城市地下綜合管網信息管理系統的設計

聶 贊文 琳

（1.湖北省電力勘測設計院，湖北 武漢 430040；2.武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022）

城市地下綜合管網信息管理系統的設計

聶 贊1文 琳2

（1.湖北省電力勘測設計院，湖北 武漢 430040；2.武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022）

隨著城市建設迅猛發展，地下管線在城市發展戰略及建設辦理中的作用日益突出，因而借助地理信息系統提高城市地下管網管理水平已成必然趨勢。本文就城市地下綜合管網信息管理系統的開發設計一套完整的地下綜合管網信息管理系統的建設方案，經過試運行認證，其對城市管網信息系統建設有一定的借鑒意義。

地下管線；GIS；B/S；C/S

地下管線是城市基礎設施的重要組成部分，具有分布廣、種類繁復、敷設時間跨度大、維護更新周期長等特點。隨著城市規劃建設的發展，管線里程迅速增加，傳統的人工管理模式嚴重制約著城市智能化發展，新的城市地下綜合管網信息系統建設勢在必行。

城市地下綜合管網信息管理系統以地理空間框架為基礎，建設地下綜合管網信息管理系統。該系統可有效解決城市地下管線工程檔案工作基礎薄弱、信息化水平參差不齊、各管線權屬單位“各管各線”的問題［1］，通過數據更新手段和共享機制提高城市管線信息化管理水平。

1 系統體系結構設計

系統的建設可分為七個層次，即基礎設施、數據層、應用支撐層、服務層、應用層與本次項目建設直接相關的外部系統以及相關標準規范7個部分［1］。系統體系結構設計如圖1所示。

圖1 系統體系結構設計

1.1 政策法規和標準規范

政策法規主要指在項目建設過程中將遵循國家、省、市發布的一系列政策法規及各類電子政務領域開發建設標準技術規范等相關內容。

1.2 相關外部系統

相關外部系統是指與本系統之間存在數據交換等關系的系統。系統設計時，需要考慮系統間的交互關系，預留相關的接口。

1.3 基礎設施層

基礎設施處于系統結構的最底層，是其他各層建設的基礎。其作用是對管線系統的運行提供相關支持，主要包括系統建設和運行所必需的軟硬件平臺、網絡基礎設施和安全管理系統。

1.4 數據層

數據層實現對管線數據和地形圖數據的統一存儲與管理。需要建設的數據庫包括基礎地形數據庫、管線空間數據庫、管線歷史數據庫等。基礎地形圖數據庫用于存儲基本地形圖數據，作為管線數據查看和應用的背景信息和參考依據；管線空間數據庫用于存儲現有的管線數據；管線歷史數據庫用于存儲歷史數據；系統配置數據庫用于存儲系統配置方面的信息，保證系統穩定運行［2］。

1.5 應用支撐層

應用支撐層為系統各項功能的實現提供支持，主要包括系統開發所需要的工作流引擎、GIS中間件和應用中間件。

1.6 服務層

本系統可以劃分成管線共享平臺、管線綜合管理子系統和管線共享應用子系統3大部分。從管線數據的管理、應用、維護、共享應用和安全保護等方面，向用戶提供支持。

1.7 用戶層

本系統的研發將采用C/S和B/S相結合的架構，其中C/S部分提供給內網用戶使用，B/S部分提供給其他相關政府部門和各權屬單位使用。

2 子系統總體框架設計

2.1 總體框架設計

GIS系統由數據、功能、業務邏輯、用戶界面和用戶權限等元素共同構成［3］。系統采用“模塊化”思想，先對這些要素進行離散化、通用化與模塊化劃分，并構建構件元素庫。通過構建GIS系統構件庫，讓功能模塊、系統數據、業務邏輯、用戶權限、用戶界面等元素之間相互獨立、相互分離，同時保證這些構件之間彼此互留接口，從而方便用戶以搭建的方式快速搭建個性化GIS系統。

2.2 地下綜合管線管理子系統

地下綜合管線管理子系統采用C/S結構，主要供內網用戶對市域地下管線數據的動態管理和應用，同時可以實現對系統及用戶的統一管理。以現有各部門的管理業務為信息來源，建立管線數據庫，實現城市地下管線工程管理過程中各種信息的輸入、編輯、處理以及以管線數據庫為核心的數據瀏覽、查詢、更新、分析。

2.3 地下綜合管線應用子系統

地下綜合管線應用子系統主要提供可配置的數據對外發布功能，采用B/S結構。主要針對管線數據的日常應用提供輔助支持，滿足各權屬單位用戶簡單的網上查詢、瀏覽等需求；同時，通過權限控制，提供給有需要的權屬單位更豐富、更靈活的數據加載、數據查詢、統計分析、地圖標注、數據輸出等數據服務。該子系統的基本功能有地形數據、地下管線信息的瀏覽、查詢、統計、分析、打印等，同時提供一系列適用的輔助工具。

2.4 城市三維地下綜合管線管理子系統

三維地下綜合管線管理子系統主要對市域基礎地理信息、綜合管線信息及管線工程進行三維可視化及動態模擬。系統通過三維場景的顯示、建模、交互、模擬及場景的輸出，為管線管理、應急決策等提供大量更為直觀詳實的基礎資料，也為各使用部門提供豐富的管線綜合信息。該系統采用B/S結構，主要包含管線基礎、地上地下、飛行瀏覽、三維人機交互及建模定制、圖層控制、查詢量算、標注定位、統計分析及拓撲等模塊功能。

2.5 地下綜合管線共享服務發布平臺

管線共享平臺采用B/S結構，開發采用面向服務的SOA架構，基于WCF平臺提供的服務接口分為元服務與服務API兩類，能夠滿足不同二次開發用戶的個性化需求。元服務遵循OGC WMS/WFS標準規范，并對其擴充，提供標準底層開發接口，實現對圖層要素的共享，開發自由度高，長期保持不變。服務API是對元服務的二次封裝，可滿足用戶快速搭建業務系統的要求題，通過調用實現所有操作、轉發、解析，二次開發用戶只需配置，不必關注具體實現方式。

3 成果及結論

城市地下綜合管網信息管理系統堅持數據、管理、服務、應用相分離的架構原則，在保持靈活性和擴展性的前提下，實現了地下管線信息數據的管理、共享、融合和數據交換，可實現不同部門業務應用系統與平臺服務的集成，平臺應用接口的綜合應用與展現，以及實現與現有的規劃管理信息系統、基礎地理信息系統的集成。無論是在數據組織還是功能實現方面都以服務發布的形式實現，滿足了共享平臺建設需求，有助于提高城市管線管理水平。

［1］趙澤生，劉曉麗，城市地下管線管理中存在的問題及其解決對策［J］.城市問題，2013（12）：80-83.

［2］喬淑娟，王華，崔陽，城市地下管網地理信息系統空間數據模型研究［J］.計算機工程與設計，2006（9）：3201-3212.

［3］李玉，張赫然.基于物聯網技術的地下管線智能管理系統設計構想——以淄博市為例［J］.測繪通報，2013（S2）：51-54.

Research for the Urban Underground Pipe Network Information Management System Design

Nie Zan1Wen Lin2
（1.Hubei Electric Power Survey&Design Institute，Wuhan Hubei 430040；2.Wuhan Institute of Surveying and Mapping，Wuhan Hubei 430022）

With the rapid development of urban construction andwith the help of geographic information sys?tem improves the management level,the urban underground pipeline network has become a inevitable trend.This paper based on theurban underground pipe network information management system development and construction,designed a complete set of construction scheme of the comprehensive underground pipeline in?formation management system.after commissioning certification,in the construction of large urban pipe infor?mation system have certain reference significance.

Underground pipeline；GIS；B/S；C/S

P208；TU990.3

A

1003-5168（2017）12-0019-02

2017-11-03

聶贊（1983-），男，碩士，工程師，研究方向：GIS/勘測研究。