刘锦屏，蔡思奇，刘思源，任晓莉，谢振平

（1.四川长宁天然气开发有限责任公司，四川 成都 610051；2.江南大学 人工智能与计算机学院，江苏 无锡 214122）

0 引言

实物资产占总资产份额较大，是公司基础建设的重要部分，规范化的资产管理至关重要［1］。随着企业的不断发展，其规模逐渐增大，资产管理难度也在逐年上升。场站资产管理较为复杂，需要管理人员具备专业管理知识，各部门之间协同配合共同完成［2］。资产管理的具体环节包括：资产购置、资产新增、资产保管、资产盘点、资产折旧、资产处置、资产报废等。由于资产管理环节的不断发展，企业部门的交流也日益频繁，依靠人工方式进行资产管理的不足日益凸显。在传统的人工管理过程中，存在很多问题，如责任不明确、管理过程混乱等。因此，以更高效准确的方式进行资产管理已成为各企业的迫切需求［3］。

近年来，资产管理系统的提出已经在很大程度上解决了资产数据不同步、资产数据无法及时共享、资产管理低效等问题［4］。信息化资产管理系统以“资产实时追踪，资产信息共享，资产动态监督”为目标，坚持将信息化与自主性相结合，实现管理从静态到动态的转变［5］。为了切实提高资产管理效率，将信息化系统应用于资产管理刻不容缓［6］。信息化管理系统作为企业信息的载体，方便了各管理部门之间的信息交流，以及管理人员对历史信息的查阅使用［7］。

一个良好的资产管理系统需要兼顾自动化与可视化，除基本功能的实现外，还应该考虑如何结合可视化改善现有的资产管理模式，以便更精准地追溯资产数据。目前，资产管理系统大多只关注数据管理功能的实现，包括资产盘点、报表数据记录的修改与查询等，缺少对资产数据的综合性可视化分析［8-9］。本文以场景可视化、业务可视化、数据可视化三者的协同交互为创新点，使得新构建的资产管理可视化系统具备更强的数据综合管理能力。在场景可视化中引入实际场景地图，不仅保证了资产管理过程的真实性，同时为业务可视化提供了具象化的平台。业务可视化结合实际的场景图使繁琐的管理流程逐步清晰，最后在数据可视化模块中凭借图表等多种表达方式对资产数据进行全面的可视化分析。

1 相关研究

在资产管理研究方面，近年来国内外都取得了较大进展。区块链是一种数据开放共享、溯源可循的技术手段，陈素兰等［10］提出将区块链引入高校资产管理，构建数据闭合循环的管理模式。从技术复合的角度出发，夏禹［11］提出基于条形码和RFID 技术的固定资产管理系统，孙智军等［12］将二维码与物联网技术相结合，设计基于二维码的资产管理系统，并引入物联网技术实时跟踪、监管资产状态，以提高管理质量和效率。Poudel 等［13］提出一个基于风险的以可靠性为中心的综合资产管理系统框架，将不同类别的资产组合在一个系统中，以便优先维护它们。

在可视化管理领域，大部分是通过信息数据的可视化进一步加强信息数字化程度。早在2015年，王圣洁等［14］就基于VegaPrime 视景仿真软件，开发了船舶三维视景仿真系统，给使用者提供了更真实的视觉体验。杨柳曼等［15］首先使用AutoCAD 和地理信息系统（Geographic Information Science，GIS）处理地理信息，再利用Silverlight 富客户端技术呈现了全面的管理平台，两者结合共同开发了可视化管理组件。2017 年，熊山等［16］提出结合GIS 技术和虚拟现实（Virtual Reality）技术对电力通道进行模拟再现，通过提供图像支持、计算分析数据进一步提升可视化管理水平。Algan 等［17］将建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术应用于高速公路建设，突破了BIM 技术的传统应用领域：建筑施工环境。为了帮助工程人员更直观地掌握工程进度情况，胡瑛等［18］提出基于BIM 技术的工程进度可视化管理研究，主要使用REVIT 和3DA 编制进度计划。毕超豪等［19］提出围绕激光点云线路的三维可视化管理系统，并结合Web GL直接在浏览器结构中嵌入3D图形。

目前，国内外在可视化资产管理系统设计中，大部分通过引入地理信息系统，对分布分散、数量繁多的资产实现精准定位与管理。例如，Athoillah 等［20］针对大型工业区开发资产管理系统，该系统集成了GIS 和K-means 算法。但是，GIS 的作用大多只局限于场景可视化，较少有关注如何将可视化引入资产管理的具体环节，以优化繁琐的资产管理过程，即只关注图的信息呈现形式，忽略图在信息管理方面的实用性。如何基于场景可视化精简业务流程，如何通过数据可视化指导资产管理，都是当前资产管理系统的重点发展方向。

2 系统设计思路

2.1 系统功能需求分析

考虑到资产管理实际需求，系统应该包括以下功能［21］：

（1）资产数据基本管理。一个场站资产的可视化系统应该实现资产数据的基本处理：增加、删除、修改、查找。系统需要强调数据的实用性，而不是仅局限于传统资产管理系统中数据的存储。基于已有数据，系统应能自动关联和智能查找指定条件下的数据，以满足管理者在不同应用场景中的需求。

（2）资产数据可追溯性。为了让管理者实时掌握场站资产状况，需要实现系统的更新机制。定期更新资产数据，方便管理人员及时掌握资产实况，便于指导后续资产管理。

（3）资产数据可视化。资产管理系统需要同时兼顾功能的自动化与数据的可视化。当场站数量繁多且易变更时，管理者无法直观地了解资产分布，因此极有必要将资产分布概况展示在系统中。资产管理环节众多，每个环节都相对复杂，如何通过可视化辅助资产管理也是系统主要需求之一。

2.2 系统架构设计

完整的资产管理过程需要各类终端与管理系统的相互配合，若独立设计终端设备与管理系统，后续还需要将终端数据手工导入资产管理系统，这一过程既繁琐，效率又极低，因此需要关注数据交互功能实现。本文系统采用多终端功能协同设计，多终端协同指管理系统中涉及多个终端设备或多个资源终端，通过合理分配资源使用情况以自适应资产管理需求。通过将原本单独工作的终端协调融合，充分发挥协同所具备的多元化服务能力，优化资产管理过程［22］。

在系统的开发模式方面，主要有两种架构模式：客户端/服务器（Client/Server，C/S）架构和浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构。使用C/S 架构设计出的系统需要安装客户端，且后期升级维护较为麻烦。B/S 架构是目前最流行的系统开发模式，安装部署和用户使用较为简单，相对于C/S 架构有更高的共享性［23］。同时，最新的B/S技术还支持离线客户端应用，在无网络环境下仍可以开放部分功能给用户使用，并在重新联网后再同步离线数据与服务器。因此，为降低系统投产后的维护门槛，并同时适用办公环境和野外无网络环境（天然气场站对爆防等级要求较高），本系统选择使用B/S架构。

2.3 系统功能模块设计

场站资产的可视化管理系统以企业已有的管理会计辅助信息平台的业务功能和数据为基础，通过设计和开发可视化交互的管理方案，优化人员在不同场景下的工作方式，提高资产数据处理和分析效率，为业务操作提供智能化的辅助支撑。在本系统中，可视化功能主要分为3 个模块：场景可视化、业务可视化、数据可视化。通过3 个模块的交互，简化了资产管理的具体环节，将系统生成的资产盘点、资产调拨等环节的数据通过接口直接导入智能终端管理系统，取代了人工输入的繁琐过程，以更好地辅助实物资产智能管理终端的使用。本文所述的可视化管理系统总体架构如图1所示。

Fig.1 Architecture of visualization management system for station assets图1 场站资产的可视化管理系统架构

（1）场景可视化。在场站资产管理这个特定情境中，需要考虑3种场景：场站/平台、工程和井区。在每个不同的场景中可以从不同的维度进行业务处理。场景可视化模块是系统的主视觉场景，业务可视化模块与数据可视化模块被嵌入场景可视化模块以支持所有管理环节的正常实现。

（2）业务可视化。系统没有采用传统的分页面展示，而是将所有的应用场景集中在一起展示，任务栏中显示所有已打开的窗口，当多任务并行时，只有最顶层的弹出窗口是可操作的。该部分主要考虑了资产转资、资产调拨、资产盘点、资产处置、资产报废等业务。通过制定不同的规则，结合场景可视化，简化具体的业务环节。

（3）数据可视化。资产数据的可视化处理是可视化管理平台开发和运行的基础，可视化处理后生成的相应数据模型，将用于支撑场景可视化、业务可视化的实现。

3 关键技术模块

3.1 可视化RFID智能终端

资产盘点是资产管理过程中极重要的环节之一，目前仍有部分企业以人工方式进行资产盘点，盘点效率极低。为了解决手工登记资产信息导致的固定资产清查缓慢问题，该系统采用一种数据自动化采集技术，即结合手持终端PDA 与RFID，将读写资产数据与具体场景结合，提高资产管理和盘点效率。

RFID 技术需要配合使用条码，因此企业需要预分配固定资产条码，保证每个资产能被唯一识别。结合PDA 与RFID 进行可视化资产盘点主要有两种方式：第一种方式适用于盘点指定的资产，该方式在盘点之前需要从后台管理系统将所需盘点的资产信息导入手持终端，在盘点时管理人员需要核查已导入的资产信息；第二种方式适用于自由盘点，该方式无需提前录入资产信息，用手持终端扫描所需盘点资产的RFID 标签即可，并通过可视化场景对扫描到的资产进行确认。可视化场景标注了资产登记的位置，在盘点过程中通过确认资产实际位置完成实物资产的确认或转移。在结束盘点后，盘点数据将会上传至资产管理系统中。

资产盘点具体流程如图2 所示。首先初始化PDA，由于一个PDA 可以被多个管理人员使用，因此在盘点前需要使用账号密码认证登录。认证通过后选择盘点方式并依次核对资产信息。若核对信息一致则保存，继续扫描识别下一个资产的RFID 标签；若核对信息不符，通过可视化场景对资产位置、登记信息进行修改，保存后继续扫描识别下一个资产的RFID 标签。在场站资产的可视化系统中，设有连接到RFID 设备的接口，便于资产数据导入。当盘点结束后，将盘点的资产信息一键导入资产管理系统，方便后期相关资产报表的生成。

Fig.2 Flow of property inventory using PDA图2 使用PDA的资产盘点流程

相对于传统的手工盘点资产，使用手持可视化场景终端进行资产管理的优势有：①离线使用资产系统数据，自动采集实物资产数据，提高了资产盘点效率；②通过可视化场景确认资产位置，保证资产实物与登记数据一致，提高了资产盘点准确性；③规范了资产盘点过程，方便及时检查并更新资产状态，提高了资产数据流动性。

手持可视化智能终端将实际资产分布情况场景化，实现资产系统可视化场景与实际资产所在位置的对应。用户在管理和盘点过程中，通过对可视化场景的操作实现对系统登记资产的确认和修改，更加直观且符合用户使用习惯。同时，通过B/S 的离线应用技术，实现在无网络环境中无障碍使用系统功能，当重新联网后自动同步数据，整个过程对于用户而言完全透明，极大降低了用户使用该终端的技术要求。

3.2 可视化数据流处理

本文设计的系统实现了场景可视化、业务可视化、数据可视化3 方面的交互，并引入资产地图作为场景可视化的基础。相对于传统的资产管理，本文将具体的管理环节与可视化相结合，在优化复杂管理模式的同时也提高了资产管理效率。在可视化时，由于原始数据不能完全适用于可视化要求，因此需要结合具体的应用场景进行数据分析，利用图表等多种表达方式对资产数据进行多方位处理，如数据集表格化、数据集图表化、数据集运算、数据报表。此外，为了支持场景可视化与业务可视化功能的实现，从而提出了数据可视化模块。

3 个可视化模块之间的相互配合提高了现有资产管理系统的数据管理能力，系统的资产数据流动过程如图3 所示。首先从管理会计辅助信息平台导入资产数据，通过数据可视化模块的预处理得到不同形式的数据，作为后续资产管理的基础。场站管理者根据不同的业务需求选择不同的场景，通过业务可视化与场景可视化的交互让资产管理过程更清晰。

Fig.3 Business flow for visual processing of asset data图3 资产数据可视化处理业务流程

需要特别指出的是，相对于现存的资产管理系统，本文所述的可视化资产管理系统在数据可视化模块中特别考虑了数据鉴别功能。在资产管理过程中，由于数据集之间存在交叉运算，一个错误数据可能会衍生出众多错误数据，因此保证数据的正确性极为重要。在设计数据字典时指定每个资产特征的数据类型，当从管理会计辅助信息平台向系统中导入数据时，系统会先确定是否符合数据类型再判断是否导入。对于不符合要求的数据，系统会返回给用户，既保证了后续数据的正确性，又帮助修改现存的错误数据。由于资产变化频繁，系统中的数据需要及时更新，因此该系统设置了定期更新功能。图3 所示的数据流处理过程保证了系统数据的一致性与可追溯性。

3.3 可视化交互模式

信息可视化作为一种信息传递方式，向用户展示了清晰的视觉层次，用户通过文字以外的视觉元素和图形更直观、更快捷地获取信息，用户将注意力集中在自己更关注的信息上，从而加深用户记忆，减少信息筛选时间，提高用户访问效率，认知体验更愉快［24］。在设计本文所述系统的可视化交互方案时，重点从以下3个方面考虑了系统的设计与实现：数据集交互能力、可配置场站布局、人性化交互方案。

（1）数据集交互能力。首先，表单、表格、图表形式的数据集可以自由操控和转化；其次，数据集之间可以交叉运算；最后，对于基础的数据集设置了管理功能。系统内信息交互界面中信息图形元素关系、信息多维属性、信息布局和编码规则的表征，建立了信息结构的视觉认知模型，使操作人员与控制系统之间的信息交互更加高效［25］。

（2）可配置场站布局。本文系统将航拍图和场站资产布局视图两个图相结合，同时将场站资产布局与资产数据关联，确保可视化资产视图的完整性。系统中特别设置了地图可见行政区配置模块，用户可以自由选择所用省份地图，主页面中仅会显示用户选定的地图区域。为了保证真实性，在地图中添加场站时可以通过经纬度指定场站的精确位置，并添加场站航拍图，航拍图可以进行裁剪、旋转等操作。在地图上添加场站时只能从场站列表中选取已有场站，从地图中删除场站时不会删除数据库中的场站。

（3）人性化交互方案。其着重强调了自由的视窗交互界面、视窗互动性，以资产数据处理视窗为例，如图4所示。其中，第①部分表示全局资产查询；第②部分为资产统计视窗；第③部分为资产数据处理视窗；第④部分为菜单栏，包括编辑、保存等基本操作按钮；第⑤部分为场站的航拍图。点击第③部分最小化按钮左边的“关联”按钮后，可以立即获得相关场站数据集的可视化形式，以一种更清晰明朗的数据呈现方式，方便用户更好地理解。同时，该系统还为不同类型的资产设置了不同的颜色以进行资产标注，使得区块里的小资产变得清晰，方便资产盘点，这都体现了交互的人性化；考虑到页面的友好性，在设计系统时将功能栏和窗口管理区分开。由于没有采用传统的分页面处理，在多任务并行情况下切换任务窗口时，系统会通过高亮窗口栏颜色提醒用户。功能栏中显示所有已打开的任务列表，主页面中显示每个窗口操作页面。颜色是视觉设计的基础元素，是影响色彩情感的主要元素。系统还设置了可切换的明暗主题，如图5 所示。在明亮主题下给人清晰轻盈之感，在暗系主题下带来了冷静的色彩情感，保证了用户良好的交互体验感。同时，系统将重要的数据信 息进行了字体调整，方便用户快速区分和获取重要数据。

Fig.4 Windows interactive interface图4 视窗交互界面

Fig.5 Schematic diagram of switchable theme图5 可切换主题示意图

4 系统实现及部署应用

4.1 系统实现

4.1.1 系统基本功能

本文所述场站资产的可视化管理系统已经被应用于长宁天然气开发有限公司。系统主界面为资产地图，如图6 所示。用户可以自行指定地图显示区域，系统中可供选择的区域为中华人民共和国所有行政区。页面右上角设有系统的菜单栏、设置选项和消息通知。一个井区可以同时拥有多个场站，在地图上可以根据经纬度确定场站实际位置，所添加的场站和井区的数据均来源于数据库。只有进入场站维护页面才能增加或删除场站。删除地图中的场站并不会影响数据库中的数据，删除数据库中的场站前需要先删除资产地图中的场站。

在基本功能实现方面，该系统的一大创新在于从外部批量导入数据时分4 个步骤保证数据的准确性，具体实现过程如图7 所示。选取待上传的资产数据，上传完后需要检查和调整更新配置，自由选取需要更新的资产特征。确认更新配置后可以预览已上传数据，在该步骤中系统会预先检查文件中是否存在错误数据，若存在系统会告知用户错误数据的具体位置，方便管理者核对并修改，正确的数据在第4 步会同步更新到系统中。上述步骤能够有效保证源数据的正确性。

对于导入系统中的数据，用户可以按需搜索。为直观浏览数据，用户可以筛选部分资产数据属性并将其显示在页面上。该系统对于搜索功能的一个优化在于：分类别返回关键字所在字段，用户能够快速定位所需数据，具体实现如图8 所示。当用户搜索数据的字段没有被筛选时，只要满足搜索条件，系统会默认返回该字段至页面。

Fig.8 Page of basic data operations图8 数据基本操作页面

4.1.2 相关系统比较分析

当前，通过可视化技术辅助资产管理的系统中，大部分是将GIS 技术应用于资产管理（见表1），如蒙文之［26］于2020 年为网络公司设计的资产管理系统。虽然其设计的系统实现了从资产采购到资产信息后台管理的全过程追踪，并采用GIS 技术将纸质地图转换成电子地图的形式，以高效存取地理信息数据，但是仍缺少对资产数据的分析，管理者无法第一时间了解项目资产概况。相比而言，本文所提出的可视化资产管理系统更强调可视化功能实现，特别设置了图表汇总模块，实现页面如图9 所示。以平面图子功能为例，对于资产转资、资产调拨、资产折旧、资产盘点、资产报废等都有相应的统计分布图。在图表汇总模块的基础上，系统能迅速响应用户在各个资产管理环节中的数据请求。由于企业会同时进行多个项目，特别在页面上方设置了“查询图表”功能，输入项目名称，点击搜索按钮，页面中会显示对应项目的资产图表。

Table 1 Comparison of related system表1 相关系统比较

庞雄昌等［27］在设计基于数据的可视化资产管理系统时，不仅借助图形更直观地呈现资产数据间的相互关系，同时创新性地引入SVG技术实现用户与资产位置布局图的交互式设计。该系统实现思路与此类似，不同之处在于，该系统的应用场景为资产管理的具体环节，且优化了服务器返回给客户端的响应，通过将海量数据转换为可以与用户交互的动态图像，为用户提供更佳的体验感。2019 年，田静等［28］设计基于BIM 的智能电网可视化管理系统，不仅实现了设备相关信息的可视化呈现，还关注了操作状态的可视化呈现：结合BIM 实时显示重要设备的操作状态。但是不足之处是仍只关注操作状态中数据的呈现方式，没有考虑使用可视化优化电网设备的操作流程。因此，在设计该系统时，着重考虑了图在信息管理方面的实用性。

以转资为例说明如何借助可视化技术更好地辅助资产管理，系统实现如图10 所示。其中，资产标注色彩对应表位于页面右下角（图10 中第①部分），其中每个二级资产编码对应一个色标，点击该色标名称会显示该二级名称下所有的资产名称。页面中间（图10 中第②部分）用高亮虚线框标记的资产表示已被标注。页面左侧（图10 中第③部分）分布为资产布局图工具栏，包括标注、显示、删除按钮。

Fig.10 Page of visualized physical asset transferring图10 可视化实物资产转资页面

在转资之前需要先标注资产。在标注资产时，当用户的鼠标移在资产所在区域时，所在区域块将高亮显示。用户点击该区域时，服务器响应客户端请求，调用第三方可视化控件并呈现在客户端，被选中的设备用虚线框高亮标记。此时需要将设备虚线框的颜色与资产标注色彩表对应，便于后期转资时识别资产。当标注结束后，点击场站中的设备，若高亮区域的虚线框是彩色，表明该资产已被标注。点击后系统响应客户端请求，同时生成该设备的转资记录。已转资的设备用高亮的虚线框标记，未转资的设备仍处于暗色，以此区分资产设备是否转资。转资完成后，可以从系统中直接导出转资表。

当处理不同的业务时，系统制定不同的规则以响应用户请求，并同步更新数据库。在转资这个业务背景下，通过资产地图中虚线框的标注区分资产是否被转资，消除了传统资产管理过程中人工记忆的弊端。场景可视化、业务可视化、数据可视化3 个方面的交互能够有效提升系统的数据管理能力，本文设计的系统具有实用价值。

4.2 系统部署及应用

4.2.1 部署原则

系统部署应该遵循以下原则：可扩展性、安全性、方便性和经济性。①可扩展性：系统建设需要为后续的业务发展留有余地；②安全性：结合自身的安全体系建设，充分保证系统、网络、数据的安全；③可定制性：系统应能够满足用户的个性化需求，方便自定义设置；④经济性：系统应充分利用现有网络平台和主机系统平台，结合现有网络条件，设计合理的网络架构，并充分利用现有资源，避免重复建设，力争节约。

4.2.2 部署方式

一般而言，有两种常见的部署方式：本地部署和云部署。本地部署需要系统实际用户提供完整的运行环境，当完成部署后，在系统整个运行的生命周期中仍需要维护支持系统运行的硬件和系统相关配置。对于云部署方式而言，由于运行的基础设施都在云端，实际使用方只需要提供系统的维护配置数据，节省了基础设施这一巨大的成本支出。此外，当系统升级时，本地部署需要供应商到现场调试处理本地特有的环境问题，成本较高。相比之下，云端的系统可以统一升级，无需考虑使用方的环境问题，方便快捷。综上，本文选择云部署方式。

4.2.3 系统配置及运行

该系统部署于客户单位内部私有云提供的Windows Server 2016 系统，部署过程由Windows 脚本自动控制，部署过程如图11 所示。系统使用JDK 11 和MariaDB 10.6 作为基础软件支撑，部署脚本先进行安装目录的清理和JDK、MariaDB 的安装，然后依次对系统运行配置、数据库配置进行调整，最后将系统安装为Windows 服务自动运行。系统安装配置完成后，即可通过内部地址和预定端口访问系统登录页面。

Fig.11 System deployment settings图11 系统部署设置

经实验证明，通过如上所述的软硬件设备交互，系统已经成功部署在云端且能够正常运行。

5 结语

由于企业资产规模扩张、信息化程度增高，传统的资产管理已无法适用企业发展需求。一个完备的资产系统需能实时传递与更新资产数据，智能化辅助企业管理资产。本文从可视化的角度，结合当下资产管理系统现状，分析现存系统存在的不足，即“只关注图的信息呈现效果，忽略图在信息管理方面的实用性”，创新设计并实现了一种场站资产的可视化管理系统。本文首先分析了可视化系统的功能需求，并分别从系统架构和功能模块两个方面进行概括性介绍；接着从RFID 智能终端、可视化数据流处理、可视化交互模式3 个层面阐述了系统设计思路；最后说明了系统的部署情况。目前，该系统已应用于长宁天然气开发有限公司，系统除实现基本的资产管理功能外，还完善了资产数据管理和资产数据分析模块，增加了资产数据的智能更新功能，实现了智能化数据查询方式。

总体上，新系统可兼顾图的视觉效果与图在信息管理方面的实用性，相较于现有的可视化资产管理系统能更方便地管理资产，极有效地提升了公司资产管理效率。在后续系统发展方面，将考虑继续完善系统功能，实现从资产购入到资产报废的全过程智能管理，以更全面地追溯数据的流动。