0引言
共基础设施，是维持现代城市生产、生活正常运转的基础，是现代城市的生命线。随着经济和城镇化进程的快速发展，城市人口急剧增加，城市生命线相伴会出现更多的灾害隐患。任何环节滞后或失灵都可能导致整个城市摊痪。令人担忧的是，目前大多数城市的"生命线"缺乏自我保障能力"]。文献[2]中也仅是对城市基础设施的信息化管理提出了一个设计，没有对其安全风险方面进行分析评估等，因此对城市生命线的
灾害隐患预先进行分析、模拟和评估，进行直观的空间分析与展示表达就很有必要，通过技术和管理的手段可达到防灾害隐患于未然。GIS技术对具有空间位置关系的数据进行有效的采集存储、处理、分析、展示； WebGIS 是基于Intermet技术的地理信息系统，是把空
间数据和 GIS 功能应用于网络的技术，展示给大众的一种表现方式，它易于部署维护，具有全球化，大众化，良好的扩展和可伸缩性及跨平台性等特点，是目前 GIS 技术中的主流技术。采用WebGIS 技术，以燃气管线为主要研究对象，在对其风险评估模型研究成果的基础上，在SOA理念下空间数据共享[3]的指导思想下，设计开发出基于WebGIS应用的城市生命线风险评估管理系统。
地图功能模块：地图拉框放大，拉框缩小和任意平移浏览；地图鹰眼导航和地图距离量测。
专题查询统计：专题由图查属性和由属性查专题要素的双向查询，专题城区区域统计和专题风险级别统计。
图1 应用系统功能模块图
1应用需求
(1）应用系统运行于局域网或广域网：应用系统主要运行于内部网络上，但支持城际网或广域网的网络运行应用。
(2)用户交互与结果展示是基于Web的：在浏览器中输人网址就可以进行轻松访问，交互操作。
（3)具有地图浏览、导航与距离量测功能。
（4）实现生命线专题查询和统计：能够实现对供水、供电、供气和供热管线的分级别、分区域的查询和统计。
（5）对燃气泄漏后果进行模拟分析：利用高斯扩散模型和相关模型对事故管线的泄漏后果进行计算模拟，并在地图上进行展示。
(6)对生命线可靠性进行分析：根据管线可靠度模型计算事故管线的可靠度。
(7)对管线事故的影响范围进行分析：根据管线的网络模型，计算事故管线对上下游的管线的影响以及对周边建筑、人群等的影响数量。
2应用系统功能和框架结构
2.1 应用系统功能
根据应用需求,采用地理信息应用系统工程分析方法14)，将应用系统的功能分为地图功能模块、专题查询统计模块、燃气线泄漏后果模拟模块、管线影响范围评估模块、可靠性分析模块和综合风险评估模块，见图1。
燃气泄漏后果模拟：燃气泄漏扩散模拟，燃气爆炸对人身伤害模拟，燃气爆炸对建筑物损害模拟，燃气爆炸喷射火热辐射模拟和燃气爆炸火球热辐射模拟。
综合风险评估：街区综合风险评估和区县综合风险评估。
2.2应用系统框架结构
根据应用需求和应用系统功能，在J2EE标准的 Struts[3]和Hibernate[‘}基础上,应用系统基于 SOA 的理念和思想进行设计架构，分为以下几个方面：
（1)网络基础支撑环境：提供应用系统运行的基本网络环境，包括操作系统，相关的网络设备等硬件。
（3）应用服务接口：提供地图引擎接口、风险评估算法模型、通用数据访问接口和其他业务应用接口。
（4）Web服务接口：通过Web服务对外提供统一的应用系统Web服务，包括地图引擎服务、风险评估服务、统计和检索分析服务等。
（5）Web服务器：采用开源Tomcat作为Web服务支撑，对外提供统一访问路径，监听和接收机分发处理消息等。
（6）Web客户端：在浏览器，如IE，Firefox，Chrome中，提供用户与应用系统进行交互的载体，并将交互结果进行展示,采用基于 RIA 的 Flex技术实现。
（7)两大体系：城市安全生产运行标准体系和信息系统安全与标准体系，是应用系统建设和运行的保障。
3WebGIS 和管线数据统一模型
3.1 WebGIS 简述
WebCIS 是目前 CIS 技术中的一种主流技术,是 Web 技术和 GIS 技术相互融合的产物,是将 GIS 功能融人 Web 中的一种新的技术,是服务器 GIS 的一种重要体现。它具有分布式、动态的、跨平台的、大众化的、服务式的和互操作的基础特征；通过网络可使空间信息走人千家万户，能够将网络节点上的数据聚合到一起，共同展现给用户，比较成功的大众化WebGIS比如 Google地图服务。WebGIS 主要由前台展示层，中间 GIS引擎,应用服务及Web应用服务层和后台数据服务层典型的三层组成。逻辑上，中间层可单独再划分成三个层次：GIS引擎服务层，业务模型应用服务层和 Web 应用服务器层。WebGIS 应用的一般处理过程是前台客户端将交互结果向Web服务器发送处理请求， Web 服务器根据请求内容进行响应,将 GIS功能计算处理的数据参数发送给GIS服务器进行处理,GIS服务器将处理的结果经由We服务器返回给请求的客户端进行展示。WebGIS的发展经历了从瘦客户端模式到胖客户端模式，目前胖客户端式WebGIS成为WebGIS 应用的主流模式,它是将 GIS 服务器处理的结果一部分或大部分在客户端进行计算，最后将结果展示处理，这样减轻了GIS引擎服务的负载，提高了系统运行性能，用户体验也得到了相应的提高；瘦客户端是传统的WebGIS应用模式,前台发出请求,由Web服务器进行响应，完全由GIS引擎服务器处理完毕后将结果发回前台展示，这样全部GIS功能运算都在GIS引擎服务器上计算完成，增大了负载，对性能有一定的影响，用户体验也会受到相应的影响。
自前广泛应用的RIA(富互联网应用)技术是胖客户端式的WebCIS-~种重要展示手段，比如Adobe公司的 Flex 技术和 Microsoft 公司的 Silverlight 技术都是 RIA 的重要流行应用技术(8]。
3.2系统开发环境和 WebGIS 平台
城市生命线风险评估应用系统是基于J2EE标准下进行设计开发，JDK采用1.6版本，Web服务器采用 Tomcat6.0,开发IDE工具采用Eclipse：WebGIS前台计算展示采用 ESRI 的基于 Flex 技术的 RIA 应用开发包。
目前主流WebGIS平台有 ESRI 的 ArcIMS,ArcGIS Server; Maplnfo 公司的 MapXtreme;超图的 SuperMap IS.NET和 SuperMap iServer等。城市生命线风险评估应用系统采用 ESRI的ArcIMS 9.3WebCIS 平台架构和建设。
ArcIMS 是ESRI公司的一个轻量级的WebGIS 服务平台，从3.0版本发展到现在的10版本，但基础部分和整个结构没有发生很大的变化，每次版本的升级都是对前一版本的优化和提升。目前广泛应用的是9.3.1 版本[8]。
ArcIMS着重的是在 Internet 上发布空间数据，使空间数据得到共享与应用。它是一种简单的框架提供了强大的 GIS 功能[9]。ArcIMS 主要用来对空间数据的管理与发布，提供GIS相关的地图服务，可动态的提供地图服务及几何等服务。在生产中，提供地图服务有两种方式：一种是瓦片的方式，提供静态的地图图片服务；另一一种是动态的实时提供地图服务，还提供了基于OGC标准的WMS等服务。安装好的ArcIMS 主要由 Author，Administrator 和 Designer 三个工具软件组成,后台由 ArcIMS Application Server,ArclMS Monitor和 ArcIMS Tasker 三个服务进程进行管理和维护。
3.3管线数据统一模型
数据库中的模型有物理模型和逻辑模型[10]。管
图2 管线数据逻辑模型
图 3 管线数据表存储模型
万方数据
线数据统--模型只是数据库中的逻辑模型，考虑实体之间的关系及在数据库中表的结构。以燃气管线为主要研究对象，管线数据主要由空间数据和属性数据组成，通过空间要素对象 ID与其属性数据和其他关联要素进行关联。管线要素与阀门、场站的逻辑模型见图2,表存储模型见图3。