城市地下綜合管廊信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

張東杰

摘要：隨著城市化的不斷進(jìn)行，地下管線建設(shè)問(wèn)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(yīng)運(yùn)而生。本文以南寧市地下綜合管廊試點(diǎn)項(xiàng)目為例，介紹了地下管廊信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境、總體架構(gòu)設(shè)計(jì)以及功能設(shè)計(jì)，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(jì);模塊設(shè)計(jì)

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TU17;TU990.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：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(gè)完整的隧道，聚集了燃?xì)夤艿?、給排水管、電力設(shè)施、供熱管線、通訊電線等各類(lèi)市政管線，以便高效地實(shí)現(xiàn)管廊工程統(tǒng)一的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理，在城市穩(wěn)定運(yùn)行中扮演著重要角色，是保障城市運(yùn)行的“生命線”[1-2]。

現(xiàn)階段，我國(guó)政府制定了不少鼓勵(lì)政策，力推綜合管廊的建設(shè)，逐漸有許多城市開(kāi)始嘗試建設(shè)地下綜合管廊，但我國(guó)建筑行業(yè)在綜合管廊建設(shè)上經(jīng)驗(yàn)不足，許多建設(shè)完工地綜合管廊還未投入實(shí)際運(yùn)營(yíng)，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(guò)研究分析其開(kāi)發(fā)的南寧市地下綜合管廊信息管理系統(tǒng)，對(duì)地下管廊信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，進(jìn)行科學(xué)的探討[3-4]。

1 ?系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

1.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用Windows server 2008 R2操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)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(jì)

城市地下管廊信息管理系統(tǒng)基于JavaEE框架進(jìn)行開(kāi)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(jí)應(yīng)用系統(tǒng)的問(wèn)題。JavaEE作為當(dāng)前主流軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，具有穩(wěn)定可用性、可伸縮性的特點(diǎn)，并且開(kāi)發(fā)效率高，支持異構(gòu)環(huán)境[5-6]。整個(gè)系統(tǒng)可劃分為數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、業(yè)務(wù)邏輯層、用戶層與Web層。

數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（database access layer，DAL）：又被稱為持久層，其通過(guò)操作數(shù)據(jù)表的查詢、添加、修改、刪除等步驟，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)的主要功能。

業(yè)務(wù)邏輯層（business logic layer，BLL）：它位于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和表示層之間，是整個(gè)系統(tǒng)三層構(gòu)架中的核心。它負(fù)責(zé)系統(tǒng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的邏輯處理，在數(shù)據(jù)交換中具有連接功能。業(yè)務(wù)邏輯層會(huì)調(diào)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層相關(guān)數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)接收用戶層的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行邏輯處理;對(duì)于表示層，它是被調(diào)用者，業(yè)務(wù)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(kù)的訪問(wèn)，需調(diào)用對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的接口，申請(qǐng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

用戶層：（User Interface layer，UIL）：即人機(jī)交互界面層，具有用戶與整個(gè)系統(tǒng)的交流互動(dòng)功能。系統(tǒng)的業(yè)務(wù)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(duì)與B/S架構(gòu)的應(yīng)用而存在的，Web層的功能主要是完成網(wǎng)頁(yè)端網(wǎng)頁(yè)的外觀呈現(xiàn)，不處理應(yīng)用系統(tǒng)的任何業(yè)務(wù)。

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(kāi)發(fā)人員的分工合作，有助于前期開(kāi)發(fā)的順利進(jìn)行，并加快后期的維護(hù)升級(jí)。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(fù)用性。然而層次中子程序模塊的未執(zhí)行結(jié)束會(huì)導(dǎo)致主程序模塊只能等待子程序模塊當(dāng)前命令完成，因此多層架構(gòu)未必會(huì)提升性能。這說(shuō)明將系統(tǒng)劃分層次會(huì)降低其運(yùn)行速度上，但能高效提升團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)效率[7]。

2 ?系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

優(yōu)秀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要有對(duì)針對(duì)問(wèn)題的高效性， 還要考慮到對(duì)將來(lái)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(jì)廣泛，整體開(kāi)發(fā)較為困難，因此，系統(tǒng)功能在實(shí)現(xiàn)采取模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，要明確開(kāi)發(fā)的基本功能模塊，模塊開(kāi)發(fā)完成后立即進(jìn)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(jìn)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(jì)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(yùn)維管理模塊五個(gè)功能模塊。

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

②地下管廊設(shè)計(jì)管理模塊。設(shè)計(jì)管理模塊是實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集中管理的功能模塊。通過(guò)該模塊，可以管理和審查每個(gè)階段的設(shè)計(jì)結(jié)果，及時(shí)了解項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)展，通過(guò)增強(qiáng)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(jì)進(jìn)度管理、模型管理、文檔管理三個(gè)次級(jí)模塊，具有添加、刪除、編輯、查詢、上傳等基本功能，負(fù)責(zé)編制設(shè)計(jì)計(jì)劃、追蹤設(shè)計(jì)進(jìn)度、修訂計(jì)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(guò)該模塊，可以將不同階段的管廊模型進(jìn)行比對(duì)，幫助用戶了解管廊工程在建設(shè)周期過(guò)程中的成本變化。共分為文件報(bào)表、合約管理、統(tǒng)計(jì)分析三個(gè)次級(jí)模塊，具有添加、篩選、刪除、導(dǎo)出、上傳、下載、預(yù)覽等基本功能，進(jìn)行各階段的文件報(bào)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(jì)對(duì)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(guò)程中的進(jìn)度、質(zhì)量、安全、人機(jī)物料等過(guò)程的功能模塊。該模塊總體分為進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、文檔管理這四個(gè)次級(jí)模塊，具有添加、刪除、插入同級(jí)項(xiàng)、插入子項(xiàng)、移動(dòng)、編輯、查詢等基本功能，可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)審查、任務(wù)狀態(tài)計(jì)算、進(jìn)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(yùn)維管理模塊。運(yùn)維管理系統(tǒng)是南寧地下綜合管廊進(jìn)行后期綜合管控的重要部分，本系統(tǒng)通過(guò)融合GIS 技術(shù)、BIM 技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)管廊運(yùn)行狀況進(jìn)行多方面監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了管廊運(yùn)營(yíng)過(guò)程每項(xiàng)工作的智慧管理。同時(shí)BIM技術(shù)與業(yè)務(wù)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(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析做了充足的數(shù)據(jù)依據(jù)。該模塊分為營(yíng)運(yùn)管理、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析和遠(yuǎn)程會(huì)議四個(gè)次級(jí)模塊，具有查詢、添加、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出等基本功能。

通過(guò)具體分析可以發(fā)現(xiàn)，模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)除了易于發(fā)開(kāi)及更強(qiáng)的系統(tǒng)拓展性外，在系統(tǒng)的各個(gè)模塊中存在許多重復(fù)的基本功能模塊，例如添加、刪除、移動(dòng)、編輯等基本功能模塊。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)其他模塊需要之前模塊中已經(jīng)設(shè)計(jì)完成好的基本功能模塊時(shí)，只需要直接調(diào)用引入即完成基本功能設(shè)計(jì)。

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(jì)，給系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了以下優(yōu)勢(shì)：

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(shí)現(xiàn)采用模塊化設(shè)計(jì)，分工明確，前期易于開(kāi)發(fā)，后期便于維護(hù)。

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(shí)現(xiàn)替換原有層次的實(shí)現(xiàn)。

③系統(tǒng)功能拓展性強(qiáng)，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(fù)用性，提高開(kāi)發(fā)效率。

⑤整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)層次化和模塊化的設(shè)計(jì)，有利于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程化、標(biāo)準(zhǔn)化。

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