地下管网综合管理系统设计

2023.10.25

赵占坤　王玉凡　薛玉倩　刘丽华

摘要：针对城市规模的扩大和现代化程度的不断提高，地下管线已经非常庞大、密集。传统的手工管理已经不能满足实际的需要，必须采取更有效的机制和方法进行管理。因此，城市住建局建立城市地下综合管线信息管理系统迫在眉睫，该系统基于地理信息系统（GIs）技术、.NET技术平台，将地下管线数据数字化存储在Oracle数据库中，实现对城市地下各类管线数据的数字化管理、分析、查询、统计输出和实时更新等，从而提高地下管线信息现代化管理水平，促进城市精细化管理。文章对地下管网综合管理系统进行了具体的设计和研究。

关键词：地下管线；GIS；.NET；oracle

随着人类社会的不断发展，未来城市将承载越来越多的人口。为实现城市可持续发展，解决城市发展难题，建设智慧城市已成为城市发展的历史潮流。通过建设智慧城市，及时整合、交流城市的公共资源等各类信息，利用计算机技术、数据库技术和网络技术提高政府管理和服务的能力，让城市生活更健康、发展更和谐。

地下管线是城市基础设施的重要组成部分，是城市规划建设管理的重要基础信息。城市地下管线包括给地下供水、污水、天燃气、电力管线、通信管线等，被称为城市的“生命线”。城市地下管线的管理是城市基础设施建设管理工作中最重要的一环。随着城市地下管线越来越庞大，越来越密集，管理上也需要统一管理。同时，加强城市地下管线的管理与信息化建设，也是智慧城市建设的重要环节。合理开发和利用地下空间，保障维护地下管线，完善城市功能，服务于民，以保障城市建设和可持续性发展。

针对上述问题，以城市规划管理部门住建局为依托，建立城市地下综合管线信息管理系统就显得势在必行。该系统通过全面普查城市地下管线的分布情况，建立地下管线综合数据库。将地下管线信息分类存储在数据库中，从而实现对全市地下管线数据的管理、分析、查询、统计输出和实时更新等。城市地下管线信息系统建成后将有利于提高地下管线信息现代化管理水平，促进城市精细化管理，保障城市地下管线管理高效率、高质量地运转。

1 总体功能要求

（1）系统建设时总体要遵循功能完善、性能可靠、技术先进、整体规划、分步实施、节省投资等原则。（2）系统具有开放性、标准性、高效性、可靠性、安全性、可用性、可扩充性、先进性、成熟性、交互性和可操作性等特点。（3）系统为了满足多部门管理和开放性要求，采用客户机/服务器和浏览器/服务器网络模式来整体部署。（4）系统的管理对象主要为东台市地下综合管线进行多种设定条件的查询统计和分析决策等，为住房和城乡建设局对管线的管理和维护提供参考。

2 系统目标

（1）在查明城市地下综合管线信息的基础上，建立城市管线及相关设施数据库和基础地形数据库，实现各类信息的数字化存储，为实现城市地下管线的信息化管理打下基础，同时具备强大的可扩展性，满足系统的日后功能扩展，如其他管线、市政设施数据的增加等。（2）建立C/S，B/S系统的网络部署及数据访问机制，以C/S为主B/S为辅的系统管理的模式，提高用户对数据的使用效率。（3）在实现对所普查管线进行管理的基础上，达到相关管线设施的管理效果，提供方便的信息检索查询、统计分析等功能，为设施管理提供信息化手段。

3 系统用户

系统的最终用户可作如下分类：

一般用户（C/S，B/S）：使用系统是管理员分配的功能，自觉维护系统。数据处理人员（C/S）负责将数据处理、加工、入库工作。

系统管理员（服务器端）：（1）负责系统的数据安全工作。（2）负责系统的数据备份工作。（3）负责系统的权限设置和监控一般用户工作。（4）负责系统的数据库维护。（5）负责充分发挥东台市地下管网信息管理系统的功能，为管线管理工作服务。

4 系统功能结构

地下管网信息管理系统包括了6个子系统：基础信息管理子系统、地图信息管理子系统、管网信息管理子系统、数据动态三维子系统、系统运行模式和系统设置安全管理子系统。具体功能结构如图1所示。

基础信息管理子系统包括：数据转换工具、管网成图、基础表配置和数据备份还原功能。

地图信息管理子系统包括：地图工具、视图是遏制和地图选择功能。

管网信息管理子系统包括：数据查询、管网编辑、管网分析和地图标注功能。

数据动态三维子系统包括：动态生成三维和三维场景管理功能。

系统运行模式子系统包括：C/S客户端和B/S网站发布功能。

5 系统技术路线

（1）操作系统：考虑到系统的适用性，根据性能价格比和实际需求，服务器端可以选用Windows Server 2012，客户端选用Microsoft Windows 7或Windows 8。（2）数据库平台：城市地下综合管线管理信息系统的数据库服务器可以选用Oracle，SOL Server，SyBase，Informix等。考虑到系统运行涉及大量矢量、栅格地图，建议系统选用国际流行的Oracle 11g数据库，它能够在效率、速度、稳定性、安全性等方面达到系统要求。（3）GIS软件平台：在ArcGIS平台上定制开发城市地下综合管线管理信息系统。ArcGIS是美国ESRI公司研制的大型地理信息系统平台，ESRI是全球优秀的GIS软件厂商，一直是地理信息系统平台软件的领导者，ESRI公司的ArcGIS系列软件一直在全球GIS市场占有最大的份额，并经过了全球GIS行业的锤炼，其在国内也拥有着广大的客户群，具有较强的安全性和稳定性。（4）开发语言：系统基于Microsoft Visual Studio.NET 2013开发平台，使用c#语言。.NET平台基于组件或面向服务的架构体系开发，该平台经过大量工业实践，技术成熟，有大量可借鉴的企业级应用和辅助解决方案供参考，是构建电子政务平台的重要基础，保护现有的投资并避免风险。

6 系统运行结构

在系统的应用结构设计上，本文采用基于GIS的结构设计方案，C/S+B/S的结构体系（见图2）。

（1）C/S架构主要应用于城市住房与城乡建设局，用来支撑其运行、维护、升级和数据更新的日常工作。C/S结构模式在局域网内共享信息，满足各个部门对地下管线数据的管理，实现数据的录入、输出显示、数据编辑、数据查询和数据统计分析等功能。采用C/S模式的优点是：C/S方式具有更好的交互性和更好的操作性能；缺点是：C/S模式要求客户端都要安装系统软件和系统平台许可，每个客户端都需要维护，大量采用C/S模式将会导致系统的成本大幅度提高。

（2）B/S结构主要是通过互联网实现共享信息，市政府的规划部门可以通过政务内网快速地浏览各种地下管线信息，进行管网的规划和设计等工作。不同级别的用户根据分配的权限，浏览、查询不同级别的数据，满足各方不同的需求并保证安全。B/S模式钟的GIS平台、数据库和系统软件都部署服务器端，客户端通过浏览器访问，不需要安装客户端软件。用户请求得到的图形实际是栅格图像（Jpg，Gif等格式），所以用户无法在客户端对数据进行修改更新，增强了数据的安全性。

7 结语

城市地下管网管理信息系统将地下各类管线数据作为整个信息系统的核心，建立了一套现代化的综合管网管理信息系统，实现各部门之间信息的科学组织、共享和协作，为城市管线规划、建设和管理提供依据，大大提高了政府办公效率，为政府决策和紧急事故处理提供依据，为建设智慧城市提供了基础。