城市供水管网管理信息化解决方案

科技进步与对策 2003 增刊

城市供水管网管理信息化解决方案

曾 文 张志毅 杨贵仙

(中国地质大学,湖北 武汉 430074)

摘 要 分析了供水管网管理的现状,提出运用地理信息系统技术管理供水管网信息的对策。关键词 地理信息系统(GIS) MAPGIS 供水管网中图分类号 F294 文献标识码 A

故,降低成本,提高运行效率; 提供基础数据,便于实施准确的管网建模等专业分析工具。

基于MAPGIS地理信息系统平台,设计和实现了 MAPGIS供水管网信息系统 ,作为供水管网管理信息化的解决方案。

1 供水管线管理的现状与对策

城市供水管网是构成复杂、规模巨大的管线网络系统,它纵横交错,分布在城市地面之下,是城市赖以生存的血脉,供水管网的安全高效管理对城市的安全和发展具有重要意义。我国每一个城市都累积了一大批供水管网设计、施工、竣工的图件和表册资料,长期以来各城市的供水企业都延用人工方式来管理这些资料。随着城市建设的飞速发展,这种人工管理模式已难以满足现实需要,这主要表现在: 基于图件和表册来表示城市供水管网以及它们的设施已无法反映管网之间复杂的网络关系,很难展现这个城市供水管网的总体特征,很难查寻管线及其他各种设施的详细属性; 日益增多的图纸与表册保存困难,查阅不便,也易造成资料的损坏与丢失; 供水管网的改造,变动频繁,但相应的图件与表册修改更新则严重滞后,资料的现势性越来越差。总之,供水管线资料的传统手工管理与城市建设、管理、发展的矛盾日益突出,采用高新技术和方法来高效管理供水管线已成为当务之急。

管线信息和与管线相关的地形、环境信息从根本上讲是地理信息,具有区域分布性(具有空间定位的特点)、数据量巨大、信息载体多样等特殊性质,并且经常需要实施与空间和拓扑相关的查询和分析,所以必须运用地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)技术。GIS是用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。作为一种通用技术,GIS针对特定的应用任务,存储事物的空间数据和属性数据,记录事物之间的关系和演变过程。它可根据事物的地理坐标对其进行管理、检索、评价、分析、结果输出等处理,提供决策支持、动态模拟、统计分析、预测预报等服务。通过GIS技术,可以将地理信息相关的空间位置、属性特征及时域特征进行统一的管理,并能够更有效地分析和生产新的地理信息。

将GIS技术应用于城市供水管网管理,能够起到如下作用: 全面管理管网空间数据和属性数据,大力推进实现行业管理自动化; 实现数据动态更新,保持信息的现势性,查询检索和图件输出方便快捷; 有利于规划、设计和指导施工; 帮助迅速处理供水事

2 系统设计目标

MAPGIS供水管网信息系统是针对供水管网进行计算机管理与辅助决策的大型软件系统,其目标是利用先进的计算机网络技术、地理信息系统技术,在建立管网基础信息库的基础上,紧密结合供水管理的业务流程,实现供水管理的科学化和自动化。自来水公司利用供水管网信息系统进行供水管网管理,可以达到用户受益、职工受益、企业受益的目标,也有利于城市的可持续发展。从长远的观点看,城市供水管网信息系统是整个城市地理信息系统的一个组成部分,也是整个城市信息网络的有机组成部分。系统采用标准的、开放的结构,为进入整个城市地理信息系统提供开放的接口。

具体而言,系统要实现如下目标: 系统全面实现供水管网信息管理的自动化,也即系统的功能要涵盖水司各有关的业务职能。系统通过公司网络实现管网信息资源共享和部门间的信息交换。系统具有较高的实用性; 系统应全面完整地管理全部的基础信息,具有海量图库管理能力,基础信息精度高,图库管理处理能力强,信息更新方便,系统安全可靠; 系统除能实现快速方便对全市管网进行查询,检索、统计等功能之外,还应实现管网等水压计算,管网压力平差、水质监控等功能,也就是实现管网信息的动态GIS管理,并为管网设计规划和改扩建提供决策支持; 系统具有好的性能价格比,有稳定可靠的后续技术支持。

3 系统体系结构与功能

根据系统目标,我们将MAPGIS城市供水管网信息系统分成九大功能子系统,总体结构如图1所示。

地形图库管理子系统提供了对海量的城市基础地理信息的强有力的管理手段,包括图形输入、编辑、建库、查询、输出等。在地形图库中,空间要素在物理上是分图幅存放的,但在逻辑上被组织成

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一个完整的整体,这样既保证了数据装载、查询、显示的速度,又使各要素能够跨越图幅边界的限制,

各自成为完整的逻辑整体。

多种输入手段和通用数据接口;海量图库和管网数据管理;灵活快速的查询手段;快速变焦显示;自动生成和维护拓扑;快速精确的网络分析;同时支持C/S和B/S模式,提供共享和锁定机制;具有完善的安全机制;专业性极强,符合供水行业标准;具有完备的开发库,方便二次开发。

4 关键技术

(1)通用多层次管网数据模型。为了适应供水行业乃至市政管理的需要,笔者通过对管网特点和应用需求的全面分析,设计了一个通用的多层次管网数据模型,称之为 管网工作区 。

图1 MAPGIS城市供水管网信息系统的总体结构

管网工作区把管网中的实体(统称为管件)分为四种类型,即管点、管段、管线和管井。管点代表点状设备,如阀门、水表、三通等;管段表示连接两个管点的管道或线缆;管线则由顺序相连的管段构成,用于代表具有统一特性(经常是管径和材质一致)的连贯管段序列;管井是在空间上聚集在一起的若干管点构成的集合,可以有自己的中心位置。如图3

所示。

管网输入编辑子系统,提供方便的管网空间和属性数据的输入编辑手段。外业探测成果可以直接进入系统形成管网数据,系统也接受来自其它系统的格式数据,并提供完备的针对管网图形和属性的可视化编辑和统改手段。管网拓扑关系系统自动建立并随时自动维护。

管网管理子系统使管理人员能快速对当前管网进行全面的了解和详细的分析,功能包括查询、统计、量算、裁剪、三维观察、断面图生成等。

管网维护子系统负责对管网全局数据实施维护,包括数据库结构修改、重要的数据库字段的自动计算、外部数据库挂接、管网数据完整性检查和错误修复、管网维修预警等功能。

管线规划设计子系统有效管理管网设计任务和设计图件,针对管网和地形图提供便利的解析录入和编辑手段,按照设计规范自动生成轴测图、桩号图、材料统计表等图件表格,由设计工程竣工后可直接将竣工图回贴到现状管网,免除手工录入的工作。

事故处理子系统主要针对爆管事故、火灾事故提供快速的决策支持。就爆管事故而言,系统实施关阀搜索及扩大关阀搜索,浏览及打印需关阀门和停水用户。火灾发生时,系统可以检查周边阀门状态,搜索消防栓。

运行调度子系统对管网运行状态实施静态和动态的水利计算分析,以直观的图表表现管网运营现状,及时发现异常,辅助管网优化和改扩建。

管网WEB发布子系统基于服务器/浏览器模式建立,用户用通用的网页浏览器可以浏览图形,查询管件信息,实施关阀搜索,查看等压线,并进行网上办公,浏览器端不用安装任何附加软件。

办公自动化子系统提供一整套通用的办公系统,为自来水公司诸如报装、管道工程等各项业务的办理提供了有力的自动化手段。由于集成了GIS功能,此子系统能方便地在案卷和相关地形、管件间交互查询,使得日常办公更为快 …… 此处隐藏：3163字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……