市综合管线系统建设技术方案文档格式.docx
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地下管线信息化建设改善了城市地下管线信息管理分散，管线信息不完整，数据标准不统一的现象，规范、统一了城市地下管线信息的管理，从而可以做到地下管线数据的动态管理和最大限度的资源共享。
（2）改变传统的管理方式，提高工作效率和管理水平
地下管线信息化建设实现了管线信息的数字化与信息化管理，促进了城市地下管线管理的科学化、规范化，可以提高城市现代化管理水平，增强城市应急和防灾减灾能力，改善城市投资环境，提高城市竞争力，加强城市可持续发展等具有重要的意义。
（3）提供准确数据，有利支持决策分析
通过开展地下管线信息化建设可为城市规划、建设和管理提供详细、准确的地下管网信息，有助于优化城市地下管网设计，为政府决策提供准确可靠的依据等。
（4）为搭建地下管线安全预警决策的平台提供基本条件
城市地下管线信息化工作，为及时依据准确的管线相关信息，制定应急抢险方案，满足防灾和应付突发性重大事故的需要等提供了条件，对保证城市地下管线安全运行具有重要意义。
（5）信息化管理，使应用更快捷方便
✓缩小了管线信息的存储空间
一个城镇管线纸介质图纸可多达数十吨。
存放数间房屋，而用信息系统仅用若干磁盘或光盘就可存放全部信息，体积仅及一个小纸盒。
✓大大提高了查询检索速度
利用信息系统查询某一区域，某一地点或某种特征的管线信息仅需几秒钟，这是利用人工查找难以比拟的。
✓提高了管线管理水平
信息系统既可以查阅局部地区管线的各种细节，又可浏览区域管线的宏观分布；
既可研究单种管线情况，又可了解各种管线的整体分布关系；
既可用以指导工程施工，又可用来作新区规划或管线设计，使管理工作得心应手。
✓提高了决策的科学性和合理性
管线信息便于传输，适于一次建设，多家共享。
使用网络工具来优化资料调配，作各种应急处理，提高了决策的科学性与准确性。
1.2.项目建设内容
1.2.1.建立完善配套的技术标准体系
结合本地情况，建立一套信息数据的分类、组织和交换相关标准，并与国家标准、行业标准、相关数据标准、数据交换标准衔接配套，以此作为城市地下管线信息化管理的技术依据。
项目中涉及的各类技术和数据资源必须遵守统一的技术标准和规范，主要包括：
（1）地下管线数据建库标准；
（2）软件标准体系建设：
✓数据管理平台软件接口标准；
✓共享平台服务接口标准。
1.2.2.建立地下管线信息管理平台
结合我市地下管线信息化建设的具体情况，以及城市管线信息化建设的专业特点，采用先进的计算机网络技术、GIS技术、大型数据库管理技术，构架集中管理、分散控制的体系结构，实现城市管线资源的高效管理和科学统计分析，建立一个实用、安全、可靠、综合、高效的城市地下管线信息管理平台,旨在对全市各类管线相关数据进行综合管理，并通过完善的数据更新与交换机制实现数据的动态更新与维护,同时能对相关组件进行封装，为权属单位提供二次开发接口。
1.2.3.建立地下管线三维系统
本次项目将建设三维地下综合管线子系统，满足三维管线与数字城市的三维成果融合展示、共享互通，建立城市地上、地下一体化的三维地下综合管线子系统。
实现二三维的深度一体化，包括二三维数据融合，二三维服务管理的一体化，以及二三维展示界面的无缝集成和深层次互动。
一体化还体现在地上地下空间的一体化展示。
使用更为直观、先进的方法和工具对错综复杂的地下管网进行管理、编辑，采用三维方式直观生动地展示管线的走向、连接、跨越、管线间的相对位置等空间信息，并可对三维模型进行近距分析、碰撞分析等辅助设计操作，可帮助管线规划相关人员更有效地设计与维护管线，为规划、管理与决策提供有力支撑，进一步增强系统的先进性与实用性。
1.2.4.建立地下管线服务共享平台
地下管线服务共享平台为管线权属单位和政府相关部门提供管线数据服务和功能服务，并提供服务注册和目录服务，最大程度实现地下管线数据共享，系统还包括运行维护管理和地下管线网上共享发布系统。
通过地下管线服务共享平台提供的服务及系统框架，为地下管线业务应用系统的构建提供了理想的数据和功能的环境。
其中，地下管线服务共享平台服务体系的应用主要有三种模式：
网站访问、标准服务调用和服务注册。
1.2.5.与已有基础地理信息系统之间的衔接
通过系统接口，实现城市地下管线信息系统与已有基础地理信息系统之间的衔接，长期积累的全市基础地理信息数据资源，直接读取成为城市地下管线信息系统的基础空间信息参考，实现基础地理信息数据的“一源多用”，从而破除基础地理信息共享与应用之间的“信息壁垒”，大大提高基础地理信息资源的利用程度，节省基础地理信息的重复投资。
1.2.6.建立地下管线动态更新机制
建立地下管线竣工测量和相关配套的管理制度，规范管理程序，措施有力得当，并委托本地专业测绘公司实行管线竣工测量，保证新建管线档案资料按时按质报送，实现地下管线数据的动态管理。
研制地下管线动态更新软件，能方便实现地下管线数据检查、审批和动态更新，并实现管线相关版本的管理。
2.项目总体架构及技术解决方案
2.1.总体设计
2.1.1.技术设计依据
2.1.1.1.相关标准规定
编号
资料名称
描述
来源
备注
1
计算机软件需求说明编制指南ANSI/IEEE829
项目开发建设的指导标准
国家标准
GB9385-1988
2
计算机软件文档编制规范
GB8567-2006
3
信息技术软件生存期过程
GB/T8566-2007
4
信息处理——数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定，相关国际标准
GB1526-1989
ISO5807:
1985
5
1:
5001:
10001:
2000地形图图式
GIS行业信息化国家标准
GBT20257.1-2007
6
城市地理要素城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则
GBT14395-2009
7
基础地理信息要素分类与代码
GBT13923-2006
8
城市基础地理信息系统技术规范
GIS行业信息化行业标准
建设部标准
CJJ100-2004
9
2000地形图数字化规范
GBT17160-2008
10
城市地下管线探测技术规程
CJJ61-2003
2.1.1.2.建设依据
（1）《城市地下管线工程档案管理办法》
（2）《浙江省城市建设档案管理办法》
2.1.2.设计原则
（1）共享原则。
管线信息系统建设要按照城市信息化工作建设思路和要求，在推进管线信息资源开发利用的基础上，形成有效的信息资源集中管理模式和共享机制。
（2）经济原则。
信息资源系统建设要从管线管理机制现状和信息化建设的实际出发，充分利用和整合各部门现有的数据资源，避免重复投入；
广泛调动社会资源，优化系统的管理模式，确保指挥系统的正常运转。
（3）可靠性原则。
地下管线信息系统承担着保证城市正常运转的关键任务，地下管线管理的日常工作对它的依赖性将会非常大。
充分考虑系统的可靠性，用Windows作为数据库服务器操作系统，用Oracle作为数据库软件，同时做好数据的审核校验和备份工作。
（4）高性能、先进性原则。
系统的设计采用国际上先进而成熟的技术，应用广泛，以充分提高生产效率。
（5）高安全性原则。
信息资源系统建设必须同步实施安全工程，建立基于授权的访问控制模式，逐步完善信息安全保障体系，结合具体情况，按照不同的业务内容，采取不同的安全策略。
处理好发展与安全、控制与效益的关系，使安全措施成为保障信息资源系统正常运行的重要手段。
（6）易操作性原则。
本系统设计界面应友好生动、操作简便、查询快捷、不需要用户有专门的计算机知识就可以完全掌握。
（7）标准化原则。
由于本系统是一个开放的系统，系统建立要按照统一的数据编码与规范，实现数据格式标准化。
在信息的收集、处理、汇总和传递过程中建立统一的数据接口，保证各层次之间形成高效规范的体系，确保对各种信息的高效收集和利用，最终达到与其它应用系统的资源共享。
系统开发使用的各种技术标准应符合国家、行业及地方有关技术规定。
（8）开放性原则。
系统设计时要考虑支持行业标准、提供与常用的应用程序的接口，支持与其它应用的集成。
同时满足管理和应用的多样性、复杂性，具备良好的扩展和升级能力，便于系统的维护和升级。
（9）易维护和易扩展性原则。
考虑到用户数据量的增长、数据类型的增减；
考虑到在用户的管理水平和信息技术应用水平进一步提高之后，会对系统的性能和功能提出新的要求，故系统平台要便于维护和扩展。
（10）科学性原则。
系统的结构具有科学性，即软硬件配置科学合理、具有先进性，功能结构尽可能达到最佳。
对于工程的实施，也要按现代软件工程和系统工程的思想组织建设，实现工程实施和管理的科学化。
2.1.3.系统架构设计
2.1.3.1.软件体系结构
系统整体体系结构遵循SOA服务体系，采用C/S与B/S结构相结合的组织模式，为城市地下管线探测办公室提供对城市地下管线数据、地形数据、影像数据的管理，并提供对外服务的功能，系统采用ArcgisServer10.1为GIS平台，Oracle11g为数据库服务器，利用WebServices技术，实现对城市管线数据、地形数据的显示、查询、统计、分析、更新、服务等功能，为城市地下管线探测办公室管理工作提供软件支撑。
系统的总体结构图如下：
图21系统总体结构图
2.1.3.2.系统网络结构
系统要为城市建设局或规划局网络办公和对外服务提供应用，大部分用户通过浏览器来应用系统，城市地下管线普查管理人员使用桌面系统维护系统数据。
管线数据存储在Oracle数据库系统中，客户端通过GIS数据引擎来访问管线数据。
相关管线权属单位通过光纤专用网络和数据中心互联，实现了系统在线应用。
中间层由多种服务组成，主要包括WebService和数据层接口服务，通过中间层提高了整个系统的安全性。
应用层主要是基于GIS平台的扩展，根据应用方向的不同，使用不同的GIS组件和开发工具，开发相应的应用功能。
以地理信息系统为基础平台，以数据管理中心为核心，形成市政府、市相关职能部门和各管线权属单位等机构之间多级管理网络，建立多层次、实用的地理信息系统。
其目的是要实现各类管线数据的集中有效管理，并实现管线信息的动态更新和数据共享。
图22系统网络结构图
2.1.3.3.功能模块结构
系统按照所实现功能的类别，划分为五个子系统，分别为地下管线管理子系统（C/S）、地下管线信息发布子系统（B/S）、地下管线三维可视化子系统、地下管线社会化应用系统和地下管线服务共享平台。
系统功能模块结构图如下：
图23系统功能模块结构图
地下管线管理子系统实现城市地下管线数据的管理和查询、统计、分析等应用，对系统用户的管理和权限分配，以及系统配置等功能。
该软件由用户管理模块、查询统计模块、监理入库模块、动态更新与管理模块、综合分析模块、管线辅助设计、系统配置管理七部分组成；
地下管线信息发布子系统为B/S结构，主要任务是满足Web用户浏览、查询管线数据的需要和管线空间分析的需要，并可以实现网络用户的权限管理。
地下管线信息发布子系统包括地图发布模块、地图浏览模块、标尺丈量模块、信息查询模块、数据统计模块、管线数据分析模块、数据上报模块和权限管理模块。
地下管线三维可视化子系统可以实现三维模式下的地图浏览、信息查询、数据统计和空间分析等功能。
三维可视化子系统可以提供多种在二维模式下难以实现的分析功能，更好的满足用户管理和利用管线数据的需要，为用户提供决策支持。
地下管线三维可视化子系统包括三维管线自动生成模块、地图操作模块、查询统计模块、测距模块、地图浏览模块、剖面分析模块和三维空间分析模块。
地下管线服务共享平台主要通过局域网或专线网络对外发布基于地下综合管线数据及功能的应用服务，并以此向包括市建设局及各管线权属单位在内的单位和部门提供应用。
数据共享交换平台对外提供的服务内容主要包括目录服务、数据服务及功能服务三个部分。
城市地下管线社会化应用系统对现有的城市管线业务分发状态发布系统进行分析与对接，落实对各类管线的规划、设计、建设、运营和维护等全生命周期管理，主要实现管线全生命周期业务在多个政务部门之间的流程监控及业务状态查询，并提供建设信息动态发布、管线新闻等功能。
同时提供移动应用模块，结合当前的移动设备来辅助管线应用系统的运行。
2.1.3.4.系统权限结构
系统通过权限来为登录用户提供服务，系统的权限分为三类权限，一类系统级权限，对系统开发提供访问授权，允许系统访问数据库和服务器。
二类权限为用户级别权限，用户级别权限提供由管理系统可限定的访问授权。
三类权限为WebService访问权限，通过权限限定了用户可以使用哪些web服务方法。
2.1.3.5.配置结构
系统从外部展现界面到功能调用实现上都进行配置开发，允许在不改变代码的情况下来自定义用户功能界面、自定义功能所对应数据库结构。
配置包括系统功能配置，用户权限配置，用户界面应用功能配置，Web服务配置。
（1）系统功能配置
系统功能配置是从系统开发层上进行配置，对于所实现的功能要以元数据的方式进行参数设置，通过配置元数据来适应数据结构、内容的变化。
对于将来数据结构调整后，可以方便的进行配置迁移。
（2）用户权限配置
权限配置是从应用层上进行设计，包括功能权限的设置、可访问数据类型权限的设置、数据内容的权限、数据范围的权限、web服务权限设置；
✧用户功能权限设置可以设置用户可以使用系统提供的哪些功能；
✧可访问数据类型权限设置限定用户可以访问数据源中的图层；
✧数据内容权限限定用户对于可访问数据类型中特定字段的访问；
✧数据范围可以为特定用户定义允许访问的数据的范围。
（3）用户界面设置
用户界面设置可以根据用户来设定用户可以加载的功能，不同的用户登录系统后所看到的功能菜单内容不同。
（4）Web服务设置
允许用户使用系统所提供的特定WebServices方法。
2.1.4.系统可扩展性设计
建成的系统有极大的灵活性，能够让用户以后进行功能模块的扩展。
主要包括以下几个方面的扩展：
功能扩展，数据服务扩展，业务流程扩展。
（1）功能扩展：
通过平台的二次开发接口，可以方便的进行新增功能的设计开发，满足用户不断更新的需求。
（2）数据服务扩展：
通过灵活可配置的数据服务发布机制，用户可以在新增数据源时，通过手工配置的形式发布新数据服务。
（3）业务流程扩展：
通过对已有业务流节点的灵活组合，可以根据用户需求调整已有业务流执行过程。
2.1.5.硬软件运行环境
2.1.5.1.软件环境
序号
设备名称
配置要求
1
服务器操作系统
WindowsServer2008企业版
2
数据库
Oracle11g企业版
3
客户端操作系统
Windows7旗舰版SP1
4
地理信息支撑软件
ArcGIS10.1
2.1.5.2.硬件环境
数据库服务器
机架式服务器，可扩至四路处理器，配置2个Intel6核eonE74807处理器，32G内存，内置阵列控制器，配置8个300GB10KSAS硬盘，DVD-RW，4口千兆网卡，冗余电源、风扇。
GIS应用服务器
机架式服务器，可扩至四路处理器，配置2个Intel6核XeonE74807处理器，32G内存，内置阵列控制器，配置4个300GB10KSAS硬盘，DVD-RW，4口千兆网卡，冗余电源、风扇。
业务应用服务器
数据备份服务器
机架式服务器,配置1个英特尔至强E5645（6核，2.40GHz）处理器，16G内存，内置阵列控制器，配置8个300GB10KSAS硬盘，DVD-RW，4口千兆网卡，冗余电源、风扇。
5
服务器机柜套件
42U标准服务器机柜，双路PDU，8口KVM/折叠式液晶显示器/键盘鼠标套件。
6
客户端
台式机，英特尔酷睿i7处理器3.30GHz,3MB2G内存，250G硬盘，DVD，512MBAMDRADEONHD6350显卡，双VGA20"
宽屏WLED高清显示器，
7
网络交换机
三层以太网交换机,支持24个10/100/1000BASE-T端口,支持4个10G/1GBASE-XSFP+端口,支持1个接口模块扩展插槽,AC电源供电
8
防火墙
百兆防火墙，4个百兆以太网端口
2.1.6.技术路线
系统采用商业数据库Oracle11g结合ArcSDE存储和管理各类空间数据；
并利用ESRI的GeoDataBase格式对这些数据进行组织，对具备空间关联关系的数据进行关联；
利用ESRI的ArcEngine进行二次开发；
在开发层面所涉及到的控制信息、消息信息就均采用XML统一传递。
对B/S系统，采用C#结合Siverlight技术进行Web前端开发，后台服务开发则使用C#完成，地理信息服务通过ArcGISServer进行发布。
对三维系统采用自主知识产权的三维平台进行研发，保证数据得高度可定制性。
2.1.6.1.基于UML的面向对象设计
在软件开发技术中,面向对象的软件开发技术成为当今主流。
本系统建设与开发将采用面向对象的软件工程方法，包括面向对象的分析方法、面向对象的建模技术、面向对象的编程技术，严格按照软件工程的思想和技术要求进行项目需求分析、系统设计、编码、测试和维护、质量控制和项目的管理与监控，项目进行的各个阶段都能够提供完备详实的文档资料。
同时严格按照软件工程的要求进行系统建设的规划、管理、开发、风险跟进及规避。
同时，软件开发是复杂度很高的知识工程体系，软件的开发必须按照软件工程的要求，规范系统需求分析、详细设计、程序编码和系统测试阶段管理，提交相应阶段的开发文档。
经过这些年来软件工程的实践，软件的过程管理越来越成为软件工程的核心，在本系统的开发中，我们将结合CMM和RUP的过程管理思想控制和管理软件的开发过程。
2.1.6.2.基于ORACLE、ESRI的应用模式
空间数据层采用Oracle11g+ArcSDE实现基础数据的存储。
采用ArcSDE作为数据服务器构成数据管理层，利用.NET开发语言与ArcEngine的结合，建立系统数据管理层的应用，其中通过SDE实现数据的访问，实现数据库的调用和查询和统计功能，实现数据的更新。
2.1.6.3.面向服务架构的SOA技术
面向服务的架构是一个架构方法，能够创建松耦合、互操作的业务服务，这些服务能够容易的在企业内部和外部共享。
面向服务体系结构特征：
自包含和模块化、互操作性、松散耦合、位置透明可组合性、明确定义的接口。
SOA是一种体系结构风格，它将应用程序的不同功能单元——服务（service），通过服务间定义良好的接口和契约（contract）联系起来。
接口采用中立的方式定义，独立于具体实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，使得构建的系统中的服务可以使用统一和标准的方式进行通信。
这种具有中立的接口定义的特征称为服务之间的松耦合。
2.1.6.4.采用“快速构建”的开发模式
采用基于业务基础平台的“快速构建”开发模式，通过业务构建和维护管理平台，实现业务所涉及的流程、表单和报表等业务组成元素的可视化快速构建和维护。
由于各项业务、审批流程，以及业务所需的各种表单、必备材料等需求是不断变化和发展的。
为了达到随需应变的需求，而不改动系统代码。
我们利用可定制和可配置的技术，采用基于业务平台的“快速构建”开发模式，通过业务构建和维护管理平台，实现业务所涉及的流程、表单和报表等业务组成元素的快速构建和维护。
这样在系统运行的过程中，可根据用户需求实现“快速构建”，因变而变。
2.1.6.5.采用XML和WebService技术
XML（ExtensibleMarkupLanguage，可扩展标识语言）是ISO（国际标准化组织）所制订的SGML（StandardGeneralizedMarkupLanguage，通用语言标识标准）的一个精简集。
它是用于定义其它标识语言的一种元语言，它用于描述信息的各种标识都可以由设计者自行建立，以强化特定专业数据的结构和关联。
由于XML具有数据来源的多样性和多种应用的灵活性、柔韧性和适应性，内容与形式的分离，它具有开放的标准，有助于实现数据的标准化、结构化。
因此在数据交换和协议描述上有着先天的优势，我们在系统中将大量采用XML语言来描述信息，并作为数据交换的基本格式。
WCF是使用托管代码建立和运行面向服务（ServiceOriented）应用程序的统一框架。
它使得开发者能够建立一个跨平台的安全、可信赖、事务性的解决方案，且能与已有系统兼容协作。
WCF是微软分布式应用程序开发的
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