地下综合管网管理信息系统项目系统总体设计方案

地下综合管网管理信息系统项目系统总体设计方案系统设计原则先进性和实用性系统的目标决定了系统必需采用先进的概念、方法、技术和平台，但不能将系统建设的过程看作是新技术的试验过程，在保证先进的同时必须考虑所采用的概念、方法、技术和平台的成熟性。实用性是系统能够投入使用的重要保证，在进行系统应用设计时，要紧贴管线管理的实际需要，充分顾及管线管理的习惯做法，做到功能实用，界面友善，操作方便。开放性和标准化系统采用的技术设备、网络产品、软件平台应符合公认的工业标准，尽可能采用国际主流产品，以确保系统集成的可行性、良好的互操作性和可扩充性。基础空间信息是系统中最为宝贵的信息资源。为了使这一投资得以有效的保护，实现最大范围的信息共享和与其它信息系统可能发生的数据交换，在选择GIS软件平台时，应充分考虑该平台所支持的图形数据格式的开放性和标准性。可扩展性和可维护性为使系统易于维护及扩展，应根据管线管理的职能来设计功能模块，使功能模块独立于管理机构的设置。系统还应留有方便、规范的API（应用程序接口），便于用户能将自行定义和开发的应用模块便捷地接入系统。系统的软硬件应具有扩展升级的余地，保护以往的投资，能够适应网络及计算机技术的迅猛发展和需求的不断变化，使系统中的信息资源具有长期维护使用能力，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，并便于系统的维护和升级。安全性和保密性为了防止非授权用户的非法入侵和授权用户的越权使用，系统应进行各种级别的权限控制，采用分组、分角色的管理。系统还应具备审计功能，能自动登记用户访问的情况和操作过程，以备日后查询。系统架构设计本系统的建设分为六个层次，分别介绍如下。政策法规和标准规范政策法规主要指在项目建设过程中将遵循国家、吉林省、长春市发布的一系列政策法规及各类电子政务领域开发建设标准技术规范等相关内容。相关外部系统是指与本系统之间存在数据交换等关系的系统，如各管线权属单位的业务系统等。系统设计时，需要考虑系统间的交互关系，预留相关的接口。基础设施层基础设施处于系统结构的最底层，是其他各层建设的基础。本部分的作用是对管线系统的运行提供相关支持，主要包括系统建设和运行所必需的软硬件平台、网络基础设施和安全管理系统。数据层数据层用来实现对管线数据和地形图数据的统一存储与管理。数据是系统各项功能运行的基础与保障，因此，数据层的建设在系统研发工作中具有十分重要的作用。本项目中，需要建设的数据库包括基础地形数据库、管线空间数据库、管线规则数据库和管线历史数据库等。应用支撑层应用支撑层用来为系统各项功能的实现提供支持，主要包括系统开发所需要的工作流引擎、GIS中间件和应用中间件。服务层本系统可以划分成基础信息管理子系统、综合管网管理子系统、数据动态更新子系统、管网信息发布子系统、数据编辑管理子系统、数据交换子系统、管线量测分析子系统、突发事件分析子系统、审批辅助分析子系统、决策分析子系统、事故应急管理子系统。以管线数据的管理、应用、维护和决策分析为基础，实现市政信息的数字化管理。图STYLEREF1\s6.SEQ图\*ARABIC\s11系统体系结构图系统模块设计基础信息管理子系统基础信息管理子系统可以实现地形图数据的海量管理，其数据来自平台的输入编辑和数据转换，提供了分别对点、线、面三种图元的空间数据和图形属性进行管理的功能，是一个强大的海量图库管理系统。主要功能包括：地图管理、管线查询、数据输出、数据定位、数据转换和符号管理。综合管网管理子系统综合管网管理子系统主要实现对管网数据的日常管理，综合管网管理子系统应包括图形浏览、数据查询统计、设施管理、管网数据查看、管线标注和专题图制作。数据动态更新子系统管网数据动态更新子系统实现对管网数据的入库、更新功能。为了保证管线数据的现势性，系统提供多种灵活、方便的管网数据设计和更新方法。该子系统主要功能包括了批量数据导入、管网数据增加、管网数据修改、管网数据废弃与删除、数据检查、数据备份与还原。管网信息发布子系统管网信息发布子系统实现对管网数据及相关信息的实时发布，共相关部门及领导调阅。数据编辑管理子系统提供管线及管点的增加、管线及管点的修改、管线的截断、管线顶点或管线点的捕捉、管线点及管线的属性数据编辑、管线合并等功能。数据交换子系统数据交换子系统实现与外部数据的交换，交换的数据包括地下管网图形数据、属性数据、查询统计数据等。数据交换子系统预留标准的数据对接接口，可实现系统的开放性与标准性，未来系统建成后，可按照国家相关标准规范要求，实现不同系统间的对接。通过数据交换子系统与大屏幕显示系统的数据对接功能实现对地下综合管网管理信息系统的基础数据、综合分析管理、应急指挥调度和地下管网数据等内容在大屏幕显示平台进行统一综合的显示。应实现功能包括：基础地形图数据显示、地下管网数据应急指挥显示、地下管网数据显示和地下管网数据综合显示功能。管线量测分析子系统管线量测分析子系统为各专业公司、系统操作人员以及各级领导提供基础的分析工具。子系统的主要功能是向用户提供一系列测量和相关的分析功能。突发事件分析子系统突发事件分析子系统主要用于突发事件发生时对管线的受损情况、影响情况以及处置预案进行分析，实现快速处置。主要功能包括了：关阀分析、覆土分析、抢险分析和预警分析等多种突发事件分析。审批辅助分析子系统审批辅助分析子系统主要为各管线审批部门在进行审批时提供辅助分析工具，从而为管线数据审批、掘路审批等行政审工作提供依据。主要功能包括了：横断面分析、纵断面分析、碰撞分析、水平净矩分析和垂直净矩分析，便于领导审批工作。决策分析子系统决策分析子系统提供各种分析手段，为领导决策提供辅助支撑，同时配合业务管理系统的调度指挥功能，实现问题的应急调度处置。主要功能包括了：爆管预警、最短路径分析和施工规划分析等功能，为新建项目规划选址提供数据支持。事故应急管理子系统事故应急管理子系统是为领导提供使用的，当发生地下管线突发时，便于领导及时对事件作出应急处理与决策。主要功能包括了：事故历史规律分析、事故周边影响分析和管线拓扑分析等功能，综合分析事故处理应急对策。数据总体设计基础数据普查建设工作是地下综合管网管理信息系统建设的重要基础内容。通过基础数据普查，建设覆盖XX市数字化市政管理监管范围要求的地下综合管线数据。采用先进的管线探测技术与设备实施项目建设，从而为XX市数字化市政地下管线管理提供精确度高、可用性强的基础数据平台。参照国家标准GB/T17160—1997《1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范》的分层要求，再根据要素的几何类型进行细分层，根据实际应用需要设置独立的TraCl图层，用于存储道路中心线数据；设置MapInd图层，用于存储图幅索引数据；设置TerCt图层，用于存储等高线数据；设置Units图层，用于存储各主要单位特征点、关键单位点；设置Doorplate图层，用于存储楼门牌信息；设置Anno图层，用于存储所有的注记数据，通过设置属性来区分其注记类型。通常情况下，基础地形数据可以分为30个图层。详细分层参见下表：No.图层名称中文名称主要内容1MapInd图幅索引图幅索引2CtrP测量控制点测量控制点3ResR居民地各类房屋、楼房4ResL线状居民地附属设施依比例门墩、围墙、简单房屋的对角线、棚房的辅助线等5ResP点状居民地附属设施不依比例的门墩、圆柱、支架等6Units单位点单位名称标记点7DoorPlate门牌号楼门牌号8IndR面状工矿建筑及附属设施露天体育场、运动场等9IndL线状工矿建筑及附属设施传送带、探槽、打谷场、有盖的贮水池内部的虚线等10IndP点状工矿建筑及附属设施钻孔、探井、井口、漏斗、起重机、风车等11TraR面状道路及附属设施面状道路12TraL线状交通及附属设施铁路、电车轨道、单线道路、涵洞、隧道、路堤、桥等13TraCl道路中心线双线道路的中心线、单线路14TraP点状交通及附属设施里程碑、路标、汽车停车站等15PipL管线及线状管线附属设施各类管线、依比例尺的变电室外围线等16PipP点状管线附属设施配电线的电缆标、阀门、不依比例尺的铁塔、水龙头等17HydR面状水系及附属设施湖泊、水库、池塘、双线河流、岛屿等18HydL线状水系及附属设施单线河及沟渠、依比例尺可通车的水闸等19HydP点状水系附属设施泉、不依比例尺能走人的水闸等20BouR行政区划各级行政区划21BouL境界线各级行政境界线22BouP地名点地名标记点23TerCt等高线等高线24TerR面状地貌和土质沙地、盐碱地、沼泽地等25TerL线状地貌和土质坡、坎、冲沟、地裂缝、示坡线、等26TerP点状地貌和土质岩溶漏斗、独立石等点状地貌27VegR面状植被稻田、旱田、草地等28VegL线状植被行树、狭长的灌木丛等植被带29VegP点状植被散树、独立树等点状植被30Anno注记各类注记系统接口设计考虑到将来本系统与其他系统的集成和系统本身的顺利升级，设计者在设计时按SOA体系设计架构，预留必要的现有和二次开发接口，保证系统的开放性。XX市数字化城市地下管线系统，为城市地下管网的健康运作提供强有力的管理工具保障和辅助技术支持，同时，它也为政府部门的其它系统提供必要的信息数据支持。因此，在系统结构设计过程中，我们充分考虑到系统建设中与建成后与其它系统之间的协作关系。在对用户进行详细的需求调研后，我们将为平台提供数据共享服务的接口，建立管线数据共享的安全保障机制，为不同级别、不同部门的综合管线数据应用部门和管理部门提供安全、有效、完整的数据服务通道，实现与其它系统的系统互联与数据共享。为了保证系统长期运作过程中的有效服务能力和延续能力，我们考虑到未来系统在版本升级和平台更替的情况。为了保证系统在升级过程中，服务平台的服务能力不受影响，我们的组件被设计成可动态配置的模块，在进行版本更新时，旧版本模块会得到过渡性的替代而不会影响到系统的正常运行，也不会影响到数据共享服务平台的服务能力，真正实现了无影响的版本更新。另外，由于未来不可预知的可能性，GIS平台可能会随着系统的大规模变更而被替换，因此，系统设计中不仅仅考虑到如何使用现有平台进行开发，还充分考虑到系统平台变更所带来的影响。在这一方面，我们的模块充分考虑到变更的存在，在系统平台更换时，不需要对系统结构进行大规模的变更，只需要在原有结构基础上，对部分的接口和方法进行修改即可。安全体系设计系统安全是整个系统可靠运行和进行安全防范的基石，系统安全设计需要在统一设计的原则下，在不同的安全层次，在预防、检测和恢复等各个阶段，确保系统持续稳定运行，防止信息的损坏、泄露或被非法修改，并保证系统安全。为了实现系统安全目标，安全建设应遵循以下原则：1、需求、风险、代价均衡原则对任何一个网络系统，绝对安全难以达到，也不一定必要。因此，应针对系统面临的威胁及风险，确定系统的安全策略，制定相应的规范和措施，力求在需求、风险、代价等方面达到均衡。2、整体安全原则系统涉及网络、设备、软件、数据、人员等各个环节，它们在网络安全中的地位和作用，只有从系统整体的角度去看待、分析，才可能得到有效、可行的安全措施。因此，应遵循整体安全原则，根据确定的安全策略制定合理的安全体系结构和防护措施。3、综合防范原则任何安全措施都不是绝对安全的，都可能被攻破。因此，系统要根据综合防范原则，从技术、管理、人员等方面考虑，多方位、多层次的保护系统安全。4、动态发展原则要根据系统的变化不断调整安全措施，适应新的网络环境，满足新的网络安全需求。5、可评价原则系统的安全性，不以安全设施配备的多少来衡量，而以漏洞（薄弱点）的多少来衡量。系统安全最终是以保护重点资源为目标。6、分阶段建设原则由于系统安全建设涉及到了许多方面，如物理安全、网络安全、数据库安全、系统安全、管理安全等诸多方面。如果一次性建设，资金需求可能较大。建议在系统安全建设中采取统一规划，分阶段实施的策略，根据安全保护的对象及危害性范围区分安全实施的先后顺序，逐步建立起一套完整的系统安全解决方案。7、实时备份原则通过数据备份制度的建立，实现对系统各项业务数据的实时备份与存储，由此保证在系统遇到重大事故时，系统内的数据不会丢失。系统安全设计主要包括网络安全、操作系统安全、数据库管理系统安全、通用安全、管理安全五方面内容。网络环境具体执行中华人民共和国公共安全行业标准《\l"#"GA/T387-2002计算机信息系统安全等级保护网络技术要求》在网络安全上主要采取的措施：采用防火墙系统、入侵检测系统、网络防病毒系统等。开发环境采用ArcGIS系统产品ArcEngine和ArcGISServer为开发平台、ArcSDE为空间数据引擎，Oracle为数据库管理软件，开发工具选择C#。配置方案说明：1、本系统针对企业级GIS应用。ArcSDE同时支持UNIX和NT服务器，服务器是整个系统的核心，从系统的稳定性、可靠性以及易用性考虑，建议采用NT服务器。2、该配置的优势是支持海量数据管理，支持多用户高效并发访问，有效地解决企业地理数据库中的版本冲突等问题，数据存储更加安全有效。3、能满足数据编辑、高级空间分析等功能。如：由于管线设施、管道管理