淺談城市地下管線綜合信息平臺的設計原則

龔清

淺談城市地下管線綜合信息平臺的設計原則

龔清

城市地下管線綜合信息平臺是以信息互通共享、開放高效、定制靈活、擴展容易、維護方便為指導思想，緊密結合各管線行業(yè)業(yè)務管理流程，采用WEB、GIS、SQL Server、TCP/IP等技術，集協(xié)同共享、動態(tài)更新、多維瀏覽等功能為一體，為城市規(guī)劃建設、公共服務、城市管理、政府決策等提供服務的數(shù)字化綜合管理政務平臺。

一、平臺總體設計

1.總體設計思想

城市地下管線綜合信息平臺是以基礎地理數(shù)據(jù)庫為核心，含有按管理功能劃分的規(guī)劃、建設、運營維護應急處置和運營管理的四個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)既相對獨立又內(nèi)聚關聯(lián)，并在一定的通信協(xié)議和規(guī)則下完成各自的功能，服務于整個平臺。將地下管線普查（現(xiàn)狀）數(shù)據(jù)、管線權屬單位專業(yè)數(shù)據(jù)以及新建管線的竣工數(shù)據(jù)，按照規(guī)范的標準，統(tǒng)一集成和管理；將地上信息和地下信息進行關聯(lián)，建立二、三維聯(lián)動的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)二維平面信息或者三維可視化表達。如圖1所示。

圖1 整體架構圖

2.總體設計原則

平臺具有業(yè)務覆蓋面廣、接入系統(tǒng)多、實現(xiàn)功能復雜、不同系統(tǒng)信息交換頻繁等特點，因此平臺的架構設計應遵循“開放共享、擴展靈活、管理可靠、移植方便、維護便捷”原則，保證平臺易于擴展和維護，關聯(lián)系統(tǒng)集成方便、功能靈活定制、整體運行可靠。

（l）開放共享。平臺集成了各管線權屬單位專業(yè)運營管理子系統(tǒng)信息，各子系統(tǒng)按照一定的規(guī)則和協(xié)議通信，可以互相調閱、查詢開放共享的信息；

（2）擴展靈活。平臺中采用模塊化、組件化設計思想，根據(jù)用戶的需求設計不同低耦合功能模塊，進行功能擴展，實現(xiàn)業(yè)務流程的整合；

（3）管理可靠。平臺實現(xiàn)了多級數(shù)據(jù)庫之間的信息融合和提出，具備較強的容錯和冗余計算能力，兼容性高，整體穩(wěn)定可靠；

（4）移植方便。平臺支持跟標準兼容或者開源的應用服務器中間件和數(shù)據(jù)庫服務器，在不同的硬件和操作系統(tǒng)之間移植架構時，不涉及（或極少）對源代碼的再編譯；

（5）維護便捷。系統(tǒng)架構簡潔清晰，支持熱加載和卸載功能，新老模塊加載維護便捷。

二、平臺構建

1.子系統(tǒng)構建

綜合信息平臺包含規(guī)劃、建設、運營維護應急處置系統(tǒng)和運營管理四個子系統(tǒng)，子系統(tǒng)資源共享，協(xié)同分工。如圖2所示。

圖2 子系統(tǒng)構建圖

（1）城市管線規(guī)劃管理子系統(tǒng)。完成地下管線規(guī)劃設計、意見征求、規(guī)劃審批、驗線入檔等電子化管理，實現(xiàn)地下管線規(guī)劃的信息化統(tǒng)籌管理。

（2）城市管線建設管理子系統(tǒng)。項目參建各方進行項目分配、披露、注冊等信息傳遞，實現(xiàn)工程立項、施工、監(jiān)管、驗收和檔案移交等環(huán)節(jié)的信息化管理。

（3）城市管線運營維護應急處置子系統(tǒng)。提供挖掘城市道路許可的受理、審查、決定及歸檔階段的信息化管理。

（4）城市管線專業(yè)運營管理子系統(tǒng)。各專業(yè)管線權屬單位按照統(tǒng)一設計標準、按照運維需求進行自建，并接入平臺進行統(tǒng)一管理。

2.功能模塊構建

根據(jù)系統(tǒng)目標，平臺關鍵功能模塊的構建按照由下向上、逐級設計、頂層綜合的原則把應用層按功能分成若干功能模塊。主要為數(shù)據(jù)加工處理，數(shù)據(jù)庫管理，管線信息分析應用，二三維聯(lián)動瀏覽，管線信息分發(fā)及服務等功能模塊。如圖3所示。

圖3 平臺功能模塊架構

三、數(shù)據(jù)庫構建和技術采用

1.數(shù)據(jù)庫設計

平臺數(shù)據(jù)庫設計應遵循“統(tǒng)籌設計、對象設計、標準設計”原則。如圖4所示。

（1）統(tǒng)籌設計。平臺需要在全市范圍內(nèi)進行信息交換與共享，數(shù)據(jù)庫設計必須統(tǒng)籌規(guī)劃；

（2）對象設計。平臺要支持不同用戶的信息需求，數(shù)據(jù)庫設計須針對各類對象的不同需求進行設計；

（3）標準設計。平臺所屬的多個不同系統(tǒng)能互聯(lián)互通并進行讀寫操作，須用統(tǒng)一的標準進行模塊化設計。

圖4 數(shù)據(jù)庫結構圖

2.采用的技術

平臺設計采用的架構技術、通信協(xié)議等應采用行業(yè)通用標準，提高系統(tǒng)的開發(fā)集成效率，便于更新升級。

（1）開放的技術架構。平臺架構遵循開放的行業(yè)標準，如：WEB、GIS、SQL server SOAP，XML，ESB等；

（2）開放的通訊協(xié)議。平臺采用TCP/IP、HTTP等開放的協(xié)議，對大量數(shù)據(jù)通信信息進行管理和調度，保障平臺的管理協(xié)同、文件傳送、內(nèi)部局域網(wǎng)和外部互聯(lián)網(wǎng)等服務；

（3）開放的接口技術。平臺提供開放的API接口，應用程序通過規(guī)定的協(xié)議和標準數(shù)據(jù)格式，完成系統(tǒng)內(nèi)外數(shù)據(jù)的交互和功能調用；

（4）高效的數(shù)據(jù)庫技術。平臺采用SQL Server數(shù)據(jù)庫技術管理平臺數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)的高效檢索、讀寫、查詢服務。

四、結語

本文提出了城市地下管線綜合信息平臺的基本設計原則，并分別對子系統(tǒng)、功能模塊、數(shù)據(jù)庫構建和主要技術的應用等核心架構原則進行了闡述。所述設計原則已經(jīng)在實際中得到應用并取得部分成果。下步工作是對相關功能進行評估與測試，并對各組件進行驗證與完善。

（作者單位：武漢市管網(wǎng)建設管理站）