采用WebGIS和J2EE技术实现危险源管理系统的设计

1 引言

重大危险源监督管理工作一直以来都是各级安全生产监督管理部门的重点工作。企业重大危险源管理监控要结合本地实际，逐步建立危险源信息管理系统，运用现代信息技术逐步建立政府重大危险源信息管理和预警监控平台，了解和掌握辖区内重大危险源的数量和分布状况，对重大危险源实施有效预警监控，提高安全生产监管水平与效果。

在目前的危险源监督管理工作大环境下，如何将目前危险源管理与先进的信息技术相结合，构建适合危险源管理的信息平台，是当前安全生产监督管理部门一项重要的研究内容。本文以某安监局的危险源管理系统为例说明系统建设的方法。

2 危险源管理WebGIS系统需求分析

系统应用WebGIS和J2EE技术，将某安监局所管辖的危险源信息进行综合管理，将危险源信息以电子地图的方式进行直观的展示，可以方便的查阅危险源的详细信息；借助WebGIS等信息化技术手段，在系统中生成应急预案；对危险源的定期的检查情况也需要在系统中体现。下面从用户业务需求和系统功能需求两个方面对危险源管理WebGIS系统进行需求分析。

2.1 用户业务需求分析

2.1.1 数据空间展示需求

能够将所有危险源的位置在地图上展示，并动态挂接每个危险源属性信息，从而直观的反映出该处的详细情况。

2.1.2 满足业务处理辅助支持的需求

重点需要当某一处危险源出现紧急情况下的系统能够提供应急处置预案，包括：对危险物处置办法，可能影响范围，涉及救援单位等。

2.1.3 数据的更新需求

危险源的基本信息，周边环境检查信息以及对企业定期检查记录等内容，需要系统及时更新，另外还包括空间位置信息的更新（如新增危险源）。

2.1.4 数据下载需求

系统能够将生成的应急处置预案（包括：救援措施和救援方案）以及安监局对各危险源的检查情况，对危险源进行的查询统计结果可导出一定电子格式保存或可直接打印成文。

2.2 功能需求分析

危险源管理WebGIS系统功能总体框架如图1所示。

图1 系统总体功能框架示意图

2.2.1 常用GIS功能

具有地图基本操作的功能，如地图放大、缩小、漫游、全屏，地图点选、框选、圆选、多边形选择，地图鹰眼，地图编辑、地图刷新、属性信息展示、距离面积量算、图层控制等。

2.2.2 空间分析功能

GIS中的空间分析功能分很多种，在本系统中主要使用缓冲分析和路径分析两种。缓冲分析，主要用于分析危险源与其周边相关资源的关系，从而分析危险源是否会对周边资源造成影响，比如选择一个危险源点，选择某种程度的爆炸的影响半径，分析该危险源周边影响半径内有哪些学校、居民点等资源，就可以分析该危险源对周边资源的影响。路径分析，可以获取救援点到危险源点的最佳路径，选择两个点，利用路网数据，可以直观的计算出从救援点到危险源点的最佳救援路径。

2.2.3 信息空间展示

在矢量地形图中按各行政区划范围显示各危险源所在位置；采用逐级放大方式，初始图以点状图例显示区内各区乡镇危险源分布状况（按行业类型以不同颜色醒目标注）。

地图中点选某一具体危险源（地图上显示危险源名称），选中后显示出其具体属性信息。信息包括：危险源的基本信息（单位名称、属地、地址、单位联系人、联系电话、行业划分、产品危险类型、危险品种名称、周边环境等），已生成的应急预案、企业月报、检查记录。

2.2.4 数据统计查询

对危险源进行行业划分、区域划分等分类查询，危险源的基本信息查询以及业务属性信息查询，危险源的定期检查情况汇总查询，以及危险源的应急预案查询。用户还可以按照多种条件对危险源进行统计。

2.2.5 动态专题图

利用WebGIS平台的专题图功能，结合用户的业务需求，系统可以按照危险源的等级、类型、状态、属地等维度进行统计，并生态生成专题图。

2.2.6 应急预案生成

系统提供应急预案的生成向导，用户可以依次针对危险源进行危险类型选择（危险性）、救援医院的选择、预案等级选择、救援单位组成选择、救援专家选择、周边影响分析等操作，从而生成应急预案，并可保存和打印应急预案。

2.2.7 定期检查管理

安监局工作人员从各乡镇上报来的危化企业检查记录中，定期录入到系统中，并可按照一定查询条件进行查询统计，查询结果采用分页方式显示记录，记录条列项包括：检查时间、编号、检查单位、系统保存时间等，并可浏览详细的定期检查记录信息。

2.2.8 数据更新服务

系统提供对空间数据以及业务数据更新的功能，空间数据更新包括新增、修改、删除危险源空间位置，矢量（栅格）图层的维护等；业务数据更新包括危险源属性数据维护，定期检查记录，以及系统支撑类信息（数据字典）更新。

2.2.9 数据下载服务

可将系统中生成的图表内容导出：包括应急预案，应急演习预案，统计情况，企业基本信息；并支持打印功能，将系统中生成的图表内容（如预案）打印。

2.2.10 数据接口服务

系统提供将定期上报和服务的接口，能够将危险源信息、应急预案等内容上报到上级主管部门的业务系统，同时，可以将这些内容集成到应急指挥平台，从而用于在危险源出现紧急情况下的辅助决策支持。

2.2.11 系统用户管理

根据局领导、业务用户和系统管理员进行相应的权限设置，不同权限的用户对数据有不同的操作权限，有不同的功能权限，通过用户权限设置保障系统安全。

3 基于SuperMap IS Java的危险源管理WebGIS系统设计3.1 平台技术选型分析

本系统全线采用国产软件，操作系统选择了中科红旗的RedFlag Linux DC 5.0，数据库选择了人大金仓的Kingbase ES 4.1，应用服务器选择了东方通的TongWeb 4.6。在保证达成系统实现目标的前提下，尽可能的采用国产化软件，提高信息的安全性，促进民族IT产业的发展。

在WebGIS平台方面，选用超图的SuperMap IS Java，IS Java是一款高效、稳定的网络地理信息发布系统的开发平台，它采用面向Internet的分布式计算技术，支持跨区域、跨网络的复杂大型网络应用系统集成。SuperMap IS Java为GIS数据的发布提供了高可扩展的开发平台，开发者可以方便、灵活地实现*数据的共享。[2]

开发方面，选择了Java语言和J2EE架构，可以有效地保证系统的跨平台可移植性、可伸缩性和可扩充性。

3.2 总体框架设计

按照危险源管理WebGIS系统的业务需求及功能需求，系统的体系结构见图2。系统采用分布式B/S计算环境中，用户只需要通过浏览器即可使用这个系统，，在应用服务器、WebGIS服务器及数据库服务器之间通过千兆以太网和TCP/IP协议进行通信，实现分布式环境中的地图服务和数据共享。[3]

3.3 数据库设计

危险源系统数据库设计成空间数据库和业务数据库。

3.3.1 空间数据库设计

系统的空间数据主要以该地区1：5万电子地图为基础地图，对于图形数据，系统采用SuperMap的SDX+引擎来管理，各个图层均通过SDX+存储在Kingbase ES数据库中，见表1所示。

图2 危险源管理WebGIS系统体系结构

表1 空间数据库主要内容

3.3.2 业务数据库设计

系统的业务数据表见表2所示。业务数据采用与空间数据库有机关联的关系式数据库结构设计，与应用图层挂接关联，方便与对业务数据进行GIS相关的查询。

3.3.3 业务数据库与空间数据库关联

系统空间数据库采用SuperMap的SDX+引擎，该引擎采用关系型数据库来进行空间数据的存储与访问。针对每个空间矢量图层，都有SmID的字段进行标识；针对一个矢量图层的不同要素，分配不同的SmID的值，这样，可以保证每个矢量要素都有唯一的SmID。

系统业务数据库的设计利用SmID的唯一性，为每个危险源定义了唯一的编号ID，通过SmID和ID的唯一值关联关系，从而实现了业务数据库与空间数据库的关联。

表2 业务数据库主要内容

4 系统实现

在SuperMap IS Java提供的地图服务基础上，利用J2EE技术构建分布式的危险源管理WebGIS应用。 系统采用SSH（Struts+Spring+Hibernate）轻量级框架集成架构，GIS功能方面则应用JSF技术集成SuperMap IS Java封装的地图服务页面组件。为提升浏览地图过程中的用户体验，系统采用AJAX技术，来实现地图的异步刷新。在客户端，用户可以直接通过浏览器来操作系统的各项功能和浏览已经发布的地图。本系统以某安监局的危险源管理系统开发与实现为背景，其主要界面如图3所示。

图3 系统主界面

5 结束语

本系统在全线国产化软件的基础上，采用J2EE架构，基于SuperMap IS Java软件系统，并结合Java、SSH、JSF、AJAX等编程技术实现的危险源管理WebGIS系统。系统提供友好易用的操作界面，功能强大，同时实用性、专业性强，为某安监局的危险源信息化管理提供了应用平台的支撑，也为安监局的危险源管理工作提供了便利，并且在提供了多种数据接口服务，可以直接将相关数据上报到上级主管部门和政府。该系统的开发实现了对危险源业务的综合管理，切实改善了安监局在危险源业务信息管理、应急预案、定期检查等工作中的工作效率，加强了危险源管理的力度，提升了危险源管理的水平。