基于BS/CS架構(gòu)的地下管線管理系統(tǒng)軟件設(shè)計

俞麗華 苑慶韋 劉麗春

摘 要：在全面分析BS和CS結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定地下管線管理系統(tǒng)軟件各子系統(tǒng)相應(yīng)采用的結(jié)構(gòu)。明確管理系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能后，以系統(tǒng)運(yùn)行支撐環(huán)境為基礎(chǔ)，采用BC/CS相結(jié)合的技術(shù)架構(gòu)，利用特定區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)地理信息普查數(shù)據(jù)以及管網(wǎng)專題數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建地下管線管理系統(tǒng)信息平臺，充分聚合其他應(yīng)用資源，實(shí)現(xiàn)對該區(qū)域內(nèi)地下管線的全面管理。

關(guān)鍵詞：BS/CS 混合結(jié)構(gòu) 地下管線 軟件設(shè)計

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（a）-0008-03

Abstract： Based on the comprehensive analysis on strengths and weaknesses of BS and CS structures， structures of every subsystem in the underground pipeline management system were determined. After confirming system functions， based on the system operation support environment， using BS/CS composite structure and specific areas geographic information census data and pipeline project information， underground pipeline management system platform was established to fully aggregate other application resources and implement comprehensive management to the underground pipeline in the according areas.

Key Words： BS/CS； Composite structure； Underground pipeline； Software design

1 BS和CS結(jié)構(gòu)的性能分析

CS為客戶端/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，其客戶端用于顯示圖形界面與數(shù)據(jù)交互，服務(wù)器用于處理數(shù)據(jù)，并將其返回至客戶端[1]。該結(jié)構(gòu)具有交互性強(qiáng)、存取模式安全、網(wǎng)絡(luò)通信量低、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，處理大量數(shù)據(jù)時有明顯優(yōu)勢。但需要專門的客戶端安裝程序，分布功能弱，針對點(diǎn)多面廣且不具備網(wǎng)絡(luò)條件的用戶群體，不能夠?qū)崿F(xiàn)快速部署安裝和配置。同時，開發(fā)、維護(hù)成本較高，一般只應(yīng)用于局域網(wǎng)中，對于不同的操作系統(tǒng)要相應(yīng)開發(fā)不同版本，對計算機(jī)硬件配置要求較高。

BS是伴隨Internet技術(shù)的興起對CS結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，解決了CS結(jié)構(gòu)在處理過程中對服務(wù)器的數(shù)據(jù)服務(wù)和業(yè)務(wù)服務(wù)以及中間客戶層服務(wù)在傳輸上的不足[2]。BS為三層結(jié)構(gòu)，通過W3瀏覽器進(jìn)入工作界面，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實(shí)現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)端（Server）實(shí)現(xiàn)。其具有分布性強(qiáng)、維護(hù)方便、共享性強(qiáng)等特點(diǎn)，但個性化特點(diǎn)明顯降低，數(shù)據(jù)傳輸速度慢，對服務(wù)器要求高。

對比可知，對于需要訪問、處理、查詢大量數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)，選擇CS結(jié)構(gòu)，在響應(yīng)速度快的前提下確保數(shù)據(jù)安全性。同時，考慮到用戶權(quán)限，對于只能在客戶端對基本信息進(jìn)行查詢而不能修改的，采用BS結(jié)構(gòu)更為合適。對于具有多個子系統(tǒng)的綜合性軟件，需要根據(jù)實(shí)際情況為不同的子系統(tǒng)選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)類型，形成CS/BS混合結(jié)構(gòu)。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，最終實(shí)現(xiàn)整個軟件系統(tǒng)的快速、安全運(yùn)行。

2 地下管線管理系統(tǒng)功能設(shè)計

地下管線管理系統(tǒng)是針對院區(qū)內(nèi)建設(shè)時間久遠(yuǎn)、不斷建設(shè)而分布日益密集的各專業(yè)地下管線的運(yùn)維管理，以及新建地下管線從前期規(guī)劃設(shè)計、過程施工到后期運(yùn)維等全流程把控的綜合管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將地下每根管線、相關(guān)構(gòu)筑物及末端等的規(guī)格、定位、路由、介質(zhì)特性、建造年代等信息錄入系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)庫，并可形成直觀的二維/三維專業(yè)圖及綜合圖，為日后的基礎(chǔ)設(shè)施修繕管理工作乃至院內(nèi)綜合管理工作服務(wù)。

地下管線管理系統(tǒng)框架圖[3]，如圖1所示。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)審核入庫、管網(wǎng)自動建模、管網(wǎng)標(biāo)注與統(tǒng)計、管網(wǎng)布置、管網(wǎng)查詢、管網(wǎng)綜合分析、屬性管理、數(shù)據(jù)動態(tài)更新及數(shù)據(jù)輸出等功能。

3 管理軟件各子系統(tǒng)的架構(gòu)選擇

根據(jù)圖2所示框架內(nèi)容及功能，可將地下管線管理系統(tǒng)劃分為數(shù)據(jù)采集與管理子系統(tǒng)、二/三維綜合管理子系統(tǒng)、可視化高級分析子系統(tǒng)、運(yùn)維管理子系統(tǒng)、移動端手持APP和數(shù)據(jù)中心等幾個部分。各部分功能描述及結(jié)構(gòu)選擇如下。

3.1 數(shù)據(jù)采集與管理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集與管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)管線數(shù)據(jù)、模型的處理、發(fā)布、入庫及日常維護(hù)和備份等工作，主要用戶為院區(qū)數(shù)據(jù)管理人員。因其功能復(fù)雜，對數(shù)據(jù)保密性及人員專業(yè)性要求均比較高，不允許非專業(yè)人員及院外未知人員使用，為提高響應(yīng)速度、確保數(shù)據(jù)安全，該子系統(tǒng)采用CS結(jié)構(gòu)。

3.2 二/三維綜合應(yīng)用子系統(tǒng)

二/三維綜合應(yīng)用子系統(tǒng)主要包含二/三維地圖基本操作、地圖定位、管線巡檢、二/三維數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計輸出等功能模塊，用于實(shí)現(xiàn)地下管線三維綜合應(yīng)用，以及院區(qū)地上、地下一體化的管線三維立體化管理。該子系統(tǒng)主要提供管線的查詢、統(tǒng)計、分析等常用功能，并輔以三維管線專業(yè)分析及二/三維聯(lián)動效果，以滿足相關(guān)職能部門及管線運(yùn)維部門的Web用戶瀏覽、查詢數(shù)據(jù)和管線分析等需要。其用戶涉及范圍廣且用戶量較大，使用環(huán)境不固定。由此，該子系統(tǒng)適合采用BS結(jié)構(gòu)，便于隨時隨地訪問和操作系統(tǒng)。

3.3 可視化高級分析子系統(tǒng)

可視化高級分析子系統(tǒng)可根據(jù)地下管線及相關(guān)構(gòu)筑物數(shù)據(jù)和自動生成的管網(wǎng)空間關(guān)系圖，提供強(qiáng)大的管線綜合分析功能，如橫斷面分析、縱斷面分析、覆土深度分析、水平凈距分析、垂直凈距分析、開挖分析、連通性分析、道路擴(kuò)建分析，以及最短路徑分析等?？梢?，該子系統(tǒng)只涉及到不同權(quán)限用戶對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用與分析，不涉及數(shù)據(jù)的錄入與更改，因此該子系統(tǒng)適合采用BS結(jié)構(gòu)。

3.4 運(yùn)維管理子系統(tǒng)

運(yùn)維管理子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)地下管線日常業(yè)務(wù)管理中的流程審批和系統(tǒng)中各部門、用戶和權(quán)限的維護(hù)工作，在統(tǒng)一的平臺上實(shí)現(xiàn)對服務(wù)平臺、核心應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行狀況的實(shí)時監(jiān)控管理，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患以便進(jìn)行問題排查，為管理員提供可操作接口，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。該子系統(tǒng)的主要功能體現(xiàn)為對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行監(jiān)控管理，并為管理員提供操作接口，沒有大量數(shù)據(jù)操作，因此適合采用BS結(jié)構(gòu)。

3.5 移動端手持APP

移動端手持APP負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作，對新增或改造管線測量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時錄入，并可實(shí)現(xiàn)管線數(shù)據(jù)添加、管線可視化展示等功能，可用于施工現(xiàn)場辦公。由于手持APP為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端，而后數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集與管理子系統(tǒng)，其自身并沒有大量的數(shù)據(jù)操作，因而也選用BS結(jié)構(gòu)。

4 BS/CS混合架構(gòu)及數(shù)據(jù)流程

在地下管線管理系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)通過綜合數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的交互，從而使各子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)該管理系統(tǒng)各項功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流程詳，見圖2所示。

5 結(jié)語

地下管線管理系統(tǒng)綜合考慮了CS和BS結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)采集與管理子系統(tǒng)設(shè)置為CS結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理在客戶機(jī)的穩(wěn)定環(huán)境中進(jìn)行，并上傳至服務(wù)器，進(jìn)而完成數(shù)據(jù)入庫工作，保證數(shù)據(jù)在處理過程中不會因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中斷而中止。而用戶需經(jīng)過驗(yàn)證獲得數(shù)據(jù)操作權(quán)限后才能對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，對數(shù)據(jù)安全性也提供了極大保障。同時，對于用戶訪問量較多、日常使用需求較大的其他子系統(tǒng)采用BS結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高效更新管理機(jī)制并滿足非固定用戶群的訪問及操作需求，從而實(shí)現(xiàn)對院區(qū)地下管線的全面管理。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉柏龍，王歡歡.BS、CS混合架構(gòu)下電子政務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].科技資訊，2013，（8）：12-13.

[2] 馬振翔.以三層BS和CS結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的考勤管理系統(tǒng)設(shè)計探討[J].電子測試，2017（8X）：63-64.

[3 俞麗華，劉麗春，汪洪軍，等.地下管線管理系統(tǒng)在基礎(chǔ)設(shè)施修繕管理中的應(yīng)用.城市地理，2017（2X）：200-201.