龔清

淺談城市地下管線綜合信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則

龔清

城市地下管線綜合信息平臺(tái)是以信息互通共享、開(kāi)放高效、定制靈活、擴(kuò)展容易、維護(hù)方便為指導(dǎo)思想，緊密結(jié)合各管線行業(yè)業(yè)務(wù)管理流程，采用WEB、GIS、SQL Server、TCP/IP等技術(shù)，集協(xié)同共享、動(dòng)態(tài)更新、多維瀏覽等功能為一體，為城市規(guī)劃建設(shè)、公共服務(wù)、城市管理、政府決策等提供服務(wù)的數(shù)字化綜合管理政務(wù)平臺(tái)。

一、平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

1.總體設(shè)計(jì)思想

城市地下管線綜合信息平臺(tái)是以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，含有按管理功能劃分的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)應(yīng)急處置和運(yùn)營(yíng)管理的四個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立又內(nèi)聚關(guān)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(wù)于整個(gè)平臺(tái)。將地下管線普查（現(xiàn)狀）數(shù)據(jù)、管線權(quán)屬單位專(zhuān)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(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一集成和管理；將地上信息和地下信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，建立二、三維聯(lián)動(dòng)的信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二維平面信息或者三維可視化表達(dá)。如圖1所示。

圖1 整體架構(gòu)圖

2.總體設(shè)計(jì)原則

平臺(tái)具有業(yè)務(wù)覆蓋面廣、接入系統(tǒng)多、實(shí)現(xiàn)功能復(fù)雜、不同系統(tǒng)信息交換頻繁等特點(diǎn)，因此平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“開(kāi)放共享、擴(kuò)展靈活、管理可靠、移植方便、維護(hù)便捷”原則，保證平臺(tái)易于擴(kuò)展和維護(hù)，關(guān)聯(lián)系統(tǒng)集成方便、功能靈活定制、整體運(yùn)行可靠。

（l）開(kāi)放共享。平臺(tái)集成了各管線權(quán)屬單位專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)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(diào)閱、查詢(xún)開(kāi)放共享的信息；

（2）擴(kuò)展靈活。平臺(tái)中采用模塊化、組件化設(shè)計(jì)思想，根據(jù)用戶(hù)的需求設(shè)計(jì)不同低耦合功能模塊，進(jìn)行功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的整合；

（3）管理可靠。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了多級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的信息融合和提出，具備較強(qiáng)的容錯(cuò)和冗余計(jì)算能力，兼容性高，整體穩(wěn)定可靠；

（4）移植方便。平臺(tái)支持跟標(biāo)準(zhǔn)兼容或者開(kāi)源的應(yīng)用服務(wù)器中間件和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，在不同的硬件和操作系統(tǒng)之間移植架構(gòu)時(shí)，不涉及（或極少）對(duì)源代碼的再編譯；

（5）維護(hù)便捷。系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)潔清晰，支持熱加載和卸載功能，新老模塊加載維護(hù)便捷。

二、平臺(tái)構(gòu)建

1.子系統(tǒng)構(gòu)建

綜合信息平臺(tái)包含規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)應(yīng)急處置系統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)管理四個(gè)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(gòu)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(shè)計(jì)、意見(jiàn)征求、規(guī)劃審批、驗(yàn)線入檔等電子化管理，實(shí)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(shè)管理子系統(tǒng)。項(xiàng)目參建各方進(jìn)行項(xiàng)目分配、披露、注冊(cè)等信息傳遞，實(shí)現(xiàn)工程立項(xiàng)、施工、監(jiān)管、驗(yàn)收和檔案移交等環(huán)節(jié)的信息化管理。

（3）城市管線運(yùn)營(yíng)維護(hù)應(yīng)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(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)管理子系統(tǒng)。各專(zhuān)業(yè)管線權(quán)屬單位按照統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、按照運(yùn)維需求進(jìn)行自建，并接入平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2.功能模塊構(gòu)建

根據(jù)系統(tǒng)目標(biāo)，平臺(tái)關(guān)鍵功能模塊的構(gòu)建按照由下向上、逐級(jí)設(shè)計(jì)、頂層綜合的原則把應(yīng)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(kù)管理，管線信息分析應(yīng)用，二三維聯(lián)動(dòng)瀏覽，管線信息分發(fā)及服務(wù)等功能模塊。如圖3所示。

圖3 平臺(tái)功能模塊架構(gòu)

三、數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建和技術(shù)采用

1.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、對(duì)象設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)”原則。如圖4所示。

（1）統(tǒng)籌設(shè)計(jì)。平臺(tái)需要在全市范圍內(nèi)進(jìn)行信息交換與共享，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)必須統(tǒng)籌規(guī)劃；

（2）對(duì)象設(shè)計(jì)。平臺(tái)要支持不同用戶(hù)的信息需求，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)須針對(duì)各類(lèi)對(duì)象的不同需求進(jìn)行設(shè)計(jì)；

（3）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。平臺(tái)所屬的多個(gè)不同系統(tǒng)能互聯(lián)互通并進(jìn)行讀寫(xiě)操作，須用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。

圖4 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖

2.采用的技術(shù)

平臺(tái)設(shè)計(jì)采用的架構(gòu)技術(shù)、通信協(xié)議等應(yīng)采用行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，提高系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)集成效率，便于更新升級(jí)。

（1）開(kāi)放的技術(shù)架構(gòu)。平臺(tái)架構(gòu)遵循開(kāi)放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如：WEB、GIS、SQL server SOAP，XML，ESB等；

（2）開(kāi)放的通訊協(xié)議。平臺(tái)采用TCP/IP、HTTP等開(kāi)放的協(xié)議，對(duì)大量數(shù)據(jù)通信信息進(jìn)行管理和調(diào)度，保障平臺(tái)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(wù)；

（3）開(kāi)放的接口技術(shù)。平臺(tái)提供開(kāi)放的API接口，應(yīng)用程序通過(guò)規(guī)定的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)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(diào)用；

（4）高效的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。平臺(tái)采用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)管理平臺(tái)數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)的高效檢索、讀寫(xiě)、查詢(xún)服務(wù)。

四、結(jié)語(yǔ)

本文提出了城市地下管線綜合信息平臺(tái)的基本設(shè)計(jì)原則，并分別對(duì)子系統(tǒng)、功能模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建和主要技術(shù)的應(yīng)用等核心架構(gòu)原則進(jìn)行了闡述。所述設(shè)計(jì)原則已經(jīng)在實(shí)際中得到應(yīng)用并取得部分成果。下步工作是對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行評(píng)估與測(cè)試，并對(duì)各組件進(jìn)行驗(yàn)證與完善。

（作者單位：武漢市管網(wǎng)建設(shè)管理站）