城市综合地下管线管理系统设计与实现

摘要：科学技术是21世纪最主要的生产动力，随之而来的数字化应用也越来越普遍。城市地下管线系统的设计就是极为典型的应用，数字化的现代设计更能综合反映城市的发展水平。本文就城市地下管线的管理系统设计进行分析研究,结合城市地下管道管理系统的设计方法与原则,深入地探讨了地下管线系统的组织设计与管理思路,并提出相关建议，以供同仁参考。

关键词:地下管线；管理系统；设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

科学技术的不断发展与进步使得城市地下管线管理系统的设计越来越先进并不断复杂化，城市地下各类管线包括给排水、燃气以及电力等系统综合分布，各个系统纵横密布、交错铺设，承担着城市信息的传输以及能源输送的工作，可以说它是一个城市赖以生存并不断发展的物质基础条件。目前由于现实情况多的诸多主客观原因，我国现有的地下专业管线资料有所丢失，文件资料残缺不全，并且有些资料的准确度不高与现状情况不符，在建设施工中可能会发生挖断或损坏地下的管线，容易造成城市停气停水、停暖、通信中断等严重事故。因此采用最新的高新技术和方法来铺设并高效的管理地下管线，是促进城市发展的当务之急。

一、系统设计的基本原则与方法

城市地下管线的信息系统涉及计算机网络、GIS、数据库以及工作流程等多项技术，此系统需要多种数据系统的操作平台，系统的信息量较为庞大，因此它的实施过程也是一项较为复杂的系统工程。为了使系统能够正常运转，并能不断发展逐步演进成更高层次的综合管理信息系统，在进行系统设计时，应遵循下列各项准则。

1、实用性原则

实用是管理系统进行投入使用的关键，在进行系统应用设计时，要根据实际情况紧贴管线系统管理的实际需要，结合工作的经验和教训，充分发挥系统的实用功能，尽量采用简单操作界面，使系统操作较为方便。

2、可操作性以及经济性原则

管线系统的操作要尽量简单，这样一来用户能够很轻松的学习，不会出现操作失误的现象。此外，在保证各项必须功能完整实现的基础上，以最好的性能价格比配置系统的软、硬件。

3、安全性原则

地下管线管理信息系统管理关乎整个城市的发展，它的运行数据极具保密性，系统的查询与修改等操作都必须经过相应的认证或授权才能进行，以保证数据的安全性。

4、标准性

系统开发既要符合相关法律法规和规定，又要满足城市地下管线标准化管理的要求，因此开发过程中使用的各种技术标准应符合国家、行业有关技术规定（包括地形图、管线、规划等图示符号库），确保系统标准性。

5、科学性和规范性原则

系统数据应保证真实有效，以软件工程为基础，严格保证系统结构的科学合理性。同时，系统的各项功能应符合管网管理的要求，信息编码应遵循行业或地方规范。

6、可扩展性和开放性原则

进行系统结构设计，要充分考虑系统的可扩展空间，最好具有良好的接口以及方便的二次开发工具，用来满足系统功能的不断扩充、求精和完善。

二、系统实现

1、技术环境

地理信息系统是国际发展的新型学科。随着城市地下管线的不断增加,原有地下管线已被取代，应该被遗弃或者更换 。在城市建设过程中有时对地下管线的时空数据管理不到位,施工时常常会遇到新旧管线交错撞车、管线设计不合理等问题。必要时要及时的补充新建和改建管线的信息 ,分析与记录修改的数据 ，严格的对管线信息进行时空数据的管理 。GIS是典型的时空数据管理模型 ,它用系列的图像文件反映地理现象的时空演化过程，并且能够准确的记录基本状态和现象的空间变化。它为城市地下管线的设计提供不同类型的数据集成，并且能够大容量高效的存贮图形数据，方便对图像数据进行管理。此外这些图形数据能够真实地反映事物的属性，使图形与属性数据具有高度的一致性。系统开放式的体系结构与模块化设计，使用户能够自由的改变系统的操作界面并增加系统功能，使系统具有强大的可扩展性。

2、功能设计

进行系统设计时，首先要充分考虑到本系统与其他系统的接口，将多个系统进行无缝连接，以达到资源数据的共享。在进行功能设计时要特别注重系统的灵活性以及可扩展性。城市地下管线信息管理系统的建设是一项较为复杂的长期工程，在进行系统建设时最好能够将系统结构进行分类分层处理，使系统结构更加层次化和模块化，这样便于按照系统总体设计与分布实施，有步骤、有重点地进行系统建设。依据城市综合地下管线的档案管理系统功能结构，一般将整体系统分为四个子系统：

①数据输入子系统

原始的管线数据可能有多种类型，如：图纸、设计图、竣工图、竣工测量数据、管线探测数据、电子数据等，因此数据输入子系统应提供各种类型数据的入库方法，如图纸扫描矢量化、CAD数据导入、以及其他系统数据导入、键盘与鼠标输入等。系统具有数据检查功能，根据制定的数据标准，对入库数据的完整性、一致性进行检查，以保证入库数据的正确性。

②综合应用子系统

主要功能模块包括：权限配置与管理功能模块、显示功能模块、信息查询功能模块、统计功能模块、图库管理功能模块、管线图综合功能模块、地图导航功能模块、剖面分析功能模块、三维图形处理功能模块、管线空间分析功能模块、管线工程辅助设计功能模块、辅助决策功能模块、矢量数据输出功能模块、专题图制作及输出功能模块、数据库管理功能模块、参数化设置功能模块和联机帮助功能模块等。

③动态更新管理子系统

动态更新管理子系统主要包括：系统的权限配置与管理模块、系统的显示模块、数据信息的编辑功能模块以及系统数据查询统计功能模块、管线数据入库功能模块等。

④管网管理子系统

管线管理子系统主要用于日常对城市地下管线数据的管理工作，该系统能够进行管线信息的查询、并且可以进行管线的编辑以及更新管线数据、标注系统信息动态等。

3、系统数据库的设计

①系统数据的组成

系统数据库以地下管线信息管理系统为基础，主要依据城市地下管线的实际情况以及信息化建设整体布局的需求，来确定出城市地下系统数据库的整体结构。城市地下系统数据库的结构可以分为基础地形数据库结构、管点类数据库结构、管线类数据库结构和其他类型数据数据库结构。

近年来城市建设迅速发展，城市地形以及地下管线也发生了很大的变化。为了保证城市的持续发展以及系统的有效运行，我们需要及时的对系统数据进行实时的更新。

②系统的信息编码

城市地下分布各类管线，且类型较为繁杂，每种管线一般分为点与线两种存储类型。管线由两个管点相连而成，这样一来，通过系统管线的数据库就能够很快的查找到组成该管线的两个管点，同样的，通过管点数据库也能够很快的查找到所有与该管点相连的管线。采用数据库来管理管线数据，对管线进行统一信息编码，在数据存储时采用点表和线表集成管理的手段来管理数据，实现对地形图数据和管线数据的统一管理和应用。

三、结语

城市地下管线档案管理系统在科学技术不断进步，经济日益发展的时代正在不断的向前发展，系统也在不断的更新。正是这种背景下，系统更需要进行新形式的数据研制与开发。系统的开发要充分的利用蓬勃发展的地理信息系统技术，通过高科技来进行各类专业管线的信息录入管理以及图幅输出功能，满足了地下各类管线的规划、勘探、维护、施工和管理的需要。

参考文献

[1] 芮建勋,徐建华,廖红娟,周巧兰. 校园地下管线GIS及其空间数据访问技术[J]. 华东师范大学学报(自然科学版). 2005(04)

[2] 袁明. 基于ArcEngine的地下管线综合应用系统的设计与实现[D]. 成都理工大学 2008