城市綜合地下管線管理信息系統(tǒng)

1、城市地下管線管理隨薇轆族1 / 21下載文檔可編輯1 概述12 技術(shù)路線13 總體設(shè)計53.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)53.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)63.3 軟硬件配置73.3.1 軟件配置73.3.2 硬件配置84 數(shù)據(jù)資源建設(shè)105 主要功能105.1 綜合地下管線系統(tǒng)115.1.1 監(jiān)理查錯115.1.2 選擇及編輯115.1.3 查詢統(tǒng)計115.1.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及導(dǎo)出135.1.5 管線橫、縱斷面分析135.1.6 三維顯示分析145.1.7 管理及共享功能155.1.8 動態(tài)更新155.1.9 打印輸出165.2 專業(yè)地下管線系統(tǒng)165.2.1 事故分析165.2.2 設(shè)備管理175.2.3 輔助決策

2、175.2.4 停電分析18II / 21 下載文檔可編輯1概述城市現(xiàn)代化建設(shè)的高速發(fā)展，在城市建設(shè)工程施工過程中，城市管線事故屢有發(fā)生，造成停水、停電、通信中斷、煤氣泄漏爆炸、財產(chǎn)損失甚至人員傷亡，不但給國家造成經(jīng)濟(jì)損失，也給城市建設(shè)和人民生活帶來一定影響。因此，開展地下管線探測及信息化建設(shè)是加強(qiáng)地下管線管理的迫切需要。城市地下管線管理信息系統(tǒng)是一個為城市建設(shè)、城市管理和決策服務(wù)的，以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為載體，GIS軟件為支持平臺的應(yīng)用型技術(shù)系統(tǒng)。城市地下管線管理信息系統(tǒng)以電子地圖為基礎(chǔ)，以空間信息數(shù)據(jù)和屬性信息數(shù)據(jù)為資源，通過地下管線信息和城市基礎(chǔ)空間信息的獲取、存儲、管理、分析、查詢、統(tǒng)計、輸出

3、、更新，實(shí)現(xiàn)地下管線數(shù)據(jù)的動態(tài)管理，從而為城市建設(shè)規(guī)劃、管理提供技術(shù)決策支持。隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）、計算機(jī)、寬帶網(wǎng)絡(luò)及海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展，地下管線系統(tǒng)也逐漸由早期以數(shù)據(jù)管理為主的單機(jī)版軟件逐漸向具有數(shù)據(jù)管理、分析和輔助決策功能的綜合性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的方向發(fā)展。城市地下管線數(shù)據(jù)建庫和信息管理系統(tǒng)開發(fā)是管線信息化建設(shè)的目標(biāo)，通過計算機(jī)進(jìn)行管線信息化管理，提高地下管線檔案資料現(xiàn)代化管理能力，充分發(fā)揮地下管線信息在城市規(guī)劃、建設(shè)和管理中的作用。2 技術(shù)路線采用“先制訂規(guī)范，后實(shí)施建庫”、“先分庫（管線數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫)建設(shè)，后總庫(綜合地下管線空間數(shù)據(jù)庫)集成”“先設(shè)計，后實(shí)施”、“空間

4、與屬性數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合”的技術(shù)路線，利用專業(yè)GIS應(yīng)用軟件(ARC/INFOArcGIS)與AutoCADMSAccess等應(yīng)用軟件相結(jié)合，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、編輯、修改等處理。根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計，并按照設(shè)計要求進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、屬性提取、拓?fù)潢P(guān)系建立等一系列工作，最終建成集管線數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)為一體的共享型數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫模型采用ArcGIS的Geodatabase空間數(shù)據(jù)庫模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全面管理。系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)，客戶端采用桌面和瀏覽器的方式(Client/Server、Browser/Server)結(jié)構(gòu)，GIS軟件平臺采用ESRI系列(ArcGISEngine

5、、ArcGISServer)+ArcSDE)，Oracle大型的數(shù)據(jù)庫來管理后臺數(shù)據(jù)。系統(tǒng)在十大關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)行深入挖掘和創(chuàng)新，采用并發(fā)數(shù)據(jù)更新技術(shù)和高效安全的數(shù)據(jù)交換層，有效保證中心管線數(shù)據(jù)庫和各權(quán)屬單位的管線數(shù)據(jù)及時、并發(fā)和動態(tài)的更新，為管線數(shù)據(jù)的有效性、完整性和正確性提供安全保障；同時，運(yùn)用海量數(shù)據(jù)管理、監(jiān)理查錯、自動接邊、版本控制、符號庫、WebGIS等專業(yè)化空間分析技術(shù)和三維動態(tài)顯示技術(shù)，快速生成地下場景，模擬管線連通效果，并通過專業(yè)分析算法和模型，對管網(wǎng)數(shù)據(jù)深層次分析，使系統(tǒng)具有科學(xué)的計算結(jié)果和輔助決策支持功能。、GeodatabaseXMLGeodatabaseXML是用來在Ge

6、odatabase數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的機(jī)制，通過GeodatabaseXML®范使通過XM以換空間數(shù)據(jù)簡單化，并提高系統(tǒng)將來的開放性和可擴(kuò)展性。、多用戶并發(fā)更新技術(shù)由于管線數(shù)據(jù)涉及權(quán)屬單位較多，而且常常出現(xiàn)多家權(quán)屬單位對管線進(jìn)行訪問和更新操作，因此多用戶并發(fā)更新技術(shù)的開發(fā)是十分必要的。Geodatabase采用多線程連接方式，為多個用戶提供并發(fā)、安全、可靠的訪問機(jī)制。在數(shù)據(jù)庫更新方法中，引入了版本管理的概念。、版本控制技術(shù)將原版本與編輯版本分別處理，在對管線和地形圖等空間數(shù)據(jù)編輯，系統(tǒng)調(diào)用編輯的版本數(shù)據(jù)；在編輯版本中，數(shù)據(jù)庫僅存儲編輯數(shù)據(jù)的副本，無冗余數(shù)據(jù)，節(jié)省數(shù)據(jù)存儲空

7、間，有效解決版本沖突問題，為多用戶編輯提供良好的解決方案。、自動接邊處理技術(shù)對空間拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行檢查，在入庫過程中實(shí)現(xiàn)管線自動接邊處理，并可對自定義的管線坐標(biāo)接邊容限值進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)管線的容差自動接邊處理。、監(jiān)理查錯技術(shù)系統(tǒng)有兩類不同的重要數(shù)據(jù)查錯：一是更新的地形圖數(shù)據(jù)；二是管線數(shù)據(jù)，這兩類數(shù)據(jù)是否符合入庫要求對地形圖的查錯處理，首先須通過檢查更新的地形圖文件的結(jié)構(gòu)是否符合入庫標(biāo)準(zhǔn)格式，屬性數(shù)據(jù)的格式是否與當(dāng)前地形圖的格式相符，然后再檢查各個屬性字段的類型和大小以及是否在相關(guān)的約束范圍。、符號庫管理技術(shù)通過使用符號庫管理技術(shù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對地形圖、管線或管線點(diǎn)符號樣式的新增或修改功能。、三維分析技術(shù)

8、實(shí)現(xiàn)管線的三維動態(tài)顯示功能，不僅顯示空間關(guān)系，還可顯示各種屬性，模擬管線連通效果，允許用戶設(shè)置導(dǎo)航路徑，實(shí)現(xiàn)三維動態(tài)顯示和錄像功能，生成三維模型數(shù)據(jù)，分析和輔助決策，最終完善三維分析處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對三維空間數(shù)據(jù)處理。、WebGI皺術(shù)使用WEBG臧術(shù)，將GIS系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合，利用Internet在Web上發(fā)布空間數(shù)據(jù)，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析的功能，形成一個網(wǎng)絡(luò)化的地理空間集成平臺。、分布式GIS技術(shù)采用通用的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使得數(shù)據(jù)互操作性更強(qiáng)，建立不同類型GIS能夠共享的數(shù)據(jù)維護(hù)機(jī)制，并利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理、分發(fā)與更新，以較小的投入資源達(dá)到較大的回報，實(shí)現(xiàn)各組織

9、的數(shù)據(jù)管理和協(xié)作要求。、海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)支持TB級以上的空間數(shù)據(jù)存儲，有效的空間、屬性一體化管理、查詢機(jī)制，面向問題的分析、處理手段和工具，以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)挖掘，聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP與聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP,以及擴(kuò)充的、支持空間的“關(guān)系”概念與“關(guān)系運(yùn)算”。3 總體設(shè)計3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)城市地下管線管理信息系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)、GIS產(chǎn)品組件和主流數(shù)據(jù)庫，基于分布式GIS結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，采用C/S和B/S相結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，在國內(nèi)該領(lǐng)域中，創(chuàng)新性地構(gòu)建完整的空間數(shù)據(jù)存儲管理框架，實(shí)現(xiàn)地下管線數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)同時分層統(tǒng)一建庫，在保證數(shù)據(jù)安全性的同時，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為高級GIS應(yīng)用功能提供數(shù)

10、據(jù)支持及更廣泛的使用內(nèi)容和應(yīng)用范圍，大幅度提高訪問速度。系統(tǒng)的整體框架包括基礎(chǔ)設(shè)施保障層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)平臺層、綜合應(yīng)用層和表現(xiàn)層等多個相輔相成的層次。其主要特點(diǎn)有兩個：一個是系統(tǒng)架構(gòu)的層次性問題；第二是“法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、組織機(jī)構(gòu)、安全保障體系”等非技術(shù)因素，必須貫穿各層次技術(shù)建設(shè)的始終，充分體現(xiàn)大型系統(tǒng)軟件工程“技術(shù)”和“非技術(shù)”有機(jī)結(jié)合與統(tǒng)一的工程方法論思路。5 / 21 下載文檔可編輯8 / 21下載文檔可編輯自來水管理信息系統(tǒng)電力管理信息系統(tǒng)煤氣管理信息系統(tǒng)電信管理信息系統(tǒng)法律法規(guī) 標(biāo)準(zhǔn)管線工程檔案管理系統(tǒng)其他專業(yè)管線信息系統(tǒng)專業(yè)應(yīng)用層組織機(jī)構(gòu)安全范體數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)

11、據(jù)可視、專業(yè)分析城市綜合地下管線管理信息系統(tǒng)保障體基礎(chǔ)應(yīng)用層局域網(wǎng)政務(wù)網(wǎng)Internet硬件設(shè)施現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施保障層圖1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖3.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)城市地下管線管理信息系統(tǒng)面向的用戶可分為三個層次，包括了專業(yè)部門內(nèi)部、政府部門之間、以及社會公眾，從復(fù)用資源的角度出發(fā)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計需要充分利用內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)、政務(wù)網(wǎng)絡(luò)以及Internet網(wǎng)絡(luò)等資源。在面向管線管理部門應(yīng)用時，我們可以采取C/S/S方式進(jìn)行構(gòu)架，而對其他政府部門、以及社會公眾，則可通過政務(wù)專網(wǎng)和Internet提供不同級別的管線資源共享服務(wù)。具網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示:圖2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖3.3 軟硬件配置3.3.1 軟件配置1、數(shù)據(jù)庫

12、服務(wù)器操作系統(tǒng)（最低配置WINNT：Windows2003Server（推薦）；數(shù)據(jù)庫：ORACLEIQg以上版本。2、應(yīng)用服務(wù)器操作系統(tǒng)（最低配置WINNT：Windows2003Server（推薦）；瀏覽器：IE5或更高版本；其他：.NET框架、ArcSDEArcGISServer、Office辦公軟件。3、客戶端（C/S）操作系統(tǒng)：WindowsNT/2000/XP/2003;數(shù)據(jù)庫：Oracle10g及以上版本的客戶端；其他：.NET框架、ArcGISEngine、Office辦公軟件3、客戶端（B/S）操作系統(tǒng)：WindowsNT/2000/XP/2003;瀏覽器：IE5或更高版本；

13、其他：Office辦公軟件。平臺的軟件配置圖如下所示:平臺配置圖3.3.2 硬件配置1、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器系統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備份，存儲地下管線數(shù)據(jù)，采取磁盤鏡像，加配磁帶機(jī)以保證系統(tǒng)的安全。采取雙機(jī)熱備份方式，購置熱備份軟件，對網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器硬盤及磁盤陣列作不同等級的RAID容錯。保證服務(wù)器系統(tǒng)在任一個硬盤出現(xiàn)故障時以及任何一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)都可以正常運(yùn)行。主機(jī)：任何可以運(yùn)行Oracle10g以上版本數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的服務(wù)器；內(nèi)存：最低配置1024MB推薦配置2048MB硬盤：容量不小于40GBW單獨(dú)分區(qū)；網(wǎng)卡：100MbpSl勺以太網(wǎng)絡(luò)適配器。2、應(yīng)用服務(wù)器主機(jī)：P4以上主流服務(wù)器；內(nèi)存

14、：最低配置1024MB推薦配置2048MB磁盤：建議容量40GB以上；網(wǎng)卡：100MbpSl勺以太網(wǎng)絡(luò)適配器；打印機(jī)：如果需要進(jìn)行打印輸出，則需要配置（可以是網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)）。3、客戶端主機(jī)：PCM;內(nèi)存：最低配置512MB推薦配置1024MB；磁盤：建議容量20GB以上；網(wǎng)卡：100MbpSl勺以太網(wǎng)絡(luò)適配器；顯示器：能達(dá)到1024X768或更高分辨率的顯示器；打印機(jī)：如果需要進(jìn)行打印輸出，則需要配置（可以是網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)）4數(shù)據(jù)資源建設(shè)地下管線數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，根據(jù)GIS軟件平臺的技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合城市建設(shè)部門和權(quán)屬單位的特殊需要，建立管線數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)庫分為地形圖數(shù)據(jù)

15、庫、管線數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)庫三部分。圖3城市地下管線數(shù)據(jù)庫建庫流程5主要功能城市地下管線管理信息系統(tǒng)是一個為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理服務(wù)的，以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為載體，GIS軟件為支持平臺的應(yīng)用型技術(shù)系統(tǒng)。它以數(shù)字地形圖為基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、以空間信息數(shù)據(jù)和屬性信息數(shù)據(jù)為資源，通過地下管線信息和城市基礎(chǔ)空間信息的聯(lián)合查詢、統(tǒng)計和分析，從而為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理提供技術(shù)決策支持。5.1 綜合地下管線系統(tǒng)5.1.1 監(jiān)理查錯對于即將入庫的管線數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)“參數(shù)設(shè)置”中參數(shù)條件，對數(shù)據(jù)表內(nèi)容進(jìn)行查錯，顯示查錯結(jié)果。根據(jù)表名稱，字段名稱，錯誤描述以及錯誤級別，指導(dǎo)用戶進(jìn)行修改。將檢查后的管線數(shù)據(jù)入到系統(tǒng)中進(jìn)行維護(hù)、

16、管理及日常應(yīng)用圖4監(jiān)理查錯示意圖5.1.2 選擇及編輯系統(tǒng)提供多種選取管線編輯功能，可對選中管線進(jìn)行增加、修改、刪除等屬性信息編輯工作，并提供截斷、合并等管線專業(yè)化的高級編輯功能，方便用戶操作。5.1.3 查詢統(tǒng)計系統(tǒng)提供多種查詢方式及統(tǒng)計功能，可針對道路名稱、交叉路口、坐標(biāo)、門牌號等管線信息進(jìn)行查詢，還可將查詢結(jié)果統(tǒng)計，輸出。圖5查詢結(jié)果顯示示意圖止匕外，系統(tǒng)可對各類管線長度、管點(diǎn)個數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，還可對同種管線不同屬性進(jìn)行分類統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果可通過直方圖、報表的形式輸管鰻統(tǒng)計單位：米j1中叵管？f1277/32取通智球.11M77.54C而.泉管城亡毛血餐無3附煙1?附片甘葉139574.23電

17、信看法 監(jiān)通蛀口石油折線 珞燈置或17 / 21下載文檔可編輯圖6管線統(tǒng)計示意圖5.1.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及導(dǎo)出為方便用戶數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出接口，與行業(yè)內(nèi)E00Mif、Dxf等主流數(shù)據(jù)格式相兼容。止匕外，還可與txt、mdb等格式進(jìn)行交互，并將系統(tǒng)中任意區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行多種形式的導(dǎo)出圖7數(shù)據(jù)導(dǎo)出示意圖5.1.5 管線橫、縱斷面分析通過劃定與管線相交區(qū)域，系統(tǒng)將根據(jù)劃定線與管線的空間關(guān)系，分析計算出相交斷點(diǎn)的空間信息和屬性信息，用戶可查看到相應(yīng)管線點(diǎn)的埋深、地面高程、管徑、材質(zhì)以及與其它管線點(diǎn)距離等信息。圖8橫斷面分析示意圖5.1.6 三維顯示分析通過劃定要顯示三維管線圖的矩形區(qū)域，并選

18、擇要顯示的管線種類，系統(tǒng)生成三維立體圖。通過工具還可多視角地查看管線連接分布情況，查看管線屬性信息，對管線進(jìn)行連接性仿真處理。同時系統(tǒng)可將需要查看的三維效果圖，制作成avi格式的動畫，隨時進(jìn)行三維瀏覽查看。H文!t求/更昌項(xiàng)j 7b 布品胃工.« 7能力得值付選/軍司陣點(diǎn) r年用管囑.安強(qiáng)燃安工點(diǎn)歸支喟G導(dǎo)盲世irf粗電看篁。停電W>跖可甘點(diǎn)是，古迪1 msd妁/叫 帕例*t坦可仁理福言不察IEi,年震合首常歷具是小uft島??；/:為 C1E7里屯三里懷|口帶本1M【謂LEW I-IE5-BSEMS占wL 聞 陰 IlftZOIlZQ送及隼* mMini心1.席南 宅總手如是金

19、，盧孱的'Sj-Ji='"”在 而向畝 L-丐!.一 Td 己 tf3*徂1 iniH 超新米麗盧HDOMO 終止1S髀后Hxmiri 三孑UE 0圖9三維顯示分析示意圖5.1.7 管理及共享功能系統(tǒng)管理員可通過管理功能，對管線使用單位及個人進(jìn)行權(quán)限設(shè)定。權(quán)屬單位及日常維護(hù)人員，可以通過共享功能對數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)限范圍內(nèi)查看及數(shù)據(jù)維護(hù)管理。5.1.8 動態(tài)更新對城市綜合地下管線信息的管理中，及時動態(tài)更新數(shù)據(jù)、保證管線數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性和準(zhǔn)確性，是管線規(guī)劃和建設(shè)管理中非常重要的工作。管線數(shù)據(jù)入庫更新包括管線數(shù)據(jù)導(dǎo)入更新，地形圖導(dǎo)入更新以及在線實(shí)時編輯更新數(shù)據(jù)。并制定數(shù)據(jù)導(dǎo)入的格式和規(guī)

20、范，保證管線數(shù)據(jù)的正確性和規(guī)范性。5.1.9 打印輸出為了解地下管線分布情況，避免挖斷或損壞地下埋設(shè)的管線，導(dǎo)致不必要的損失。本系統(tǒng)提供多種格式的管線圖打印輸出，包括框選、多邊形、緩沖區(qū)等打印方式；用戶可按1:500、1:1000以及用戶自定義區(qū)域的圖幅打印。5.2 專業(yè)地下管線系統(tǒng)5.2.1 事故分析一旦發(fā)生事故，通過管線屬性查詢、交叉路口查詢或坐標(biāo)定位等方法，快速定位到事故發(fā)生點(diǎn)，并用標(biāo)注工具在事故點(diǎn)上做故障標(biāo)志，系統(tǒng)會高亮顯示事故影響區(qū)域的管線和管線點(diǎn)，并給出關(guān)閥方案，顯示出所有應(yīng)關(guān)的閥門，如果搜索到的閥門失效，可以擴(kuò)大范圍繼續(xù)向后搜索，最后統(tǒng)計生成輸出閥門位置圖和關(guān)閥表。£坐標(biāo):4日WSZLFEY 重陽 27tUJ93.(J旌E國批上的北召：曠下口近明U號：1-L9-四，E5_t A - ： Mu 呷假方由HW 4.*i得牲工生辱；16C4LP. 13Ti 標(biāo)I 2DS3I!, 叫匚地U：藹前木第川舊片近圖10事故分析示意圖5.2.2 設(shè)備管理管網(wǎng)設(shè)備從產(chǎn)生到報廢經(jīng)過規(guī)劃、設(shè)計、施工、投運(yùn)、維護(hù)、計劃報廢、報廢等若干階段。系統(tǒng)對管網(wǎng)上的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行管理通過其主要功能設(shè)備