綜合管廊信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

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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。

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)

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)夤艿馈⒔o排水管、電力設(shè)施、供熱管線、通訊電線等各類市政管線，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]?，F(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。本文以廣西南寧市城市地下管廊工程為基礎(chǔ)，通過(guò)研究分析其開發(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開發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)開發(fā)采用Windowsserver2008R2操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為Oracle11g，采用CentosLinux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intercorei5-4590的CPU，16GB內(nèi)存容量，NVIDIAGT960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)前主流軟件開發(fā)平臺(tái)，具有穩(wěn)定可用性、可伸縮性的特點(diǎn)，并且開發(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（databaseaccesslayer，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（businesslogiclayer，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：（UserInterfacelayer，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，方便開發(fā)人員的分工合作，有助于前期開發(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)，要明確開發(fā)的基本功能模塊，模塊開發(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。

作者:張東杰 單位:南寧欣鑫產(chǎn)城投資有限責(zé)任公司