基于BS/CS架構的地下管線管理系統軟件設計

俞麗華 苑慶韋 劉麗春

摘 要：在全面分析BS和CS結構優缺點的基礎上，確定地下管線管理系統軟件各子系統相應采用的結構。明確管理系統應實現的功能后，以系統運行支撐環境為基礎，采用BC/CS相結合的技術架構，利用特定區域內基礎地理信息普查數據以及管網專題數據資源，構建地下管線管理系統信息平臺，充分聚合其他應用資源，實現對該區域內地下管線的全面管理。

關鍵詞：BS/CS 混合結構 地下管線 軟件設計

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（a）-0008-03

Abstract： Based on the comprehensive analysis on strengths and weaknesses of BS and CS structures， structures of every subsystem in the underground pipeline management system were determined. After confirming system functions， based on the system operation support environment， using BS/CS composite structure and specific areas geographic information census data and pipeline project information， underground pipeline management system platform was established to fully aggregate other application resources and implement comprehensive management to the underground pipeline in the according areas.

Key Words： BS/CS； Composite structure； Underground pipeline； Software design

1 BS和CS結構的性能分析

CS為客戶端/服務器體系結構，其客戶端用于顯示圖形界面與數據交互，服務器用于處理數據，并將其返回至客戶端[1]。該結構具有交互性強、存取模式安全、網絡通信量低、響應速度快等特點，處理大量數據時有明顯優勢。但需要專門的客戶端安裝程序，分布功能弱，針對點多面廣且不具備網絡條件的用戶群體，不能夠實現快速部署安裝和配置。同時，開發、維護成本較高，一般只應用于局域網中，對于不同的操作系統要相應開發不同版本，對計算機硬件配置要求較高。

BS是伴隨Internet技術的興起對CS結構的改進，解決了CS結構在處理過程中對服務器的數據服務和業務服務以及中間客戶層服務在傳輸上的不足[2]。BS為三層結構，通過W3瀏覽器進入工作界面，極少部分事務邏輯在前端（Browser）實現，主要事務邏輯在服務端（Server）實現。其具有分布性強、維護方便、共享性強等特點，但個性化特點明顯降低，數據傳輸速度慢，對服務器要求高。

對比可知，對于需要訪問、處理、查詢大量數據的軟件系統，選擇CS結構，在響應速度快的前提下確保數據安全性。同時，考慮到用戶權限，對于只能在客戶端對基本信息進行查詢而不能修改的，采用BS結構更為合適。對于具有多個子系統的綜合性軟件，需要根據實際情況為不同的子系統選擇相應的結構類型，形成CS/BS混合結構。通過合理的結構設計，最終實現整個軟件系統的快速、安全運行。

2 地下管線管理系統功能設計

地下管線管理系統是針對院區內建設時間久遠、不斷建設而分布日益密集的各專業地下管線的運維管理，以及新建地下管線從前期規劃設計、過程施工到后期運維等全流程把控的綜合管理系統。該系統將地下每根管線、相關構筑物及末端等的規格、定位、路由、介質特性、建造年代等信息錄入系統形成數據庫，并可形成直觀的二維/三維專業圖及綜合圖，為日后的基礎設施修繕管理工作乃至院內綜合管理工作服務。

地下管線管理系統框架圖[3]，如圖1所示。該系統可實現數據審核入庫、管網自動建模、管網標注與統計、管網布置、管網查詢、管網綜合分析、屬性管理、數據動態更新及數據輸出等功能。

3 管理軟件各子系統的架構選擇

根據圖2所示框架內容及功能，可將地下管線管理系統劃分為數據采集與管理子系統、二/三維綜合管理子系統、可視化高級分析子系統、運維管理子系統、移動端手持APP和數據中心等幾個部分。各部分功能描述及結構選擇如下。

3.1 數據采集與管理子系統

數據采集與管理子系統負責管線數據、模型的處理、發布、入庫及日常維護和備份等工作，主要用戶為院區數據管理人員。因其功能復雜，對數據保密性及人員專業性要求均比較高，不允許非專業人員及院外未知人員使用，為提高響應速度、確保數據安全，該子系統采用CS結構。

3.2 二/三維綜合應用子系統

二/三維綜合應用子系統主要包含二/三維地圖基本操作、地圖定位、管線巡檢、二/三維數據查詢、數據統計輸出等功能模塊，用于實現地下管線三維綜合應用，以及院區地上、地下一體化的管線三維立體化管理。該子系統主要提供管線的查詢、統計、分析等常用功能，并輔以三維管線專業分析及二/三維聯動效果，以滿足相關職能部門及管線運維部門的Web用戶瀏覽、查詢數據和管線分析等需要。其用戶涉及范圍廣且用戶量較大，使用環境不固定。由此，該子系統適合采用BS結構，便于隨時隨地訪問和操作系統。

3.3 可視化高級分析子系統

可視化高級分析子系統可根據地下管線及相關構筑物數據和自動生成的管網空間關系圖，提供強大的管線綜合分析功能，如橫斷面分析、縱斷面分析、覆土深度分析、水平凈距分析、垂直凈距分析、開挖分析、連通性分析、道路擴建分析，以及最短路徑分析等。可見，該子系統只涉及到不同權限用戶對基礎數據的調用與分析，不涉及數據的錄入與更改，因此該子系統適合采用BS結構。

3.4 運維管理子系統

運維管理子系統主要負責地下管線日常業務管理中的流程審批和系統中各部門、用戶和權限的維護工作，在統一的平臺上實現對服務平臺、核心應用系統、數據庫運行狀況的實時監控管理，及時發現故障隱患以便進行問題排查，為管理員提供可操作接口，從而保證系統穩定可靠運行。該子系統的主要功能體現為對數據庫進行監控管理，并為管理員提供操作接口，沒有大量數據操作，因此適合采用BS結構。

3.5 移動端手持APP

移動端手持APP負責施工現場數據采集工作，對新增或改造管線測量數據進行實時錄入，并可實現管線數據添加、管線可視化展示等功能，可用于施工現場辦公。由于手持APP為現場數據采集終端，而后數據進入數據采集與管理子系統，其自身并沒有大量的數據操作，因而也選用BS結構。

4 BS/CS混合架構及數據流程

在地下管線管理系統中，各子系統通過綜合數據庫實現業務流程、基礎數據的交互，從而使各子系統有機結合起來，進而實現該管理系統各項功能，系統結構及數據流程詳，見圖2所示。

5 結語

地下管線管理系統綜合考慮了CS和BS結構的優點，將數據采集與管理子系統設置為CS結構，使系統對數據的處理在客戶機的穩定環境中進行，并上傳至服務器，進而完成數據入庫工作，保證數據在處理過程中不會因為網絡中斷而中止。而用戶需經過驗證獲得數據操作權限后才能對數據進行操作，對數據安全性也提供了極大保障。同時，對于用戶訪問量較多、日常使用需求較大的其他子系統采用BS結構，可實現高效更新管理機制并滿足非固定用戶群的訪問及操作需求，從而實現對院區地下管線的全面管理。

參考文獻

[1] 葉柏龍，王歡歡.BS、CS混合架構下電子政務系統的設計與實現[J].科技資訊，2013，（8）：12-13.

[2] 馬振翔.以三層BS和CS結構為基礎的考勤管理系統設計探討[J].電子測試，2017（8X）：63-64.

[3 俞麗華，劉麗春，汪洪軍，等.地下管線管理系統在基礎設施修繕管理中的應用.城市地理，2017（2X）：200-201.