基于分布式數據庫的設備維護檢修信息管理系統設計與實現

黃卿 謝龍 黃海 程光煜

（1.廣西廣播電視技術中心崇左分中心;2.廣西廣播電視信息網絡股份有限公司防城港分公司）

一、引言

廣西廣播電視技術中心崇左分中心轄下管理著多座二級發射臺站、十多座三級發射臺站、大量四級發射臺站，技術人員日常工作就是要對臺站中許多的各種設備進行維護、維修和搶修，在這些運維過程中積累了大量的維修維護、故障處理經驗，若能采用一套系統記錄這些經驗和信息，并對這些數據進行提煉、分析、共享，則可在今后的運維工作中將這些經驗信息直觀地提供給維護搶修人員參考，使其更好地對機器設備進行日常的運維，可大大提高安全播出的質量。

為此，本文開發了一套系統，該系統主要針對目前各臺站技術人員對設備進行維修過程前后的信息進行記錄，對產生的故障現象進行故障分析和整理，然后給出過往的故障處理經驗，并提供信息查詢和共享功能，從而使不同臺站的技術人員能結合本系統提供的信息更準確地進行故障的判斷和設備的維修。

此前，由于各臺站技術人員對同樣的設備有著不同的維修維護經驗，有些臺站將其寄回廠家維修，而有些臺站則可進行修理，寄回廠家維修這種維修方式存在維修周期長、維修成本高、寄送過程由于搬運容易引起其他不必要的損傷。

該系統使各臺站技術人員可以通過系統分享故障案例信息，互相參考和相互學習，大大縮短了維修時間，提高了設備維修的工作效率，節約維修成本，還減輕技術人員工作量，很好地促進和保障了安全播出任務的完成。

二、系統設計

（一）需求分析

1.功能需求

該系統的功能需求有以下主要幾點關鍵點：

（1）可本地查詢、錄入、修改故障維修記錄。

（2）可遠程查詢故障維修記錄。

（3）可對設備圖紙（電路圖和實物圖）進行查詢、錄入和修改。

（4）可提供設備的關鍵參數（如電壓、電流）值、說明書。

（5）可對圖紙采用畫筆和文字進行故障點標注，并保存。

（6）可通過故障現象匹配查詢設備故障原因，并顯示以往的故障處理過程。

（7）可打印查詢結果。

采用該套系統后，可錄入各種設備的相關電路圖、設備參數值、說明書，方便維修設備時調出所需電路圖、查看設備參數值和說明書。同時，能對本臺站故障維修數據進行記錄和查詢，也可查詢其他臺站的故障維修數據，且可將重點參數或是故障點標注在維修電路圖上，既能為現場維修提供參考借鑒又能為及今后維修及時補充一手資料，為我們更快、更好地進行設備維修提供良好的幫助。

2.性能需求

該系統的性能需求有以下幾點：

（1）C/S模式開發本地和遠程功能。

（2）B/S模式開發遠程功能。

（3）圖紙標注可進行類似涂鴉的功能。

（4）界面操作必須友好，操作響應時間必須夠短。

（5）可采用邏輯匹配查詢其他臺站的數據。

（6）數據庫必須采用大中型數據庫。

3.可靠性和可用性需求

該系統的可靠性和可用性需求有以下幾點：

（1）該系統不能出現內存溢出的現象。

（2）該系統不能出現80%以上的CPU占用率。

（3）該系統不能出現過高的PF使用率。

（4）在進行各模塊界面間切換時不能出現卡死現象。

（5）查詢其他臺站信息時必須具備可接受的響應時間。

4. 出錯處理需求

出錯需求是即需要解決系統對環境（操作系統）錯誤應該如何響應，或當本系統出現崩潰或溢出時的處理情況（例如崩潰時可自動重新啟動該系統或環境）。

5.接口需求

接口需求主要有兩點：

（1）軟件接口需求，為了增強系統的性能而必須調用第三方控件或接口，該接口必須具有可接受的可靠性和穩定性。

（2）通信接口需求，主要采用TCP/IP協議進行通信。

6.約束

主要有以下幾點約束：

（1）精度約束。

（2）工具和語言的約束。

（3）設計約束。

圖1 系統架構圖、各功能模塊圖和登錄界面

圖2 本地、遠程數據庫連接代碼圖

圖3 更改操作數據庫代碼圖

（4）應該使用的標準。

7.逆向需求

目前該系統不宜接入互聯網或任何的不可靠平臺，因此無須開放或制作基于互聯網等不可靠平臺的模塊。但已經預留軟件和通信接口。

8.將來可能提出的需求

將來可能還需要進行功能拓展，因此還需設計可能出現的需求，主要有幾點：

（1）采用單片機進行發射機實時監控，對故障數據進行即時錄入和匹配。

（2）接入互聯網，可通過互聯網進行數據查詢。

（3）開發手機客戶端。

（4）通過數據分析進行設備故障預判告警。

（二）架構設計

在本系統程序開發中，兼有C/S模式開發和B/S模式開發兩大部分。C/S模式是基于VB.NET開發的分布式數據庫管理系統，數據庫采用MSSQL進行數據存儲管理，每個臺站都具備獨立的數據庫，各部門之間通過計算機網絡互聯，共同組成一個完整的、全局的邏輯上集中、物理上分布的大型數據庫，C/S模式提供信息的讀、寫、增、刪等完全功能。同時，該系統還開發了B/S模式，方便低權限用戶通過網頁訪問資源，B/S模式主要采用PHP進行開發，數據庫依然使用MSSQL，B/S模式只提供信息的讀取功能。如圖1b所示為該系統的系統架構圖。

三、系統實現

（一）模塊設計

本系統C/S模式中的UI部分目前主要分為查詢修改模塊、新建錄入模塊、后臺管理模塊、登錄驗證模塊4大功能模塊，如圖1b所示為C/S模式系統功能模塊圖。而B/S模式WEB界面目前主要有查詢模塊、登錄驗證模塊2大功能模塊，如圖1c所示為B/S模式系統功能模塊圖。如圖1d所示為系統登錄界面圖。

圖4 初始化變量和類、保存標注圖片類的代碼圖

圖5 設備參數動態輸出模塊圖

（二）主要功能代碼

1.數據庫操作功能相關代碼

如圖2a所示為本地數據庫連接代碼圖，由于采用的是分布式數據庫，必須還要有遠程數據庫連接代碼，因此，如圖2b所示為遠程數據庫連接代碼圖。當需要對數據庫進行操作時，如圖3所示為操作更改數據庫代碼。

2.圖片圖紙標注繪制功能相關代碼

依照需求，需要對圖片圖紙進行標記繪制，如圖4a所示為初始化相關變量和類的代碼圖。標注結束后需要對繪制的圖片進行保存，因此建立了可保存繪制手段（畫直線、畫矩形、畫圓形）的類，如圖4b所示為保存標注圖片類的代碼圖。

3.輸出設備動態參數功能相關代碼

由于需要對各個設備的參數進行動態輸出，因此建立了設備參數動態輸出模塊，如圖5所示為設備參數動態輸出模塊圖。

圖6 登錄驗證和MD5加密相關代碼圖

（三）網絡安全

結合需求分析，有必要進行網絡入侵防范，以下幾點為本系統進行的網絡安全方面的配置。

（1）為防止數據庫入侵，SA(System Administrator)口令禁止為空，數據庫端口由默認1433端口更改為其他空閑端口。

（2）為了防止腳本植入攻擊，網頁盡可能減少提供參數輸入框，采用下拉條、單選框、復選框等預提供的信息給用戶選擇。

（3）為防止SQL注入攻擊，對用戶輸入的內容進行轉義字符過濾。

（4）為防止通過網頁提權種植網絡木馬，之后進行系統提權入侵，網站不提供后臺管理功能，并將系統FTP默認21端口更改為其他空閑端口。

（5）為防止黑客從網絡進行系統攻擊，如telnet攻擊、IPC入侵等，必須在用戶與服務器間架設一臺路由器，采用NAT協議只對80端口進行映射。

（6）考慮到敏感信息的安全性，本系統采用MD5加密方式進行加密，強化系統信息安全。如圖6所示為登錄驗證和MD5加密相關代碼圖。

四、小結

該基于分布式數據庫的設備維護檢修信息管理系統，能人工記錄設備故障和損壞的現狀，對設備進行歸類，收集記錄當前設備的型號、參數、圖紙、說明書等信息，也給設備相關信息的查詢提供了方便，避免了頻繁翻閱圖紙說明書等書籍。使用該系統后，技術人員在對機器設備的故障處理過程在速度和準確度上得到提升，也減少了寄廠維修的高額維修費及運費開支，大大降低了維修成本和人力，提高了安全播出效率，切實保證了廣大人民群眾收聽收看好廣播電視節目。