贺二荣， 黄丙湖， 何亚文

(中国石油大学(华东), 海洋与空间信息学院， 山东， 青岛 266580)

0 引言

信息量、信息传播速度、信息处理速度、信息应用程度都以几何级数的方式不断增长。通信技术的发展与人们日常生活息息相关，影响着企业的发展速度与方向，是一个国家现代化的重要标志，其中通信设备作为信息传播的基础和前提，重要性不言而喻。因此，高效的管理和优化通信设备尤为迫切，本文按照问题定界、维度诊断、方案提出的总体思路设计开发了基于优化方案的通信设备管理系统。

1 系统分析

1.1 系统建设必要性、可行性分析

通信设备管理是一项错综复杂的工作，开发手段多样化。高性能计算机的出现，为繁琐的工作提供了燃料和助推器。本文本着实用性、完整性、稳定性、安全性的设计原则，同时从技术可行和经济效益两方面考虑，设计开发了一款基于优化方案提出的通信设备管理系统。

1.2 系统的设计思路

根据系统需要算法对不同设备生产厂家的性能指标设计不同的算法。为方便客户对系统的操作设置系统默认排查流程，也支持用户自定义操作流程。历史数据作为优化方案重要的判别依据。系统设计思路见图1。

图1 系统的设计思路

2 系统设计

2.1 系统设计

本系统采用B/S架构，分为基础层、数据存储层、应用层三部分。系统框架设计见图2。

基础层主要包括硬件设施、软件设施、网络设施，基础层为系统提供基础支撑。

数据存储层采用分布式数据库MongoDB存储空间数据、设备采集数据和历史工单数据， QGIS修饰后的数据通过GeoServer发布成地图服务为应用层提供数据。

应用层是用来实现与用户交互、显示数据，有实现问题定界、流程控制、维度排查、GIS分析等功能。

2.2 关键开发技术介绍

WebGIS(网络地理信息系统)是指工作在Web网上的GIS,是传统的GIS在网络上的延伸和发展。

Vue.js 框架是基于 MVVM 设计模式用于构建用户界面的渐进式 Web 框架[1], 它采用自底向上的增量开发模式，并以数据驱动和组件化思想为核心[2-6]。

Node.js是一个让 JavaScript 运行在服务端的开发平台，它让 JavaScript可以替代PHP、Python、Java、C++等传统语言成为可能[3]。Node作为一个前端框架，后台语言优点众多[5]。

GeoServer 在地图创建和数据共享方面方便灵活。除了样式精美的地图外，还有很多其他功能。GeoServer也是一个模块化应用程序，开发人员可以编写自己的代码，实现特定功能。

2.3 数据库设计

MongoDB 是基于分布式的开源NoSQL数据库系统。它是面向文档的数据库。数据结构松散，是类似JSON格式的BSON格式，也被称为是最像关系数据库的NoSQL，见图3。

从图3可以看出， 2000年之后，非结构化数据逐渐占了数据量的主导地位。采用传统SQL固定模式存储这样剧增和非结构化的数据及其不合理，NoSQL松散的数据结构和分布式的扩展模式，使大数据的存储变为可能。

2.3.1 关系数据库和非关系数据库的对比

从表1可见，对比可以看出关系型数据库与非关系型数据库各有优劣，但是针对于通信数据，非关系型数据库具有如下优势。

表1 关系数据库和非关系数据库的对比

第一，数据结构灵活、扩展性好。通信设备产生的数据多源异构，如果使用关系数据库，数据结构上略有差别就需要新建数据存储模型，数据库设计的工作量极大。使用非关系数据库可以有效避开这些问题。

第二，检索“海量数据”效率更高。信息时代的到来，通信设备产生的数据体量呈指数型增加，研究测试表明，相比关系数据库，非关系型数据库存取更快。

综上所述，非关系数据库更适合通信设备产生的数据，所以为本系统所选。

2.3.2 NoSQL数据存储内部结构

图4给出Mongo数据集一、数据集二、数据集三和数据集四分别代表不同通信设备所采集的数据，数据类型A1、A2、A4和数据类型C1、C2、C3代表不同设备采集但是数据类型类似的数据，这里可以将他们统一存入集合A和集合C。

图4 MongoDB内部存储结构

3 核心模块的介绍

3.1 主界面设计

通过主界面可以直观地看出系统运行的整体流程，从质差、病例、失败统计直到定界问题。主界面见图5。

图5 主界面

3.2 流程管理设计

设计默认排查流程，默认流程具有不可删除和不可修改性，系统支持用户根据特定需求自定义流程，体现系统的灵活性。流程管理见图6。

图6 流程管理

3.3 维度管理

系统排查完一种维度后会生成相应的结果说明，用户可以实时跟踪排查进度，确定是否需要进入下一个维度的排查，若已诊断出问题则可以手动终止进程。维度管理见图7。

图7 维度管理

3.4 规则管理

3.4.1 属性配置

每种维度的排查都需要用户输入分析所需的属性信息，例如覆盖排查，需要输入设备厂家名称、规则名称、维度名称、等一些参数。这样可以缩小问题的排查范围，提高排查的效率。属性配置见图8。

图8 属性配置

3.4.2 规则显示配置

每种维度排查会遇到数据类别不同，为此系统提供了多种数据的显示方式，可以是表格或图表，也支持自定义嵌入第三方数据展示的界面。规则显示配置见图9。

图9 规则显示配置

3.5 WebGIS在系统中的分析功能

按基站距离以及采样点数覆盖问题分为：站间距弱覆盖、过覆盖、重叠覆盖。

WebGIS利用空间分析中生成缓冲区的方法给站间距弱覆盖问题提供有效的理论依据和直观的可视化表达；空间相关性分析生成的数据进行分级色彩渲染、根据颜色渐变可以判断是否存在过覆盖和重叠覆盖的问题[4]。分析功能见图10。

图10 分析功能

4 总结

文章把WebGIS的一些分析方法很好的嵌入到通信设备管理系统，丰富了管理系统的功能模块，也是对WebGIS应用于通信设备管理的简单尝试。 系统基本满足了通信设备管理的需要，当然系统也有些不足，在WebGIS应用方面，未能充分实现GIS众多的可视化和分析方法。数据库建设方面，未开发新问题解决数据入库模块，只是用已有的历史数据作为优化方案的依据，数据无法保持足够的鲜活性，对优化方案的高质量性会造成一定的影响。