业生物灾害监测的数据采集、查询与统计制图。

随着Arc GIS在林业系统的普及,Arc GIS的空间分析工具也逐渐应用到林业生物灾害管理之中。马菁[6]在GIS的信息量模型对林业生物灾害空间预测方面进行了探讨性研究。李浩明[7]开发了基于Arc GIS Server的林业病虫害遥感监测与预测系统,实现了落叶松锉叶峰(Pristphora Iaricis)发生和预测空间数据的显示、查询、空间分析和组织管理等功能。张国庆利用Arc GIS的空间分析工具,对安徽省潜山县第三次林业有害生物普查数据进行了统计分析(图1),并结合历年发生数据,将其应用于2016年的林业生物灾害长期预报、中期预报和短期生产性预报(图2)[8,9,10]。

4 林业生物灾害地理信息系统应用展望

4.1 ENVI 5.2与Arc GIS一体化集成

随着遥感技术的发展,3S技术(Remote Sensing,RS;Geographical information System,GIS;Global Positioning System,GPS)广泛应用各个行业。尤其是近年来,Exelis Visual Information Solutions公司的ENVI 5.2的发布,实现了与Esri的Arc GIS平台的融合,使得遥感影像和图像分析功能可以作为核心组成部分,与Arc GIS一体化集成。

4.2 TSE在林业生物灾害精细化管理中的应用

张国庆[11,12,13,14,15,16,17,18,19]在提出复杂系统生态论的TSE分析方法(TSDA,Time-Space Dynamic Analysis About Event)的同时,并将其应用于包括林业生物灾害在内的生态系统精确管理方法,运用一体化的Arc GIS和ENVI集成平台,建立林业生物灾害TSE精细化预测预报模型,采用PDCS(Plan,Do,Check,Study)循环,不断提高遥感数据解析的精确度和GIS数据管理的精细度,通过系统关键因子分析,实现林业生物灾害精细化管理。

4.3 GIS在林业生物灾害精确管理中的应用趋势

地理信息系统应用研究 篇9

关键词：电力系统故障,信息远传系统,应用

近十几年, 随着电网迅速扩大, 伴随电网故障也快速增长, 及时正确记录、分析、判断、查找电网故障, 并消除故障迅速恢复电网供电, 一直电网研究的努力方向。目前, 记录电网故障的主要设备是安装在各个变电站的保护装置和故障录波器, 保护装置和故障录波器通过记录电网故障时电压、电流、开关量等信息, 为电力技术人员分析电网故障原因、保护动作行为及故障点提供数据依据。在蒙西主要500k V变电站中, 保护装置和故障录波器已通过光缆与站内的故障信息子站相连, 技术人员可以在信息子站中直接调取全站的保护信息和故障录波器的信息数据, 方便技术人员的使用和维护。但是由于蒙西500k V电网分布广泛, 发生电网故障时, 需要技术人员从局本部赶到变电站, 进行故障信息的调取分析, 把大量时间花费在路途上, 延误电网故障的处理, 影响电网安全运行, 为了很好的解决这一问题, 设计了一套故障信息系统以提高故障的处理效率。

1 故障信息远传系统配置

继电保护及故障信息远传系统旨在解决的主要问题是保护、故障录波器等二次设备的设备管理, 二次设备的运行工况监视管理, 二次设备所记录的电网异常或故障信息的综合有效管理以及二次装置的动作行为分析评价, 对保护及故障信息系统原理进行分析, 便于很好用于实际生产。

继电保护及故障信息系统原理, 如图1所示。

系统原理简单, 但是数据量大, 维护成本较高, 变电站内所有保护信息及故障录波文件都是通过数据库模型进过通讯服务器实现的子站与主站的链接, 原理简单, 结构复杂。

2 故障信息系统结构

子站系统作为继电保护及故障信息处理系统中信息采集单元, 成为故障信息处

理系统的唯一信息收集点, 所有的技术应用都是以该信息的完整及时收取为前提的, 所有子站系统必须做到安全、可靠, 数据处理速度应能满足实际应用的需要。故障信息系统结构特点:

(1) 子站硬件系统的设计能满足系统长期带电运行的要求, 并应保证系统工作的可靠性, 设计要求等同于继电保护装置。

(2) 能适应各种保护装置和故障录波器装置的通信接口型式, 主要有RS-232, RS-422, RS485串口形式和以太网、LONWORKS等网络形式。

(3) 能以监控系统需要的接口型式与监控系统互连。

(4) 包含需要的接口和控制设备。主要有:数据采集、处理单元, 数据存储设备、通信管理设备等, 网络交换机, 网络隔离器, 光纤收发器、光电转换器及其他接口设备和附属设备, GPS对时接口设备、打印机输出设备等。

(5) 配有后台机, 用于现场调试和就地显示子站的计算机或工控机。

3 故障信息远传系统原理

继电保护及故障信息系统由主站、子站和通信网络构成。其中子站位于变电站侧, 主要完成从子站获取、处理及存储数据, 并根据需要实现录波器录播数据分析、电网故障分析等功能, 子站和主站之间通过通信网络相连接。保护及故障信息系统 (子站) 的信息来源主要为变电站中各类二次装置包括保护装置、故障录波器、安全自动装置等提供的信息。

3.1 通讯原理

系统采用了通信信息模型对这些装置的信息结构进行描述, 有效屏蔽了各环节的差异性, 包括子站传统协议向通信信息模型的转化以及信息语义的自动加载等过程所需要的配置信息, 变电站内子站与各种二次设备的连接满足行业标准IEC60870-5-103通信规约, 模型文件如图所示。

内蒙电网大多数的通讯规约采用的是103规约, 即传输规约IEC60870-5-103, 继电保护设备信息接口配套标准传输规约IEC60870-5-103继电保护设备信息接口配套标准是在IEC60870-5系列标准的基础上采用FT1.2异步式字节传输的帧格式对物理层链路层应用层用户进程作了大量的具体的规定和定义。这种通讯协议, 接线简单, 通讯可靠, 便于应用。

3.2 系统分层

由于系统设计面广、功能复杂、跨地域、跨系统、接入设备种类多、数据和信息复杂, 未来出现的保护装置以及未来的应用、未来的标准变化不可预期, 为了简化整个系统的设计, 系统必须分层, 从而为解决系统的开放性、可扩展性、可维护性问题创造必要条件, 如图所示:

3.2.1 通信层

通信层使上层应用可以独立于具体的通信方式和通信协议, 使系统适应各种网络连接方式。

3.2.2 数据层

数据层采集直接厂站端数据以及获取调度自动化等其他系统的数据, 以服务的方式向应用层提供访问支持。

3.2.3 应用层

应用层建立在数据层之上, 包括应用功能及支持系统。

建立支持系统的目的是为了方便应用功能的扩展, 保证系统的通用性以及可持续发展。

4 故障信息远传系统的实现

为了更好的分析故障情况, 建立了故障信息系统, 将山东山大电力公司的SDL-8003系统应用于内蒙古电网500k V宁格尔变电站, 利于保护信息的采集, 故障录波文件的上传, 以及故障信息的分析处理。

建立500k V宁格尔故障信息系统模型, 分别建立站内所有保护装置与采集屏的通讯, 采用103规约方法简便, 信息传输可靠, 利用RS-485串口线连接保护装置与子站采集屏, 利用光缆实现远距离传输信息通讯, 如下为500k V宁格尔变电站故障信息模型结构图。

基于模型, 配置保护装置点表及模型文件, 利用规约文本之间的转换, 实现保护装置与信息子站的通讯连接, 建立通讯之后, 可以实现保护装置内所有信息的召唤, 图为保护定值召唤的操作过程及结果。

故障录波器的原理比较简单, 但是录波文件较大, 为了通讯正确, 并及时的上传网调, 本设计采用的网线连接, 实现实时通讯, 图为故障录波器录波列表及文件的召唤, 调度能够迅速方便的调取录波信息以快速分析运行情况和故障处理。

通过保护及故障信息系统, 能够快速方便的调取保护装置的定值、模拟量和开关量等信息以便于实时分析保护运行情况, 通过调取保护故障录波信息, 能够及时的进行故障分析, 减少了时间, 提高了故障分析的处理效率, 有很好的实际意义。

4 结语

本论文来源于内蒙古电网的实际, 根据实际运行情况, 分析了故障信息系统的设计思路, 提出了要求, 并且根据实际情况实现了在内蒙古电网500k V宁格尔变电站的应用, 目前, 此套保护及故障信息系统已投入运行6个月, 总体运行情况很好, 达到了设计的预期效果, 该系统能够很好的给调度运行人员提供准确的保护运行数据及故障信息, 使得能够迅速、准确的、有效的判断和处理内蒙电网事故原因, 提高了分析解决问题的效率, 由很好的实际运行意义, 保证了内蒙古电网的安全稳定可靠经济运行, 也对系统的开发提出了更高的要求, 为以后的发展有很好的借鉴意义。

参考文献

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消防信息系统综合集成应用研究 篇10

基础网络主要包括:消防信息网、指挥调度网、消防卫星网、互联网、政务网、有线电话网、无线移动公网及无线语音通信网(350 M、800 M模拟、数字集群通信)等,信息化建设期间对网络设备进行大范围的升级改造,保证设备符合相关标准,根据业务需求扩容网络带宽。建成后的基础网络完成部局、总队、支队及大(中)队的四级覆盖,并结合其他无线网络可覆盖全国任何一个灾害地点。

硬件设施主要包括:各级通信指挥中心和信息中心的升级改造。包含的子系统有:电视电话会议系统、可视化指挥调度系统、3G图传系统、卫星通信系统、其他外围系统及安全保障系统等。

一体化消防信息系统主要包括:基础数据平台、公共服务平台、消防监督管理系统、灭火救援指挥系统、社会公众服务平台、部队管理系统、综合统计分析系统等,涵盖消防业务的所有方面。

消防信息化建设是一个庞杂的系统,如何把多种体制的有无线网络、多种类型的设备和各种业务信息系统融合在一起,发挥其最大效能,提高消防部队管理效率及战斗力,是消防信息化建设面临的新课题,也是一种挑战,综合集成为解决这个问题提供了一种有效方案。

1 综合集成概述

信息系统综合集成概念的提出来源于复杂巨系统。复杂巨系统是指子系统数量非常庞大,具有多层多级架构,子系统间相互关联、相互制约、相互作用,彼此间关系复杂,如人体系统、地理系统等。

目前,信息系统综合集成有以下主流方法。

(1)综合集成研讨厅是针对复杂系统的一种有效的解决方法,由钱学森在20世纪80年代中期提出,目前已成为比较成熟的系统研究方法,经历了从定性到定量的过程,由专家体系、知识信息体系和机器体系组成。

(2)物理-事理-人理方法论,由顾基发提出的一种具有东方特点的方法论,基于自然科学、管理科学和人文科学,主要实现流程为:制定目标、构造策略、选择方案、实现构想。

(3)螺旋式推进方法论,在解决问题的过程中,按照事物变化和演化的实际情况,可以反复循环使用各种不同的方法, 推进事物的发展进程,以期达到预定的目标,系统始终处于一个变化的过程,但是内部彼此制约,达到一种动态的平衡。

消防信息综合集成以消防一体化业务信息系统为基础,依托综合集成理论知识和智慧,充分利用各种先进技术实现整合,获取所要求的作战能力及效果,达到信息资源最优配置,将多种信息系统从多个层面构建为一个更大的系统。消防综合集成方法以上述几种主流方法为基础,综合几种方法实施建设,方法本身也是一种“集成”,实现系统管理系统、系统监控系统。

2 综合集成体系架构

2.1 思想体系

消防信息系统综合集成建设时运用多种理论方法及技术,是对数据库、多模型、多计算机、多方法、多方案、多目标、多因素的统一与融合,须有完整、科学的思想体系架构。主要采用从上至下的顶层设计和自下而上的技术集成两个思路。从上至下的顶层设计以需求为牵引,梳理业务流程,指挥调度架构;自下而上的技术集成以能力单元为导向,应用层具有相关管理单元,各子系统具有交互能力单元、子系统内部运行能力单元。

思想体系进一步详细划分主要从技术、实现、思路、方法、组织管理及应用等方面进行系统设计与研发,各方面互相制约,又要和谐一致,指导综合集成的全流程建设。在组织管理方面,首先是技术层面的系统管理,其次是体制人员方面的管理,各级消防部队加强综合集成人员队伍建设,在基础数据维护、通信保障、系统日常测试等方面必须做好保障工作。

2.2 业务体系

根据消防业务特点和实战需求,综合分析所有业务数据流转及指挥管理流程,在灭火救援过程中最关心三类数据,现场图像信息、语音信息及所有战斗人员、车辆、战斗耗材使用等的详细数据信息。因此,消防信息系统综合集成的基础是完成数据综合集成、图像综合集成和语音综合集成,在这三个综合集成基础上建立以应用为主的综合管理系统。体系架构如图1所示。

2.3 架构模式

我国消防部队按照部局、总队、支队及大(中)队的体制建设,部局直接管理所有的总队,每个总队直接管理所属的所有支队,每个支队管理所属的所有大(中)队。在日常的部队业务管理和灭火救援战斗指挥级别中也是按照该四级模式完成的。由此可见,部局处于最上层,大(中)队是战斗的基本力量单元。

消防信息系统集成首先遵循分层级综合集成的原则,在每一级建立综合集成平台,下级平台逐层向上级平台汇聚,这种架构在日常应用模式下可以充分体现本层级综合集成的应用效果。但是,消防信息系统综合集成要从全局出发,站在部局的高度统筹全国的建设,必须采取更加先进的模式。尤其重特大灾害需要跨区域增援时,保证跨区域指挥调度的综合集成应用效果。因此,要从管理体制的树状结构向以网络为核心的扁平化指挥结构转化,采用分级集成和分布式网络结构相结合的架构模式,充分体现其健壮性,实现基于全国、全业务的综合集成展现。综合集成架构如图2所示。

2.4 原则与目标

综合集成作为一门跨学科、跨领域交叉融合的技术科学,不仅是系统与技术的集成,更是知识与智慧的集成。建设过程中及建设完成后的信息系统要遵循可扩展性、可持续性、可维护性、可演化性、自学习性等原则。同时,按照设备栅格、数据栅格、信息栅格、业务栅格及应用栅格进行划分与集成,彼此间关系如图3所示。

综合集成不是简单地将各子系统进行组合,而是所有系统的高度耦合,信息的高度融合体现1+1>2的效果,基于各子系统的特点,充分发挥其融合后的整体优势。按照消防业务的特点,基于数据、图像及语音这三条主线,实现信息与数据的收集、分类、抽取、整理,获取有用的信息,为应用服务,实现设备的监控与管理,提高工作效率,提高信息化应用水平。

3 综合集成子系统实现

消防信息化系统复杂,基于不同的有/无线网络实现业务功能,不同的业务系统部署在不同的网络环境中,实现不同网络间数据的跨网传输是综合集成的基础。根据网络及业务系统的实际情况,需要打通指挥调度网和消防信息网、消防卫星网、政务网、移动无线公网及互联网之间的通路。根据相关安全管理规定,指挥调度网和互联网必须物理隔离,因此采用光盘等媒介手动实现数据交换。指挥调度网与其他网络之间主要采用基于路由器划分VLAN的方法、网络边界部署安全接入平台、移动安全接入平台等实现互联互通。

3.1 数据综合集成

综合集成的基础是数据,最优化的应用来源于对数据的精确分析,因此基础数据的准确与全面至关重要。消防信息化业务系统设计与研发一直遵循开放的原则,一体化系统整体架构在符合业务流程的逻辑基础上,又遵循灵活的原则,系统可集中部署也可分布部署,具有较强的伸缩和扩展功能。同时,要保证子系统、子功能的设计遵循最小颗粒度设计,在最小功能单元内单位能力最优化。消防一体化信息系统总体架构,如图4所示。

消防一体化信息系统按照部局、总队、支队及大(中)队四级部署,系统逻辑关系由业务终端、业务支撑层、业务应用层和标准规范保障体系等四部分组成。

(1)业务终端。

大(中)队的各业务终端实现业务管理与基础数据的录入与维护工作。

(2)业务支撑层。

业务支撑层的功能是提供一个平台,实现提供服务和数据交换的功能,通过各种平台提高数据交换能力,提高面向移动应用的服务能力,提升运维自动化程度,提高运维效率和专业技术保障能力,构建统一的业务支撑体系。

基础数据平台:重点建设基础数据库,提供数据访问服务、形成数据管理和数据质量管理能力。

消防综合业务平台:重点形成统一身份授权,统一身份管理等能力,提供统一门户和办公支撑能力。

信息交换平台:重点形成对消息引擎的管理、消息交换的权限管理等能力,提供统一信息交换能力。

服务管理平台:重点形成服务注册、服务发布、服务性能管理等能力,提供统一服务支撑能力。

地理信息服务平台:重点形成地理信息支撑、地理信息数据管理、地理信息应用模板、统一地图展示、标准地址管理等能力,提供统一地理信息支撑能力。

移动应用支撑平台:重点形成统一访问接口、统一账号、统一权限、统一服务等管理能力,提供对移动终端应用的统一支撑。

(3)业务应用层。

业务应用层围绕“拓展功能、深化应用”,加强五大业务建设,形成基本满足消防部队中心任务的信息化能力,为各项业务工作的开展提供支撑。

消防监督管理系统由公安信息网的消防监督管理业务,互联网的建设工程消防备案、监督办事结果公开和安全重点单位信息系统、火灾隐患情报信息管理、消防产品质量监督管理和对中介组织的管理等组成,逐步形成完善的消防监督管理业务体系。

灭火救援指挥系统由消防接处警、跨区域指挥调度、灭火业务管理、应急救援指挥、应急联动、气象服务、手机报警定位服务等组成,重点加强对灭火救援现场指挥保障能力的建设,逐步形成通信手段多样、情报信息多元、控制实时的灭火救援指挥体系。

部队管理系统由警务、政工、装备、营房、信通资源、院校管理等组成,将重点加强各业务应用的深化研发,提高消防部队各项日常工作的信息化水平,形成网络化的日常部队管理体系。

社会公众服务平台由互联网门户网站、互联网管理系统、公众信件及公安网管理系统组成,将重点加强对社会管理创新服务理念的信息化支撑,提高利用信息化手段为社会公众服务的能力,形成信息化支撑的社会化管理体系。

综合统计分析信息系统由静态报表、动态报表、报表采集器、消防建设预测分析、作战主题分析等组成,将重点加强从海量数据中挖掘对消防业务有价值的信息,建立决策分析平台,形成多样化多手段的决策分析体系。

运维管理平台由应用系统接入、统一运维门户、运维统计分析和综合业务管理等组成,将重点加强运维自动化程度、运维业务的事件流程管理、运维服务标准管理等建设,形成流程化、规范化的运行维护保障体系。

(4)标准规范保障体系。

标准规范保障体系建立统一的数据标准,制定了数据元、数据代码及数据项等标准,对某一业务数据在名称、表示、数据类型、数据长度、应用环境等方面进行了严格的定义,并且保证系统内命名唯一,不会产生歧义;同时,制定了相关接口标准,规定了子系统间及与外部系统间进行数据交换的协议标准、通信技术标准等。

业务终端、业务支撑系统和业务应用系统彼此间相互联系、相互制约,并且按照统一的数据标准体制实现数据共享和交换,实现数据层面的综合集成。数据主要分基础静态数据和业务动态数据两类。基础静态数据主要指人员、机构、消防装备等静态数据,业务动态数据主要指在业务办理过程中或者灭火救援抢险过程中生成的数据。所有的基础静态数据及业务动态数据基于分布式数据同步技术和交换服务平台实现交换和更新。数据综合集成详细的数据流转,如图5所示。

数据是灵魂,消防一体化信息系统配备严格的使用手册,要求各级消防部队尤其是基层部队,所有数据必须实时、及时、准确地录入系统,且必须遵循“体内循环”的原则,数据自下而上,通过分布式数据同步技术和交换服务平台向上级或者下级更新备份,最终在总队和支队形成分布式数据中心,在部局形成一个海量的数据中心,掌握着全国消防部队的所有基础及动态数据信息。

依托这个分布式的数据中心,基于海量数据的深度高性能的挖掘并建立决策分析模型,从海量数据中快速寻找关键因素、发展规律、因果关系等信息,提高信息二次应用能力,提升决策的快速支持能力。对部队的建设方向、训练模式、保障模式、作战方针等业务提供有效的决策支持。通过建立部局、总队及支队的不同决策分析模型,可全面掌握消防部队的规划、作战、训练、保障、监督执法、公众服务等领域发展趋势,能够有效地从总体层面对业务重点发展方向预测,部队重点建设方向预测,部队与装备整体态势评估,薄弱环节发现预警,全国消防走势分析、灾害频发时段分析、消防服务满意度分析等方面为消防部队的决策层、执行层、操作层和各专业业务人员提供决策依据,帮助消防部队提升服务水平,完成数据综合集成和深度应用的目标。

3.2 图像综合集成

消防信息系统图像集成的目标是实现图像资源的“频道化”,实现不同图像资源在统一平台管理下跨网络按频道发布,自由调用切换;实现不同图像子系统间的互联互通互操作。消防信息化目前建设的图像子系统有电视电话会议图像系统、指挥视频图像系统、消防部队远程监控图像系统、消防专有图传系统、消防卫星图像系统、互联网图像、现场无线3G图传系统及本地图像等。

图像综合集成在部局、总队及支队建立三级的图像综合管理平台,各级管理平台将本级的所有图像子系统及设备整合在该平台实行统一监管与资源调用,并提供与其他业务系统的服务接口。上级图像综合管理平台可以直接调用下级图像综合管理平台的资源,在部局的图像综合管理平台上以树状结构展现全国所有上线图像资源,可以调看任何一路图像资源,并可实现控制操作。

图像综合集成的技术实现主要是制定统一的接口标准,包括:访问服务、数据格式及数据协议等,是图像综合集成的难点,需对所有的图像子系统进行改造升级,统一接口标准。全国消防部队图像系统所使用的设备品牌繁多,改造技术大。为了最大程度降低升级改造的难度,加快综合集成建设进度,全国消防部队统一关键核心设备,大大降低了改造的技术难度,关键核心设备部署在各级图像综合管理平台中。其中,关键核心设备主要有流媒体分发服务器和视频网关服务器,流媒体分发服务器承担各类音视频的流媒体转发,视频网关服务器承担不同平台图像终端设备的接入。建设过程中采用的其他技术方式还有:背靠背设备级连接,如互联网图像资源的接入;编解码器转换连接,如卫星图像资源的接入。图像综合集成系统拓扑,如图6所示。

3.3 语音综合集成

语音集成实现语音终端“分机化”,实现不同语音终端间像拨打分机一样通信。为消防各类语音子系统提供接入平台,实现有线/无线、不同频率、制式的语音通信设备间的互联互通。实现各级消防通信指挥中心、移动通信指挥中心、灾害现场的综合语音指挥调度。

语音综合集成在部局、总队及支队建立语音综合管理平台,实现各类语音终端设备的汇聚与管理,所有不同技术体制的语音信号通过该平台实现交换与管理。语音综合集成拓扑,如图7所示。

4 结 论

基于数据、图像和语音的综合集成应用为灭火救援行动指挥提供了便捷性与高效性。在各级指挥层级中,基于一个操作终端,便可实现全资源的调用,为现场与后方指挥建立了更加通畅的指挥链路,保证信息的及时上传与下达,提高了指挥能力与水平,满足一体化作战需求,进一步提高部队的战斗力。信息系统综合集成是一个复杂的系统工程,目前在部分消防总队及支队进行了试点,取得了一定的成果。但综合集成集技术、管理及应用各个方面,是一项长期的任务。

参考文献

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