基于BS/CS架构的地下管线管理系统软件设计

俞丽华 苑庆韦 刘丽春

摘 要：在全面分析BS和CS结构优缺点的基础上，确定地下管线管理系统软件各子系统相应采用的结构。明确管理系统应实现的功能后，以系统运行支撑环境为基础，采用BC/CS相结合的技术架构，利用特定区域内基础地理信息普查数据以及管网专题数据资源，构建地下管线管理系统信息平台，充分聚合其他应用资源，实现对该区域内地下管线的全面管理。

关键词：BS/CS 混合结构 地下管线 软件设计

中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：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結构的性能分析

CS为客户端/服务器体系结构，其客户端用于显示图形界面与数据交互，服务器用于处理数据，并将其返回至客户端[1]。该结构具有交互性强、存取模式安全、网络通信量低、响应速度快等特点，处理大量数据时有明显优势。但需要专门的客户端安装程序，分布功能弱，针对点多面广且不具备网络条件的用户群体，不能够实现快速部署安装和配置。同时，开发、维护成本较高，一般只应用于局域网中，对于不同的操作系统要相应开发不同版本，对计算机硬件配置要求较高。

BS是伴随Internet技术的兴起对CS结构的改进，解决了CS结构在处理过程中对服务器的数据服务和业务服务以及中间客户层服务在传输上的不足[2]。BS为三层结构，通过W3浏览器进入工作界面，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，主要事务逻辑在服务端（Server）实现。其具有分布性强、维护方便、共享性强等特点，但个性化特点明显降低，数据传输速度慢，对服务器要求高。

对比可知，对于需要访问、处理、查询大量数据的软件系统，选择CS结构，在响应速度快的前提下确保数据安全性。同时，考虑到用户权限，对于只能在客户端对基本信息进行查询而不能修改的，采用BS结构更为合适。对于具有多个子系统的综合性软件，需要根据实际情况为不同的子系统选择相应的结构类型，形成CS/BS混合结构。通过合理的结构设计，最终实现整个软件系统的快速、安全运行。

2 地下管线管理系统功能设计

地下管线管理系统是针对院区内建设时间久远、不断建设而分布日益密集的各专业地下管线的运维管理，以及新建地下管线从前期规划设计、过程施工到后期运维等全流程把控的综合管理系统。该系统将地下每根管线、相关构筑物及末端等的规格、定位、路由、介质特性、建造年代等信息录入系统形成数据库，并可形成直观的二维/三维专业图及综合图，为日后的基础设施修缮管理工作乃至院内综合管理工作服务。

地下管线管理系统框架图[3]，如图1所示。该系统可实现数据审核入库、管网自动建模、管网标注与统计、管网布置、管网查询、管网综合分析、属性管理、数据动态更新及数据输出等功能。

3 管理软件各子系统的架构选择

根据图2所示框架内容及功能，可将地下管线管理系统划分为数据采集与管理子系统、二/三维综合管理子系统、可视化高级分析子系统、运维管理子系统、移动端手持APP和数据中心等几个部分。各部分功能描述及结构选择如下。

3.1 数据采集与管理子系统

数据采集与管理子系统负责管线数据、模型的处理、发布、入库及日常维护和备份等工作，主要用户为院区数据管理人员。因其功能复杂，对数据保密性及人员专业性要求均比较高，不允许非专业人员及院外未知人员使用，为提高响应速度、确保数据安全，该子系统采用CS结构。

3.2 二/三维综合应用子系统

二/三维综合应用子系统主要包含二/三维地图基本操作、地图定位、管线巡检、二/三维数据查询、数据统计输出等功能模块，用于实现地下管线三维综合应用，以及院区地上、地下一体化的管线三维立体化管理。该子系统主要提供管线的查询、统计、分析等常用功能，并辅以三维管线专业分析及二/三维联动效果，以满足相关职能部门及管线运维部门的Web用户浏览、查询数据和管线分析等需要。其用户涉及范围广且用户量较大，使用环境不固定。由此，该子系统适合采用BS结构，便于随时随地访问和操作系统。

3.3 可视化高级分析子系统

可视化高级分析子系统可根据地下管线及相关构筑物数据和自动生成的管网空间关系图，提供强大的管线综合分析功能，如横断面分析、纵断面分析、覆土深度分析、水平净距分析、垂直净距分析、开挖分析、连通性分析、道路扩建分析，以及最短路径分析等。可见，该子系统只涉及到不同权限用户对基础数据的调用与分析，不涉及数据的录入与更改，因此该子系统适合采用BS结构。

3.4 运维管理子系统

运维管理子系统主要负责地下管线日常业务管理中的流程审批和系统中各部门、用户和权限的维护工作，在统一的平台上实现对服务平台、核心应用系统、数据库运行状况的实时监控管理，及时发现故障隐患以便进行问题排查，为管理员提供可操作接口，从而保证系统稳定可靠运行。该子系统的主要功能体现为对数据库进行监控管理，并为管理员提供操作接口，没有大量数据操作，因此适合采用BS结构。

3.5 移动端手持APP

移动端手持APP负责施工现场数据采集工作，对新增或改造管线测量数据进行实时录入，并可实现管线数据添加、管线可视化展示等功能，可用于施工现场办公。由于手持APP为现场数据采集终端，而后数据进入数据采集与管理子系统，其自身并没有大量的数据操作，因而也选用BS结构。

4 BS/CS混合架构及数据流程

在地下管线管理系统中，各子系统通过综合数据库实现业务流程、基础数据的交互，从而使各子系统有机结合起来，进而实现该管理系统各项功能，系统结构及数据流程详，见图2所示。

5 结语

地下管线管理系统综合考虑了CS和BS结构的优点，将数据采集与管理子系统设置为CS结构，使系统对数据的处理在客户机的稳定环境中进行，并上传至服务器，进而完成数据入库工作，保证数据在处理过程中不会因为网络中断而中止。而用户需经过验证获得数据操作权限后才能对数据进行操作，对数据安全性也提供了极大保障。同时，对于用户访问量较多、日常使用需求较大的其他子系统采用BS结构，可实现高效更新管理机制并满足非固定用户群的访问及操作需求，从而实现对院区地下管线的全面管理。

参考文献

[1] 叶柏龙，王欢欢.BS、CS混合架构下电子政务系统的设计与实现[J].科技资讯，2013，（8）：12-13.

[2] 马振翔.以三层BS和CS结构为基础的考勤管理系统设计探讨[J].电子测试，2017（8X）：63-64.

[3 俞丽华，刘丽春，汪洪军，等.地下管线管理系统在基础设施修缮管理中的应用.城市地理，2017（2X）：200-201.