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1、1宁波市综合管线信息平台建设朱强 田冉 钟文军（宁波市规划与地理信息中心）1 平台建设背景城市管线是城市基础设施的重要组成部分，担负着信息传输、能源输送等工作，是现代化城市高质量，高效率运转的基本保证。随着社会经济和城市建设的不断发展，城市管线越来越密集，从最初的上、下水、电信，发展到煤气、工业输送管道、光缆、热力等等。由于施工造成的管线破坏事件时有发生，给居民生活、工业生产、信息交换等带来严重影响，已成为一个社会普遍关注的问题，也是当今世界城市管理的“最大难题” 之一。究其根本原因是由于城市地下管线资料管理一直滞后于城市的建设和发展，行业归口管理致使资料存放较乱，造成“谁都在管、谁都不全”的
2、现状。同时普遍存在地下管线资料的缺漏与偏差、管理技术落后、开发利用不够好的问题。1.1 地下管线普查随着各地经济实力的逐渐增强、地下管线探测技术及全站型电子速测仪和计算机技术的进步、地理信息系统技术的发展，国内逐渐形成了管线普查、建立信息系统的潮流。宁波市于 2001 年开始筹备地下管线普查工作，并于 2005年 3 月成立宁波市地下管线普查领导小组办公室，正式启动管线普查项目，市政府提出的基本目标是通过先进的技术手段，力争用 2 年左右的时间，查清宁波市中心城区各类管线（包括架空管线和输电线） ，建立三维地下管线信息系统；加强地下管线竣工测量和规划管理，实现地下管线信息系统的动态更新、管理和
3、服务机制，促进城市地下空间的统一规划、合理开发和科学管理。1.2 纳入宁波市空间数据信息化建设的整体框架城市空间信息资源应该是有层次的有机整体，即使在考虑其中局部信息建设工作中也应该尽量考虑整体性，并且宁波市空间数据丰富，相应的系统较多，资源的整合是迟早的问题。综合管线数据是城市空间数据的一部分，综合管线信息化的建设是宁波市2空间数据建设工作中的一部分，管线信息平台建设纳入到宁波市城市空间数据信息化的整体框架，并作为将来空间信息数据共享平台建设的试点。2 管线信息应用需求及平台建设目标2.1 管线信息应用需求城市管线在城市规划、建设、管理中整体性的应用需求包括两个层次：宏观与微观，或者说综合及
4、专业。综合应用主要是指建立在综合管线数据资源基础之上的各级城市应用。如：城市规划管理及城市设计方面的应用、城市市政管理及应急方面的应用、市政道路开挖及旧城区改造等应用。微观应用是指各管线权属单位或管理部门为保障专业管线及其附属设施的正常运行、日常养护、突发事件处理及恢复运行，应用数据库管理技术、GIS 技术等根据专业和管理的要求建立的专业管线数据和专业应用。虽然与管线规划、建设、管理相关的各地下管线信息因不同的用途对数据有不同深度层次的要求，但总体而言，对数据的基础性和综合性特征具有比较一致的需求，那就是管线的空间位置和管线管材、管径、运行状态等基本属性信息。2.2 建设目标根据城市管线应用特
5、性，为加强管线资源整合，避免重复采集，提高管线综合利用水平，实现管线信息及相关应用的普遍服务，在城市管线宏观与微观层次应用之间有必要建立一个管线基础应用层，对管线资源进行统一管理与调配。其信息内容需要能够比较完整地反映地下管线的基本整体状况，并向管线宏观及微观应用提供管线信息共享应用服务。由此，宁波市综合管线信息平台的建设目标是实现宁波市管线数据的集中管理、统一调配、资源共享，使宁波市综合管线信息平台成为综合管线数据处理与维护的统一平台；为城市规划、建设、管理服务的平台；各专业管线信息交互共享的平台。该平台建成后的运行框架宁波市城市管线信息化建设框架如图 1 所示。图 1 宁波市管线信息化建设
6、框架3宁波市综合管线信息平台应用框架基础应用层基础应用层综合应用层综合应用层专业应用层专业应用层规划管理应用市政管理应用城市应急规划设计应用市政道路开挖旧城区改造宁波市综合管线信息平台给水管线信息系统给水管线数据库电力管线信息系统 电力管线数据库综合管线数据库管线信息及相关应用共享协同更新 、管线信息及相关应用共享保障体系宁波市管线信息化建设框架综合管线信息维护中心各专业管线权属或管理单位各综合管线应用部门建设或维护单位目前国内有些城市管线管理系统已经在使用，主要侧重考虑管线数据的管理，而宁波市管线应用建设不仅仅只是考虑管理好管线，更多的是考虑如何为上层各项服务应用建设搭建一个舞台。着眼于打造
7、宁波市综合管线信息服务平台。3 平台建设的主要任务内容围绕宁波市综合管线信息平台既定目标，平台建设的主要任务包括：制定信息平台建设的相关规范与标准体系；建立以综合管线为主要内容的数据库；建设以提供政府规划、建设和管理应用为主体，同时兼顾社会应用需求的综合管线信息技术平台（CPIP ） ；研究综合管线信息平台运作机制；建设三个应用示范项目。3.1 标准体系建设制定与 CPIP 信息平台建设和运营相关规范与标准体系，主要包括宁波市综合管线数据库构建标准 、 宁波市综合管线信息平台元数据标准 、 综合管线图档库建库标准 、 宁波市综合管线数据包规范 、 宁波市建设项目（管图 1 宁波市综合管线信息平
8、台运行框架4线）方案数据标准 、 宁波市建设项目（管线）竣工测量规范 、 宁波市综合管线信息平台数据共享与交换标准 、 宁波市综合管线信息平台应用服务接口规范 。3.2 综合管线数据库建设3.2.1 数据内容宁波市综合管线信息平台建设的数据内容包括城市建设的各大类综合管线数据、基础数据及分析的其他空间数据。参见图 2。其中综合管线数据专业类型有排水、电力、电信、燃气、热力、工业、综合管沟等。3.2.2 数据采集宁波市综合管线数据库数据内容将分阶段进行建设。管线普查阶段，对管线普查范围内的综合管线信息进行采集、处理及入库，管线普查范围为宁波市（市区及鄞州、镇海、北仑三区）城市道路上及建筑后退红线
9、范围内敷设的各种管线及上述范围外其他区域敷设的城市市政干管和其他各类专用管线。机关企事业单位、部队、居住小区范围内专为该地块配套服务的管线不纳入普查范围，但配套管线的主要接入排出段纳入普查范围。管线普查完毕，综合管线数据库的数据通过管线竣工测量的数据进行动态更新，这样，配套服务管线信息将逐渐补充至综合管线数据库。3.2.3 数据存储及部署综合管线数据是海量的，数据访问的性能要求、安全要求都非常高，因此数据的存储需要选择空间数据库系统进行数据的存储。宁波市综合管线数据库采用 ArcSDE+Oracle9i 的实现。即数据库平台采用 Oracle 9i 标准版，数据库中间件采用 ArcSDE9.1
10、 for Oracle9i。综合管线信息的维护管理将采用集中与分布的混合模式，其中综合管线数据资源统一管理，维护和对外共享服务允许集中和分布两种模式。市管线数据维护部门集中管理全市的综合管线数据资源，并负责进行统一维护，但对于有条件的区可以考虑设立区管线数据维护分部，为市管线数据维护部门承担辖区内的数据维护和对外共享服务工作。平台数据源来自多个行业中的多个单位，平台数据共享面对的是不同应用5层次和性质的服务对象，为了保证平台数据的共享应用，必须依据规范的数据标准进行数据建设，才能实现管线数据采集和管理的规范化。3.3 技术平台（CPIP）建设依据城市综合管线应用需求建立一个综合管线数据管理与共
11、享服务的平台（Comprehensive Pipeline Information Platform，简称 CPIP） ，对基本管线信息资源进行采集、整合、共享和挖掘，这是一个可操作的技术平台，该平台支持分布式管线信息集成应用和共享的框架，实现管线信息的实时更新并形成一个完整的管线信息服务体系。宁波市综合管线信息平台是建立在良好的支撑环境下，能够为一定领域内的专业应用提供数据共享服务及应用共享服务的软件体系。3.3.1 功能体系3.3.1.1 平台管理1）综合管线数据管理综合管线数据的调用、编辑修改、分类检索、查询统计、多种数据格式输出、日常数据备份、数据更新处理、历史数据管理及操作权限设置等
12、基本的数据管理功能。2）元数据管理建立应用数据的元数据，便于用户对数据集准确、高效和充分地开发和利用。3）共享管理共享数据服务管理功能，包括共享服务资源管理；共享用户管理；服务事件记录及服务状况分析等。3.3.1.2 共享服务共享服务是建立在综合管线数据基础上的信息与相关应用共享服务，共享的内容包括元数据、管线数据和应用服务三个不同的级别。1）管线元数据信息发布功能主要运行在网络环境下（政务专网等构建专门的 VPN 通道，下同） ，根据管线的元数据及目录信息，编制直观、操作方便的发布形式对外公布。受众可根据数据目录层次或电子地图服务模式查阅管线数据的有关信息，及时了解各6类管线信息的基本特征。
13、2）综合管线数据层面的共享服务包括非网络环境和网络环境下的数据共享两种方式，前者为通常意义上的数据转化服务。后者主要运行在网络环境下，通过网络环境实现管线数据网上申请办理业务和管线数据的获取。3）综合管线数据的应用共享服务主要运行在网络环境下，该种共享方式是平台提供大量的驻留服务，通过网络环境为远程共享用户提供各项数据调用、基本查询、统计、分析及数据表现的功能接口。4）管线三维表现直接调用平台管理的管线数据对城市综合管线进行三维显示、模拟，并配合地下构筑乃至地上空间的集成表达；能够导入及导出三维模型数据；并且采用 B/S 结构，能够通过网络实现远程调用显示三维管线场景。3.3.2 逻辑架构按应
14、用需求和功能划分合理平台的层次结构，上层实现基于下层的功能和数据，并且使层间功能藕合度达到最小；在同一层次结构中，按功能相关性和完整性的原则，把逻辑功能和信息交换紧密的部分以及在同一任务下的处理过程放在同一功能组件包中；各功能模块以 COM 组件以及 Web Service 方式开发，以供将来应用系统的调用，同时也便于实现对单个组件的更新和不断优化；平台分成四个逻辑层次，即数据层、基础平台层、核心业务层及应用服务层，如图 2 所示。7应用服务层基础平台层空 间 数 据 基 础 处 理 组 件 、文 档 数 据 处 理 基 础 组 件 基 本 G I S 数 据 分 析 查 询 功 能 组 件综
15、 合 管 线 数 据 访 问 和 逻 辑 关 系 维 护 组 件数据层基 础 地 形 图 数 据 库规 划 成 果 数 据 库规 划 审 批 数 据 库正 射 影 像 数 据 库综 合 管 线 G I S数 据平 台 管 理相 关 数 据元 数 据综 合 管 线 图 档管 线 基 础功 能 组 件W e b S e r v i c e 应 用 接 口 集 数 据 交 换适 配 器核心业务层平 台 内 部 维 护 应 用1 、 平 台 管 理 应 用2 、 共 享 服 务 应 用3 、 出 图 服 务 组 件 库综 合 管 线 外 部 业 务 应 用1 、 管 线 工 程 规 划 管 理 应 用
16、2 、 供 水 管 线 管 理 应 用3 、 江 东 区 城 市 管 理 应 用 外 部 调 用 数 据图 2 综合管线平台逻辑架构3.3.2.1 数据层包括所有由数据库管理系统和空间数据库引擎进行管理和驱动的各类元数据、空间/非空间数据、文本数据和基础地理信息系统的空间数据库等，同时，综合管线数据访问组件和综合管线数据间的逻辑维护组件。3.3.2.2 基础平台层基础平台层是整个平台建设所依赖的通用型的功能组件层。 3.3.2.3 核心业务层核心业务层是构建 CPIP 的关键，是上层应用赖以构建和运行的基石，有了核心业务层的各功能组件，上层应用系统的实现就变成了“系统界面框架+功能调用包” 。核心业务层包括功能服务组件和面向管理这些组件的管理应用系统。8功能服务组件负责对外提供各项应用功能接口，通过这些接口，外部系统能够远程调用 CPIP 的共享的功能组件，从而为各专业管线权属部门、综合管线应用政府部门构建基于平台的扩展服务系统。应用服务共享就是将管线的基础应用
