給排水工程信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李尚周

（太原學(xué)院環(huán)工系 山西 太原 030032）

1 引言

城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，部分城市規(guī)模呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，其中的給排水系統(tǒng)也逐漸龐大與復(fù)雜。為了更好地解決水資源匱乏現(xiàn)狀，解決城市水資源供給問(wèn)題，有效提升城市給排水管理水平，給排水工程信息管理系統(tǒng)的建設(shè)變得尤為重要，給排水工程建設(shè)也在無(wú)形中影響城市化進(jìn)程的推進(jìn)。近年來(lái)，在信息技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的支撐下，給排水工程的建設(shè)已逐漸形成電子化的管理，如何構(gòu)建高效的給排水工程信息管理系統(tǒng)無(wú)疑成為相關(guān)部門急需關(guān)注的話題。基于GIS 的背景下，可以清晰地獲知各類數(shù)據(jù)的空間分布特征，GIS技術(shù)與給排水工程的聯(lián)系也越來(lái)越緊密，GIS 也會(huì)為相關(guān)工作人員提供越來(lái)越多的幫助。因此，在基于GIS 技術(shù)、模擬技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息化、智能化給排水工程管理系統(tǒng)十分有必要，有利于給排水工程的健康發(fā)展[1]。

2 給排水工程信息管理系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

2.1 基礎(chǔ)GIS 平臺(tái)設(shè)計(jì)

給排水工程信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)需要基于Web端、以GIS 作為系統(tǒng)基礎(chǔ)、C/S 作為組織框架，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析、數(shù)據(jù)編輯以及地圖的搜索、查詢等功能操作。其中，給排水工程的管網(wǎng)系統(tǒng)與各個(gè)子系統(tǒng)相對(duì)GIS 應(yīng)用接口而言，均屬于整體性系統(tǒng)，可以幫助給排水工程信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)操作功能，降低整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)難度，實(shí)現(xiàn)諸多子系統(tǒng)之間的有效協(xié)調(diào)。

2.2 給排水管網(wǎng)模型設(shè)計(jì)

GIS 平臺(tái)可以建立正式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚S護(hù)和檢查基礎(chǔ)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)管理系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)的維護(hù)。多元化管網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)較多功能操作，為系統(tǒng)對(duì)實(shí)際應(yīng)用情況的評(píng)估與分析增加準(zhǔn)確性與真實(shí)性。給水和排水管網(wǎng)模型的構(gòu)建主要將相關(guān)管理部門的日常工作作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，以輔助排水與水流監(jiān)督為主，通過(guò)B/S 框架來(lái)實(shí)現(xiàn)給排水工程信息管理系統(tǒng)的給水與排水等方面的信息化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工程運(yùn)行實(shí)施情況的監(jiān)督管控。

2.3 數(shù)字化給水平臺(tái)設(shè)計(jì)

信息產(chǎn)業(yè)中，GIS 集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、空間科學(xué)等多種學(xué)科為一體，通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與空間地理位置分布的數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種領(lǐng)域的方案規(guī)劃、決策、管理等提供可靠數(shù)據(jù)與信息。在給排水工程信息管理系統(tǒng)中，通過(guò)利用GIS 技術(shù)，結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)等相關(guān)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化給水平臺(tái)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)給水管網(wǎng)的模擬設(shè)計(jì)，改變傳統(tǒng)的管理流程，并協(xié)助建設(shè)給水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)和加強(qiáng)建設(shè)部門對(duì)給水系統(tǒng)的信息化管理。數(shù)字化給水平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)日常運(yùn)行、業(yè)務(wù)處理、用戶安裝與維護(hù)檢修等功能的遠(yuǎn)程操作。

2.4 數(shù)字化排水平臺(tái)設(shè)計(jì)

該平臺(tái)的設(shè)計(jì)中主要采用C/S、B/S、M/S 等系統(tǒng)模式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的維護(hù)。其中B/S 的主要功能為完成對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、檢修、防汛等方面工作的信息提醒，實(shí)現(xiàn)對(duì)排水管網(wǎng)的爆裂等相關(guān)事件的管控；M/S 的主要功能是輔助相關(guān)人員的日常工作，完成對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、上傳等功能。數(shù)字化排水平臺(tái)的整體功能主要是完成對(duì)自然水部門下發(fā)的操作指令提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)依據(jù)，為系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、檢修和應(yīng)急響應(yīng)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

3 實(shí)現(xiàn)給排水工程信息管理系統(tǒng)的技術(shù)支撐

3.1 GIS 技術(shù)

GIS 即地理信息系統(tǒng)，屬于一種空間信息系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)硬軟件作支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間中與地理分布相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、整理、編輯、模擬、分析等，是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科。GIS 以測(cè)繪為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)源，計(jì)算機(jī)編程為平臺(tái)，在給排水工程信息管理系統(tǒng)中可以輔助實(shí)現(xiàn)給排水管網(wǎng)的數(shù)字化與可視化、對(duì)暴雨內(nèi)澇的監(jiān)控、對(duì)管網(wǎng)閥門與構(gòu)筑物坐標(biāo)的定位與監(jiān)測(cè)、提升防汛工作效率等。除此之外，給排水工程管理系統(tǒng)中GIS 技術(shù)的引入，可以為獲取、管理水循環(huán)的空間與屬性信息提供直觀依據(jù)，通過(guò)地理建模實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管網(wǎng)等多種高級(jí)空間的數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)社會(huì)水循環(huán)過(guò)程的一體化管理，提升給排水工程相關(guān)工作人員的設(shè)計(jì)與管理工作效率和質(zhì)量。

3.2 模擬技術(shù)

在模擬技術(shù)方面，主要分為排水管網(wǎng)模型與給水管網(wǎng)模型的模擬。自21 世紀(jì)以來(lái)，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，城市排水系統(tǒng)和管網(wǎng)模型逐漸成熟，并逐步實(shí)現(xiàn)了可視化界面。由于城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致城市給排水管網(wǎng)的建設(shè)逐漸復(fù)雜化，通過(guò)管網(wǎng)模型模擬技術(shù)與GIS 技術(shù)的集成，可以將大量繁雜的數(shù)據(jù)信息以最簡(jiǎn)便化、可視化、數(shù)字化的方式呈現(xiàn)出來(lái)，幫助用戶理解。

給水管網(wǎng)的管道水力模擬技術(shù)中融合了模擬算法與分析的功能，可以直接顯示最終的仿真模擬結(jié)果。為系統(tǒng)的構(gòu)建提供最真實(shí)的依據(jù)與接口，方便管網(wǎng)模型的建設(shè)。給水管網(wǎng)模型技術(shù)中最具代表性的是EPANET 與DigitalWater SS 數(shù)字給水平臺(tái)，當(dāng)前在給水管網(wǎng)模型模擬中常用的是NET 軟件，便于提升系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性[2-3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，根據(jù)給排水工程信息管理系統(tǒng)的實(shí)際構(gòu)建需求，借助GIS 技術(shù)與管網(wǎng)模擬技術(shù)等多種現(xiàn)代化信息技術(shù)完成遠(yuǎn)程監(jiān)控與模擬信息管理等多方面的功能，實(shí)現(xiàn)給排水工程的一體化管理，對(duì)于給排水工程而言，有著非常重要的意義與價(jià)值，可以提升給排水工程數(shù)字化、信息化、智能化的管理水平，為城市給排水工程未來(lái)的健康發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[4]。