数字管道设计管理系统.docx

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1、 中文摘要 随着 21世纪的到来，全球己进入信息化社会。在管道的整个生命周期之内， 数字管道技术扮演着重要的角色。 数字管道设计管理系统是数字管道技术研究系统中的一个子系统，该系统利 用可视化、虚拟化的数字技术，用纯关系数据库管理空间数据，实现系统海量数 - 据管理，并真正实现空间数据与属性的无缝集成。采用面向对象的系统分析与设 计 （ OOA&D)方法，确保系统软件和数据库的规范化、可移植性和可靠性，提 高系统开发的效率。直接从 WEB生成空间点、线等空间对象等，将工程各个阶 段的设计数据有效地管理起来。采用网络化的应用系统，采用 B/S模式，使地处 在不同区域的各相关管道建设单位通过门户网

2、站，能够在第一时间査询最新的设 计资料 ，实现多人不同地域的协同作业，从而解决了石油天然气长输管道因跨越 距离远，长输管道的设计、施工过程大范围、多层次而造成的相互之间信息沟通 不及时、准确的问题，同时实现了管道属性数据、设计数据准确无误、永久的保 存，从而大大节省了人员、提高了效率、使数据更加便于追溯。 关键词：数字管道 设计管理 GIS ABSTRACT With the advent of 21st century, the whole world has entered into a new informative phrase. Digit pipeline technology p

3、lays an important role in the whole life cycle of pipeline- Engineer management system of digital pipeline is a subsystem which belongs to digital pipeline researching system. It can take advantage of video, virtual digit technology f relating database management system to store magnanimity data amo

4、ng each Engineer stage. It use the mediod of contrapose object analyze and design (OOA&D) to criterion the system and database* the system can be more transplantable, more reliably and efficient. It use the technic of dynamic address engine to create dots , lines and others space object on WEB. It b

5、ase on the advanced technique of internet, B/S model, the user can use in 24 hours on whole day, being free from the restrict of time and place, can immediately landing system to acquire the newest documents. Engineering managing system can realize following functions: Managing ali the data disappea

6、red in each stage through digital technology which is virtual and video in order to settle communication problems between managing and engincering/constructing course of long distance petroleum pipeline. Ensuring the nicety and permanent preservation of data about pipeline property and engineering w

7、hich can save personnel, increase efficiency, raise veracity and easy to follow. Key Words: Digital Pipeline Design and manage GIS u 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其它人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得 天津大学 或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文版

8、权使用授权书 本学位论文作者完全了解 天津大学 有关保留、使用学位论文的规定。特 授权 天 章大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 ,并 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 (保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 第一章绪论 第 一 章 绪 论 1.1项目背最 6 1998年 1月，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心举行的开放地理信息 系统协会上发表了题为 “ 数字地球： 21世纪认识地球的方式 ” 的报告，提出了 “ 数 字地球 ”这一战略思想。而一些发达国家五年前就开始了 “ 智能大厦 ”

9、、 “ 数字家 庭 ” 、 “ 数字社区 ” 和 “ 数字城市 ” 的综合建设实验。新加坡首先提出了 “ 智能城 市 ” 的设想，并正在积极建设中。在美国约有 50个城市正在建设 “ 数字城市 并且成立了数字城市公司，在 Internet上发布美国最有影响的 60个城市的信息。 自 80年代中期以来，我国许多城市就已经开始应用 “ 城市规划管理信息系 统 ” ，进入 90年代，随着地理信息系统 （ GIS)、 计算机管理信息系统 （ MIS)、 办公自动化（ OA)技术的推广和应用，更多的城市已开始将计算机技术应用到城 市规划管理与设计中 .目前，我国已将数字城市的核心技术 一 GIS平台软件

10、研 制列入国家 “ 九五 ” 和 “ 十五 ” 863 计划的重中之重项目，将 “ 数字城市 ” 项目 列入国家 “ 十五 ” 重大科技攻关项目，将地理信息系统软件产业发展作为我国软 件产业发展的首要产业。已经启动 的数字黄河 ” 工程受到广泛关注与重视。 “ 数字管道 ” 技术的研究无疑将给管道建设与管理带来革命性的变化。 1.2数宇管道 1.2.1数字管道概述 S1 数字管道是指以信息基础设施为基础，以多尺度、多种类的空间基础地理信 息为支撑，按照数字地球的构想，充分利用计算机、现代测绘、现代网络、虚拟 现实以及数字通信等技术，在管道的整个生命周期内通过对管道设施、沿线环境、 地质条件、经

11、济、社会、文化等各方面的信息在三维地理坐标上的有机结合，构 成一个数字化管道，为管道可研、勘察设计、施工和运营管理提供一个高效率的 数据采 集与处理工具，一个数字化的管理和决策支撑系统。 第一章绪论 1.2.2我国传统管道建设存在的问題 s 长输管道工程一般跨越距离较远，可能涉及到多种地貌，涉及到多种植被类 型。另外，管道沿线可能穿过地震断裂带、自然保护区、文物保护区和生态保护 区等地质地理敏感地区，穿越铁路、公路等交通实施。与之相关的海量的勘察、 设计、施工、环保、气象、人文、交通等工程资料，以往是以传统的静态文字、 图纸形式出现的，质量和利用效率低下，无法满足现代科学管理的需要，管道勘 察

12、设计技术手段、工作流程面临挑战 1) 设计依据的资料陈旧、数据不准确导致设计内容和现场施工脱节 勘察设计主要采用现有的 1: 5万或 1: 1万等不同比例尺的地形图，先在 图上选线，然后进行现场调整，由于地形图图面信息有限且更新速度慢，尤其是 在人口稠密和经济发展较快的地区，不能准确地表达施工现场实际情况，给线路 选定线和指导施工带来很大的困难，给施工单位开展工作带来了很大的麻烦，有 些还给管道运行管理带来一些问题。 2) 设计思想在施工中不能有效地得以实施、设计成果在管道施工和运行管 理中不能很好的体现 设计人员的设 计思想是通过设计图纸予以体现的，但以往的管道设计所采用 的1: S万或 1

13、: 1万等不同比例尺的地形图经整理后做成平面图，由于图纸陈 旧体现不了实际情况，设计理念和思想不能得以充分的表达，造成施工理解上的 偏差，使管道建成后出现许多质量问题。如管道埋深不够，措施工程考虑不足等 | 在管道运行管理过程中由于设计较为简单，施工过程设计变更大 *竣工资料不够 详细等原因，给管道正常的运行管理维护造成了很大的困难，尤其是对施工中重 点部位不能有效地跟踪和定期检查、维护。 3) 合同执行过程中，变更、索赔等问题处理困难 ， 在合同执行过程中，由于环境的变化难免造成设计、施工的变更，有些变更 给勘察设计、施工单位增加了一定的工作量，但是由于没有准确及时地记录变更 前后的情况，给

14、变更索赔带来困难。 4) 管道建设和公众关系结合不够 由于设计的图纸与现场情况偏差较大，征地时与沿线各级政府沟通很困难， 沿线的 一 些地上、地下建筑物、光缆、管道和规划用地交叉等信息，设计图纸上 根本无法看到，造成施工中图纸利用率低，现场改动量大。 2 第一章绪论 1.2.3国内外数字管道技术的应用情况 11 随着 21世纪的到来，全球已进入信息化社会 在管道的整个生命周期之内， 数字管道技术扮演着重要的角色。在勘察设计阶段，应用数字管道技术获取管道 沿线地理数据，确定最佳线路走向；在施工阶段，应用数字管道技术，将进度计 划与地理数据综合，通过空间分析实现资源的优化配置，在运营管理阶段，应用

15、 数字管道技术开发生产运营系统、自然灾害预警系统，通过对地理数据、运行数 据、灾害监测等数据的综合分析，为管道科学管理与决策提供信息支持，以达到 提高管道运行效率，延长管道生命周期的目的。 欧洲和北美的长输管道在可研与勘察设计阶 段，已经广泛采用高分辨率卫星 遥感影像、数字摄影测量、地理信息系统、三维设计等数字管道技术， 在施工方面，国外工程对施工承包商的施工管理要求非常髙，对需要装备的 信息设备、应用软件、上报的数据内容、格式都有具体要求，并要求每天按时上 报给监理和业主。有些内容非常细致，甚至要求上报每道焊口的坐标及施工作业 情况，这些经过组织的信息是未来的管道运营管理十分重要的数据 为整

16、个意大利提供和输送天然气的 SNAM公司， 94年开始开发并应用了一 个叫做 “ SIGAS (SNAM Informative Graphic Alphanumeric System)的地 理信息系统，用于管线信息的采集及管理， 94年以前建成的管线信息通过数字化 与文件格式转换等处理，存入相应的数据库， 94年以后的新建的管线信息则直接 进入该系统，系统不但可以面向公司员工分发地理信息、制图与设施管理数据和 具有为管线维护提供综合空间分析的功能，系统所具有的空间数据管理功能将地 理数据与管道运行自动控制数据、腐蚀监测等数据共同存储在一个无缝的数据环 境中，并通过 Internet实现数据的

17、网上发布。 1 数字管道设计管理系统，是数字管道技术研究系统 中的一个子系统。在国内 对于“ 数字管道 ” 作为整体概念的研究还刚刚开始，但是国内作为数字管道范围 内的技术与产品的研究与应用一直在进行着。 从勘察设计角度来说，在西气东输管道建设项目上已经采用了 “ 卫星遥感选 线技术 ” 、 “ 仿真模拟勘察技术地理信息系统技术 ” 、 “ 三维设计技术 ” 、 “ 设计 计划管理 ” 等数字管道范围内的技术手段。 这些技术在发达国家勘察设计工作中的应用比我国早得多，应用领域更广 泛，水平更高。另外，我国在勘察设计的标准规范化程度上还有继续提高的空间， 通过数字管道建设可以提高勘察设计管理水平

18、。在国外， 对于工程勘察设计数据 3 第一章绪论 的处理、存储、使用是非常重要的，即建立勘察设计数据库，这即有利于为以后 的工作起借鉴作用，也是数字管道的重要组成部分，而我国这方面的工作相对滞 后 0 1.3论文工作 1) 研究国内外的管道建设标准化研究现状，建立管道数据模型，以此为基 础建立管道数据标准，数据接口标准和各类信息编码标准，以规范勘察、设计、 施工数据格式和业务流程： 2) 在利用可视化、虚拟化的数字技术建立和集成的 “ 数字管道 ” 信息系统 提供的信息平台上设计 “ 数字管道设计管理系统 ” ，使之与 “ 管道运营管理系统 ” 、 “ 施工管理系统 ” 共同构建一个 “ 数字

19、管道 ” 信息系统。将工程各个阶段的数据 有效地管理起来。系统主要实现以下功能： a) 勘察设计文件管理：勘察设计过程中产生的图纸、文本等电子文件对管 道施工和以后的运营管理具有重要价值。要求以统一标准的格式，分门别类进行 整编，实现存储査询功能。 b) 勘察设计参数管理：勘察设计参数是对管道模型中各种对象属性的细化， 例如一台压力泵的设计型号、功率等参数。这些信息为后面的施工和运营管理提 供支持。 c) 统计、分析、査询 ： 提供基于空间信息的、可视化的勘察设计资料的查 询、分析、统计功能 9提供基于 Web的信息查询和统计。 1.4论文结构 论文第一章介绍了项目背景、数字管道的概念、发展现

20、状及论文的主要工作 和目的。第二章介绍了数字管道管理系统采用的相关技术和开发方法并逐一作了 简单的介绍。第三章是对数字管道管理系统结构的综述，介绍系统的技术特点和 功能特点。第四章是对数字管道管理系统进行分析设计与实现，分析了系统的需 求、确定了系统的主要功能、系统的软件结构，对系统的功能、用户界面和数据 结构进行了设计。第五章 主要是系统各项功能的介绍。第六章对数字管道设计管 理系统进行总结，对未来的发展情况进行了展望。 4 第二章相关技术 第二章相关技术 2.1 地理信息系统 （ Geographic Information System， GIS) 2.1.1地理信息系统 （ GIS)概

21、述 地理信息系统是 Geographic Information System的英文缩写，它是将计算机硬 件、软件、地理数据、业务数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理 信息及相关的业务信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。 地理信息系统 （ GIS根据其内容可分为两大基本类型： 一是应用型地理信息系统，以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题 地理信息系统和区域综合地理信息系统；二是工具型地理信息系统，也就是这里 所说的 GIS开发平台，具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等功能 2.1.2应用型 GIS开发的实现方式 应用型 GIS开发的实现方式有以下三种：

22、1) 独立开发。指不依赖于任何 GIS工具软件，从空间数据的采集、编辑到数 据的处理分析及结果输出，所有 的算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序 设计语言，如 Visual C+、 Delphi等，在一定的操作系统平台上编程实现。这种方 式的好处在于无须依赖任何商业 G1S工具软件，减少了开发成本，但对于大多数 开发者来说，能力、时间、财力方面的限制，使其开发出来的产品很难在功能上 与商业化 G丨 S工具软件相比，而且在购买 GIS工具软件上省下的钱很可能还抵不 上开发者在开发过程中绞尽脑汁所花的代价。 2) 单纯二次开发。指完全借助于 G丨 S工具软件提供的开发语言进行应用系统 开发。

23、GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言，如 ESR1的 Arc View 提供了 Aveneue 语言 ， Maplnfo 公司研制的 Maplnfo Professional 提供了 MapBasic语言等等。用户可以利用这些宏语言，以原 G1S工具软件为开发平台， 开发出针对不同应用对象的应用程序。这种方式省时省心，但进行二次开发的宏 语言功能极弱，用它们来开发应用程序使用效果较差。 3) 集成二次开发。集成二次开发是指利用专业的 G1S工具软件，如 ArcView、 Maplnfo、 SuperMap等，实现 GIS的基本功能 以通用软件开发工具尤其是可视 5 第二章相关技

24、术 化开发工具 r 如 Visual Basic、 Delphi、 Visual C+、 PowerBui丨 der 等为开发平台 f 进行二者的集成开发。 集成二次开发既利用了专业 G1S工具软件对 G1S基本功能的理解与实现，又 可针对行业应用的特点进行定制性开发，是应用型 GIS开发的最佳实现方式 集成二次开发目前有两种方式： a) OLE、 DDE 采用 OLE Automation技术或利用 DDE技术，用可视化软件开发工具开发前 台可执行应用程序，以 OLE自动化方式或 DDE方式启动 GIS工具软件在后台执 行，利用回调技术动态获取其返回信息，实现应用程序中的地理信息处理功能；

25、b) GIS控件 利用 GIS工具软件生产厂家提供的建立在 OCX技术基础上的 GIS功能控件， 如 ESRI 的 MapObjects、 MapInfo 公司的 MapX、 SuperMap 公司的 SuperMap Objects 等，在 Visual Basic等编程工具编制的应用程序中，直接将 G1S功能嵌入其中，实 现地理信息系统的各种功 能。 由于独立开发难度太大，单纯二次开发受 GIS工具提供的编程语言的限制， 开发效果较差，因此结合 G1S工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方 式成为 GS应用开发的主流。它的优点是既可以充分利用 GIS工具软件对空间数 据库的管理、分析

26、功能，又可以利用其它可视化开发语言具有的高效、方便的编 程优点，集二者之所长，不仅能大大提高应用系统的开发效率，而且使用可视化 软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果，更强大的数据库功能， 而且可靠性好、易于移植、便于维护。 2.1.3 GIS开发平台厂商介绍 在开发一个适合行业特点的应用型地理信息系统时，选择恰当的 GIS开发平 台是系统开发成败的基础，从业界评价看， ESRI、 Maplnfo和 SuperMap是专业 GIS开发平台厂商， 2.1.3.1 ESRI 美国环境系统研究所公司 （ Environmental Systems Research Institute, I

27、nc.简称 ESRI公司）成立于 1969年，总部设在美国加州 RedLands市，是世界最大的地理 信息系统 （ Geography丨 nformationSystem, G1S)技术提供商在丹佛，科罗 拉多， 波士顿，麻萨诸塞州、明尼苏达州、圣路易斯、密苏里州、北卡罗来纳州等全美 各地都设有办事处，美国本土共有职员超过 1800人，仅在美国就有超过 1700个 6 第二章相关技术 领域开发商、咨询服务商、增值代理以及数据提供商。分布在 229个国家的超过 79个国际代理，构成了 ESRI公司强大的技术支持与服务网络 产品系列为 ArcGIS 2.1. 3. 2 Hap Info Mapln

28、fo Corporation于 1986年成立，总部设在美国纽约州特罗依市，产品和 服务遍布全球 58个国家和地区，并已经被翻译成 20种语言，全球有超过 30万个 用户在使用 Maplnfo产品和技术。 Maplnfo进入中国已经有 10年的时间，在中国 国内有数万个用户在不同行业中使用 Maplnfo不同产品，进行着各种专业的应用。 Maplnfo的软件产品是目前国内 GIS领域中用户数量最多，开发群落最大的软件平 台。 产品系列为 Maplnfo。 2.1.3.3 SuperMap 北京超图地理信息技术有限公司是在中国科学院地理信息产业发展中心支持 下成立的一家软件公司，是我国最早的 G

29、IS研究发源地。主要从事地理信息系统 (GIS)、 遥感 （ Remote Sensing)和全球定位系统 （ GPS)技术基础软件平台、专 业软件和应用系统的研制开发和销售，为政府和企业提供信息工程技术和咨询服 务。现产品分为中、英、日三种语言同时发售，现已跃居中国 GIS市场第二。 产品系列为 SuperMap GIS 2.1.4 GIS开发平台软件性能比较 从数据组织、基于文件的地图数据管理、空间数据库技术、拓扑关系、专题 地图、数据格式转换、多源数据集成、地图编辑、制图输出 /桌面排版、数据采集、 二次开发、技术支持等方面的比较， SuperMap在数据管理、空间数据库技术、专 题地图

30、、数据格式转换、地图编辑、排版输出、数据采集等多方面具有功能上的 优势；在性能方面，SuperMap+ SDX首次显示地图的速度略快于 ArcGIS+SDE， Map丨 nfo + Spatialware的首次显示速度远远慢于其它两个软件，几乎不可接受。首 次显示地图之后， Maplnfo的速度快于其它两个软件， SuperMap快于 ArcGIS。从 实际 应用角度看， SuperMap的地图显示速度有综合优势。在二次开发能力方面， SuperMap提供了更为灵活和方便的二次开发组件，在组件可裁减性、对象封装粒 度和二次开发文档方面，对国内的开发者而言均具有明显的优势； SuperMap可提

31、 供的本地化、多层次、高级的技术支持和服务更是 ArcG丨 S等国外软件无法相比的。 第二章相关技术 2.2数据库技术 2.2.1数据库技术概述 数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。十余年来，数据 库管理已由专用的应用程序 开发包发展成为通用的系统软件。由于数据库具有数 据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据的独立性，易于扩充、易于编制应用 程序等优点，较大的信息系统都是建立在数据库之上的。 数裾库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统 ，一 般由数据库、数据 库管理系统（及其开发工具）和应用系统、数据库管理员和用户构成。 数据库按照所采用的数据模型可以分为关系数据库、层次数

32、据库和网状数据 库，按照数据库管理系统 （ DBMA)软件的功能规模又可分为小型数据库和企业 级数据库 （ 又称大型数据库系统 )。 2.2.2数据库管理系统的选择 目前常用的中大型关系数据管理系统主要有： Oracle和 Microsoft SQL Server 2000。 2.2.2.1 Oracle Oracle是美国 Oracle公司开发出品的，是目前全球占有率最高的商用数据库 管理系统。它具有以下的特点： 1 1) 系统性能优越，支持海量数据管理，在大数据量的情况下系统检索性 能降低很小； 2) 系统可靠性及稳定性高，能够长时间大访问量的不间断运行； 3) 支持图属一体化存储， Or

33、ac丨 e Spatial Data Object己经成为新一代空间 存储标准； 4) 支持面向对象模式存储管 理，系统不但可以存储文字、数字还可以将 图像、文挡以及其它任何材料作为大对象进行存储管理，便于构建复 杂的应用系统； 5) 系统提供了全文检索功能，便于应用系统对整个数据库进行各种复杂 内容的模糊査询和匹配。 2.2. 2.2 SQL Server2000 Microsoft SQL Server是由微软 Microsoft出品，基于关系型数据库的大型数据 第二章相关技术 库系统，它具有独立于硬件平台、对称的多处理器结构、抢占式多任务管理、完 善的安全系统和容错功能，并具有易于维护的

34、特点外还具有 ： 1) 完全的 Web支持，通过 Web轻松访问数据和分析数据 SQL Server 2000提供了以 Web标准为基础的扩展数据库编程功能。丰富的 XML和Internet标准支持，通过使用内置的存储过程以 XML格式轻松存储和检 索数据，还可以使用 XML更新程序，容易地实现数据的插入、更新和删除。 可以使用 HTTP向数据库发送査询、对数据库中存储的文档执行全文搜索、 以及通过 Web进行自然语言查询。 SQL Server 2000分析服务功能被扩展到了 Internet。 可以通过 Web浏览器来 访问和控制多维数据。 2) 高度的可伸缩性和可靠性 使用 SQL Se

35、rver 2000可以获得非凡的可伸缩性和可靠性。通过向上伸缩和 向外扩展的能力， SQLServer满足了苛刻的电子商务和企业应用程序要求。 SQL Server 2000带有交互式调节和调试査询、从任何数据源快速移动和转化 数据以及按 Transact-SQL方式定义和使用函数等功能。 3) 简化的管理和调节 SQL Server 2000可以在保持联机的同时轻松地在计算机间或实例间移动和复 制数据库。 数据库系统对 GIS系统性能有较大影响。 SQLServer是一个性价比非常优秀 的数据库。从 2003年 4月开始，微软发布了专用数据库服务器 -Windows Server 2003,

36、 Datacenter Edition,针对数据库进行了大量优化。数据管道是一个信息海量 的复杂系统综合，对数据库的要求，从记录量以及访问速度来讲，要求较高。从 目前数据库系统的性价比来讲 ， SQL Serve数据库系统较为适合本次数据管道的 G1S需求。 2.3网络技术 2.3.1网络简介 2.3.1.1计算机网络 计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络就 是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个规模 9 第二章相关技术 大 功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便的互相传递信息，共享硬 件、软件、数据信息等资源 - 2.3.1.2网

37、络功能 通过网络，用户可以和其它连到网络上的用户一起共享网络资源，也可以和 他们互相交换数据信息。 . 2.3.1.3 Internet所提供的服务 Internet是一个涵盖极广的信息库，也是一个覆盖全球的枢纽中心。它的功能 可以简单的概括如下功能： 通信联络： Internet有电子函件通信系统，人们可以利用电子函件取代邮政信 件和传真进行联络，甚至可以在网上通电话乃至召开电话会议。 信息传播：任何人都可以把任意信息输入到网络中，进行交流传播。 资料检索：由于很多人不停的向网上输入各种资料 ， Internet己成为目前世 :界 资料最多、门类最全、规模最大的资料库，人们可以自由在网上检索

38、所需要的资 料 . 专题讨论：丨 ntemet中设有专题论坛组 ，一 些相同专业、行业或兴趣相 投的人 可以在网上提出专题并展开讨论。 高级浏览 WWW: WWW (World wild web)是一张附着在 Internet上的覆盖全 球的信息 “ 蜘蛛网 ” ，镶嵌着无数以超文本形式存在的信息。 WWW是当前丨 memet 上最受欢迎、最为流行、最新的信息检索服务系统。它将 Internet上现有资源统统 连接起来，使用户能向 Internet上已经建立了 WWW服务器的所有站点提供超文本 媒体资源文档。这是因为 WWW能把各种类型的信息（静止图像、文本声音和音 像）无缝的集成起来。 WW

39、W不仅提供了图形界面的快速信息查找，还可以通过 同样的图形界面与丨 ntemet的其它服务器对接 目前，丨 ntemet己成为世界许多研 究和情报机构的重要信息来源。 2.3.2网络在本系统中的应用 2.3.2.1系统架构 .由于本系统需要多人的协同作业 ， 所以必须采用网络化的应用系统来满足需 求，现在比较常用系统架构有 C/S和 B/S两种模式。 1) C/S横式 C/S模式即为客户 /服务器模式。这种模式下 f客户端应用系统直接与数据库 打交道，由于客户端直接连接到服务器减少了一层的交换，且 C/S模式客户端承 第二章相关技术 担了一定计算能力，因此在局域网范围内系统运行效率相对较高，但

40、 C/S模式也 有如下弱点： 所有客户端需要配置数据库连接，对客户端环境要求较高；一旦系统需要进 行升级，则所有客户端需要进行重新安装，给系统维护带来较大的工作量。 2) B/S樓式 B/S模式即为浏览 /服务器模式，所有客户端通过应用服务器与数据库打交道 , 实现信息的上传，处理、表达。客户端无需加载数据库连接，仅通过网络定位到 应用服务器端发出应用请求，应用服务通过与数据库关联进行处理后返回结果， 这种模式有以下特点： *由于采用痩客户端，客户端的功能往往相对较弱，无法处理复杂的事务 參客户端维护方便，往往需要升级的是应用服务 ，一 旦它被更新和升级，客 户端自然会自动调整，维护非常方便。

41、 參一个客户端程序可以通过调用多个应用服务来实现更为复杂的应用。 第三章数字管道设计管理系统综述 第三章数字管道设计管理系统综述 3.1系统概述 数字管道设计管理系统是数字管道在设计周期时的数字化管理，其中不仅包 括设计资料的管理，同时还有设计对象生成、变更等管理，系统可以及时、完整 地表达管道对象。 3.2系统结构 数字管道全生命周期系统主要包含设计管理系统、施工管理系统、运营管理 系统几个主要部分，逻辑结构如图 3-丨所示。 4 图 3 丨数字管道全生命周期系统逻辑结构 3.3设计管理系统功能 设计管理系统总体来讲，包含 GIS应用系统、业务应用系统和系统管理三部 分。 第三章数字管道设计

42、管理系统 综述 3.3.1 GIS应用系统的基本功能 (1) 地图显示：地图放缩、移动、鹰眼，图层的全部显示、面积量算、距离量 算等： (2) 地图定位：任意数据集数据单位的图形定位： (3) 站场工艺三维模型远程査询 ： (4) 地图编辑：主要是管道对象的初始化，各个数据图层的编辑，实体（点、 线、面）的增删改，根据设计变更修改管道对象； (5) 图层管理：图层的设置、风格的设置、位置顺序的设置等 ； (6) 专题图管理：专题图的定义、保存、显示等； (7) 出图 t任意图形范围的打印，局部地图的生成等； (8) 查询分析：属性査询、条件査询、图属互査； (9) 分析：线形缓冲区分析、圆形缓

43、冲区分析和交叉分析等； (10) 遥感图与 GIS集成： (11) G1S与遥感集成； (12) 遥感与三维站场集成。 3.3.2迎务应用系统功能 (1) 设计文件录入； (2) 设计文件查询； (3) 变更文件录入； (4) 变更文件査询，设计文件与变更文件对应查询； (5) 变更文件统计； (6) 基于 GIS设计文件的查询； (7) 设计进度査询与统计； (8) 资料统计。 3. 3.3系统管理功能 主要包含角色管理、用户管理、权限管理。 13 第四章数字管道设计管理系统设计 第四章数字管道设计管理系统设计 4.1系统需求 4.1.1背景 长输管道一般跨越距离较远，可能涉及到平原、山地、

44、高原、丘陵、河谷等 多种地貌，另丹，管道沿线可能穿越地震断裂带、自然保护区、文物保护区和生 态保护区等地质地理敏感地区，也可能穿越铁路、公路等交通实施。与之相关的 海量的勘察、设计、施工、环保、气象、人文、交通等工程资料，以往是以传统 的静态文字、图纸的形式出现，利用质量和效率低下，无法满足现代科学管理的 需要。 现在通过建立一个空间数据库，存储并及时更新管道的各种数据；开发一套 由空间数据库支持的设计管理软件系统，实现设计的数字化管理；建立一个计算 机网络系统支持的可视化软件系统平台 r使用户（主要是业主，也包括监理公司、 施工公司、勘察设计公司）在这个平台上可以方便地对环境资源信息、工程建

45、设 信息和管道运营信息进行浏览、査询、检索和统计。 通过本系统的开发与应用，将能大大提高勘察设计水平，更好地为业主服务 ； 实现科学、规范的项目施工管理，实现信息化的项目管理手段，为建设安全、优 质、高效的管道工程提供保证 4.1.2业务流程及需求分析 141 4.1.2.1组织机构 管道工程项目的 组织机构及各部门之间的关系如图 4-1所示： 第四章数字管道设计管理系统设计 4.1.2.2 Ilk 务流程 A)勘察设计阶段业务流程 勘査设计阶段业务流程如图 4-2所示 : 图 4-2勘察设计阶段业务流程 B)施工阶段业务流程 15 第四章数字管道设计管理系统设计 施工阶段业务流程如图 4-3

46、所不 : 4.1.2.3信息流程示窻围 基础数据、勘查资料、设计资料通过应用程序平台存储到相应的空间、管理 数据库中，整个系统的信息流程示意图如 4*4所示： 16 第四章数字管道设计管理系统设计 图 M整个系统的信息流程示意图 4.1.2.4倍息流程分析 要建立数字管道，设计阶段管道沿线有许多信息需要与管线的设计线位有机 的结合，如环境信息管理、勘察设计信息等， 1)环境信息管理流程 参照国家相关标准建立沿线行政区划信息编码与地图数据关联，建立管道区 段的行政区划属性；通过所属区段的行政区划属性获取环境信息，建立沿线的地 质、气象、水文、植被、人文、交通信息库。 各种信息分层组织，管理和査询

47、；以管道为载体，显示管道沿线工艺站场、 伴行路、公共交通、水系、土质地貌、居民地、境界、地名等相关地理信息； 环境信息管理流程如图 4-5所示： 图 4-5环境信息管理流程图 第四章数字管道设计管理系统设计 2) 勘察设计信息流程 勘察设计过程中产生的图纸、文本等电子文件通过统一标准的格式，分门别 类进行整编，实现存储査询功能；勘察设计参数是对管道模型中各种对象属性的 细化，这些信息经过分层组织，管理和査询以管道线路、站场为载体 |显示管道 沿线、工艺站场等相关信息，为用户提供基于空间信息的、可视化的勘察设计资 料的查询、分析、统计功能 *勘査设计信息管理流程如图 4-6所示： 图 4*6勘察

48、设计信息流程图 4.2总体设计思想 “ 数字管道 ” 设计管理系统主要由管线的空间数据、文本数据、操作平台和 应用模型组成。数据包括小比例尺的基础空间数据，还包括勘察设计数据、遥感 图象数据、施工中的各种数据、运营中的数据和维修数据等。 操作平台是一种基于浏览器 /服务器 （ B/S)模式的软件系统，用户通过图形 界面在该系统上很方便地进行数据更新、査询、处理、分析。 4. 2.1系统的设计原则 针对以上特点本系统的设计原则是 ： 面向用户以满足用户在管道设计、施工管理和管道运营管理中的信息需 求为系统设计的出发点； *开发出来的系统界面应友好、使用方便，系统应尽量符合用户的原有业 务流程和信息处理的习惯； 第四章数