基于GIS的供水管網(wǎng)管理信息系統(tǒng)的設計研究

邵成群

摘 要：在供水管網(wǎng)系統(tǒng)中其是城市最為重要的基礎設施， 在推動其運行上有著十分重要的意義，基于此，本文分析了以GIS為基礎的供水管網(wǎng)設計系統(tǒng)分析。

關鍵詞：GIS 供水管網(wǎng) 信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082 （ 2017 ） 08-0-01

引言

21世紀，信息化技術的應用已經(jīng)得到了非常深入的普及。在信息化發(fā)展的浪潮下，城市的供水企業(yè)作為一個傳統(tǒng)的公共資源提供企業(yè)，順應了時代的潮流，進行了信息化的改革和發(fā)展。同時，供水行業(yè)由于行業(yè)的特殊性，需要對復雜且龐大的地下供水管網(wǎng)進行管理?；赪上的基本條件，對供水管網(wǎng)等進行了研究，提出了供水管網(wǎng)信息管理信息系統(tǒng)方案，并設計和實現(xiàn)了應用系統(tǒng)。就目前的行業(yè)現(xiàn)狀分析，依然有許多城市的供水企業(yè)采用傳統(tǒng)的手工圖紙管理的方法來進行地下管網(wǎng)的管理，送種傳統(tǒng)的管理方法不僅存在著管理效率低，出錯率髙的缺點，還面臨著由于城市的建設和發(fā)展，地下管網(wǎng)越發(fā)復雜，導致管理成本大幅度上升的情況。同時，隨著地理信息系統(tǒng)理論的發(fā)展和越來越多的地理信息系統(tǒng)項目的實施。使用地理信息系統(tǒng)技術來構建城市供水信息系統(tǒng)具有高度的契合度。其自身的工具方法、功能模塊、數(shù)據(jù)定義非常適合存儲和管理供水管網(wǎng)數(shù)據(jù)。通過建立基于地理信息系統(tǒng)的城市供水信息系統(tǒng)從而提高供水企業(yè)的服務水平和服務質(zhì)量已成為解決供水行業(yè)管理困境的最有效途徑。

一、GIS 的 C/S、B/S、M/S（移動 GIS）三種體系

C/S 用于數(shù)據(jù)采集與編輯，作為日常維護的操作端口，由專人負責管線和屬性更新。目前采取 CAD 電子文件導入作為底圖，再進行繪制的方式來實現(xiàn)管線設施的更新。

B/S 用于局域網(wǎng)內(nèi)的一個發(fā)布平臺，相關用戶通過登錄互聯(lián)網(wǎng)，可以讀取 C/S 數(shù)據(jù)，其中包括管線信息、屬性情況等，同時可看到 SCADA 系統(tǒng)中的壓力、流量、余氯、濁度等實時數(shù)據(jù)，還可利用其中的查詢統(tǒng)計功能進行分析和數(shù)據(jù)導出等。

M/S（移動 GIS）是一種新型的基于無線網(wǎng)絡的信息系統(tǒng)架構，是傳統(tǒng)的 C/S、B/S 桌面應用的延伸，它結(jié)合 GIS、GPS 和移動通信技術，使GIS 成為可移動、便攜的供水管網(wǎng)信息查詢、分析平臺，改變了以往的桌面辦公模式，直接延伸至室外。移動 GIS 基于安卓系統(tǒng)研發(fā)，可實現(xiàn)外業(yè)狀態(tài)下 SCADA 數(shù)據(jù)、管線信息查詢、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計等功能。

二、系統(tǒng)設計分析

1.系統(tǒng)統(tǒng)計分析

系統(tǒng)提供信息統(tǒng)計分析功能，方便用戶按自定義條件進行綜合管網(wǎng)設備信息的圖文進行互查查詢，統(tǒng)計輸出和分析管理。統(tǒng)計時，可分別按區(qū)域（行政區(qū)域、站所等）和統(tǒng)計對象（管線、節(jié)點、設備）分別統(tǒng)計。在統(tǒng)計圖表中，可用鼠標控制放大或縮小圖表，調(diào)整思示效果。

2.用戶信息管理

系統(tǒng)通過與相關系統(tǒng)的接口，可W獲取接水點上的相關用戶信息。通過設置接水

點這類虛擬設備，我們可W建立起與官網(wǎng)與用戶一對多的關系，提供相應的統(tǒng)計分析功能，今后還可用于水量校核等工作中。

3.報表打印功能

W表格和相應的餅圖或直方圖給出分類統(tǒng)計報表，包括：日常業(yè)務報表、坐標數(shù)據(jù)報表、用戶自定義報表、設備設施屬性報表。

4.圖形打印功能

系統(tǒng)提供了用戶方便的圖形打印功能，通過與系統(tǒng)打印服務的調(diào)用實現(xiàn)圖片打印，支持各種打印機和繪圖儀。提供單張圖片按照卡尺比例、選定區(qū)域進行打印預覽和打印圖片。提供大圖幅圖片自動分割隊列持續(xù)打印。滿足用戶設置的圖層、區(qū)域、比例等要求。

5.衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)應用

通過在電子地圖數(shù)據(jù)上疊加相關的影像數(shù)據(jù)、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，可W幫助用戶直觀了解相關區(qū)域，輔助相關現(xiàn)場工作。

三、移動 GIS 系統(tǒng)的應用

移動 GIS 系統(tǒng)運行在安卓手機或者平板電腦上，可為外業(yè)工作人員提供現(xiàn)場查圖以及管網(wǎng)設施屬性查詢的功能，實現(xiàn)對外業(yè)工作的現(xiàn)場 GIS 支持，提供道路定位、空間屬性查詢、條件屬性查詢、爆管分析、距離測量、圖層管理、服務配置等功能。

1.管網(wǎng)及相關附屬設施的屬性查詢

自來水管網(wǎng)現(xiàn)場施工過程中遇到的困難通常是管線信息不明確造成的，自來水管線深埋地下，它們的位置、埋深、材質(zhì)、口徑等信息具有非透明性，而這些信息又對施工尤為重要。通過移動 GIS 系統(tǒng)，施工人員可以在現(xiàn)場調(diào)取施工及周邊任意區(qū)域內(nèi)的管線及各種附屬物信息。較查看圖紙的方式更高效，信息量更大，在應對突發(fā)問題或是大范圍工程的情況下，GIS 系統(tǒng)的海量信息往往能為決策提供可靠依據(jù)。

2.事故現(xiàn)場相關閥門的定位

在傳統(tǒng)的供水搶險過程中，由事故引發(fā)的關閥操作主要依賴于原始竣工資料中“栓點圖”提供的信息，但這種僅依靠地面建構筑物制作的圖檔資料目前已越來越不適應爆管搶修快速響應的需要。首先，此類栓點的確定方法存在一定人為主觀性，相對容易產(chǎn)生錯誤或標注不清晰，隨著時間的推移這些問題在解決過程中顯得更加復雜。其次，隨著城市建設的迅猛發(fā)展，大面積的開發(fā)和拆遷使原來一些作為“栓點圖”中的永久固定建筑物已被拆除，造成大量“栓點圖”失去原有的功能。此外，在現(xiàn)場搶修過程中還會遇到閥門被占壓或被破壞的情況，必須擴大工作范圍尋找并關閉外圍相關閥門，這個過程若按傳統(tǒng)圖紙查詢必然會影響現(xiàn)場搶修速度，擴大事故影響程度。GIS 系統(tǒng)內(nèi)每一處閥門的位置都經(jīng)過 GPS 儀器測量，有精確的三維坐標記錄，輔助 GPS 現(xiàn)場坐標定位系統(tǒng)，可準確、快捷地利用空間坐標找到相關閥門。針對因閥門占壓、故障等引發(fā)的搶修障礙，GIS 系統(tǒng)可以快速提供二次關閘方案，尋找事故周邊地區(qū)相近閥門，及時控制現(xiàn)場險情，并將事故損失控制到最小。同時 GIS 系統(tǒng)包含了管網(wǎng)管線上其他各類附屬設施的信息，為現(xiàn)場搶修提供了充分的資料儲備，便于施工人員制定更合理、快捷的搶險方案。

運用無線傳輸技術，施工人員可將現(xiàn)場信息以文字、圖片或視頻的形式上傳至管理部門，讓相關決策者更容易了解一線工作情況，及時做出指示。同時讓現(xiàn)場人員的工作更加便捷，依靠信息化技術將各類維護信息記錄得更詳細，也易于實現(xiàn)索引、排序、查找等功能，極大地方便了用戶調(diào)取和分析相關信息，提升了管網(wǎng)管理的工作效率和規(guī)范化管理水平。

四、結(jié)語

目前，GIS 在圖檔信息化管理、管網(wǎng)設計、模型建設、壓力流量數(shù)據(jù)監(jiān)測等方面應用廣泛；在紙質(zhì)資料整合，實現(xiàn)空間查詢方面效果明顯并能為供水企業(yè)日常生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)保證。結(jié)合現(xiàn)狀，未來還將啟動 GIS 平臺虛擬化建設，屆時可實現(xiàn)用戶直接登錄服務器，不在本地緩存數(shù)據(jù)。

參考文獻

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