地下管網綜合管理系統設計

趙占坤　王玉凡　薛玉倩　劉麗華

摘要：針對城市規模的擴大和現代化程度的不斷提高，地下管線已經非常龐大、密集。傳統的手工管理已經不能滿足實際的需要，必須采取更有效的機制和方法進行管理。因此，城市住建局建立城市地下綜合管線信息管理系統迫在眉睫，該系統基于地理信息系統（GIs）技術、.NET技術平臺，將地下管線數據數字化存儲在Oracle數據庫中，實現對城市地下各類管線數據的數字化管理、分析、查詢、統計輸出和實時更新等，從而提高地下管線信息現代化管理水平，促進城市精細化管理。文章對地下管網綜合管理系統進行了具體的設計和研究。

關鍵詞：地下管線；GIS；.NET；oracle

隨著人類社會的不斷發展，未來城市將承載越來越多的人口。為實現城市可持續發展，解決城市發展難題，建設智慧城市已成為城市發展的歷史潮流。通過建設智慧城市，及時整合、交流城市的公共資源等各類信息，利用計算機技術、數據庫技術和網絡技術提高政府管理和服務的能力，讓城市生活更健康、發展更和諧。

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，是城市規劃建設管理的重要基礎信息。城市地下管線包括給地下供水、污水、天燃氣、電力管線、通信管線等，被稱為城市的“生命線”。城市地下管線的管理是城市基礎設施建設管理工作中最重要的一環。隨著城市地下管線越來越龐大，越來越密集，管理上也需要統一管理。同時，加強城市地下管線的管理與信息化建設，也是智慧城市建設的重要環節。合理開發和利用地下空間，保障維護地下管線，完善城市功能，服務于民，以保障城市建設和可持續性發展。

針對上述問題，以城市規劃管理部門住建局為依托，建立城市地下綜合管線信息管理系統就顯得勢在必行。該系統通過全面普查城市地下管線的分布情況，建立地下管線綜合數據庫。將地下管線信息分類存儲在數據庫中，從而實現對全市地下管線數據的管理、分析、查詢、統計輸出和實時更新等。城市地下管線信息系統建成后將有利于提高地下管線信息現代化管理水平，促進城市精細化管理，保障城市地下管線管理高效率、高質量地運轉。

1 總體功能要求

（1）系統建設時總體要遵循功能完善、性能可靠、技術先進、整體規劃、分步實施、節省投資等原則。（2）系統具有開放性、標準性、高效性、可靠性、安全性、可用性、可擴充性、先進性、成熟性、交互性和可操作性等特點。（3）系統為了滿足多部門管理和開放性要求，采用客戶機/服務器和瀏覽器/服務器網絡模式來整體部署。（4）系統的管理對象主要為東臺市地下綜合管線進行多種設定條件的查詢統計和分析決策等，為住房和城鄉建設局對管線的管理和維護提供參考。

2 系統目標

（1）在查明城市地下綜合管線信息的基礎上，建立城市管線及相關設施數據庫和基礎地形數據庫，實現各類信息的數字化存儲，為實現城市地下管線的信息化管理打下基礎，同時具備強大的可擴展性，滿足系統的日后功能擴展，如其他管線、市政設施數據的增加等。（2）建立C/S，B/S系統的網絡部署及數據訪問機制，以C/S為主B/S為輔的系統管理的模式，提高用戶對數據的使用效率。（3）在實現對所普查管線進行管理的基礎上，達到相關管線設施的管理效果，提供方便的信息檢索查詢、統計分析等功能，為設施管理提供信息化手段。

3 系統用戶

系統的最終用戶可作如下分類：

一般用戶（C/S，B/S）：使用系統是管理員分配的功能，自覺維護系統。數據處理人員（C/S）負責將數據處理、加工、入庫工作。

系統管理員（服務器端）：（1）負責系統的數據安全工作。（2）負責系統的數據備份工作。（3）負責系統的權限設置和監控一般用戶工作。（4）負責系統的數據庫維護。（5）負責充分發揮東臺市地下管網信息管理系統的功能，為管線管理工作服務。

4 系統功能結構

地下管網信息管理系統包括了6個子系統：基礎信息管理子系統、地圖信息管理子系統、管網信息管理子系統、數據動態三維子系統、系統運行模式和系統設置安全管理子系統。具體功能結構如圖1所示。

基礎信息管理子系統包括：數據轉換工具、管網成圖、基礎表配置和數據備份還原功能。

地圖信息管理子系統包括：地圖工具、視圖是遏制和地圖選擇功能。

管網信息管理子系統包括：數據查詢、管網編輯、管網分析和地圖標注功能。

數據動態三維子系統包括：動態生成三維和三維場景管理功能。

系統運行模式子系統包括：C/S客戶端和B/S網站發布功能。

5 系統技術路線

（1）操作系統：考慮到系統的適用性，根據性能價格比和實際需求，服務器端可以選用Windows Server 2012，客戶端選用Microsoft Windows 7或Windows 8。（2）數據庫平臺：城市地下綜合管線管理信息系統的數據庫服務器可以選用Oracle，SOL Server，SyBase，Informix等。考慮到系統運行涉及大量矢量、柵格地圖，建議系統選用國際流行的Oracle 11g數據庫，它能夠在效率、速度、穩定性、安全性等方面達到系統要求。（3）GIS軟件平臺：在ArcGIS平臺上定制開發城市地下綜合管線管理信息系統。ArcGIS是美國ESRI公司研制的大型地理信息系統平臺，ESRI是全球優秀的GIS軟件廠商，一直是地理信息系統平臺軟件的領導者，ESRI公司的ArcGIS系列軟件一直在全球GIS市場占有最大的份額，并經過了全球GIS行業的錘煉，其在國內也擁有著廣大的客戶群，具有較強的安全性和穩定性。（4）開發語言：系統基于Microsoft Visual Studio.NET 2013開發平臺，使用c#語言。.NET平臺基于組件或面向服務的架構體系開發，該平臺經過大量工業實踐，技術成熟，有大量可借鑒的企業級應用和輔助解決方案供參考，是構建電子政務平臺的重要基礎，保護現有的投資并避免風險。

6 系統運行結構

在系統的應用結構設計上，本文采用基于GIS的結構設計方案，C/S+B/S的結構體系（見圖2）。

（1）C/S架構主要應用于城市住房與城鄉建設局，用來支撐其運行、維護、升級和數據更新的日常工作。C/S結構模式在局域網內共享信息，滿足各個部門對地下管線數據的管理，實現數據的錄入、輸出顯示、數據編輯、數據查詢和數據統計分析等功能。采用C/S模式的優點是：C/S方式具有更好的交互性和更好的操作性能；缺點是：C/S模式要求客戶端都要安裝系統軟件和系統平臺許可，每個客戶端都需要維護，大量采用C/S模式將會導致系統的成本大幅度提高。

（2）B/S結構主要是通過互聯網實現共享信息，市政府的規劃部門可以通過政務內網快速地瀏覽各種地下管線信息，進行管網的規劃和設計等工作。不同級別的用戶根據分配的權限，瀏覽、查詢不同級別的數據，滿足各方不同的需求并保證安全。B/S模式鐘的GIS平臺、數據庫和系統軟件都部署服務器端，客戶端通過瀏覽器訪問，不需要安裝客戶端軟件。用戶請求得到的圖形實際是柵格圖像（Jpg，Gif等格式），所以用戶無法在客戶端對數據進行修改更新，增強了數據的安全性。

7 結語

城市地下管網管理信息系統將地下各類管線數據作為整個信息系統的核心，建立了一套現代化的綜合管網管理信息系統，實現各部門之間信息的科學組織、共享和協作，為城市管線規劃、建設和管理提供依據，大大提高了政府辦公效率，為政府決策和緊急事故處理提供依據，為建設智慧城市提供了基礎。