基于ArcPad的输电线路巡检系统设计

本文从系统实现角度提出了输电线路巡检系统完整的设计策略；详细描述了平台选型方案、系统架构设计方案和系统功能设计方案；提出了具有高扩展性的设备管理数据结构设计思路；阐述了PDA移动端的地图组织、数据库设计思路和业务功能设计。

输电线路巡检是有效保障输电网安全运行的一项重要工作，能够有效掌握输电线路运行状况及周围环境的变化，发现设施缺陷和安全隐患。

系统基于移动GIS技术、掌上电脑（PDA）、GPS接收机和无线通讯等先进的现代化技术构建，以业务需求和规范管理为驱动实现输变电线路巡检管理的流程化、规范化和智能化。系统以明确的操作流程和完整的检查表格最大限度保证线路检查的有效性；通过与生产系统的信息交互实现线路运行的闭环管理；通过 GPS定位技术进行杆塔坐标定位和人员到位管理大幅提高工作效率。

通过巡检系统能够将发现问题及时的传递到生产管理系统中形成巡检、缺陷上报、检修处理等工作的一体化处理过程。线路巡检工作的信息化、规范管理管理能够有效提高供电可靠性，减少因故障停电而造成的经济损失，确保输电线路的安全运行。同时提高企业的信息化管理水平并对外树立良好的公众服务形象。

系统平台选型

移动GIS平台选型

移动GIS (Mobile GIS)是建立在移动计算环境、有限处理能力的移动终端条件下，提供移动中的、分布式的、图形化的地理信息服务，是一个集GIS、GPS、移动通信 (GSM/GPRS/CDMA)技术于一体的系统。它通过GIS完成空间数据管理和分析，GPS进行定位和跟踪，利用PDA完成数据获取功能，借助移动通信技术完成图形、文字、声音等数据的传输。

与WebGIS系统相比，移动GIS的运行平台从Internet拓展到了无线网络，使得移动GIS能够实现更为灵活方便的应用，无线通讯技术大大加强了地理信息系统应用的深度和广度，为地理信息系统的推广应用提供了广阔的舞台。

在巡检系统平台上，美国环境研究所（ESRI公司）的ArcPad是一款应用广泛、低成本的解决方案。ArcPad通过手持设备为野外工作者提供了制图、GIS与GPS集成和无线通讯功能，从而显著提高了在野外中对空间数据的工作效率。ArcPad为野外工作人员提供了捕捉，存储，更新，处理，分析和显示地理信息的能力。在易用性、扩展性、企业级GIS结合和客户定制方面表现都非常优秀。

工作流引擎选型

工作流引擎作为巡检系统业务流程实现的底层支撑，对于系统建设起到至关重要的作用，必须能够满足流程定义、业务调整、部门重组和信息监控等要求。 JBOSS JBPM（Java Business Process Management）是一个开源的轻量级工作流引擎能够很好的满足系统建设对于业务流程管理的要求。

JBPM是一个灵活的、可扩展的工作流管理系统。JBPM拥有直观的流程语言，用任务、异步的等待状态、定时器、自动化动作等来表示业务流程图，具有非常强大可扩展的控制流机制。

JBPM具有最小的依赖环境，可以像使用Java类库一样容易的使用它，也可以通过把它部署在J2EE集群应用服务器中，用于吞吐量极大的环境中。JBPM可被配置为任何数据库，并且可以部署到任何应用服务器。
系统设计
系统体系结构
从总体结构上，系统采用了B/S架构建设，包括服务端的管理功能和PDA移动端功能（图1）

图1 系统体系结构

系统功能设计
输电巡检主要由设备管理、巡视标准管理、巡检管理、缺陷管理、查询统计、PDA移动端功能、系统接口等功能模块组成。
系统在服务端完成设备管理、巡视标准管理、巡检管理、缺陷管理和查询统计等功能，服务器程序采用J2EE的B/S架构实现，根据巡视周期生成巡视任务，并为移动终端提供数据下载服务。
在移动端，巡线员使用PDA进行路经导航，通过GPS定位获取对应杆塔的巡检卡，根据现场情况填写巡检记录，同时根据需要可以进行杆塔坐标采集。

系统功能模块关系如（图2）:

图2 系统功能模块关系图

设备管理设计

设备数据是线路巡检系统业务基础支撑，是系统的核心数据，设备管理功能必需具备业务调整的灵活性和可扩展性。基于此指导思想，系统设计采用纵表的方式进行设备管理设计，能够灵活进行自定义属性满足业务扩展需要，大大降低系统的维护工作量，提高了整个系统的灵活性。

设备管理包括：设备台帐管理、设备统计报表管理、设备资料管理。

设备台帐管理设计思路：

设计策略

对大型的设备和设备大类在数据库中建立对应的表，并建立完整的属性字段。

对于众多的小设备和附属设备采用描述表和值表相关联的方式来处理,不再对具体的一种设备创建一个具体的表。

描述表和值表实现关系图（图3）:

图3 描述表和值表实现关系图

其中:

定义表