管网及重大危险设施地理信息系统技术解决方案

管网及重大危险设施地理信息系统

设计与技术方案

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

目录

第一章项目概述.................................................................10

第二章需求分析.................................................................13

2.1.现状分析.............................................................13

2.2.措施办法..............................................................15

2.3.技术需求..............................................................18

2.4.成果预期..............................................................20

第三章建设目标.................................................................20

第四章建设原则.................................................................23

4.1.先进性................................................................23

4.2.安全性................................................................24

4.3.完整性................................................................26

4.4.实用性................................................................27

4.5.标准性................................................................28

4.6.开放性................................................................28

4.7.可靠性................................................................29

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

4.8.扩展性..........................................................29

第五章总体设计...........................................................30

5.1.设计依据........................................................30

5.2.技术路线.......................................................31

5.2.1.操作系统.................................................31

5.2.2.数据库平台...............................................31

5.2.3.GIS软件平台..............................................32

5.2.4.工作流平台...............................................35

5.2.5.开发语言.................................................36

5.2.6.物联网技术...............................................36

5.2.7.系统运行环境.............................................36

5.3.技术设计方法...................................................38

5.3.1.充分、细致的调查研究......................................39

5.3.2.协调关系，统一安排........................................39

5.3.3.重视数据库是立工作........................................39

5.3.4.标准化问题................................................40

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5.3.5.要具有长期规划............................................40

5.3.6.数据结构的合理性..........................................40

5.4.业务支持系统.....................................................40

5.4.1.基于地理信息系统构建分布式数据平台........................40

5.4.2.“3S”技术................................................42

5.4.3.SCADA....................................................43

5.4.4.地理信息系统（GIS）.......................................43

5.4.5,城市市政设施和业务数据的可视化表达技术....................58

5.4.6.跨行业城市基础设施市政公用综合信息集成....................59

5.4.7.数据动态更新和全局现势性保持技术和机制....................60

5.4.8.多源异构数据交换与整合....................................61

5.4.9.地上、地面、地下市政基础设施三维可视化....................62

5.4.10.物联网技术...............................................63

5.4.11.基于多层体系建立信息发布平台.............................73

5.4.12.监测数据集成体系........................................74

5.5.系统总体设计.....................................................80

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5.5.1.系统体系结构.............................................80

5.5.2.系统运行模式.............................................83

5.5.3.网络体系结构.............................................85

5.5.4.系统保密措施.............................................89

5.6.系统总体安全设计................................................89

5.6.1.完善安全制度.............................................90

5.6.2.规划VLAN.................................................90

5.6.3.网络设备安全控制.........................................91

5.6.4.网络防病毒系统...........................................91

5.6.5.入侵检测系统.............................................91

5.6.6.数字证书认证.............................................92

5.6.7,防火墙技术...............................................92

5.6.8.内外网物理隔离...........................................92

5.6.9.数据安全设计.............................................93

第六章数据结构设计.......................................................98

6.1.数据来源........................................................98

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6.1.1.基础地形数据..............................................98

6.1.2.管线及相关设施数据........................................98

6.2.数据的分层.............................................99

6.3.数据的编码.............................................100

6.4.数据库结构.............................................100

6.5.数据建库流程............................................106

第七章工作流设计.........................................................108

7.1.统一用户管理............................................108

7.1.1.用户信息管理.............................................109

7.1.2.用户角色管理.............................................110

7.1.3.权限管理................................................110

7.2.工作流引擎及规则定义...........................................113

第八章管网系统功能设计..................................................118

8.1.数据处理与更新.................................................119

8.1.1.点线库管线数据导入.......................................120

8.1.2.测量格式管线数据导入.....................................121

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8.1.3.CAD格式竣工管线数据导入..................................122

8.1.4.管线数据入库检查.........................................123

8.2.管线综合管理....................................................124

8.2.1.地图管理.................................................125

8.2.2.数据浏览与定位...........................................125

8.2.3.数据查询与统计...........................................125

8.2.4.图形编辑.................................................127

8.2.5.数据输出.................................................133

8.2.6.数据转换.................................................133

8.2.7.系统工具.................................................133

8.3.管线综合分析....................................................134

8.3.1.横断面分析...............................................135

8.3.2.纵断面分析...............................................135

8.3.3.抢险分析.................................................136

8.3.4.碰撞分析.................................................137

8.3.5.管线三维.................................................138

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8.3.6.爆管关阀分析.............................................138

8.3.7.连通分析.................................................139

8.3.8.追踪分析.................................................139

8.3.9.预警分析.................................................140

8.3.10.水平净距分析............................................140

8.3.11.垂直净距分析............................................141

8.3.12.最短路径分析............................................141

8.4.网格化巡检系统..................................................142

8.5.重大危险设施监控................................................144

8.5.1.设备显示.................................................144

8.5.2.设备信息检索.............................................146

8.5.3.预警分析.................................................146

8.5.4.实时监控.................................................147

8.5.5.应急处置.................................................149

8.6.8.6路灯智能监控系统...........................................151

8.6.1.系统原理.................................................151

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8.6.2.GIS子系统................................................151

8.6.3.GIS子系统的主要功能......................................152

8.7.系统管理........................................................155

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第一章项目概述

2010年南京市市区发生了燃气管道爆炸的重大事故，由于施工方对于地下埋

设的管道情况掌握不足，在挖掘过程中致使管道破裂漏气，并且没有采取及时的

应急处置措施，最终酿成事故。除了该事故中的相关责任人负有监管不力，违规

施工的责任外，也警示我们，随着城市的发展，错综复杂的地下管线越来越需要

合理的规划与有效的监管，尤其对于燃气、电力、供排水管线以及其他压力管线

等设施，必须提高监管力度，建立相应的规章制度，完善现有的信息化管理系统,

尽可能的避免类似事故的再次发生。

除了建立健全南京市管线监管体制外，还应该在现有管理力度基础之上，建

设具有特种设备安全监管级别的《南京市管网及重大危险设施地理信息系统》，

采用特种设备的安全监管级别，对燃气管道，供排水管道，压力管线，压力容器

等设施，进行综合监管，对于重大危险设备源进行全方位的监控，对于超期未检、

带病运行或整改措施没落实的设备进行预警，并能够在发生压力管线的事故时，

提供快速的应急预案和信息，最终实现安全生产管理，设备运行监控，鼓掌预警,

灾害防治及救援，灾害评估提供直接的信息。

所谓城市地下管线信息，是指在城市规划区范围内，理设在城市主干路、次

干路、支路、社区道路以及城市广场等区域地下管线的走向、空间位置、基本属

性及其附属物等信息。城市地下管线信息属于城市的基础地理信息，具有统一性、

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精确性、完整性和基础性等特点。

利用地下管线探测技术、数字测绘技术对城市地下管线的数据进行采集、入

库，通过建立现状城市地下管线信息共享数据库和共享平台，最终实现为城市各

种与地下管线相关的业务应用系统提供数据共享服务。

城市地下管线信息管理系统是在计算机软件、硬件、数据库和网络的支持下,

利用GIS技术实现对城市地下管线及其附属设施的空间和属性信息进行输入、编

辑、存储、查询统计、分析、维护更新和输出的计算机管理系统。

随着我国经济的飞速发展、城市化步伐的加快以及城市规模的扩大和现代化

程度的不断提高，作为城市重要基础设施的城市地下管线也越来越庞大、密集，

其种类也越来越复杂，城市管理部门需要管理的管线已由单一、简单的形式发展

到包括给水、排水（雨水、污水、雨污合流）、燃气、热力、电力、通讯（电信、

移动、联通、铁通、网通、长途传输）、有线电视、工业管道等多类别、多权属

且布局复杂的管线。地下管线的资料是城市建设和发展的基础信息，在进行城市

规划、设计、施工和管理工作中，如果没有完整准确的地下管线信息，高效办公、

科学管理就无从谈起。面对日益繁杂的管线种类和日渐增多的管线量，传统的手

工管理方式已不能满足管理的需要。

近年来，人们从城市可持续发展的角度考虑，认识到必须采用地理信息系统

技术、网络技术和数据库技术，从而彻底改变地下管网图形、属性及资料的传统

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管理模式，建立一个集城市地下管线基础资料输入、编辑、管理、分析于一体，

能快速提供真实、准确、可靠的地下管线资料，并能实现快速检索、管网分析等

功能的综合管理系统，为城市地下管线的日常规划、设计施工、统计分析、发展

预测提供可靠的科学依据。

在当今社会，城市信息化已成为社会发展的必然趋势，而数字化又是信息化

的基础，伴随信息技术和社会经济的高速发展，数字城市的建设工程也越来越现

实地走进城市发展建设的日程中。通过建立综合管线信息管理系统以及管线、设

施信息数据库和公共数据交换服务平台，建立一个切实可行的信息更新机制，实

现综合管线、市政设施等信息的动态管理和数据共享，为社会提供多元化的服务。

加强城市地下综合管线的管理与信息化建设，是保障城市建设和人民正常生

产、生活的需要；是提高人民竺活质量的需要；是充分合理利用地下空间资源，

更有效地保护城市环境，保障城市建设和可持续性发展的需要，也是完善城市功

能和形成良好的投资环境，提高城市知名度，打造现代化城市的重要保障。

使用城市综合管线信息管理系统，能够实时地、直观地、全面地查看城市各

种地下管线和市政设施的基本特征、各种属性及相互关系，并通过数据更新机制

保持系统数据的现势性。

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第二章需求分析

2.1.现状分析

南京市城市管网信息暴露出了缺失和处置不当的情况，从而没有能够有效的

预防与应对该事故的发生。

这里暴漏出的问题主要涉及了四个方面：

1、与很多城市类似，地下管网缺少详尽工程资料。南京市地下管网建设纵

跨百年，民国初、日据、民国后期、解放后至今，民国期间施工资料大部流失，

尤其日据时期被日本人破坏严重，工程档案基本无法再现c1949年中华人民共和

国建国以后，各时期建设的管网基本可以找到资料，但改革开放以后，所有制变

更和企业转产专制频繁，也有一些管网工程资料遗失或没有很好保护，施工时找

不到可靠资料或干脆没打算核查。

2、缺少管网完整统一的监管体制，多头管理，容易出现死角。我国管道种

类基本分五大类，二十多种：压力管道（由特种设备安全监察条例规定，包括天

然气长输管道和工业管道（包括煤气、天然气、高压蒸汽（动力）等带压管道；

危险化学物质仅限于厂区以内））、公用管道（给水、排水、排污、煤气入户）、

电力管道（电网公司）、通讯管道（电话、光缆和其他专业（包括军事）通讯管道）、

厂区外的危险化学物质输送管道（厂区以外，可能带压，也可能无压）等五类，

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其中，前四种都能找到相应管理单位，唯独第五种，本来属于企业自管，但企业

一旦倒闭或转产，废弃的这些管道刚好缺少相应监管部门（按照《特种设备安全

监察条例》，该类管道不在特种设备监管范围之内），容易出问题，没人负责，管

理上肯定就是死角。南京7.28事故恰恰正是这个例子。

3、交叉施工互不通气。分析近年我国发生的地下管道爆炸事故，绝大部分

是施工前审核不到位或根本无法弄清地下情况，只能硬著头皮；施工者安全意识

淡漠，施工过程野蛮、冒险；规划部门在划定房地产项目时鲜有征询相关部门意

见，经常出现施工开始了，发现地下有不能压置的压力管道，只能再回过头协调。

北京等大型城市经常发生土建和道路整修施工挖断管网，轻则造成停气、停电和

停水，严重的就可能酿成另一个7.28事故。

4、针对管网，缺少有效技术支撑下的立法保障、责任落实、监管到位和应

急机制。现代城市管网，涉及能源输送、生活必须和通讯保障，更涉及城市安全

和社会稳定。根据特种设备监管机构统计，近年，其他特种设备事故逐年下降，

唯独管道事故呈上升趋势，说明遇到这个问题的绝非南京一个城市。

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22措施办法

南京市为汲取7.28事故教训，清醒地认识到上述四方面问题，开始重视地下

管网和地面装置安全保障工作，希望尽快建设一个能够支撑全市新建管线设计、

建设、施工、监管、维护、应急处置多方共用的信息化平台；并在这个平台基础

上，通过法制手段和行政措施，落实各职能部门的监管职责，根治多头管理、信

息不通、存在监管死角的问题。

1、技术措施，包括：

1）建设统一和完整的南京市城市管网和重大危险设施公共地理信息系统《南

京市管网及重大危险设施地理信息系统》，构建城市管网和重大危险设施（如特

种设备、输变电设备、通讯基站、水源等）三维虚拟电子沙盘；

2）由市政府出面，协调各职能部门、测绘部门和相关企业；组建调查队伍

和工程机构，通过查对工程资料、历史档案和现场探测，确定城市再用管网和重

大危险设施的性质和基本状态；确定分类监管责任制和工作原则；

3）委托地理信息专业机构，研发适合南京市使用的城市管网信息采集、增

补、维护系统；

4）在数据标准上打破部门数据标准藩篱，形成适合地理信息系统使用的统

一数据标准；各管网监管职能部门和企业，必须负责完善所辖管网数据（尤其是

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

标准格式的管道单线图、工程参数，以及施工、检验、维护等基础数据）。今后,

必须保证地下有的，图上必须有；没有在图上标注的，施工中出现问题，主管单

位要担责；

2、管理及行政措施：

1）立《南京市城市管网安全保护法》，确定各部门和相对人的责、权、利和

技术支撑体系的关键作用；

2）根据法律要求，按照网格化管理理念，赋予有街道执法资格的机构担负

起管网巡查职责，纠察重要管线沿线、交汇点地面的违章建设；危险管道上违规

建设的覆盖性建筑物，必须强制拆除或移走；

3）对合法新建的管线和合法地面施工（包括道路、地铁、桥梁等的施工改

造；房地产建设等），建立施工前信息审核制度，各主管审批立项机构必须使用

《南京市管网及重大危险设施地理信息系统》进行施工前核准；如与压力管道交

汇，则必须报送特种设备安全监察机构审查，获得施工许可；交汇点施工过程应

该由有特种设备监理资质的监理单位进行监理；

4）按照南京市面积考虑和应急响应时间，至少应设立不少于3-4个专职管

道抢险抢修机构（可以委托消防机构代为承担），进行必要的专业培训，并配置

必要的管道专业堵漏和化学灭消设备；

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

5）所有城市地面和地下施工工程前，应委托专业工程风险评估机构进行评

估；向保险公司投保第三方伤害险；

6）不属于特种设备压力管道的企业所属危险物质运输管道（不确定有压或

无压）是目前管控最薄弱且最危险管道，市政府可通过地方立法或政令，授权地

方安监部门担负监管职责。今后，凡工程中偶然发现不明管道（在地理信息系统

上未做登录），必须停工，待特种设备安全监察机构和安监部门通过技术手段判

明管道性质、工质和危险程度，处置后方可继续施工；如必须在已知地下有大量

在用管道和附近有重大危险设施区域进行土建施工，在施工前，必须向特种设备

安全监管机构和安监机构报备，并提供由专业机构所作出的《施工风险评估报告》

和《投保证明》；并通知工程所涉及的主管职能部门，确定可能发生危险情况下

负责现场处置的专职管道抢险抢修机构等；施工现场应按标准设定警戒区域，并

清楚标注施工目标物、工程性质、工程范围和责任人信息等，同时，该主要信息

应必须及时登录地理信息系统。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

2.3.技术需求

针对《南京市管网及重大危险设施地理信息系统》，其技术要求包括：

1、先进地理信息系统所有基础功能；并可实现网络WEB方式和PDA方式

运行；

2、采用物联网技术，应用条码与标签以及传感器技术，动态展现管网状态,

并进行巡检；

3、具备系统整体安全性，包含数据安全、信息发布范围控制等；

4、具备虚拟仿真和3D实景效果；具备城市地貌生成功能；

5、具备将标准CAD单线图直接转化三维虚拟仿真环境功能；具备图元矢量

化功能；具备鼠标拖动调整管道参数和所见既所得功能；具备管段属性标注和数

据库搜索、统计功能（属性内容应可无限扩展并可附带图像和视频参数）；

6、系统中应可实现前述管道监管措施的落实，实现责任递推和责任管理需

要的所有工作流程控制功能；

7、实现监管体系内网VPN运行和互联网外网发布功能；应付带一个可供向

社会发布公共信息的网站，社会公众可从该网站获知城市管网施工和监管信息。

上述基本功能是《南京市管网及重大危险设施地理信息系统》可以用来保证

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

监管措施落实到位的基本技术要求。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

2.4.成果预期

在技术支撑体系建设完成，以及监管措施落实后，我们可以解决目前的管理

漏洞和盲点，达到以下效果：

1、前述《南京市管网及重大危险设施GIS地理信息系统》建设完成之后，

南京市将具备一套包含所有管网系统和重大危险设施的地理信息作业平台；

2、南京市各职能部门、相关企业、信息和服务机构、应急机构都能作为用

户按照工作范围、工作流程和监管要求对平台数据进行操作；

3、系统具备的工作流控制功能，可为参与管网安全管理的各责任方设定必

须的业务处理流程，实现行政管理的程序合法化，同时，各职能单位在该系统的

约束之下，必须按照系统设定的工作流程各自完成对管网的监管行为；

4、地理信息系统中具备的管道属性标识功能，为管道的管理、检查、维护、

事故处置和应急救援工作提供保障；

5、社会公众可以通过南京市管网安全信息发布网站，获得合法施工的信息,

便于疏导和相互理解，更便于举报违规违法施工。

第三章建设目标

1）在项目建设中认真贯彻落实中华人民共和国标准、建设部及信息产业部

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

等颁发的相关的规程、标准、规范、办法及建设部、工业知信息化部及江苏省建

设行政主管部门下发的相关文件和规定。

2）以国家和省信息化建设总体思路为理论依据，借鉴其他省市地下管线信

息化建设和综合地下管线信息管理系统建设的经验，紧密结合城市管线信息化建

设的具体情况和实际需求进行设计。

3）以先进的计算机、网络和软件技术为支撑，以发挥系统整体效益为重点,

提高管线信息化建设的科技含量。开拓设计理念，采用超前、创新的设计，使其

在较长的时间内不落后，达到高起点，高标准。

4）建立切实可行的数据更新机制，实现地下管线数据的动态管理。实现城

市综合管线信息从规划设计、竣工测量、数据更新的全过程动态管理，可实现管

线数据管理、管线审批业务管理、辅助分析决策、管线数据服务以及管线数据动

态更新等目标。

5）具备数据采集、处理、统计分析、查询功能。采用最优化的算法和程序

代码结构，最大限度的提高软件的响应时间。系统模块设计满足标准化、模块化、

通用化标准。

6）在技术和系统容量上留有充分的扩展余地，在较长时间内保持系统的先

进性，满足城市管线信息化建设可持续发展的需要。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

7）系统从数据精度、数据质量、系统运行响应时间上满足系统性能要求，

空间数据具备相应比例尺地图的精度指标，地理要素的内容以及数据结构能满足

各子系统功能要求，属性数据完整、正确。

8）从技术上和管理体制上保障信息的共享和综合利用，保障系统建设的整

体性、实用性、先进性、安全性、开放性、可扩展性和连续性，保证管线信息化

系统持久的生命力。

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第四章建设原则

南京市综合管线管理信息系统的建设是一个长期而复杂的过程，必须立足当

前、兼顾长远、统一规划、分布实施。为保证整个工程建设目标的实现，系统的

设计必须坚持如下基本原则：

4.1.先进性

>系统采用先进的地理信息系统技术（GIS）；

>系统采用物联网技术，对管线、渣土车、危险品运输车辆等进

行电子标签或条码标注；采用传感器装置，实时捕捉管网各种状态；

>集成SCADA系统，实时动态获取管网各种信息，并通过GIS

系统进行展示；

>数据库技术和计算机技术，以确保系统运行的高效率；

>系统的软件设计采用面向对象技术，组件化技术，方便今后系

统的升级和维护；

>基于这些基础建立的系统，不仅保证在现阶段技术的领先地位,

而且为今后留下了足够的发展空间。

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4.2.安全性

数字管网系统包含南京市较多的敏感数据，是南京各种管网数据的集成、展

示与应用，因此，系统的安全性显得尤为重要。江苏国盾科技实业有限责任公司

作为江苏省电子政务安全平台的唯一承建方，曾多次参加过各级政府单位的信息

化安全建设项目，且获得各级政府的好评；公司控股江苏唯一的数字证书公司：

江苏省电子商务证书认证中心，也曾多次参与政府的数字证书认证工作。目前国

盾公司正与省公安厅、省通管局、省保密局、省经信委合作建设江苏省电子政务

安全平台。

数字管网系统管理的数据极为重要，为保证数据的安全性，其查询、修改等

操作必须经过相应的授权才能进行。系统的网络配置和用户权限管理要充分考虑

各种数据与资料的保密与安全。在网络版系统中专门定制用户管理模块，实现用

户权限控制和数据访问控制。由系统管理员按照用户的管理需求，分配多种级别

的权限，相应权限的用户，只能在其允许的范围内，实现数据的检索或维护操作。

系统基于J2EE进行开发，采用SOA体系架构除J2EE体系本身提供的安全

外，本方案还通过身份认证、授权管理及日志管理等措施来保证系统的可靠性。

单点登录：根据不同应用安全域统一设置单点登录服务器，实现不同应用安

全域内的所有应用一站式登录，改善应用访问安全性和用户体验。

身份认证：密码不可逆加密存储、严格的身份认证（会话失效重新验证）、可

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

与固定IP捆绑，支持数字证书（CA）,人员身份证号码和机构组织代码的管理和

关联验证。

授权管理：基于角色的任意细粒度的授权，基于操作动作的控制，而非菜单

的控制；多级组织数据访问控制。

日志管理：登录日志、数据访问日志监控操作员的操作。

认证方式：在用户名密码、CA认证的基础上增加手机动态口令验证，可配

置单一方式认证或组合认证。

在该项目中，我们采用以电子证书为核心的系统安全认证体系，其具有以下

特点：

1、网上用户身份得到可信确认

在整个信息系统中，对于合法用户的身份认证依靠基于“PKI公钥密码体制”

的电子证书认证机制的保证。服务方对用户的电子证书进行检验，全部通过以后，

才对此用户的身份予以承认。用户的唯一身份标识采用国家认可的第三方数字认

证机构所颁发的电子证书，用户的具体信息都记录在证书中，确保身份认证的安

全可靠。

2、敏感数据秘密性保护

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

采用SSL加密传输的方式，用户登录并通过身份认证以后，用户和服务方

之间在网络上传输的所有数据全部用会话密钥加密，直到用户退出系统为止，而

且每次会话所使用的加密密钥都是随机产生的，强度达到128位。这样，攻击者

就不可能从网络上的数据流中得到任何有用的信息。

3、敏感数据完整性保护策略

采用“数字签名”对数据传输的完整性进行保护。一旦数据信息遭到任何形

式的篡改，篡改后的数据必然与“数字签名”不符，可以立即检验出原始的数据

信息已经被他人篡改，这样就确保了数据的完整性。

4、操作防抵赖

用户每次操作的信息均由月户的私钥进行数字签名。因为用户的私钥只有用

户自己才拥有，所以信息的数字签名就如同用户实际的签名和印鉴一样，可以作

为确定用户操作成功的证据，操作者不能对自己的数字签名进行否认，从而更加

保证了系统的安全性。

43完整性

方案的完整性体现在以下几个方面：

1、信息系统只是一个辅助的工具，但仅有工具还是不够的，需要有配套的

管理制度与相关的流程，针对南京数字管网信息化建设，我们不仅提出了相关的

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

技术方案，还同时还有配套的管理制度上面的建议。

2、方案不仅体现在其技术方面，对于后续的与目前现存平台的对接已经数

据的运营，我们也有对应的运营方案。

3、从技术路线上，平台的建设基于J2EE体系架构，保证系统的可扩展性、

易用性；

4、数据交换平台采用了WebService.XML技术，提供统一的数据接口调用

方式；

5、在系统安全性方面，除了技术本身采用的安全性之外，还加入了数字证

书（CA）的方式，对登录用户的身份验证、敏感数据的保护、传输数据的加密

等都进行了严格的控制。

6、在硬件方面，本方案也给出了参考性的建议。

4.4.实用性

系统要以满足管线及相关设施管理需求为原则，注重系统的实用性和操作的

便捷性，应采用成熟和高效的GIS技术，采用人性化的操作方式，一切从用户的

实际需求出发，贴身定制，确保系统能够尽快地投入实际应用。系统界面设计友

好、便捷，系统的各项操作简便、灵活，使用方便。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

4.5.标准性

系统严格按照现有的国家标准和行业标准进行系统开发和数据生产。系统建

立按照统一的数据编码与规范，实现数据格式标准化。在信息的收集、处理、汇

总和传递过程中建立统一的数据接口，保证各层次之间形成高效规范的体系，确

保对各种信息的高效收集和利用，建立科学的平台数据采集与更新规范，最终达

到与其它应用系统的资源共享。

46开放性

系统设计时充分考虑系统的开放性，提供多种数据格式间的转换接口，保证

各层次之间形成高效规范的体系，确保对各种信息的高效收集和利用，从而实现

数据来源的多样化选择，系统将空间数据和属性数据存放在商用数据库中，并能

进行空间海量数据的管理，最终达到与其它应用系统的资源共享。

系统的开放性还体现在技术架构上，本系统采用SOA的架构，充分考虑各

种异构系统的兼容问题，广泛采用WebService技术，方便与后续与目前已经建成

的各种信息系统如“全市路灯数字化管理系统”、“全市窖井数字化管理系统”等

进行整合，最终形成“南京数字化城市管理系统”，提高南京城市管理精细化、现

代化水平。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

4.7.可靠性

城市管线信息系统承担着保证城市正常运转的关键任务，所以要求系统必须

安全可靠地运行。在系统实现多用户多任务实时操作时，将确保在意外故障或重

负载情况下的稳定性。要做好数据入库的审核工作，做好数据的备份工作。

4.8.扩展性

系统的软硬件应具有扩充升级的余地，保护以往的投资，能够适应网络及计

算机技术的迅猛发展和需求的不断变化，使系统中的信息资源具有长期维护使用

能力，使系统的升级和维护更加方便。考虑在用户的管理水平和信息技术应用水

平进一步提高之后，会对系统的性能和功能提出新的要求。系统建设充分考虑扩

展性，以满足发展的需要。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

第五章总体设计

5.1.设计依据

(1)《1:10000基础地理信息更新与建库技术指南》(国家测绘局颁布)

(2)《1:500、1:1000.1:2000地形图数字化规范》(GB/T地形0—1997)

(3)《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T13923-2006)

(4)0:500,1:1000,1:2000地形图图式》(GB7929-87)

(5)《国家城市测量规范》(CJJ8-99)

(6)《城市地下管线探测技术规程》(CJJ61—2003J271-2003)

(7)《中华人民共和国标准软件产品开发文件编制指南》

(8)《城市基础地理信息系统技术规范》(CJJ100-2004)

(9)《中华人民共和国标准计算机软件开发规范》

(10)国家基础地理信息数据使用许可管理规定(1999年12月22日国家测绘

局第5号令)

(11)重要地理信息数据审核公布管理规定(2003年3月25日中华人民共和

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

国国土资源部第19号令发布）

（12）软件产品管理办法（中华人民共和国信息产业曾令第5号）

（13）城市建设档案管理规定（中华人民共和国建设部令第61号）

（14）中华人民共和国测绘法（2002年8月29日第九届全国人民代表大会常

务委员会第二十九次会议通过）

5.2.技术路线

5.2.1.操作系统

建设城市综合管线信息管理系统，考虑到系统专业服务的开展，必须着眼于

未来的发展，在操作系统选型上，根据性能价格比和实际需求，结合南京市市政

管理局实际情况，服务器端选用AIX/Linux系统小型机或Microsoft的产品

Windows2003Server,客户端选用Microsoft的系列产品MicrosoftWindows

XP/2003o在Windows网络系统平台上按照要求展开了研究，把Internet的新技

术引进来，从整体上把南京市综合管线管理信息系统推向一个新的高度。

5.2.2,数据库平台

系统的核心是数据，所以对海量数据进行安全、有效地存储是整个信息系统

建设的重要一环。南京市管网及重大危险设施地理信息系统的数据服务由专门的

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

数据库服务器提供，由客户机实时访问这些数据。目前支持这种模式的数据库有

Oracle.SQLServer.等。根据系统建设的要求，考虑到系统运行涉及大量矢量、

栅格地图，为有效管理海量空间信息及其属性信息，充分利用南京市市政管理局

现有资源，避免重复投资造成资源浪费，可以选用Oracle作为系统的数据库平台。

5.2.3.GIS软件平台

综合管线地理信息管理系统是GIS技术的一个很重要的应用领域，建立这样

的系统对于底层的GIS技术，有其特殊的要求，关键技术的优劣，关系到系统运

行的效率、功能和可扩展性，随着计算机硬、软件技术的飞速发展，促使GIS软

件朝着实用化方向迅速发展。不同的GIS软件平台有不同的特性和优势，对软、

硬件配置要求不同，对使用及维护人员要求也不同，在选考时，一定要充分考虑

自己的实际情况，充分利用已有的软件、硬件资源，以及资金安排情况，选择相

应的GIS软件平台。

根据南京市政局的情况，我们可以根据需要在国际知名GIS(SuperMap.

ArcGIS、MapGIS等)平台上为南京市定制开发南京市管网及重大危险设施地理

信息系统。

国盾采用的GIS平台集数字制图、空间分析、影像处理、数据库管理为一体

的大型的地理信息系统平台。该GIS平台基于共相式的技术内核，研发了包括组

件、桌面、服务器、移动终端的系列产品解决方案，提供了强大的GIS功能，非

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

常适用于用户快速开发GIS应用系统。它可对数字、文字、地图、遥感图像、航

片、GPS实时数据等多源数据进行有效的采集、一体化管理、综合空间分析以及

可视化表示。该系统是一个功能强大的大型软件系统，能将传统的地图制图软件、

数据库软件以及数据分析软件功能汇集到一个统一的平台，从而为多源数据的综

合评价与分析创造了一个理想的环境。GIS平台不仅结构合理、数据模型齐全，

功能完善、强大，而且直接支持多种关系型大型数据库，支持多种数据格式，因

此完全能够胜任各种大型GIS系统建设。

国盾GIS平台特点

1）国盾GIS支持空间数据库管理、关系数据库管理知文件管理等数据管理

方式，特别是其空间数据库引擎（SDX+）支持空间拓扑，具有数据冗余小，检

索快速的特点。

2）国盾GIS将所有的空间数据、属性数据存储在SQLServer或ORACLE中，

充分利用商用数据库的数据分布式处理方面的特点。

3）国盾GIS能适应内网与外网的要求，充分利用操作系统和商用数据库在

安全管理方面的优势，具有身份认证、权限管理的功能，系统具有灵活而强有力

的恢复机制，保障系统不被恶意的破坏，在并发响应和交互环境下能保证数据的

安全和一致性。

4）国盾GIS已经实现了全面的组件化、服务式开发，为用户的开发提供了

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

良好的条件，支持现在市面上普遍使用的开发环境。

5）国盾GIS支持B/S和C/S的混合结构，对于数据服务中心，多种操作可

以认为是统一的。

6）国盾GIS支持多种数据格式的转入和转出，如：Arcinfo.AutoCAD.

MicroStationMapinfo,国家空间数据交换格式等，具有很强的开放性。

国盾GIS平台优势

1）国盾GIS软件符合中国国情，注重实用性，在安全性和性价比上具有明

显优势。

2）该软件拥有完全自主知识产权，采用了全新的软件结构，基于组件式软

件技术，在系统的开放性、海量数据处理、多源空间数据无缝集成等许多GIS关

键技术方面优于国外同类产品。

3）为市政、国土、规划、电信、安全、电力、供水等部门服务多年，熟悉

相关工业和部颁标准，并能严格遵守，最大范围满足用户的需求。

4）国盾GIS平台对二次开发商提供了深层次的支持，而国外软件往往只提

供了用户最基本的功能，在应用系统的二次开发上，其开放性较差，这对系统软

件的升级、维护和深度开发带来诸如费用、技术支持等方面很大的麻烦。特别是

二次开发商技术力量薄弱时，这一弱点尤为突出。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

5）国盾GIS具有很好的并发控制能力、数据存储速度、图形数据显示速度、

图形属性数据编辑功能，以及数据调用效率高，并且具有高效的网络数据解决方

案。

6）国盾GIS支持瘦客户端、胖客户端两种形式，对于瘦客户端还支持在客

户端零代码、零数据、零维护和需要自动下载安装一个国盾GIS控件的两种形式,

用户可以根据自己的需要灵活选择。

7）全面采用了商用数据库技术，具有良好的安全可靠性。

8）全面组件化开发方便，数据结构开放兼容性好。

524.工作流平台

通过制定的法规和流程，来进一步规范针对管道和重大危险源的施工建设的

审批，实现有法可依，有据可查，责任到人，不仅从源头上避免事故的发生，而

即便发生事故，也能就事故的相关责任调查清晰。

对于工作流平台，采用结构化的工作流，通过固定的步骤对责任和工作进行

审核审批，只有完成前一步的工作和审批，才能进入下一阶段工作。工作流平台

应该具备良好的集成能力，确保与GIS系统之间无缝对接，不仅实现GIS业务流

程，也能实现行政审批和文档分发的功能。

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

525.开发语言

系统采用目前先进的、成熟的企业级技术架构。2EE/.NET),进行基于组件或

面向服务的架构体系开发，以俣证平台的先进性和适应性、可扩展性，注重体系

架构的兼容性和集成性，保护现有的投资并避免风险。经过大量工业实践的，技

术成熟，有大量的辅助解决方案供参考与借鉴的企业级应用技术，是构建电子政

务基础平台的重要基础。如应用门户技术提供个性化和适应性接口；应用工作流

技术实现电子政务业务处理和规划审批；应用跨平台数据、信息交换技术实现信

息共事；应用全文检索技术高效率的获取所需信息等。

因此系统可以基于J2EE或.NET框架进行开发。

5.2.6.物联网技术

数字管网系统外围广泛采月物联网相关技术，对管网进行电子标签标注

5・2.7.系统运行环境

.硬件配置

系统硬件平台是支持系统高效、安全、稳定运行的基础设施，它的使用寿命

是最长的，而且一经建设后就相对固定，不易更新和改造，这就要求系统硬件平

台建设必须有一定的先进性和前瞻性，保证满足未来5-10年内的应用需求，要充

分利用有限的投资，选用性能价格比最好的设备，既要避免不必要的超前投资，

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管网及重大危卷设施地理信息系统设计方案

又要防止因重复投资或设备可用性差被过早淘汰造成的浪费。

系统网络硬件架构包括以下部分：系统管理服务器、客户端微机、数据备份

设备、客户端输入输出设备、网络设备等。根据需求，系统集成设计首先用

Windows2000Server,交换机、TC