城市地下综合管网信息管理系统的设计

聂 赞文 琳

（1.湖北省电力勘测设计院，湖北 武汉 430040；2.武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022）

城市地下综合管网信息管理系统的设计

聂 赞1文 琳2

（1.湖北省电力勘测设计院，湖北 武汉 430040；2.武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022）

随着城市建设迅猛发展，地下管线在城市发展战略及建设办理中的作用日益突出，因而借助地理信息系统提高城市地下管网管理水平已成必然趋势。本文就城市地下综合管网信息管理系统的开发设计一套完整的地下综合管网信息管理系统的建设方案，经过试运行认证，其对城市管网信息系统建设有一定的借鉴意义。

地下管线；GIS；B/S；C/S

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，具有分布广、种类繁复、敷设时间跨度大、维护更新周期长等特点。随着城市规划建设的发展，管线里程迅速增加，传统的人工管理模式严重制约着城市智能化发展，新的城市地下综合管网信息系统建设势在必行。

城市地下综合管网信息管理系统以地理空间框架为基础，建设地下综合管网信息管理系统。该系统可有效解决城市地下管线工程档案工作基础薄弱、信息化水平参差不齐、各管线权属单位“各管各线”的问题［1］，通过数据更新手段和共享机制提高城市管线信息化管理水平。

1 系统体系结构设计

系统的建设可分为七个层次，即基础设施、数据层、应用支撑层、服务层、应用层与本次项目建设直接相关的外部系统以及相关标准规范7个部分［1］。系统体系结构设计如图1所示。

图1 系统体系结构设计

1.1 政策法规和标准规范

政策法规主要指在项目建设过程中将遵循国家、省、市发布的一系列政策法规及各类电子政务领域开发建设标准技术规范等相关内容。

1.2 相关外部系统

相关外部系统是指与本系统之间存在数据交换等关系的系统。系统设计时，需要考虑系统间的交互关系，预留相关的接口。

1.3 基础设施层

基础设施处于系统结构的最底层，是其他各层建设的基础。其作用是对管线系统的运行提供相关支持，主要包括系统建设和运行所必需的软硬件平台、网络基础设施和安全管理系统。

1.4 数据层

数据层实现对管线数据和地形图数据的统一存储与管理。需要建设的数据库包括基础地形数据库、管线空间数据库、管线历史数据库等。基础地形图数据库用于存储基本地形图数据，作为管线数据查看和应用的背景信息和参考依据；管线空间数据库用于存储现有的管线数据；管线历史数据库用于存储历史数据；系统配置数据库用于存储系统配置方面的信息，保证系统稳定运行［2］。

1.5 应用支撑层

应用支撑层为系统各项功能的实现提供支持，主要包括系统开发所需要的工作流引擎、GIS中间件和应用中间件。

1.6 服务层

本系统可以划分成管线共享平台、管线综合管理子系统和管线共享应用子系统3大部分。从管线数据的管理、应用、维护、共享应用和安全保护等方面，向用户提供支持。

1.7 用户层

本系统的研发将采用C/S和B/S相结合的架构，其中C/S部分提供给内网用户使用，B/S部分提供给其他相关政府部门和各权属单位使用。

2 子系统总体框架设计

2.1 总体框架设计

GIS系统由数据、功能、业务逻辑、用户界面和用户权限等元素共同构成［3］。系统采用“模块化”思想，先对这些要素进行离散化、通用化与模块化划分，并构建构件元素库。通过构建GIS系统构件库，让功能模块、系统数据、业务逻辑、用户权限、用户界面等元素之间相互独立、相互分离，同时保证这些构件之间彼此互留接口，从而方便用户以搭建的方式快速搭建个性化GIS系统。

2.2 地下综合管线管理子系统

地下综合管线管理子系统采用C/S结构，主要供内网用户对市域地下管线数据的动态管理和应用，同时可以实现对系统及用户的统一管理。以现有各部门的管理业务为信息来源，建立管线数据库，实现城市地下管线工程管理过程中各种信息的输入、编辑、处理以及以管线数据库为核心的数据浏览、查询、更新、分析。

2.3 地下综合管线应用子系统

地下综合管线应用子系统主要提供可配置的数据对外发布功能，采用B/S结构。主要针对管线数据的日常应用提供辅助支持，满足各权属单位用户简单的网上查询、浏览等需求；同时，通过权限控制，提供给有需要的权属单位更丰富、更灵活的数据加载、数据查询、统计分析、地图标注、数据输出等数据服务。该子系统的基本功能有地形数据、地下管线信息的浏览、查询、统计、分析、打印等，同时提供一系列适用的辅助工具。

2.4 城市三维地下综合管线管理子系统

三维地下综合管线管理子系统主要对市域基础地理信息、综合管线信息及管线工程进行三维可视化及动态模拟。系统通过三维场景的显示、建模、交互、模拟及场景的输出，为管线管理、应急决策等提供大量更为直观详实的基础资料，也为各使用部门提供丰富的管线综合信息。该系统采用B/S结构，主要包含管线基础、地上地下、飞行浏览、三维人机交互及建模定制、图层控制、查询量算、标注定位、统计分析及拓扑等模块功能。

2.5 地下综合管线共享服务发布平台

管线共享平台采用B/S结构，开发采用面向服务的SOA架构，基于WCF平台提供的服务接口分为元服务与服务API两类，能够满足不同二次开发用户的个性化需求。元服务遵循OGC WMS/WFS标准规范，并对其扩充，提供标准底层开发接口，实现对图层要素的共享，开发自由度高，长期保持不变。服务API是对元服务的二次封装，可满足用户快速搭建业务系统的要求题，通过调用实现所有操作、转发、解析，二次开发用户只需配置，不必关注具体实现方式。

3 成果及结论

城市地下综合管网信息管理系统坚持数据、管理、服务、应用相分离的架构原则，在保持灵活性和扩展性的前提下，实现了地下管线信息数据的管理、共享、融合和数据交换，可实现不同部门业务应用系统与平台服务的集成，平台应用接口的综合应用与展现，以及实现与现有的规划管理信息系统、基础地理信息系统的集成。无论是在数据组织还是功能实现方面都以服务发布的形式实现，满足了共享平台建设需求，有助于提高城市管线管理水平。

［1］赵泽生，刘晓丽，城市地下管线管理中存在的问题及其解决对策［J］.城市问题，2013（12）：80-83.

［2］乔淑娟，王华，崔阳，城市地下管网地理信息系统空间数据模型研究［J］.计算机工程与设计，2006（9）：3201-3212.

［3］李玉，张赫然.基于物联网技术的地下管线智能管理系统设计构想——以淄博市为例［J］.测绘通报，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

聂赞（1983-），男，硕士，工程师，研究方向：GIS/勘测研究。