張東杰

摘要：隨著城市化的不斷進行，地下管線建設(shè)問題凸顯，城市地下綜合管廊建設(shè)力度不斷加大，其信息管理系統(tǒng)應運而生。本文以南寧市地下綜合管廊試點項目為例，介紹了地下管廊信息管理系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境、總體架構(gòu)設(shè)計以及功能設(shè)計，為今后其他城市地下管廊信息管理系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展提供參考。

Abstract： With the development of urbanization， the problem of underground pipeline construction has become more prominent， the construction of urban underground integrated pipe corridors has been continuously increased， and the construction of underground pipe gallery information management systems has also begun. Based on the pilot project construction of underground Integrated Pipe Gallery in Nanning， this paper introduces the development environment， overall architecture design and functional design of the underground pipe gallery information management system， and provides reference for the construction and development of the underground pipe gallery information management system in other cities in the future.

關(guān)鍵詞：綜合管廊;信息管理系統(tǒng);架構(gòu)設(shè)計;模塊設(shè)計

Key words： integrated pipe gallery;information management system;architecture design;module design

中圖分類號：TU17;TU990.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）01-0098-03

0 ?引言

城市地下綜合管廊，又稱為共同溝或地下管廊，即在城市地下空間內(nèi)建設(shè)一個完整的隧道，聚集了燃氣管道、給排水管、電力設(shè)施、供熱管線、通訊電線等各類市政管線，以便高效地實現(xiàn)管廊工程統(tǒng)一的規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理，在城市穩(wěn)定運行中扮演著重要角色，是保障城市運行的“生命線”[1-2]。

現(xiàn)階段，我國政府制定了不少鼓勵政策，力推綜合管廊的建設(shè)，逐漸有許多城市開始嘗試建設(shè)地下綜合管廊，但我國建筑行業(yè)在綜合管廊建設(shè)上經(jīng)驗不足，許多建設(shè)完工地綜合管廊還未投入實際運營，各地城市地下綜合管廊信息管理系統(tǒng)的建設(shè)猶在摸索階段。本文以廣西省南寧市城市地下管廊工程為基礎(chǔ)，通過研究分析其開發(fā)的南寧市地下綜合管廊信息管理系統(tǒng)，對地下管廊信息管理系統(tǒng)的開發(fā)，進行科學的探討[3-4]。

1 ?系統(tǒng)整體設(shè)計

1.1 開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)采用Windows server 2008 R2操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫服務器為Oracle 11g，采用Centos Linux操作系統(tǒng)，操作環(huán)境為Apache提供的Jsp環(huán)境。

硬件環(huán)境為inter core i5-4590的CPU，16GB內(nèi)存容量，NVIDIA GT960的顯卡核心，2GB顯存。

1.2 架構(gòu)設(shè)計

城市地下管廊信息管理系統(tǒng)基于JavaEE框架進行開發(fā)，不同于其他技術(shù)架構(gòu)，JavaEE的核心是主要解決企業(yè)級應用系統(tǒng)的問題。JavaEE作為當前主流軟件開發(fā)平臺，具有穩(wěn)定可用性、可伸縮性的特點，并且開發(fā)效率高，支持異構(gòu)環(huán)境[5-6]。整個系統(tǒng)可劃分為數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務邏輯層、用戶層與Web層。

數(shù)據(jù)訪問層（database access layer，DAL）：又被稱為持久層，其通過操作數(shù)據(jù)表的查詢、添加、修改、刪除等步驟，實現(xiàn)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的訪問的主要功能。

業(yè)務邏輯層（business logic layer，BLL）：它位于數(shù)據(jù)訪問層和表示層之間，是整個系統(tǒng)三層構(gòu)架中的核心。它負責系統(tǒng)各項業(yè)務的邏輯處理，在數(shù)據(jù)交換中具有連接功能。業(yè)務邏輯層會調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層相關(guān)數(shù)據(jù)，負責接收用戶層的業(yè)務請求進行邏輯處理;對于表示層，它是被調(diào)用者，業(yè)務處理完成后再將結(jié)果返回到用戶層。在本層中，如果涉及到數(shù)據(jù)庫的訪問，需調(diào)用對應數(shù)據(jù)訪問層的接口，申請數(shù)據(jù)訪問。

用戶層：（User Interface layer，UIL）：即人機交互界面層，具有用戶與整個系統(tǒng)的交流互動功能。系統(tǒng)的業(yè)務邏輯一般不包含在該層中，且用戶層中的邏輯代碼僅與界面元素有關(guān)。

Web層：Web層是針對與B/S架構(gòu)的應用而存在的，Web層的功能主要是完成網(wǎng)頁端網(wǎng)頁的外觀呈現(xiàn)，不處理應用系統(tǒng)的任何業(yè)務。

相比傳統(tǒng)構(gòu)架，多層架構(gòu)將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰化，方便開發(fā)人員的分工合作，有助于前期開發(fā)的順利進行，并加快后期的維護升級。此架構(gòu)降低了各層次之間的依賴，各層之間邏輯由相似相通之處，可以修改后直接調(diào)用，提高了復用性。然而層次中子程序模塊的未執(zhí)行結(jié)束會導致主程序模塊只能等待子程序模塊當前命令完成，因此多層架構(gòu)未必會提升性能。這說明將系統(tǒng)劃分層次會降低其運行速度上，但能高效提升團隊開發(fā)效率[7]。

2 ?系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

優(yōu)秀的系統(tǒng)設(shè)計不僅要有對針對問題的高效性， 還要考慮到對將來的新增需求有足夠的適用性。由于地下綜合管廊信息管理系統(tǒng)功能設(shè)計廣泛，整體開發(fā)較為困難，因此，系統(tǒng)功能在實現(xiàn)采取模塊化設(shè)計時，要明確開發(fā)的基本功能模塊，模塊開發(fā)完成后立即進行組合，一套完整的系統(tǒng)就形成了[8-9]。

城市地下綜合管廊信息管理系統(tǒng)按其系統(tǒng)功能進行分析，主要可分為地下管廊地址規(guī)劃與地質(zhì)模塊、地下管廊設(shè)計管理模塊、地下管廊成本管理模塊、地下管廊施工管理模塊、地下管廊運維管理模塊五個功能模塊。

①地下管廊規(guī)劃與地質(zhì)模塊。通過規(guī)劃與地質(zhì)模塊，可以管理管廊項目規(guī)劃階段需要的各種文檔和電子數(shù)據(jù)，科學地規(guī)劃管廊項目的平面、剖面和工程關(guān)鍵點。該模塊下劃分規(guī)劃資料管理、快速規(guī)劃、規(guī)劃檢查、方案管理四個次級模塊，具有查詢、上傳、移動、刪除、下載、編輯、添加等基本功能。

②地下管廊設(shè)計管理模塊。設(shè)計管理模塊是實現(xiàn)對管廊設(shè)計進度和設(shè)計數(shù)據(jù)集中管理的功能模塊。通過該模塊，可以管理和審查每個階段的設(shè)計結(jié)果，及時了解項目的設(shè)計進展，通過增強聯(lián)系提高各參建方之間的協(xié)作工作和溝通的效率。在此模塊中分為設(shè)計進度管理、模型管理、文檔管理三個次級模塊，具有添加、刪除、編輯、查詢、上傳等基本功能，負責編制設(shè)計計劃、追蹤設(shè)計進度、修訂計劃等。

③地下管廊成本管理模塊。成本管理模塊是管理全生命周期中管廊成本的功能模塊，通過該模塊，可以將不同階段的管廊模型進行比對，幫助用戶了解管廊工程在建設(shè)周期過程中的成本變化。共分為文件報表、合約管理、統(tǒng)計分析三個次級模塊，具有添加、篩選、刪除、導出、上傳、下載、預覽等基本功能，進行各階段的文件報表管理、清單關(guān)聯(lián)合同管理、竣工結(jié)算管理以及工程量統(tǒng)計對比和成本構(gòu)成分析。

④地下管廊施工管理模塊。施工管理模塊是管理施工過程中的進度、質(zhì)量、安全、人機物料等過程的功能模塊。該模塊總體分為進度管理、質(zhì)量管理、安全管理、文檔管理這四個次級模塊，具有添加、刪除、插入同級項、插入子項、移動、編輯、查詢等基本功能，可以實現(xiàn)任務審查、任務狀態(tài)計算、進度追蹤、模型關(guān)聯(lián)、事件處理等一系列功能。

⑤地下管廊運維管理模塊。運維管理系統(tǒng)是南寧地下綜合管廊進行后期綜合管控的重要部分，本系統(tǒng)通過融合GIS 技術(shù)、BIM 技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對管廊運行狀況進行多方面監(jiān)控，實現(xiàn)了管廊運營過程每項工作的智慧管理。同時BIM技術(shù)與業(yè)務管理的相結(jié)合，保障了管廊安全，提高了管理水平和工作效率，為后期管廊運營數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析做了充足的數(shù)據(jù)依據(jù)。該模塊分為營運管理、監(jiān)測系統(tǒng)、統(tǒng)計分析和遠程會議四個次級模塊，具有查詢、添加、刪除、導入、導出等基本功能。

通過具體分析可以發(fā)現(xiàn)，模塊化設(shè)計的優(yōu)勢除了易于發(fā)開及更強的系統(tǒng)拓展性外，在系統(tǒng)的各個模塊中存在許多重復的基本功能模塊，例如添加、刪除、移動、編輯等基本功能模塊。在系統(tǒng)設(shè)計中，當其他模塊需要之前模塊中已經(jīng)設(shè)計完成好的基本功能模塊時，只需要直接調(diào)用引入即完成基本功能設(shè)計。

3 ?總結(jié)

本系統(tǒng)采用了基于JavaEE的層次化和模塊化設(shè)計，給系統(tǒng)的開發(fā)帶來了以下優(yōu)勢：

①系統(tǒng)整體架構(gòu)層次劃分明確，各層間劃分明確，功能實現(xiàn)采用模塊化設(shè)計，分工明確，前期易于開發(fā)，后期便于維護。

②系統(tǒng)層次間依賴相比傳統(tǒng)構(gòu)架減弱，很容易用新的實現(xiàn)替換原有層次的實現(xiàn)。

③系統(tǒng)功能拓展性強，只需根據(jù)要增加的功能直接添加新模塊即可。

④功能相同或相似的邏輯和模塊可以直接調(diào)用或修改調(diào)用，增加了代碼的復用性，提高開發(fā)效率。

⑤整個系統(tǒng)通過層次化和模塊化的設(shè)計，有利于系統(tǒng)設(shè)計的工程化、標準化。

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