地图印刷监管体系设计
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本文作者：朱运超1,2杨春成3魏斌1程飞4史瑞鹏4作者单位：1.信息工程大学2.757111部队3.西安测绘研究所4.61361部队
20世纪80年代，桌面出版系统DTP的应用浪潮推动了印刷生产流程中原稿页面内容的数字化，人们对印刷生产流程的自动化要求愈发高涨，并在20世纪90年代中期提出了“数字化工作流程”的概念。印刷数字化工作流程就是以数字化的生产控制信息将印前处理、印刷和印后加工3个分过程整合成一个不可分割的系统，使数字化的图文信息完整、准确地传递，并最终加工制作成印刷成品［1］。目前，随着各类制图出版软件的研发应用、地图数据库的建立、数字印前系统和数字化印刷印后设备的引进，国内有些地图生产单位已经把印刷数字化工作流程引入地图印刷生产和管理实践。即以数字化的流程管理信息将地图原稿的印前处理、地图的制版印刷和地图的印后加工整合到一个统一集成的地图印刷流程管理系统中，使数字化的地图印刷作业信息完整、准确、顺畅地传递，并最终印制出地图。
基于CIP4组织的JDF规范以及海德堡流程软件的组件能够与第三方管理信息系统连接的特性，设计和构建了地图印刷流程管理系统。通过系统生成包含地图页面图文信息、流程控制信息和管理信息的JDF格式地图印刷作业文件，实现地图生产单位的印刷作业网络中数字印前系统、印刷机和印后设备控制系统的数据传输和信息共享，能够减少地图印刷生产中间环节，为地图印刷提供更高效便捷的流程管理机制。
1地图印刷流程管理系统的构建
1．1系统需求分析
地图印刷数字化流程由地图图文内容的数字化处理和地图印刷流程的数字化管理两部分组成。其中数字化管理是用数字化方式描述和控制地图产品的制作过程。目前在国内，由于现代印刷设备的应用使地图生产单位能对地图原稿图文内容进行数字化处理，但对地图印刷流程的数字化管理还面临着一些困难。而在国外，一些印刷流程解决方案已较好地解决了上述问题［2］。但是由于国外印刷厂商的全套流程设备和软件售价十分昂贵，且在核心技术方面对外保密，目前国内并没有企业引进用于生产。这导致国内地图生产单位虽然购置了海德堡数字印前系统和四色胶印机等硬件设备，但地图印刷生产管理技术手段仍然落后，各流程中的工序操作相互隔离和独立，无法实现印刷作业信息的顺畅传递和有效管理，严重阻滞了地图生产中印刷质量和生产效率的提高。
1．2系统的构建
管理信息系统是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的，能进行信息的收集、存贮、加工、传递、维护和使用的系统［3］。构建地图印刷流程管理系统，是将管理信息系统应用于地图印刷生产管理，加强印刷作业信息的数字化控制，提高地图印刷作业效率。相对于数字印前系统和印刷印后设备控制系统，地图印刷流程管理系统可视为第三方管理信息系统，即构建一个包括印前、印刷、印后过程控制与管理的印刷集成管理系统。如图1所示，使用热文件夹和网络通讯方式实现与数字印前系统、印刷印后设备控制系统的连接，以JDF格式的地图印刷作业文件承载印刷作业流程中信息的传递、控制与管理，实现地图印刷作业数据准确快捷的信息交换，驱动地图印刷作业流程的进行。
地图印刷流程管理系统将在地图印刷生产流程中扮演JDF规范所赋予的（Agent）、控制器（Controller）和管理信息系统（MIS）3种角色。作为，它能够根据地图印刷具体任务需求和工艺设备状况创建JDF格式地图印刷作业文件，或者根据作业调整情况对现有的地图印刷作业文件进行修改。作为控制器，它能够将地图印刷作业文件在适当的条件下传送到适当的设备。作为管理信息系统，它可确保与各流程软件和设备保持信息沟通，用于实时查询各工序的作业状态并分析任务完成情况，监控整个生产作业的进程。
2地图印刷流程管理系统的详细设计
2．1系统体系结构
系统采用3层B／S结构，如图2所示。其体系结构是一种基于Web技术的管理系统模式，它把传统B／S结构中的服务器分解为一个数据服务器和一个Web应用服务器，构成一个由数据访问层、应用逻辑层、用户层组成的3层结构体系。Internet或Intranet连接服务器与客户端。Web浏览器负责与用户交互，与Web服务器通过网络信息服务IIS（InternetInformationService）通讯，接受用户的信息输入，将用户信息请求以TCP／IP协议的形式发向服务器端，同时接受服务器端的回传数据，并按HTTP的格式进行解释以呈现给用户。Web服务器端主要负责接受客户端发来的HTTP格式的请求，并做出相应的处理，然后将处理结果发送回浏览器显示给用户。应用逻辑层实现业务逻辑处理，向数据库发送请求，通过数据访问层从数据库中查找、获取、修改和删除数据。在系统具体设计开发过程中应用逻辑层和数据访问层的设计是同步进行的。这种结构能使作业人员在不同的地点、以不同的接入方式（如LAN，WAN等）访问和操作共同的数据库，也可在单机上建立服务器实现系统功能。
2．2系统功能模块
系统的主要功能是管理和控制地图印刷作业流程信息，对其中的各种生产资源（设备、软件、材料等）进行集成管理，及时正确地收集、存储、分析和传输各种流程管理信息，对作业流程进行调整控制和统计分析，最大限度地将地图生产与作业管理结合起来。如图3所示。任务接收模块接收地图印刷任务信息，生成描述印刷作业内容的地图生产任务单。生产计划模块从任务接收模块接收地图印刷作业文件的作业描述数据，设置作业流程、晒版位置、色数、印数、版式、发往单位、工艺要求、工序信息、分级包装等相关作业参数，并生成包含流程控制指令的地图印刷作业单；然后将作业单通过地图生产单位局域网传递给印刷和印后设备执行。流程控制模块根据地图印刷作业单对地图印刷流程中的印前、晒版、打样、晾裁、印刷、分级、包装等流程设置作业质量控制基本参数，为相应工序操作提供依据。人员管理模块是为地图生产单位的任务实施提供作业人员信息，使管理者能及时了解作业实力和作业人员参与作业分工情况。查询统计模块是对某时段整个地图印刷流程任务完成情况进行查询，并生成统计图。联系帮助模块为用户操作系统提供参考帮助。
2．3数据库设计
数据库是为了一定目的、在计算机系统中以特定结构组织、存储与应用相关联的数据集合，它是MIS的核心。基于SQLServer2005对XML数据的支持，系统选择关系型数据库SQLServer2005作为数据管理平台，设计数据库表和存储过程来实现作业数据的保存、查询和修改等操作。系统设计了用户信息表、任务接收信息表、地图生产任务单信息表、地图印刷作业单信息表和印前作业参数、晒版作业参数、打样作业参数、晾裁作业参数、印刷作业参数、分级作业参数、包装作业参数等信息表用于存储地图印刷任务及作业流程信息，方便应用逻辑层实现功能调用和操作。各数据表在数据读取时以作业单编号和任务单编号作为主键进行关联操作。
2．4数据访问过程及类的设计
在系统使用过程中，用户通过浏览器的Web页面执行数据输入和输出请求，然后通过Intranet向Web应用逻辑层发出数据请求，Web应用层通过ADO．NET访问数据层，数据层处理查询请求后，以数据集的形式把结果返回给Web应用层，Web应用层再把结果通过网络传送给Web页面，展示给浏览器用户。ADO．NET库中包含了可与数据源连接、提交查询并处理结果的类。其中数据集Dataset是分离存储和使用关系型数据的基础［4］，它是一个容器，可以包含一个或多个数据表，而XML是Dataset中数据的标准格式。
考虑到实施地图印刷生产涉及作业参数较多，系统的数据库功能接口通过类图进行建模。系统中类的创建和数据库设计中的数据表相对应，这是由3层结构中应用逻辑层对数据访问层的逻辑操作决定的。每个类定义了多种方法用于实现应用逻辑层的功能。
3地图印刷流程管理关键技术
3．1地图印刷作业信息的JDF描述
CIP4推出的作业定义格式JDF具有与生产设备无关、格式统一、可扩展和覆盖生产全过程的特点［5］。地图印刷作业流程信息由JDF格式的印刷作业文件来描述，即JDF为描述印刷各流程节点的文件，它是一个树状结构的XML文件，文件扩展名为“．jdf”。在JDF印刷作业文件中，＜JDF＞为根元素，它包含资源池、资源链接池、稽核池、客户信息等子元素和元素属性信息，子元素下面还可有自己的派生元素［6］。稽核池一般包括创建、版本、作者和时间，节点信息用于流程管理计划调度和信息传递的路径，包括生产过程的起始时间、耗时及执行装置的地址等。资源池含有资源清单，每一资源都有一个唯一的标记属性即ID，依不同作业可以有不同的多个派生，资源链接池也有派生。资源池中的资源分别与资源链接相对应，描述印刷流程各节点的输入和输出过程。印刷作业文件中任何一个节点都可以通过资源链接的方式获得地图用户的信息资源。
3．2地图印刷作业文件解析
由于XML文件对象模型DOM是以树为基础处理XML文件的一套应用程序接口，它与地图印刷作业文件中JDF的树状结构层次相一致，因此选用DOM解析地图印刷作业文件。如图4所示，DOM通过与地图印刷作业文件结构树对应的对象模型、对象的方法和属性等途径，将地图印刷作业文件解析成一个节点树对象，再借助节点之间的路径关系访问文件中的数据信息。应用程序根据解析器提供的逻辑结构操作文件中的信息。
3．3地图印刷作业文件生成
根据DOM解析原理，通过调用．NETFramework的命名空间System．Xml中的类及方法实现地图印刷流程管理系统中JDF格式地图印刷作业文件的生成。主要是调用派生于Xml－Writer类的XmlTextWriter类，该类表示一个编写器，提供一种快速、非缓存和只进的方式来生成包含XML数据的流或文件。具体生成过程是：首先指定或定义地图印刷作业文件名称，创建XmlTextWriter类的实例，并设置输出格式，书写版本为“1．0”的XML声明；然后写出指定的开始标记JDF作为根节点，并将其与给定的命名空间关联起来，写出具有指定的本地名称和值的属性、元素以及包含指定文本的注释；接着关闭任何打开的元素或属性并将编写器重新设为Start状态，将缓冲区中的所有内容刷新到基础流，同时刷新基础流，再关闭此流和基础流；最后定义方法ReadXml读取经过编写的XML文件的所有内容，即生成JDF格式的地图印刷作业文件。
3．4系统的网络通讯和作业文件传输
3．4．1系统的网络通讯
系统基于MicrosoftVisualStudio2005和SQLServer2005进行开发，建立在地图生产单位印刷车间计算机联网工作站的网络环境上。基于TCP／IP协议的计算机联网工作站将印刷生产的印前处理、制版印刷、印后加工各流程网络集成，并以高性能的中央处理器为基础，使用稳定的WindowsXP，MacOS等操作系统，再加上准确高效的采集、存储、输入／输出等子系统，满足了印刷流程专业软件运行的需求，支撑起整个印刷作业流程的网络通讯。
3．4．2印刷作业文件传输的实现
系统设置一个热文件夹，用来自动加载印刷作业文件或从一个已存在的作业中自动创建一个新作业文件。热文件夹是一种网络共享的文件夹，它有输入文件渠道和输出文件渠道，用来监控输入数据并可传递输出［7］。如图5所示，把要处理的文件存放到热文件夹中，然后文件的需求方通过热文件夹读取所需要的文件信息。热文件夹可通过文件系统的流来实现。
4结语
基于印刷数字化工作流程的思想，从地图印刷作业的JDF描述、地图印刷作业文件的解析和生成、系统的网络通讯和文件传输等方面进行了研究。设计了基于网络的地图印刷流程管理系统作为第三方管理信息系统。通过文件交换和网络传输实现与数字印前系统、印刷机和印后设备控制系统的连接，将地图印前处理、制版印刷、印后加工各子过程中的地图页面图文信息、流程控制信息和管理信息纳入系统管理。以便能够有效地获取、存储和操作印刷流程参数信息，达到地图印刷生产与作业管理的有机结合。
