Schematics-CNP Entwicklung eines Smallworld Custom Products
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Schematics-CNP Entwicklung eines Smallworld Custom Products
Schematics-CNP Entwicklung eines Smallworld Custom Products zur Anzeige von schematischen Rohrnetzplänen Martin Steib Hochschule Darmstadt Fachbereich Informatik [email protected] Art der Arbeit: Praxisprojekt im Rahmen des KoSI1-Studiengangs Betreuer der Arbeit: Prof. Dr. Michael Massoth Abstract: Der Schematics-CNP2 ist ein Erweiterungsmodul für die Anwendung Smallworld Core Spatial Technology (CST) 4.1 und deren Fachschale Physical Network Inventory (PNI) 4.1. Aus einem Lageplan, indem Straßen, Häuser, Trassenpunkte und Erdtrassen dargestellt werden, sollen die auf den ersten Blick nicht sichtbaren Rohre, welche sich in den Trassen befinden, heraus extrahiert werden und in einem neuen vereinfachten und schematischen Plan angezeigt werden. Dabei werden nur die Trassenpunkte und die Rohre berücksichtigt, sodass es leicht nachzuvollziehen ist welches Rohr wo endet bzw. beginnt und mit welchen anderen Rohren und Trassenpunkten es verbunden ist. 1 Motivation und Projekthintergrund Das Praxisprojekt findet im Rahmen des Kooperativen Studiengangs Informatik statt und wird bei der T-Systems International GmbH durchgeführt. Es soll das von General Electric (GE) entwickelte Produkt Smallworld CST, sowie deren Fachschale PNI (beides im weiteren Smallworld GIS genannt) um einen schematischen Rohrnetzplan erweitern. Diese Software ermöglicht es geografische und topologische Daten zu verwalten. Die Kernaufgaben hierbei sind aber auch das Bearbeiten und Anlegen sowie das Darstellen von Daten. Die Fachschale PNI erweitert die Software in Richtung Telekommunikation. Andere Fachschalen wären z.B. solche für Strom, Wasser und Gas. Die Deutsche Telekom AG dokumentiert darin ihr gesamtes Kabelnetz. Auch können neue Netze und Erweiterungen darin geplant werden. Die T-Systems erweitert das Programm unter dem Namen MEGAPLAN auf die Anforderungen der Deutschen Telekom AG. 1 2 KoSI: Kooperativer Studiengang Informatik an der Hochschule Darmstadt Schematics-CNP: Schematic Conduit Network Plan (zu Deutsch: Schematischer Rohrnetzplan) Sowohl für Smallworld GIS als auch für MEGAPLAN besteht keine Möglichkeit Rohre in schematischen Plänen anzuzeigen. Da sich die Rohre in Erdtrassen befinden und nur diese im Hauptplan angezeigt werden, sind die Rohre nicht auf den ersten Blick zu sehen. Der Schematics-CNP soll die Rohre aus diesem Plan heraus extrahieren und sie in einem gesonderten schematischen Plan anzeigen. Dabei sollen die Rohre als Verbindungen zwischen Knotenpunkten dargestellt werden. Knotenpunkte sind hierbei Trassenpunkte wie Rohrenden, Hausanschlüsse oder Kabelverzweiger. Wie bei einem U-Bahn-Plan werden nur die wichtigsten Informationen übersichtlich dargestellt. Abbildung 1: Ein Kabelverzweiger mit Speedpipes (kleine Rohre mit Glasfaserkabel) Ein solcher schematischer Rohrnetzplan kann den Technikern, die die Verlegung von neuen Rohren planen und durchführen sehr bei ihrer Arbeit helfen. Durch die übersichtliche Darstellung sind die Verbindungen schneller zu erkennen, wodurch auch vorhandene Kapazitäten leichter gefunden, neue Objekte optimal geplant und schließlich in der Bauausführung effizient ausgeführt werden. Durch Verbindungstabellen an den Trassenpunkten kann man Rohre verfolgen, sowie deren Verbindungen einsehen. Da die Glasfasertechnik immer wichtiger wird und immer weiter ausgebaut wird, ist auch ein schematischer Rohrnetzplan von Nutzen. Glasfaser wird fast ausschließlich rohrverlegt. Ein Beispiel hierfür ist auch die neue „Fiber to the Home“ (FTTH)-Technik, wo Glasfaserkabel in Mikrorohren wie in Abbildung 2 bis in das Haus der Kunden verlaufen. Abbildung 2: Ein Mikrorohrverband – durch die kleinen Mikrorohre, sogenannte Speedpipes werden Glasfasern durchgeschossen Abbildung 3: Mikrorohre werden unter Druck in den bereits verlegten Rohrverbänden platziert 2 Anforderungen Der Schematics-CNP soll als voll integriertes Modul auf Smallworld GIS und MEGAPLAN laufen. Zunächst ist ein Modul auf der Grundlage von Smallworld GIS zu erstellen. Danach ist dieses Modul auf die fachlichen Belange von MEGAPLAN anzupassen. Für Smallworld GIS ist der Standard der Schemaplangenerierung für Kabel zu nutzen. Für MEGAPLAN wurde diese Engine allerdings noch nicht genutzt. Der Nutzer wählt im Programm den Kartenausschnitt aus. Das Programm soll aus diesem Ausschnitt die Rohre aus ihrer Erdtrasse extrahieren und in einem neuen Plan anzeigen. Dabei sind die Rohre als Verbindungen zwischen Trassenpunkten anzuzeigen (Abbildung 5). Es sind nur die wichtigsten Informationen, die man für ein Rohr braucht, darzustellen. Nebensächliche Dinge wie Häuser, Straßen, Trassen oder andere Kabel sind zu ignorieren. Da in einem Rohr auch zahlreiche Mikrorohre stecken können, ist immer nur das äußerste Rohr eines Bündels anzuzeigen. Jedes Rohr besitzt sowohl einen Anfangs- als auch Endpunkt. Allerdings können Trassenpunkte auch von einem Rohr durchlaufen werden. Der Nutzer muss im Schemaplan also erkennen können, ob Rohre in einem Punkt wirklich enden oder weiterlaufen. Außerdem kann er an Verbindungstabellen, die an Trassenpunkten zu erstellen sind, herauslesen, wohin ein Rohr (auch die Mikrorohre eines Rohrverbands) in diesem Punkt abgezweigt wird bzw. mit welchem anderen Rohr es direkt verbunden ist. Die unterschiedlichen Trassenpunkte sind mit ihren Symbolen, die sie auch in Smallworld GIS bzw. MEGAPLAN besitzen, anzuzeigen. Sowohl die Außenrohre als auch die kleinen Mikrorohre können unterschiedliche Farben besitzen. Zur besseren Erkennung sind die Rohre im Schematics-CNP in ihren Farben darzustellen. 3 Umsetzung Das Projekt wird von zwei KoSI-Studenten (Sebastian Sauer und Martin Steib) mit dem Prinzip des evolutionären Prototypings durchgeführt. Geplant sind drei Prototypen. Prototyp 1 wurde auf Basis von Smallworld GIS entwickelt und stellt die Grundfunktionalitäten dar. Das Ziel war es, dass nur die Rohre und Trassenpunkte angezeigt werden. Danach wurden neue genauere Anforderungen eingeholt, Prototyp 2 wurde ebenfalls auf Smallworld GIS entwickelt und ist ein fertiges Modul für diese Anwendung. Prototyp 3 ist die Umsetzung auf MEGAPLAN und beinhaltet die für MEGAPLAN fachspezifischen Anpassungen. Das ganze Projekt wurde in der Programmiersprache Magik3 entwickelt. 3 Magik ist eine objektorientierte Programmiersprache, die von GE Energy, dem Entwickler von Smallworld GIS, für diese Anwendung bereitgestellt wurde. Als Entwicklungsumgebung dient der GNU Emacs4, für den es eine spezielle Smallworld-Anbindung gibt, sodass man direkt auf die geöffnete Anwendung zugreifen kann. Außerdem wurde die Smallworldversion 4.1 von GE benutzt und stellt somit einen kleinen Fortschritt dar, da MEGAPLAN noch die Vorgängerversion 4.0 nutzt. Der Benutzer hat im Programm die Möglichkeit den Schemaplan aus dem aktuell angezeigten Plan heraus zu generieren. Als zusätzliche Features kann er aber auch per Hilfslinie nur eine bestimmte Trasse extrahieren lassen. Außerdem kann er die Ausrichtung des Schemaplans bestimmen. So gibt es orthogonale, geo-orthogonale, symmetrische und hierarchische Pläne, welche bestimmen wie die Trassenpunkte und Rohre angeordnet sein sollen. Wird der Schemaplan angezeigt, so besteht die Möglichkeit den Plan zu speichern oder auch einzelne Objekte darin zu verschieben oder zu löschen. Abbildung 4: Der Ausgangsplan – zu sehen sind Häuser (graue Flächen), Hausanschlüsse (blaue Kreise), Straßen (graue Linien) und Trassen (blau-gestrichelte Linien) Abbildung 5: Der fertige Schemaplan mit Rohren (schwarze Linien), Verbindungstabellen und den Trassenpunkten (grüne Kreise = Abzweigpunkte und blaues A = Hausanschlüsse) Literaturverzeichnis De Lange, N.: Geoinformatik in Theorie und Praxis, Springer, Berlin, 2005. Warcup, C.: Von der Landkarte zum GIS: Eine Einführung in Geografische Informationssysteme, Points Verlag, 2005. Dickmann, F.; Zehner, K.: Computerkartographie und GIS, Westermann, 1999. GE Energy: Schematics: Making sense of a connected world, 2004. GE Energy: Spatial data is more than maps – tracking the topology of complex network models, 2004. Gabocom: speed•pipe® System, http://www.gabocom.de/files/gabocom_speedpipe_system.pdf (19.01.2011) A History of the London Tube Maps, http://homepage.ntlworld.com/clivebillson/tube/tube.html (19.01.2011) 4 GNU Emacs: GNU steht für ein freies Betriebssystem, der GNU Emacs ist ein Texteditor