管線智能化管理平臺構建項目技術方案

1、-作者xxxx-日期xxxx管線智能化管理平臺構建項目技術方案【精品文檔】管線智能化管理平臺構建項目技 術 文 件 2015 年 10 月 26 日【精品文檔】目 錄1.項目概述與總體需求分析11.1.項目背景11.2.項目建設目標11.2.1.總體目標11.2.2.試點具體目標21.3.項目業(yè)務需求21.3.1.管道三維展示與管理21.3.2.海量數據整合查詢需求21.3.3.業(yè)務系統(tǒng)整合需求31.3.4.應急響應與輔助決策需求31.3.5.業(yè)務應用分層定制需求31.3.6.系統(tǒng)集成需求42.系統(tǒng)總體方案及特點42.1.建設依據42.2.建設原則42.3.系統(tǒng)總體設計62.3.1.系統(tǒng)建設架

2、構62.3.2.系統(tǒng)部署72.3.3.關鍵技術路線72.3.4.系統(tǒng)性能指標72.3.5.應用靈活性設計82.3.6.系統(tǒng)安全設計92.4.實施階段及進度102.5.構建地理信息場景102.5.1.數字地球102.5.2.三維地形DEM122.6.管道基礎數據可視化展示系統(tǒng)122.6.1.圖層控制132.6.2.權限控制142.6.3.三維空間量算152.7.內檢測數據可視化展示系統(tǒng)212.8.第三方施工可視化系統(tǒng)232.8.1.需求分析232.8.2.系統(tǒng)特點232.9.陰極保護數據可視化展示系統(tǒng)252.10.地質災害可視化展示系統(tǒng)272.11.管道風險評價可視化展示292.11.1.數據批

3、量導入292.12.管道應急管理302.12.1.管道應急管理系統(tǒng)特點302.12.2.應急資源三維展示312.12.3.三維可視化預案322.12.4.應急模擬演練352.13.外系統(tǒng)集成362.13.1.PIS系統(tǒng)集成372.13.2.SCADA系統(tǒng)集成372.14.數據資源建設整合372.14.1.GIS數據整合372.14.2.管線基礎信息采集382.14.3.管線周邊環(huán)境應急資源信息整合392.14.4.三維場景建設422.14.5.管道采集數據的整理分析與轉換入庫482.14.6.歷史數據資料整理分析與轉換入庫483.系統(tǒng)實施方案493.1.項目組織計劃及實施方案493.2.保密方

4、案494.技術標書響應說明501. 項目概述與總體需求分析1.1. 項目背景酒泉分公司管轄范圍內管線跨度廣、距離長，針對管道管理業(yè)務建立了較多業(yè)務系統(tǒng)，由于各業(yè)務系統(tǒng)相對獨立，數據相互割裂，某些業(yè)務應用上存在一定局限。且管道保護業(yè)務、完整性管理業(yè)務產生的大量數據，如內外檢測、完整性評價、地質災害評估等數據，缺乏有效的整合。目前基礎地理信息數據已覆蓋管道全線，數據精度不一，針對重點部位或工程其數據精度可能難以滿足業(yè)務需求。大部分數據已在PIS系統(tǒng)中入庫，數據的準確性有待驗證；缺失的數據可以從施工記錄、竣工測量記錄中獲取，需人為提取。因此，有必要建立一套智能化管線管理平臺，整合各類數據與系統(tǒng)，可視

5、化綜合查詢與智能分析，有效提升管道管理工作效率。考慮酒泉分公司管轄范圍內管線數量長，牽涉業(yè)務較多，為降低實施風險，以及滿足現階段主要需求，管線智能化管理系統(tǒng)選取試點管段（西氣東輸二線甘肅段46#閥室到樁1953#樁段，全長約342公里）開展部分業(yè)務的試點實施。該管段數據質量相較其他管段比較完整，以此段為試點段最終形成酒泉分公司的智能化管線產品標準，未來基于該系統(tǒng)進行全線業(yè)務拓展與推廣實施，逐步完善。1.2. 項目建設目標1.2.1. 總體目標充分利用云計算、物聯(lián)網、大數據分析、移動應用等信息化最新技術，按照平戰(zhàn)結合的思路，遵循“定位清晰、安全高效、功能靈活、集成度高、擴展性強”的原則進行管道信

6、息系統(tǒng)建設，為管道信息共享、現場操作、風險監(jiān)控、快速維搶、完整性管理和決策提供全方位的信息支撐，最終實現管控一體化，決策智能化。1.2.2. 試點具體目標（1）建立酒泉分公司管道一張圖管理，對管道基礎宏觀信息進行查看，主要是分公司管道整體態(tài)勢管理。（2）三維場景可視化，將管線走向、本體及附屬設施在三維場景中進行可視展示，便于分公司宏觀了解查看。（3）可視化應用功能開發(fā)，針對試點項目的業(yè)務應用開發(fā)相應應用功能，滿足實際業(yè)務需求。（4）應急輔助決策，系統(tǒng)具有豐富的輔助決策功能，可根據事故發(fā)生地點和資源情況自動匹配生成疏散路徑和救援路線。并提供相關災情應急處理的全息展示或應急預案行動方案的三維展示，

7、為救援指揮提供參考。（5）生產數據集成，通過集成SCADA系統(tǒng)的數據，將管道及設施運行過程中的動態(tài)數據（如溫度、壓力、濃度等信息）結合真實的場景展現出來，為管道日常安全監(jiān)管、應急指揮決策提供實時數據支持。1.3. 項目業(yè)務需求1.3.1. 管道三維展示與管理建立與現實情況一致的管道三維場景，從而實現對于管道所有的細節(jié)信息“一目了然”。利用管道走向能夠三維展現具體某段管線在地下埋設的管體情況，并可宏觀查看沿線管道的附屬設施及周邊地形地貌等信息。1.3.2. 海量數據整合查詢需求管道設施從設計到建設，持續(xù)產生了大量的數據，管道投入運行后的維護信息、運行信息以及內外檢測信息更是海量增加，這些數據對于

8、管道的運行調度、完整性管理和管道應急搶修都具有重要意義。然而，目前各類信息以不同形式記錄在不同的介質或信息系統(tǒng)中，需要查詢某一對象的具體信息時，需要花費很長時間去收集和整理，嚴重影響了工作效率，甚至會因為某些信息獲取不及時導致嚴重后果。1.3.3. 業(yè)務系統(tǒng)整合需求管道運營管理業(yè)務所需數據紛繁復雜，且分散在各個業(yè)務部門中。在日常工作中關注某一管段或設備時，可能需要查詢圖紙、施工記錄、維檢修記錄和當前工況參數等，就需要到多個部門調閱資料或登陸多個系統(tǒng)去查詢，工作極為不便。上述數據來自不同的單位或系統(tǒng)，數據格式、參照系等不盡相同。要打破“信息孤島”，將各類數據進行有效整合，需要建立具備強大數據兼容

9、和處理能力的信息平臺。1.3.4. 應急響應與輔助決策需求管線途徑地勢較為復雜，沿途穿越情況復雜，給應急搶維修或突發(fā)事故的處理帶來挑戰(zhàn)。在管道上任何一處出現險情時，都需要查詢各方面信息作為決策依據，要求能夠在應急狀態(tài)時快速、準確地查詢所關注的各類信息，特別是周邊的人居分布、管道沿線高后果區(qū)分布和詳細情況等信息，并將這些信息直觀的展現出來，例如：事發(fā)點周邊居民區(qū)分布情況、人口數量、需要疏散的范圍、地形情況、疏散交通線路、應急資源分布等。在發(fā)生事故后進行應急搶修時快速了解事故造成后果和影響區(qū)域，對敏感目標和脆弱目標進行快速救援、保護。當泄露、地質災害等災情出現時，決策人員需要進行快速的響應，準確科

10、學地判斷災情未來發(fā)展趨勢，這些業(yè)務僅靠管線坐標或平面影像圖不能滿足需求的，要求結合三維可視化場景將應急處置所關注的各類信息、流程、分析結果進行綜合呈現。1.3.5. 業(yè)務應用分層定制需求針對作業(yè)區(qū)及基層站隊的職責，進行需求分析和重構，定制滿足實際業(yè)務需求的平臺，在日常管理業(yè)務中，作業(yè)區(qū)、基層站隊所關注的工作內容不同，如酒泉分公司需要查看基于管道全生命周期的部分或全部數據，作業(yè)區(qū)、基層站隊需要進行數據分析、后臺管理等。1.3.6. 系統(tǒng)集成需求暫先預留與PIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)集成的接口，待今后接入。本項目系統(tǒng)與PIS系統(tǒng)進行集成對接，所需要的管道基礎數據來源于PIS系統(tǒng)，集成對接后，該系統(tǒng)只

11、負責查詢與展示完整性數據，數據的更新維護均在PIS系統(tǒng)中完成，但兩系統(tǒng)的數據實現同步更新。若考慮對接周期，可在集成對接未完成之前，該系統(tǒng)也提供一定的數據維護功能。2. 系統(tǒng)總體方案及特點2.1. 建設依據1) 長距離輸油輸氣管道測量規(guī)范SY/T0055-20032) 1:500 1:1000 1:2000 地形圖圖式GB/T7929-19953) 石油工程制圖標準SY/T0003-20034) 工程測量規(guī)范GB 50026-935) 基礎地理信息要素分類與代碼GB/T 13923-20066) 輸氣管道系統(tǒng)完整性管理SY/T6621-20057) 1：5000、1：10000、1：25000、

12、1：50000、1：100000地形圖要素分類與代碼GB/T15660-19958) 1：500，1：1000，1：2000地形圖數字化規(guī)范GB/T17160-19979) 計算機軟件產品開發(fā)文件編制指南GB/T 8567-198810) 計算機軟件需求規(guī)格說明規(guī)范 GB/T 9385-200811) 計算機軟件測試規(guī)范GB/T 15532-20082.2. 建設原則為實現上述本系統(tǒng)的建設目標，數字化管道系統(tǒng)建設遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施、先進適用的原則。具體表現如下：1) 實用性的原則采用國際先進的軟件技術，結合國內外最佳實踐，開發(fā)符合廣東天然氣管網業(yè)務需求的數字化系統(tǒng)平臺，解決其建設和運營期的

13、業(yè)務問題，并且保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和易用性。2) 可擴展性的原則系統(tǒng)具有很強的可擴展性，隨著新管道工程的建設，系統(tǒng)數據庫能夠隨之擴展；同時隨著業(yè)務需求的增加、技術的進步，系統(tǒng)能夠增加新的功能子系統(tǒng)、功能模塊，從而滿足業(yè)務的需求。3) 可靠性的原則采用成熟、可靠的經過實際驗證的技術和方案，從而保證數據采集的精度，以及系統(tǒng)的可靠性。4) 標準化的原則符合國家、行業(yè)、中海油企業(yè)內部的數字化建設和數據采集的標準規(guī)范。5) 先進性的原則保證可靠，實用的前提下，選用成熟先進的成果和技術，通過技術改造與更新，保證系統(tǒng)5-10年內的先進性。6) 開放性的原則采用通用、開放的協(xié)議、數據格式、數據庫類型從而保證系統(tǒng)的開

14、放型，保證系統(tǒng)的方便擴展和升級，同時考慮為各種應用開發(fā)提供接口支持。7) 安全性的原則采用全方位的系統(tǒng)安全保障，從系統(tǒng)單點一體化集成、單點登錄、主機保護、訪問用戶身份識別、多級授權、病毒防護和入侵攻擊檢測等多方面保證數字化系統(tǒng)的安全。8) 重視過程管理的原則應針對天然氣管道建設特點，考慮到工程建設的不可逆性，對數據采集、審核、質量管理、管理方法、技術支持等相關工作提出具體工作方案，確保質量合格。2.3. 系統(tǒng)總體設計2.3.1. 系統(tǒng)建設架構項目采用成熟的三維平臺，平臺應充分考慮到系統(tǒng)的靈活性和未來的擴展性，支持對更多類型的管道數據、GIS數據、業(yè)務數據的擴展，同時還支持在平臺上開發(fā)更多的業(yè)務

15、功能。因此，該平臺具備將酒泉分公司成果納入的能力，并能為后續(xù)管道運營管理、安全應急管理提供業(yè)務支撐。系統(tǒng)架構圖2.3.2. 系統(tǒng)部署基于網絡傳輸模式，系統(tǒng)服務器部署建議集中部署在酒泉分公司，作業(yè)區(qū)和基層站隊分別部署客戶端，通過網絡傳輸模式進行遠程登錄訪問。2.3.3. 關鍵技術路線平臺通過內容綜合、形式統(tǒng)一的空間數據庫，統(tǒng)一采集存貯和管理二維、三維地理信息及管線三維模型，實現大場景站線的二三維一體化管理，為各應用系統(tǒng)提供空間操作、空間分析、數據導航、三維展示、專題應用等空間數據處理、顯示、計算、存儲、共享與分發(fā)服務，滿足后期二次開發(fā)進行應用擴展的需求。. 組件化、面向對象的設計開

16、發(fā)模式1) 組件化設計“軟件組件化”是一種理想的軟件開發(fā)理念，它主張軟件產品的開發(fā)應當像制造工業(yè)產品那樣，首先通過專業(yè)化分工生產出不同功能的“零部件”，然后再將這些“零部件”合理地組裝起來，形成所需的產品?！败浖M件化”，真正實現了軟件復用和組件化生產，極大節(jié)約軟件產品的開發(fā)時間和開發(fā)成本。組件技術與面向對象的開發(fā)方法不同的是，面向對象的技術強調對個體的抽象，組件則更推廣了對象封裝的內涵，側重于復雜系統(tǒng)中組成部分的協(xié)調關系，強調實體在環(huán)境中的存在形式。 為了說明組件化為什么是軟件工廠的技術基礎，我們先來看看組件的基本屬性。從廣義上來說，組件有如下的幾個基本屬性：² 組件是可獨立配置的

17、單元，因此組件必須自包容；² 組件強調與環(huán)境和其他組件的分離，因此組件的實現是嚴格封裝的，外界沒機會或沒必要知道組件內部的實現細節(jié)；² 組件可以在適當的環(huán)境中被復合使用，因此組件需要提供清楚的接口規(guī)范，可以與環(huán)境交互；² 組件不應當是持續(xù)的，即組件沒有個體特有的屬性，理解為組件不應當與自身副本區(qū)別。（1） 基本組件描述1) 全息支撐組件Ø 提供空間地理信息數據的組織、分類、編輯和管理服務。Ø 提供空間數據及虛擬現實交互式顯示服務。2) 系統(tǒng)管理組件該組件是整個平臺的核心控制與管理模塊，是GIS平臺其它模塊構建的基礎。Ø 提供海量數據分

18、發(fā)管理，依據數據存儲及管理的特點，采取相應優(yōu)化策略，提供三維分析、路由分析、數據處理等底層計算服務。Ø 提供網絡智能負載、部署、管理服務，提高系統(tǒng)性能。3) 數據管理組件對本地各類三維模型數據和空間GIS數據進行管理和支持。4) 數據交換組件提供專業(yè)的數據轉換處理器，可以對不同類型、不同精度、不同坐標系的數據進行轉換處理。5) 業(yè)務邏輯組件提供企業(yè)業(yè)務邏輯拓撲關系的定義、維護、檢索及組織管理服務。6) 場景顯示組件專用于三維場景中管理鏡頭特效、攝像機角度位置編輯，可以支持多媒體合成。7) 場景編輯組件提供場景可視化編輯、模型節(jié)點處理，物件關系編輯等工具。（2） 外系統(tǒng)集成組件已建成果

19、的集成分兩個層次，一種是簡單集成，通過鏈接網站或執(zhí)行程序的方式；一種是深度整合，通過集成已建成果的數據、界面、操作方式等，實現已建成果相關信息能及時在數字化LNG系統(tǒng)中顯示。針對以上兩個層面的集成，可采用三種集成方式：數據庫方式、網絡通信方式、控件方式。Ø 可作為外系統(tǒng)集成通訊網關，提供接口服務。Ø 支持基于J2EE的B/S信息管理配置服務。（3） 標準化二次開發(fā)組件GIS平臺提供二次開發(fā)組件，支持擴展應用。支持基于.NET、JAVA等技術體系的二次開發(fā)。擴展應用通過接口，可直接調用平臺提供的數據服務、顯示服務、計算服務，完善其業(yè)務應用。2) 面向對象面向對象是一種自下而上

20、的程序設計方法，不像過程式設計那樣一開始就要用main概括出整個程序，面向對象設計往往從問題的一部分著手，一點一點地構建出整個程序。面向對象設計以數據為中心，類作為表現數據的工具，是劃分程序的基本單位，而函數在面向對象設計中成為了類的接口。面向對象設計自下而上的特性，允許開發(fā)者從問題的局部開始，在開發(fā)過程中逐步加深對系統(tǒng)的理解。這些新的理解以及開發(fā)中遇到的需求變化，都會再作用到系統(tǒng)開發(fā)本身，形成一種螺旋式的開發(fā)方式。在這種開發(fā)方式中，對于已有的代碼，常需要運用Refactoring技術來做代碼重構以體現系統(tǒng)的變化。. 基于面向服務(SOA)架構搭建基礎平臺在理解管線只能化管理平臺

21、構建項目功能需求的基礎之上，我們認為應采用基于面向服務的體系結構（Service-Oriented Architecture）完成系統(tǒng)之間整合的標準模式。將應用系統(tǒng)的不同功能單元（稱為“服務”）通過服務之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式定義的，與實現服務的廠商、硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言無關，這樣就可以使異構平臺上實現的各種業(yè)務功能，可以以統(tǒng)一和通用的方式，互相調用和交換信息。采用SOA架構有利于項目的建設，它可以根據需求通過網絡對松散耦合的粗粒度應用組件進行分布式部署、組合和使用。服務層是SOA的基礎，可以直接被應用調用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。在

22、基于SOA架構的系統(tǒng)中，具體應用程序的功能是由一些松耦合并且具有統(tǒng)一接口定義方式的組件(也就是service)組合構建起來的。SOA架構模型如下圖所示： SOA架構模型圖本項目將基于SOA架構模型進行系統(tǒng)的規(guī)劃、設計與建設。應用系統(tǒng)采用SOA架構的優(yōu)點如下表：特點描述優(yōu)點，應用性能以及注解松散耦合服務提供者和消費者可以用定義良好的接口來獨立開發(fā)。服務實現者可以更改服務中的接口、數據或者消息版本，而不對消費者造成影響。松散耦合消除了對系統(tǒng)兩端進行緊密控制的需要。就系統(tǒng)的性能、可伸縮性以及高可用性而言，每個系統(tǒng)都可以實現獨立管理。它并沒有消除任何的運行時依賴性。它可以劃分眾多服務提供者的依賴性，但

23、如果該運行時系統(tǒng)需要 24x7 的可用性以及每秒 50000 的吞吐量的話，那么對服務提供者的這些需求必須得到滿足。實現的改變被隱藏了起來。松散耦合給服務提供者和消費者提供了獨立性，但要求基于標準的接口和中間物來積極地管理和代理終端系統(tǒng)之間的請求。基于行業(yè)標準真正的行業(yè)標準是由技術旗艦如BEA、IBM、Microsoft、Sun、Sql-Server、W3C 以及 Oasis 所認可的。SOA 由于其可以用基于標準的技術來實現，所以它被廣泛接受。消除了擁有私有客戶的需要。使用基于標準的技術可打破行業(yè)壟斷并促進供應商產品的最優(yōu)組合。松散耦合層的概念依賴于在內部和外部對標準的廣泛支持?？芍赜玫姆?/p>

24、由于服務是在目錄中發(fā)布并且在整個網絡中都可用，所以它們變得更加容易被發(fā)現和重用。如果某個服務不能被重用，那么它可能根本不需要服務接口。為了不同的目的再次將服務組合，這種方式也可以實現服務的重用。服務重用避免了重復開發(fā)之苦，同時提高了實現中的一致性。 服務的重用比起組件或者類的重用更容易實現，在過去曾嘗試過組件和類的重用，但很少成功。同步服務調用 (RPC 方式)在同步服務調用中，調用方進行調用、傳遞所需的參數、中斷并等待響應。如果服務提供者可用，那么同步服務調用可為請求提供立即響應。 同步服務對于要求實時響應的應用程序來說是至關重要的，例如 Portal 或者 Query。異步服務調用(文檔方

25、式)在異步服務調用中，調用方向消息收發(fā)服務發(fā)送一個包含完全上下文的消息，收發(fā)服務將該消息傳遞給接收者。接收者處理該消息并通過消息總線向調用方返回響應。在消息正在處理的過程中，調用方不會中斷。由于粗粒度消息和消息收發(fā)服務的使用，可以對服務請求進行排隊并以最合適的系統(tǒng)速度來處理它們。這種方法具有高度可伸縮性，原因是隊列允許的長度是多少，消息收發(fā)系統(tǒng)就能夠對多少請求進行排隊。調用方并不在處理過程當中保持網絡連接，并且由于調用方并不會中斷，所以它們不會受處理延遲的負面影響，也不會受異步服務執(zhí)行中所存在問題的負面影響。 本實現采用回調的支持，這本身并不是 Web 服務標準的一部分。無干擾開發(fā) （通過使用

26、現有的軟件組件來開發(fā)服務）現有的軟件組件并不需要修改就可以將其功能作為服務提供出來。服務是用組件的接口定義開發(fā)或生成的。消除了修改、測試以及維護現有軟件的需要。有了組合服務，來自現有投資的功能可以被重用并重新組合來為企業(yè)創(chuàng)造新的價值。策略管理當把共享的服務應用于應用程序中時，針對每個應用程序所特有的規(guī)則被外化為策略。 在設計和運行時，必須就每個服務進行策略的管理和應用?；诓呗缘挠嬎憧梢源龠M普通的可重用服務的創(chuàng)建。隨著特定應用程序服務定制的外化，應用程序實現的變化被減少到了最低限度。 通常實施策略的是一個組織的操作和支持小組，并非開發(fā)小組。如果不使用策略的話，應用程序的開發(fā)人員以及操作和支持小

27、組不得不在應用程序開發(fā)過程中并肩工作來實現并測試策略。策略的使用使得開發(fā)人員能夠集中精力于應用邏輯，而使操作和支持小組專注于規(guī)則。數據訪問服務數據訪問、集成、轉換以及重用服務。隱藏數據源的復雜性，同時加強跨數據源的一致性、完整性以及安全性。組合服務組合服務將新的現有的應用程序邏輯和事務處理進行了合并。充分利用現有的 IT 投資。適用于綠地和遺留實現。 裝配或者編排產品簡化了異構系統(tǒng)的集成。共享的或企業(yè)的基礎架構服務基于 SOA 構建的所有應用程序所使用的公共服務稱為共享的基礎架構服務。使用共享的基礎架構來提供公共服務可以避免每一個應用程序構建類似的服務。使用共享的基礎架構服務可提供一致性，并允

28、許單點管理。 其他的共享服務（例如與安全相關的服務）可以通過將現有的產品作為服務直接提供出來的方式創(chuàng)建。細粒度服務細粒度服務實現最小的功能，同時消耗并返回最小量的數據。 細粒度服務可以用 Web 服務來實現，也可以利用基于 RMI、 .Net 或者 CORBA 的分布式對象來實現。細粒度服務的優(yōu)點是可在粒度級實施嚴格的安全和訪問策略。實現和單元測試很簡單，而且相互獨立。粗粒度服務粗粒度服務比細粒度服務實現更多的功能，并消耗不同數量的結構化數據或者消息。它們返回類似的數據或者消息，可能還含有內嵌的上下文。粗粒度服務不需要通過網絡多次調用來提供有意義的業(yè)務功能。. 基于J2EE技術框

29、架及三層結構開發(fā)應用系統(tǒng)整體技術體系上選用J2EE技術，采用Browser/WebServer/DataBaseServer三層結構進行應用系統(tǒng)的開發(fā)。Browser/WebServer/DataBaseServer三層結構如上圖所示，下面對B/S/D三層結構作詳細的闡述。實現數據與應用邏輯分離。1) 數據與應用邏輯分離的特征Browser/WebServer/DataBaseServer結構指硬件的體系結構，也有相應的邏輯的體系結構相對應。在Browser / Web Server / Data Base Server計算模型中，要完成的功能在瀏覽器、Web應用服務器和數據庫服務器之間進行劃

30、分。硬件的Browser/WebServer/DataBaseServer結構，通常是指某項請求任務在瀏覽器或Web應用服務器和數據庫服務器之間進行分配，其中瀏覽器用來發(fā)送請求和前端表示處理，Web應用服務器處理來自瀏覽器的請求，數據庫服務器處理數據查詢邏輯處理。對邏輯系統(tǒng)體系來說，分為表示層、商業(yè)邏輯處理層、和數據處理層三層客戶服務器結構。鑒于兩層結構(C/S)在設計和應用的局限性，將復雜的業(yè)務數據處理提出，將復雜的業(yè)務數據處理提出，將系統(tǒng)的邏輯結構和物理結構分離，形成三層結構的客戶服務器結構，運用基于組件的分布式技術，從結構上就避免兩層結構的局限性。2) 用戶服務(客戶層)用戶服務層是應用

31、的用戶接口部分，是用戶與系統(tǒng)間交互信息的窗口。它的主要功能是檢查用戶輸入的數據，顯示系統(tǒng)輸出的數據。如果用戶服務層需要修改時，只需改寫顯示控制和數據校驗程序，而不影響其他兩層。檢查的內容也只限于數據格式和取值范圍，不包括有關業(yè)務本身的處理邏輯。3) 商業(yè)服務(中間層)嶄新的一層是商業(yè)服務層，它是應用的主體，它包括了應用中全部的業(yè)務處理程序。除了輸入/輸出在用戶服務層、數據庫在數據服務層外，全部的統(tǒng)計、匯總、分析、打印功能全部封裝在商業(yè)服務層。它的一方面起傳遞數據作用，一方面進行強大的數據處理。該層還承擔安全性檢查的任務。4) 數據服務（數據庫）數據服務層就是數據庫管理系統(tǒng)（DBMS），負責管理

32、對數據庫數據的讀寫。DBMS能迅速執(zhí)行大量的數據的更新和檢索。一般商業(yè)服務層通過發(fā)送SQL命令來操作數據庫的數據。5) 采用B/S/D架構的優(yōu)勢瀏覽器Browser/WEB服務器Server/數據庫服務器Database是解決公共信息服務以及交互相應動態(tài)服務最適用的一種應用模型。實現了真正意義上的瘦客戶，大大簡化了應用系統(tǒng)的分發(fā)、配置管理和版本管理工作。. 使用AJAX技術實現頁面級的數據質量控制和邏輯校驗Web應用的交互如Flickr, Backpack和Google在這方面已經有質的飛躍。這個術語源自描述從基于網頁的Web應用到基于數據的應用的轉換。在基于數據的應用中，用戶需

33、求的數據如聯(lián)系人列表，可以從獨立于實際網頁的服務端取得并且可以被動態(tài)地寫入網頁中，給緩慢的Web應用體驗著色使之像桌面應用一樣。許多重要的技術和AJAX開發(fā)模式可以從現有的知識中獲取。例如，在一個發(fā)送請求到服務端的應用中，必須包含請求順序、優(yōu)先級、超時響應、錯誤處理及回調，其中許多元素已經在Web服務中包含了，就像現在的SOA。AJAX開發(fā)人員擁有一個完整的系統(tǒng)架構知識。同時，隨著技術的成熟還會有許多地方需要改進，特別是UI部分的易用性。AJAX開發(fā)與傳統(tǒng)的CS開發(fā)有很大的不同。這些不同引入了新的編程問題，最大的問題在于易用性。由于AJAX依賴瀏覽器的JavaScript和XML，瀏覽器的兼容

34、性和支持的標準也變得和JavaScript的運行時性能一樣重要了。這些問題中的大部分來源于瀏覽器、服務器和技術的組合，因此必須理解如何才能最好的使用這些技術。綜合各種變化的技術和強耦合的客戶服務端環(huán)境，AJAX提出了一種新的開發(fā)方式。AJAX開發(fā)人員必須理解傳統(tǒng)的MVC架構，這限制了應用層次之間的邊界。同時，開發(fā)人員還需要考慮CS環(huán)境的外部和使用AJAX技術來重定型MVC邊界。最重要的是，AJAX開發(fā)人員必須禁止以頁面集合的方式來考慮Web應用而需要將其認為是單個頁面。一旦UI設計與服務架構之間的范圍被嚴格區(qū)分開來后，開發(fā)人員就需要更新和變化的技術集合了。. 基于二三維一體化GI

35、S技術由于本系統(tǒng)是基于GIS的數據管理和業(yè)務應用系統(tǒng)，因此GIS技術將是本系統(tǒng)的核心技術，通過統(tǒng)一的二三維一體化GIS平臺完成相關業(yè)務操作，具體技術方法表現為：（1）采用大型關系數據庫Sql-Server作為屬性數據、業(yè)務數據和空間數據存儲和管理平臺；（2）使用業(yè)主單位原有GIS作為海量空間數據引擎，連接和訪問Sql-Server存儲的空間數據，進行空間數據的管理、組織和訪問；2.3.4. 系統(tǒng)性能指標. 響應時間1) 業(yè)務查詢最大耗時不超過3秒，平均不超過2秒（不包括打印時間）；2) 報表展現等系統(tǒng)其它操作最大耗時不超過8秒，平均不超過4秒；3) 信息檢索的時間最大不能超過3秒

36、，平均速度不能超過1秒；4) 其它頁面打開速度平均速度不能超過3秒；5) 批處理時間最大耗時控制在5秒內。. 穩(wěn)定性指標系統(tǒng)持續(xù)運行時間為7×24小時不間斷運行。. 吞吐量指標1) 外網同時在線用戶數200人；并發(fā)用戶數20人。2) 內網同時在線用戶數200人；并發(fā)用戶數50人。. 數據量指標1) 系統(tǒng)支持存儲量1T。2) 系統(tǒng)支持單次增量備份數據量1G。3) 系統(tǒng)數據單次備份時間7天。2.3.5. 應用靈活性設計1) 需求及流程變化用戶在使用系統(tǒng)一段時間后，可能會對現有的工作流程提出新的需求，本系統(tǒng)工作流程是可維護的，對工作流環(huán)節(jié)和節(jié)點內容

37、可以進行修改，刪除、新增等操作。通過工作流管理模塊可以保障在用戶需求發(fā)生變動時，能及時修改工作流滿足用戶使用。2) 操作方式變化用戶可以通過系統(tǒng)定制功能，將自己常用的功能，將自己的操作習慣和常用的功能模塊定制成用戶指定的方式。同時可以對定制后的結果進行維護。3) 機構人員變化機構人員變化后用戶權限也會發(fā)生相應變化，用戶瀏覽的數據以及使用的功能也會發(fā)生變化。通過用戶權限管理功能，可以對用戶使用的功能和瀏覽的數據進行權限維護。保障使用系統(tǒng)機構人員變化，能正常安全的使用系統(tǒng)。4) 操作系統(tǒng)環(huán)境變化平臺采用基于SOA和JAVA EE體系設計理念，便于實現跨平臺與互操作。J2EE能夠開發(fā)部署在

38、異構環(huán)境中的可移植程序?；贘2EE的應用程序不依賴任何特定操作系統(tǒng)、中間件、硬件。因此設計合理的基于J2EE的程序只需開發(fā)一次就可部署到各種平臺。同時利用Web Services方法實現一種松散耦合的異構式環(huán)境的集成，數據功能封裝成接口，構建面向服務的系統(tǒng)平臺。 2.3.6. 系統(tǒng)安全設計1) 防止主機崩潰方法采用高可靠性集群是目前關鍵業(yè)務系統(tǒng)提高系統(tǒng)可靠性的重要手段之一。實現方式是采用多臺服務器運行管理業(yè)務系統(tǒng)，一臺服務器作為另一臺的備份或者在幾臺服務器之間平均分布負載，以達到在一臺服務器出現故障時系統(tǒng)仍然能夠正常運行的目的。采用負載均衡動態(tài)集群技術，使用多臺服務器協(xié)同服務，保證

39、管線智能化管理平臺系統(tǒng)穩(wěn)定性。2) 防治病毒方法建立全方位的安全體系。安裝防病毒軟件和防火墻；通過對特定網段、服務建立的訪問控制體系；建立良好的認證體系以防止攻擊者假冒合法用戶；通過對安全漏洞和的周期檢查，即使攻擊可到達攻擊目標，也可使絕大多數攻擊無效；通過對特定網段、服務建立的攻擊監(jiān)控體系，實時檢測絕大多數攻擊，并采取相應的行動（如斷開網絡連接、記錄攻擊過程、跟蹤攻擊源等）等。通過對管線智能化管理平臺系統(tǒng)統(tǒng)一數據庫的數據定期的查殺病毒，可以保障數據的安全性。3) 數據備份方法備份系統(tǒng)規(guī)劃采用統(tǒng)一的備份策略管理，通過專業(yè)的備份軟件提供SAN的自動備份系統(tǒng)。在備份系統(tǒng)中所有的服務器邏輯上分為兩種

40、：制定統(tǒng)一的備份策略和備份指令的發(fā)出；負責備份需求的支持和響應。從總體上來講，備份類型主要有三種：(1) 全備份每次備份定義的所有數據，優(yōu)點是恢復快，缺點是備份數據量大，數據多時做一次全備份需很長時間。(2) 增量備份備份自上一次備份以來更新的所有數據，其優(yōu)點是每次備份的數據量少，缺點是恢復時需要全備份及多份增量備份。(3) 差分備份備份自上一次全備份以來更新的所有數據，其優(yōu)缺點介于上兩者之間。在備份類型選擇時，一般的規(guī)則是：a) 對于操作系統(tǒng)和應用程序代碼，可在每次系統(tǒng)更新或安裝新軟件時做一次全備份。b) 對于一些日常數據更新量大，但總體數據量不是非常大的關鍵應用數據，可每天在用戶使用量較小

41、的時候安排全備份。對于日常更新量相對于總體數據量較小，而總體數據量非常大的關鍵應用數據，可每隔一個月或一周安排一次全備份，再此基礎上，每隔一個較短的時間間隔做增量備份。2.4. 實施階段及進度具體實施進度按項目要求進行。2.5. 構建地理信息場景2.5.1. 數字地球通過平臺，加載數字高程模型、數字正射影像圖、周邊矢量等信息，構建三維數字地球。系統(tǒng)支持大場景加載優(yōu)化技術，能夠加載海量數據。數字地球可顯示地球大氣層、星空，模擬天氣變化情況，通過改變視角和相機高度，自定義顯示管線三維場景及周邊的彩色地景、行政區(qū)劃、敏感地帶及人口等信息。管道基礎數據可視化展示系統(tǒng)、內檢測數據可視化展示系統(tǒng)等子系統(tǒng)通

42、過地理信息場景進入。數字地球天空背景天氣模擬2.5.2. 三維地形DEM通過加入DEM數據參與切圖，生成帶有真實地形的數字地球，直觀展示管道沿線的地理場景真實地貌狀況，使用戶有身臨其境的感覺，也有助于主管單位對氣田和管道環(huán)境進行監(jiān)測，保障生產安全。三維地形2.6. 管道基礎數據可視化展示系統(tǒng)管道從可研、勘察、設計、施工到運行、維護的過程中涉及到大量的基礎數據、圖紙資料，系統(tǒng)不僅可以將管線圖紙資料電子化后進行分類保存，而且被授予權限的用戶還可對數據進行增加、刪除、更新等操作。平臺還能夠根據用戶要求和權限，靈活地配置可見或不可見的圖層，即添加用戶時，可給新用戶分派不同的權限，不同權限的用戶可使用的

43、系統(tǒng)功能不同。2.6.1. 圖層控制（1）地理空間信息分層分類管理在三維場景中對各種地理空間信息進行合理地分層分類管理，可以根據用戶的要求靈活地定制各種顯示方案，提供對圖層的符號配置、比例尺設置、信息提示等，從而為用戶的圖形化操作提供配置管理。圖層疊加顯示（2）根據地理空間數據庫的設計，對空間數據進行樹狀分層地管理。圖層管理（4）平臺支持比例尺設置和地理空間信息顯示樣式的設置，用戶可以根據需要，針對不同的地理空間信息選擇合適的比例尺和顯示樣式。（5）可根據空間數據庫中的最新數據產生新的圖層設置。（6）平臺支持矢量、柵格等不同數據類型的圖層進行疊加且透明地顯示。2.6.2. 權限控制功能模塊功能

44、分類功能描述權限管理功能點包括對用戶、角色、組織機構、權限配置、角色權限配置、刪除用戶的管理，可進行增、刪、改、查等功能日志管理功能點可查看到操作日志、在線用戶的基本信息配置管理功能點可查看對系統(tǒng)參數配置與勘察參數配置的基本信息2.6.3. 三維空間量算本平臺提供空間量測、標繪、制圖等功能，包括坐標量算、直線距離量算、水平距離量算、高度量算、地表距離量算、截面積量算、斷面分析、視域分析、通視分析、清除測量結果等，可在應急時進行輔助決策，也可為設計施工方便快捷的提供精確地測數據，節(jié)省大量人力和物力；同時支持企業(yè)、道路、居民區(qū)等的模擬規(guī)劃，即可以在三維地景中添加建筑、道路、預量算平整土地面積等，為

45、設計施工提供便捷的工具和方法。地面剖切地面剖切結果坐標量算地理量算斷面量算截面積測量視域分析通視分析. 工具條通過工具條中的按鈕可以對地圖的放大、縮小、漫游、清空等操作。表：工具欄圖標圖標說明鼠標在地圖上將顯示，可以移動地圖，更改地圖顯示范圍地圖固定比例放大一級地圖固定比例縮小一級通過鼠標點擊在地圖上量算任意兩點之間的距離或多點間的累計距離，雙擊退出通過鼠標點擊在地圖上繪制任意的區(qū)域并量算其面積，雙擊退出清空地圖上由于功能操作產生的圖形要素將當前窗口中顯示的地圖輸出，并以PNG圖片形式保存通過鼠標點擊在地圖上面積，下方將會顯示相應的表格。（與地圖查詢中的“面查詢”功能一致）隨機在

46、地圖上取一點，將會在地圖上顯示離此點最近距離的站場及管線的點打開或關閉紅線標注工具欄上傳相關的附件進行空間分析點擊方向圖標，可以上、下、左、右四個方向移動地圖；點擊圖標，可以實現全圖操作；向“+”的方向滑動，為放大地圖；向“-”的方向滑動，為縮小地圖。. 多管線技術分析-縱斷面圖選取有管線的面，在地圖的下方將會顯示縱斷面圖。點擊縱斷面圖上的某一個點，顯示其里程、埋深、管頂標高，且在地圖上將高亮顯示。2.7. 內檢測數據可視化展示系統(tǒng)系統(tǒng)與PIS系統(tǒng)進行集成對接，提供內檢測基本數據信息（如包括對缺陷點、特征點、內檢測記錄、開挖記錄、內檢測缺陷圖成果的管理）的瀏覽、查詢功能。將管道檢

47、測的缺陷數據、坐標測定數據與管道本體信息綁定便于查詢、比對分析。并能夠直觀掌握內部制造缺陷、外部金屬損失特征等檢測結果的分布。2.7.1. 缺陷點瀏覽查詢提供內檢測基本數據信息的瀏覽、查詢操作，還可以進行定位和專題圖顯示：缺陷點查詢顯示模板2.7.2. 內檢測缺陷圖提供內檢測內部制造缺陷、外部金屬損失特征的查詢和展示，通過圖中相應的缺陷點可以查看缺陷點的具體位置等詳細信息，內檢測缺陷圖如下圖所示：內檢測缺陷分布圖2.8. 第三方施工可視化系統(tǒng)2.8.1. 需求分析根據技術要求文件，系統(tǒng)需與PIS系統(tǒng)進行集成對接，提供第三方施工及違法活動信息的瀏覽、查詢、統(tǒng)計功能。第三方施工可視化展示系統(tǒng)與PI

48、S系統(tǒng)進行集成對接，提供第三方施工及違法活動信息的瀏覽、查詢、統(tǒng)計功能。在三維場景中實現對第三方施工位置和施工情況的詳細標繪展示，可按照管理處和施工狀態(tài)（未施工、施工中、已完工）分類查詢第三方施工分布情況，也可進行專題圖統(tǒng)計、數據導出，便于用戶對第三方施工數據進行有效監(jiān)管，防患于未然。通過項目管理的各個環(huán)節(jié)流程化，實現各個專業(yè)人員及時的掌握材料位置、施工進度等信息，同時相關崗位人員對施工記錄進行整理入庫，為運營期提供基礎資料。第三方施工可視化系統(tǒng)是構建管線智能化管理平臺的重要環(huán)節(jié)，記錄第三方施工期間的數據，嚴格按照數據錄入、審核的流程，將施工期間的相關數據錄入到統(tǒng)一的數據庫中，為用戶有效監(jiān)管提

49、供基礎的信息。2.8.2. 系統(tǒng)特點(1) 實現施工數據與統(tǒng)一數據庫模型的完全兼容，施工數據經過審核后自動轉入統(tǒng)一數據庫。(2) 第三方施工可視化是通過直觀的形式顯示施工進度的系統(tǒng)，通過相關崗位人員匯報第三方施工進度，系統(tǒng)將實現自動匯總，形象化展示。達到及時、直觀反映施工進度的目的。(3) 形象進度直觀、及時。通過各種表現手段展現施工進度，如柱狀對比圖、折線圖等，且支持數據導出功能，并可以在二三維一體化平臺中進行三維畫的展現。(4) 支持工作流的方式實現相關崗位人員匯報進度匯報，確保進度展示及時，準確。(5) 實現了施工過程監(jiān)控管理，現場數據采集入庫，支持運營決策的目的。采用在線填報和離線審批

50、相結合的模式。(6) 支持與PIS系統(tǒng)進行對接，同時提供第三方施工及違法活動信息的瀏覽、查詢、統(tǒng)計功能，便于用戶有效監(jiān)管。(7) 數據統(tǒng)計：可將第三方施工及違法活動信息進行統(tǒng)計，并用柱狀圖、餅狀圖、直方圖或柵格圖等方式顯示。圖： 2014年A區(qū)第一季度管線周邊第三方施工統(tǒng)計（餅狀圖）圖：2014年A區(qū)第一季度第三方施工統(tǒng)計（柱狀圖）2.9. 陰極保護數據可視化展示系統(tǒng)陰保系統(tǒng)是管道腐蝕防護的重要手段。為了保證陰保系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)，在用系統(tǒng)定期采集了陰保系統(tǒng)的各種參數。這些參數是說明陰保系統(tǒng)工作狀態(tài)的重要信息，但沒有以直觀的方式來表達。陰極保護數據可視化展示系統(tǒng)與PIS系統(tǒng)進行集成對接，提

51、供對線路陰保設施基本數據（如對測試樁、絕緣法蘭（接頭）、輔助陽極地床組、犧牲陽極組、碼頭樁、碼頭犧牲陽極、極化電池、長效參比電極、防雷設備、極化探頭、腐蝕試片組、排流器、跨接電阻、電位傳送器數據）的瀏覽、查詢功能。實現陰保設施如犧牲陽極、陽極地床、測試樁等數據在三維場景中的分布展示和可視化查詢。1) 基礎數據管理該模塊的主要是對測試樁等陰保設施部件的基礎數據進行查詢、查看、定位等操作。2) 測試管理該模塊的主要功能是對測試期間管理等陰保工作進行查詢、查看、定位等操作。3) 陰保設施可視化查詢該模塊主要是陰保設施如犧牲陽極、陽極地床、測試樁等數據在三維場景中的分布展示和可視化查詢。樁數據展示4）

52、分析評價： 監(jiān)控陰保樁陰極保護狀態(tài)、交流干擾狀況、腐蝕環(huán)境情況以及陰保站保護狀態(tài)，通過統(tǒng)計各年度管線保護狀態(tài)和設備變更情況等，分析陰極保護趨勢。2.10. 地質災害可視化展示系統(tǒng)系統(tǒng)與PIS系統(tǒng)進行集成對接，實現地質災害數據在三維場景中可定位查詢，可按災害類型、災害等級分類管理。并在地形地貌發(fā)生變化的時候，增加地質災害多發(fā)區(qū)信息，對照存儲的地形地貌等矢量數據和三維場景，為及早進行預防和治理提供可視化信息輔助和空間數據支持。通過從風險角度分級查詢，方便管道保護人員按輕重緩急分期采取防治措施。地質災害可視化展示系統(tǒng)相關功能如下：功能模塊功能分類功能描述坡數據管理功能點對斜坡進行瀏覽、查詢等功能崩塌

53、數據管理功能點對崩塌進行瀏覽、查詢等功能預防性維護管理功能點針對斜坡、崩塌進行的預防性維護工作情況的崩塌調查表報表對崩塌基本信息按特定格式的輸出崩塌危險等級統(tǒng)計報表按分大區(qū)、分段對崩塌進行不同穩(wěn)定程度(欠穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、不穩(wěn)定、穩(wěn)定性好)分類統(tǒng)計單個崩塌變化報表報表統(tǒng)計單個崩塌某年度按月發(fā)生的例行維護及水土流失事件的數量水土流失數據管理功能點針對ErosionExposure兩種事件類型進行跟蹤處理、關閉等操作?；聰祿芾砉δ茳c對滑坡進行瀏覽、查詢等功能地面塌陷數據管理功能點對地面塌陷進行瀏覽、查詢等功能l 信息查詢：崩塌信息查詢l 報表分析：通過報表分析，歸納、總結管線周邊地質災害發(fā)生的變

54、化情況及趨勢。2.11. 管道風險評價可視化展示系統(tǒng)與PIS系統(tǒng)進行集成對接，實現在三維場景中對風險管道的動態(tài)分段、瀏覽、查詢功能，并支持批量導入風險評價結果信息，并用不同顏色區(qū)分展示，通過對威脅管道主要因素的分析，以掌握風險點各類信息變化情況，從而制訂針對性的風險管理措施，加強對該管段的巡檢、維護力度，為預防和減少事故提供決策支持。2.11.1. 數據批量導入用戶可以將符合模板格式的Excel導入到系統(tǒng)中以實現數據的批量導入；圖：導入功能圖：導入Excel2.12. 管道應急管理2.12.1. 管道應急管理系統(tǒng)特點(1) 基于二三維一體化平臺實現應急管理的相關業(yè)務。(2) 完善的應急資源管理

55、功能，實現應急資源的空間化和三維化。(3) 具有智能分析的功能，實現應急預案的結構化、智能化。(4) 具有三維應急培訓功能，通過應急預案動畫展示，進行應急培訓。(5) 建立視覺良好的企業(yè)虛擬仿真場景。對應急疏散區(qū)及周邊關注區(qū)域內的人口數量、居民分布、應急資源、救援機構、醫(yī)療機構等主要信息進行詳細的調查，將調繪信息整理后錄入系統(tǒng)以備查詢。(6) 實現應急資源的管理，對應急資源進行及時更新和維護，為應急事件提供詳細準備的信息。(7) 具有應急預案制定功能。編制結構化的應急預案，與風險管理、事件管理系統(tǒng)集成，實現對已知風險和事件提前做好應急預案，應急時直接使用。(8) 建設動畫應急案例庫，根據應急案

56、例編制應急案例動畫，為應急培訓提供直觀的材料。(9) 信息集成，通過其他系統(tǒng)接口，集成相關信息，為應急事件提供決策依據。2.12.2. 應急資源三維展示根據技術文件要求，應急資源三維展示需集成現有的管道應急資源數據，在三維場景中進行可視化展示，用戶可快速查看協(xié)議單位和事故點周邊的醫(yī)院、消防等應急救援力量的分布，也可以通過相關人員錄入后查詢周邊道路使用情況、醫(yī)院能夠接收的傷員人數、消防車到場數量等動態(tài)資源，為應急資源的調配提供幫助。2.12.3. 三維可視化預案系統(tǒng)為用戶提供數字化預案制作工具，可以根據預案或應急行動方案，通過編輯腳本的方式將事故災情、發(fā)展進程、救援行動等制作成數字化預案，按照事件的發(fā)展過程將應急措施可