基于物聯網的地質項目管理信息化建設與實踐

于明輝　單冰

關鍵詞：物聯網；地質項目管理；信息化建設

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）14-0060-03

0引言

現階段，計算機與物聯網技術不斷發展，地質項目管理的要求也在不斷升高，以往的地質項目管理模式逐漸無法滿足實際工作需求[1]。為提升對各類地質項目的管理能力，參考以往的地質項目管理形式，本文研究設計了地質項目管理信息化系統。結合物聯網，通過三個層次對系統進行構建，接入層包含了數據采集、搭建配置的設計，以物聯網感知技術和網絡技術作為數據采集方式[2]，在核心層為多類型的數據搭建對應數據庫，并為系統設計數據整合及權限管理的功能，保障了系統數據操作使用的安全性[3]，應用層為操作人員提供與數據交互的場景，包括數據查詢、模板管理以及平臺管理的功能，以便操作人員對地質項目數據進行動態化操作，將項目數據進行信息化呈現。

1地質項目管理信息化整體設計

地質項目管理的核心是對項目目標的管控，其貫穿于項目展開至完成項目成果的全過程[4]。傳統的地質項目管理存在點多面廣、管理結構不完善、質量管理處于被動、管理方式粗放等特點[5]。完整的管理系統平臺可達到國家級地質項目的管理需求，為提高地質項目管理水平，設計基于物聯網的地質項目管理信息化系統，不同層次管理的項目數據與地質項目管理的相關過程緊密切合，系統設計總框架及主要功能如圖1所示。

系統框架包括三個層次，自上而下分為接入層、核心層、應用層。接入層涵蓋數據采集、建設配置的設計，以物聯網作為設備支持；核心層作為完整系統的技術層，包含數據處理、權限管理以及數據庫建設；應用層作為數據展示層，囊括了數據查詢、模板管理及平臺管理的功能。系統總體基于物聯網的特點將不同層級橫向聯動，構建項目管理信息化操作平臺，根據不同項目所處的現階段將已經獲取的項目數據進行新建、更改以及權限分配整合，達到對不同地質項目統一管理的效果，建立適用于各階段的工作流程模型，實現項目整體信息化管理。

2接入層設計

接入層是系統正常運行的基本保障，建設配置主要包括硬件搭建和網絡環境，系統采用Visual Studio2006環境下的ASP語言開發，前端調用后臺提供的服務，對業務數據進行獲取展現，主體利用Vue.js自主研發框架，將API響應數據綁定和組合簡單化，對系統不同模塊對接與集成，選擇可在集成式網絡環境下使用的B/S網絡模式，使用SQL Server 2012數據庫管理系統建立項目數據庫。物聯網中的感知技術與網絡技術用于數據采集，包括TCP/IP、移動通信技術、串口融合技術等，此次系統設計采用的數據采集方法如圖2所示。

RFID技術不同于傳統接觸式識別，應用其感知采集對象信息的特點在于不需接觸被感知對象，所采用的射頻掃描技術將被感知對象移動到一定區域范圍，自動識別對象信息，上傳到數據庫并設立標簽，使用人員可通過在手機或其他移動設備植入RFID標簽，對已經保存在數據庫的對象信息進行查詢處理，實現多元化操作。

RFID技術采集數據會存在讀寫器接收異常數據的情況，需要對相關射頻信號進行分析，完成對異常數據的定位，可通過信號時差來計算得出，計算公式見式（1）。

3 核心層設計

核心層包含數據庫建設、數據整合以及權限管理，考慮到綜合數據庫的設計難度，此次設計選擇將三個數據庫整合集成的方法服務系統，分別為電子文檔數據庫、項目屬性數據庫和空間數據庫。

3.1數據庫構建及權限管理

一般地質項目包含的數據量較多，為此可選用將數據以結構化文件的形式進行儲存，避免對數據進行煩瑣操作時導致系統數據庫響應速度降低；項目屬性數據使用DMBS進行儲存管理；具有空間屬性的數據可采用ArcGIS 8.0地理信息系統技術，將數據以GIS 數據的通用格式進行儲存。具體體現形式如圖3 所示。

系統通過中間件對集成的三個數據庫進行分布式管理，按照要素分類進行集成管理。準備2T及以上的硬盤，用于存儲結構化的電子文檔數據。

權限可由后臺操作人員進行管理，系統可提供的權限范圍主要包含用戶管理、機構管理、角色管理等，不限于對角色權限的新建、編輯、查詢、刪除等基礎操作，可設立于不同項目的不同層次業務管理人員?；旌鲜跈嗟姆椒刹捎脭U展型的權限控制模型，使用用戶名和密碼匹配的方式對操作角色進行認證，以增強授權的維護性，可使用調用統一認證接口的方式，匹配用戶信息數據庫，優化登錄角色功能權限等產生動態變化時造成的授權錯誤問題。同時設置系統登錄日志記錄功能，以確保多人操作系統的安全性。

3.2項目數據整合

系統的數據整合模塊需要將數據集中管理存放于總服務器，項目數據可分為五大類，其中包含計劃管理數據、招投標管理數據、合同管理數據、文檔管理數據以及權限管理等，數據整合示意圖如圖4所示。

數據整合的過程中，會受到網絡帶寬的限制以及傳輸機制的影響，導致數據鏈接中斷或數據庫出現過載的情況發生，從而出現傳輸數據失敗、數據丟失等問題。為降低此現象對數據的影響，可對數據傳輸過程進行實時監測，計算實時丟包率，設實時丟包率為D，計算公式如式（3）。

式中：R為接收的數據組數量總和，L為輸出數據量總和，由公式計算D的值越小，表面數據丟包率越低。若D的值過大，可通過增加帶寬或擴展數據庫容量等人為干預的方式降低丟包率。根據整合后的數據，可將各類項目數據進行細化整合，計劃管理數據可整合為年度計劃數據和總計劃數據；招投標管理數據可整合為招投標分類數據和招投標已存數據；合同管理數據可整合成合同分類數據和合同模板數據；文檔管理數據可整合為文檔分類數據和文檔存儲數據；權限管理數據可整合為權限類型數據和權限角色數據。不同類型的數據導入對應的數據庫，并支持瀏覽、刪除以及導出成不同展示格式，為防止出現失誤操作，可將數據進行確認鎖定。地質項目數據具有多樣性，為方便其他人員了解項目實況，管理系統可支持操作人員對數據資料自定義分類并重命名，此類操作項需要具有高級權限的賬戶登錄，登錄后主操作頁面會發生改變，對后臺的數據庫管理類型可進行編輯更改，也可對其他類型賬戶授權或刪除，可給予項目管理者使用。

4 應用層設計

應用層作用于操作人員與系統之間的交互，包含數據查詢、模塊管理及系統平臺管理等基本使用功能，使用管理系統的地質項目管理人員可通過客戶端，以Web為媒介向總服務器發起操作請求指令，再由對應數據庫反饋數據至客戶端并呈現，響應流程圖如圖5所示。

根據不同項目的管理層次，可將項目庫模板劃分為項目級模板、管理級模板和自定義模板。項目級模板的管理模式按照已有的地質項目屬性，名稱以地質項目管理庫為準，表現形式可進行篩選確定。管理級模板可對項目庫進行增加或刪除，操作權限定位最高，可將符合管理規則的項目添加到平臺項目庫并查看具體項目管理信息。自定義模板在數據庫已存項目的基礎上進行添加，操作者根據實際地址項目管理屬性，自定義錄入管理數據項并支持瀏覽、編輯以及儲存，若已有數據參考與系統儲存內容不同，系統可自動轉換被添加數據，方便項目管理人員使用。項目數據信息輸出形式有Excel表格、JPG或PDF等多種形式，能夠滿足不同使用場景下項目的需求。

5 測試實驗

5.1 實驗準備

為基于物聯網的地質項目管理系統進行測試實驗準備，選用一臺計算機，帶有的配置為Windows7操作系統，中央處理器為I5 9400F，GTX750的顯示卡，16G運行內存，2T的機械硬盤作為儲存盤，200M網絡帶寬，Dell U2414H的液晶顯示器，并將已有部分地質項目資料作為實驗數據導入管理系統進行測試。系統主登錄頁面布局簡潔，整個頁面顯得清爽界面簡單易懂，操作按鈕及導航欄位置居中。操作人員打開客戶端程序，輸入用戶名及密碼后，系統后臺將會自動在數據庫內對輸入信息檢索匹配，若用戶密碼輸入正確且合法，就可登錄到平臺首頁，否則即登錄失敗。

成功登錄后，系統將根據已登錄賬戶信息判斷用戶所屬角色組，操作人員在其所在用戶組的權限范圍內進行相關操作，共準備一般權限賬戶和高級權限賬戶進行測試，電腦和RFID設備通過調用接口和定義接口進行數據采集，系統后臺和RFID設備聯動，數據通過串口來獲得，串口設置為37400波特率，6位數據位，1 位停止位，無校驗。每個ID號為5個字節，轉換為6個ASC字符發送。

5.2 實驗成果

將導入系統的地質項目各項數據作為測試對象，設定數據庫響應時間為40ms，對不同項目類型數據的數據傳輸速率與準確率等進行測試，實時測試結果如表1所示。

由表1可知，在錄入系統的地質項目管理數據，數據采集的準確率均可達到100%，不同類型的數據可完整記錄到系統后臺的數據庫；數據檢索準確率最高為99.2%，最低為97.8%，由此可見，常規情況下，操作人員均可準確查詢到需要的數據；系統數據庫的響應時間最高為31ms，最低為28ms，對不同類型的數據做出操作指令時，系統數據庫不存在卡頓的現象，可及時將數據反饋給操作人員；數據交換時間最高為1.5s，最低為1s，相關人員對數據進行增加、修改、刪除等操作時，數據庫以及數據可在短時間內進行動態變化，實現數據內容的更新及保存。綜合而言，基于物聯網的地址項目管理系統可滿足地質項目在更新變化上的管理需求，提升地質項目管理的水平。

6 結束語

針對國內的地質項目存在的多樣性特點，對于需要管理的項目數據，可根據屬性類型對系統進行更新完善，以接入層、核心層及應用層三個設計層面作為系統基礎，結合運用數據庫、網絡和存儲技術，將不同類型項目的數據進行集成整合，達到一站式管理，同時利用系統的自定義功能服務項目管理的靈活需求，在同一系統操作平臺下實現對不同項目同步操作，增加地質項目管理的時效性。系統內集成了地質項目管理各個階段的流程模板，在項目管理各個階段的流程中，均有不同權限的角色負責管理，能夠將不同數據信息互相交付傳遞，有助于提升地質項目管理工作的信息化和工作效率。將具體流程公開化、系統化、規范化，對于未來地質項目管理的協調發展具有積極的推動作用。